Instalatia de Forta Intr Un Atelier de Productie

Cuprins :

Capitolul 1 :

Distributia energiei electrice la consumatori industriali :

Instaltii electrice la consumatori . …………….5

Compensarea instalatilor electrice

la consumatori …………………………………6

Conditii de calitate in alimentarea

cu energie electrica a consumatorilor ………..8

Sarcini electrice de calcul ……………………..10

Metoda coeficientilor de cerere ……………..12

Capitolul 2 :

Proiectarea instalatie electrice pentru alimentarea cu energie a utilajelor dintr-o sectie a unei intreprinderi industriale :

Instalatii electrice de forta :

Dimensionarea circuitului pentru

utilaje ( cabluri , aparate de

comutatie si protectie ) ……………20

Calculul aparatelor de protectie ……22

Calculul puteri cerute si stabilirea

punctelor de distributie

(bare , tablouri ) ……………………25

Dimensionarea coloanei de

alimentare a punctului de distributie .26

Corelarea caracteristicelor

aparatelor de protectie ……………..27

Schema electrica monofilara

a circuitului …………………………28

Instalatia de compensare a puterii reactive :

Puteri cerute de la tabloul

general T.G. ………………………..31

Calculul factorului de putere

de la tabloulul general………………31

Dimensonarea instalatiei de

imbunatatire a factorului de putere :

– alegerea bateriei de condensatoare ;

– alimentarea circuitului ……..32

2.3 Dimensionarea instalatiei de protectie impotriva electrocutarii :

2.3.1 Protectia prin legare la pamant .

Determinarea rezistentelor

prizelor de pamant ………………..33

2.4 Verificarea retelei la pierderile de tensiune

Calculul pirderilor de tensiune

pe transformator………………….36

Pierderile pe circuit in regim

permanent………………………..37

2.4.3 Calculul pierderilor de tensiune

la pornirea motoarelor……………38

Bibliografie .

=== eltth ===

Tema:

-Instalatia electrica pentru alimentarea cu energie a utilajelor

dintr- o sectie a unei intreprinderi industriale .

-Reteaua de alimentare de joasa tensiune este 3x400v/230 .

-Utilaje : conform specificatiei .

Continutul:

Distributia energiei electrice la consumatori industriali .

Proiectarea urmatoarelor elemente :

Instalatii electrice de forta .

Instalatia de compensare a puterii reactive .

Verificarea retelei la pierderile de tensiune .

Dimensiomarea instalatiei de protectie impotriva electrocutari .

Cuprins :

Capitolul 1 :

Distributia energiei electrice la consumatori industriali :

Instaltii electrice la consumatori . …………….5

Compensarea instalatilor electrice

la consumatori …………………………………6

Conditii de calitate in alimentarea

cu energie electrica a consumatorilor ………..8

Sarcini electrice de calcul ……………………..10

Metoda coeficientilor de cerere ……………..12

Capitolul 2 :

Proiectarea instalatie electrice pentru alimentarea cu energie a utilajelor dintr-o sectie a unei intreprinderi industriale :

Instalatii electrice de forta :

Dimensionarea circuitului pentru

utilaje ( cabluri , aparate de

comutatie si protectie ) ……………20

Calculul aparatelor de protectie ……22

Calculul puteri cerute si stabilirea

punctelor de distributie

(bare , tablouri ) ……………………25

Dimensionarea coloanei de

alimentare a punctului de distributie .26

Corelarea caracteristicelor

aparatelor de protectie ……………..27

Schema electrica monofilara

a circuitului …………………………28

Instalatia de compensare a puterii reactive :

Puteri cerute de la tabloul

general T.G. ………………………..31

Calculul factorului de putere

de la tabloulul general………………31

Dimensonarea instalatiei de

imbunatatire a factorului de putere :

– alegerea bateriei de condensatoare ;

– alimentarea circuitului ……..32

2.3 Dimensionarea instalatiei de protectie impotriva electrocutarii :

2.3.1 Protectia prin legare la pamant .

Determinarea rezistentelor

prizelor de pamant ………………..33

2.4 Verificarea retelei la pierderile de tensiune

Calculul pirderilor de tensiune

pe transformator………………….36

Pierderile pe circuit in regim

permanent………………………..37

2.4.3 Calculul pierderilor de tensiune

la pornirea motoarelor……………38

Bibliografie .

CAPITOLUL 1

Distributia energiei electri electrice la

Consumatori industriali

Instalatii electrice la consumatori .

– Instalatia electrica defineste un anamblu de echipamente electrice interconectate intr-un spatiu dat , formand un singur tot si avand un scop functional bine determinat , ele clasificandu-se dupa diferite criterii ca :

rolul functional , pozitia in raport cu procesul energetic , locul de amplasare nivelul tensiuni , fregventa si modul de protectie .

– Prin echipament electric se intelege , in general orice dispozitiv intrebuintat pentru producerea , transformarea , distributia , transportul sau utilizarea energiei electice . Aceasta ultima destinatie defineste o categorie distncta de echipamente , denumite receptoare (dispozitive care transforma energia electrica in alta forma de energie utila ) , ele impartindu-se in:

receptoare de iluminat , cuprinzand corpuri de iluminat cu surse electrice de lumina respective .

receptoare de forta , care pot fi electrodinamice ( motoare electice , electromagneti , electroventile ) electrotermice (cuptoare electrice , agregate de sudura ) sau electrochimice ( bai de electroliza ).

– Tipul receptoarelor electrice are o influenta majora asupra intregii instalatii din care acestea fac parte , determinand atat tipul cat si caracteristicele restului echipamentelor si comductelor electrice , cat si tehnologia de executie .

Compunerea instalatiilor electrice la consumatori

Consumul de energie electrica este alcatuit din totalitatea receptorelor dintr-un anumit spatiu sau ditr-o intreprindere . Avand in vedere corelatiile de natura tehnologica , dintre diverse laturi ale procesului de productie , la care si instalatiile electice , se poate afirma ca reptoarele electrice , care in ansamblu formeaza consumatorul , sunt legate printr-un scop functional .

Instalatiile electrice la consumator se compun din

– receptore electrice

– retele electrice si puncte de alimentare ( disdributie )

– echipamente de conectare , protectie , etc.

Schema de distributie generala pentru instalatiile electrice la consumator este prezentata in fig. 1 .Alimentarea cu energie electrica a consumatorului , alcatuita din receptoare de joasa tensiune mi , se realizeaza in inalta tensiune de la statia SSE a sistemului energetic prin intermediul racordului de inalta tensiune 1 . Aceata alimenteaza o statie de transformare S.T. (pentru tensiuni de alimentare mai mari de 35 Kw ) sau o statie de distributie S.D. ;daca alimentarea cu energie a consumatorului se face printr-un singur post de transfornare P.T. , acesta se racordeaza direct la barele statiei sistemului .Din punctul de alimentare , reprezentat la barele statiei S.T. ( sau S.D.) se alimenteaza diferite posturi de transformare P.T. , precum si receptoare de medie tensiune mi , prin intermediul liniilor 2 , numite distribuitoare ; in practica se foloseste denumirea de fider pentru distribuitoarele care alimenteaza posturi de transformare sau puncte de alimentare intermediare .

De la barele de joasa tensiune ale P.T. se alimenteaza receptoare de joasa tensiune mj ale consumatorului . Receptoarele mai importante sau cela de putere mare , se racordeaza adeseori direct de la tabloul general . In general se realizeaza puncte de distributie intermediare , reprezentate de tablourile de distribute T.D. Liniile care alimenteza T.D. se numesc coloane . O parta ditre receptoarele de joasa tensiune sunt grupate pe utilaje ,care avand o instalatie proprie , au si un tablou de distributie T.U. al utilajului . Linia 4 care leaga tabloul de utilaj la tabloul de distributie contine un circuit de utilaj . Liniile de alimentare 5 ale receptopilui se nimesc circuite de receptor.

Figura 1 : Compunerea instalatilor electrice la consumator :

S.S.E. – statia sistemului energetic

S.T. – statia de transformare

S.D. – statie de distributie

P.T. – post de transformare

T.G – tablou general de distributie

T.D. – tablou de distributie

T.U. – tablou de forta pentru utilaj

mi – receptor de inalta tensiune

mj – receptor de joasa tensiune

1 – racord de inalta tensiune

2 – distribuitor de joasa tensiune

3 – coloana

4 – circuit utilaj

5 –circuit receptor .

1.3. Conditii de calitate in alimentarea cu enrgie electrica a

consumaturilor

Pentru buna functionare a receptoarelor , alimentarea cu energie electrica trebuie sa indeplineasca anumite conditii referitoare la tensiune , fregventa , putere si continuitate . Prezentare detaliata a acestor conditii se sistematizeaza in cele ce urmeaza :

A . Tensiunea constanta , ca valoare si forma . Aceasta reprezinta o prima conditie pentru orice tip de receptor .

– Este recomandabila ca tensiunea la bornele receptoarelor sa fie constanta si egala cu cea nominala sau variatiile posibile sa se incadreze in limitele precizata pentru fiecare receptor in parte . Aceste variatii pot fi lente , cauzate de modificarea in timp a incarcari receptoarelor sau rapide cauzate de scurtcicuite sau de modificari rapide ale sarcinilor .

– O diminure cu caracter permanent a valori tensiunii , poate fi consecinta subdiminuari sectiunii conductorului , situatii cu urmari negative ca : distrugerea izolatiei electrice , nefuctionarea echipamentului si suprasolicitarea termica a receptoarelor si conductoarelor .

– Tensiunile de alimentare mai mari decat cele nominale determina fuctionarea in suprasarcina a receptoarelor de forta si reduce durata de viata a receptoarelor de iluminat . Scaderea tensiuni sub valoarea nominala atrage dupa sine solicitarea termica ( la motoarele electice ) , functionarea la parametri inferiori (la cuptoarele electrice ) sau chiar nefuctionarea unor receptoare sau instalatii ( desprinderea electromagnetilor , a motoarelor asincrone ) .

– Problema formei tensiuni se pune atat in cazul receptoarelor alimentate in c.c. cat si in cazul celor alimentate in c.a. .

– Tensiunea continua la bornele receptoarelor de c.c. poate avea o serie de armonici , mai ales daca sursa de tensiune este redresor semicomandat sau comandat . Continutul de armonici este limitat in functie de efectele acestora asupra receptoarelor , prin precizia coeficientului de distorsiune admis .

– Abaterea de la forma sinusoidala a unei tensiuni determina functionarea receptoarelor de curent alternativ in regim deformant .In tinp ce unele receptoare ( ex. cuptoarele cu inductie ) prezinta armonici in unda de tensiune nu deranjeaza , la altele printre care si motoarele electrice prezenta armonicilor de tensiune trebuie limitata tot prin precizarea coeficientului de distorsine admis .

– Cauzele distorsiunii undei sinusoidale de tensiune se gaseste in cea mai mare parte la consumator . In timp ce o serie de echipamente , cum sunt bobinele cu miez feromagnetic , receptoarele cu arc electric si motoarele , prezinta surse de armonici de tensiune si curent , elementele reactive de circuit ca bobinele si condensatoaele prezinta amplificatoare de armonici de tensiune , respectiv de curent . In cadrul instalatiilor electice la consumator trebuiesc luate masuri pentru reducerea efectelor deformante si a influientelor acestora asupra retelei de alinentare .

B . Fregventa constanta a tensiuni de alimentare constituie un dezinteres major , atat pentru buna functionare a receptoarelor , mentinerea preciziei aparetelor de masura , cat si pentru masinile de lucru antrenate prin motoare de c.c. . Variatile fregventei pot fi cauzate de variatii importante de sarcina sau de avarii grave in sistem , originea unor asemenea cauze pot fi si consumatori de energie electrica .

– Mentinerea constanta a fregventei industriale ( 50 Hz ) este o problema la nivel de sistem energetic , fiind legate de puterea in rezerva din centralele electrice ele sistemului si de operativitatea dispeceratului . In anumite situatii , cand posibilitatea de producere a energiei electrice sunt limitate , se decide intreruperea unor consumatori ( sacrifidarea distribuitorilor ) in scopul mentineri fregventei in sistem .

– Abaterile maxime ale fregventei sunt de +/- 50 Hg .

C . Simetria tensiunilor este conditia in baza careia sistemul teniunilor de faza trebuie sa-i corespunda trei fazori egali si defazati cu 120 de grade .

– Cauzele nesimetriei , sunt de o parte instalatii de producere si transport , independent de consumator .

– Consecintele nesimetriei tensiunilor se studiaza prin metoda componentelor simetrice , cand se determina pe langa componentele directe si componente inverse si homopolare . Ultimele sunt cauzele unor cupluri de franare , respectiv incalzirea si vibratii la motoarele de curent alternativ .

D . Puterea necesara este o conditie globala a consumatorilor si unul dintre criteriile esentiale in proiectare .

– In functie de puterea maxima absorbita in punctul de racordare , conform normativului , se stabilesc clasele de consumatori de energie din sistemului electroenergetic .

– Punctul de separatie intre furnizori si consumatori se numeste punct de delimentare .

– Alimentarea cu energie electrica a consumatorilor din diverse clase se poare realiza cu urmatoarele nivele de rezervare in caile de alimentare :

nivelul 1 , asigurand o rezerva de 100% prin cai de alimentare independente , racordate in puncte de distribuie distincte .

nivelul 2 , asigurand o rezerva de 100% dar caile de alimentare nu sunt in mod obligatoriu independente si pot fi racordate in puncte de distributie nedistincte de alimentare .

nivelul 3 , este fara rezerva .

E . Continuitatea alimentari cu energie electrica a consumatorilor prezinta cea mai importanta conditie calitativa .

– Clasificare receptoarelor pe categorii , cu stabilitatea duratei de realimentare , adica a duratei intreruperilor admisibile in alimentare se efectuiaza de catre proiectantul general , dupa consultarea furnizorilor de catre echipamente , a beneficiarului investitiei si a proictantului de specialitate .

– Durata de realimentare se situiaza deasupra unei valori minime de trei secunde ( la receptoarele de categoria 0 sau 1 ) , corespunzand duratei de actionare a automatici de sistem , putand atinge chiar cateva ore ( la receptoarele de categoria 2 sau 3 ), fara a depasi insa 24 de ore .

– Cunosterea structuri unui consumator pe categorii de receptoare are o importanta deosebita pentru proiectare de instalatii electrice , aceasta influienteaza unele etape de proiectare cum sunt : stabilirea schemei de racordare si distributia de inalta tensiune , orgnizarea posturilor de transformare , alegerea schemei de distributie in joasa tensiune .

Sarcini electrice de calcul

In cadrul instalatiilor electrice , sarcina electrica reprezinta o marime care caracterizeaza consumul de energie electrice . Marimile utilizate in acest scop sunt puterea activa P , reactiva Q , aparenta S si curentul I .

In proiectarea instalatilor electrice la consumator este necesar sa se cunoasca puterea absobita de catre :

receptoarele , pentru dimensionarea circuitului de receptoare

utilaje , pentru dimensionare circuitului de utilaje

grupuri de receptoare si utilaje , pentru dimensionarea tablourilor de distributie si a coloanelor de alimentare a acestora

sectiile de intreprinderi si apoi de intreaga intreprindere pentru dimensionarea postului de trasnsformare , a liniilor de medie si inalta tensiune si statiilor de distributie sau de transformare .

Caracteristicile tehnice nominale ale receptoarelor sunt urmatoarele :

puperea activa Pn sau aparenta Sn

tensiunea Un

conexiunea fazelor

curentul In

randamentul n

factorul de putere cosn

relatia dintre curentul de pornire I p (conectare ) si curentul nominal , sub forma raportului Ip /In

in cazul receptoarealor pentru un sistem de functionare intermitent ( motoare electrice ) se specifica si ΔA (durata de actionare nominala ) .

Puterea instalata P a unui receptor reprezinta puterea sa nominala raportata la durata de actionare ΔA=1 .

Prin urmare Pi a unui receptor este mai mica , cel mult egala cu puterea nominala Pn a acestuia .

In cazul receptoarelor caracterizate prin Sn :

Pentru grupuri de n receptoare :

-in care puterile instalate individuale Pij rezulta din relatiile prezentate anterior .

Puterea activa absorbita , care se ia in consideratie in calculul pentru grupuri cuprinzand cel putin patru receptoare se numeste puterea ceruta sau de calcul . Puterea ceruta Pc reprezinta o putere activa conventionala , de valoare constanta , care produce in elementele instalatiei electrice (conducte , echipamente ) acelas efect ca si puterea variabila reala , intr-un interval de timp determinat , in perioada de incarcare maxima .

Determinarea prin calcul a puteri cerute se face prin diferite metode , utilizate in functie de stadiul proiectari si la nivelul la care se efectuiaza calculele. Deoarece calculele trebuiesc efectuate la toate nivelele instalatiei electrice la consumator , incepand de la cele inferioare ( receptoare ) si pana la cele superioare ( racorduri de inalta tensiune ) .

Principalele metode de determinarea a puteri cerute in faza de proiectare :

Metoda coeficientilor de cerere , aplicata la orice nivel si in special la grupuri mari de receptoare reprezentand o sectie sau o intreprindere .

Metoda formulei binare , care da rezultate acoperitoare pentr-un grup restrans de receptoare , avand puteri mult diverite intre ele , fiind recomandate pentru calculul puterilor cerute in general la nivelul tablourilor de distributie.

Metode bazate pe puterea medie si indicatori curbelor de sarcina , recomandate pentru calculul puteri cerute la nivelul superior , de la barele de joasa tensiune ale posturilor de transformare , la liniile de racord de inalta tensiune .

Metoda coeficientilor de cerere

Puterea ceruta activa :

Unde : K- coeficientului de cerere

P – puterea instalata

Puterea ceruta :

Unde :

Coeficientul de cerere Kc tine cont de randamentul al receptoarelor , de gradul de incarcare al acestora prin coeficientului de incarcare Ki , de simultaneitatea functionari lor prin coeficientul de simultaneitate Ks , si de randamentul r al portiuni dintre receptoare si nivelul la care se calculeaza puterea ceruta .

Asadar :

Randamentul al receptoarelor se ia considerare numai la acele receptoare , pentru care puterea instalata Pi , cea nominala Pn , semnifica puteri utile , cum este cazul motoarelor electrice , la care puterea nominala reprezinta puterea mecanica la arbore .

Factorul de putere cerut cosc exprima consumul de putere reactiva la receptor , care absorb putere putere reactiva Pc , in conditiile reflectate global prin coieficientul de cerere .

Coeficientii de cerere si factori de putere sunt determinati experimental , pe baze statistice pentru diferite receptoare . Toate receptoarele carora le corespund aceleasi valori pentru perechi de marimi ( Kc ,cosc ) se incadreaza intr-o singura grupare , numita categorie de receptoare .

Pentru explicitarea modului de aplicare a metodei coeficientilor de cerere , se considera un consumator de calcul , adica un ansamblu de n receptoare , incadrate in m categorii ; consumatorul de calcul poate fi reprezentat de totalitatea receptoarelor , care apartin unui tablou de distributie , unei sectii sau intreprinderi . O categorie K cuprinde nk receptoare , astfel incat puterea instalata a acestora este :

Iar puterea instalata totala este :

Puterea ceruta de receptoarele , care fac parte dintr-o aceeasi categorie K este data de relatia :

Pck=kck'*Pck unde : Kck' – coeficientul de cerere

corectat al categoriei respective

de receptoare .

Corelatia tine seama de numarul total de receptoare si se realizeaza prin intermediul coeficientului Ka de influienta a numarului de receptoare , conform :

In care kck – coeficient de cerere pentru categoria de receptoare considerata .

Cazuri limita ale corectiei sunt urmatoarele :

n<4 , cand Ka=1 si pentru urmare Kc'=1 , adica un numar de receptoare mai mic decat patru , puterea ceruta este egala cu suma puterilor instalate ale receptoarelor . Un astfel de consumator de calcul se poate intalni la tablourilor de utilaj sau al celor de distributie care alimenteaza cel mult trei receptoare .

n>>50 , Ka>>10 , obtinem Kc' Kc , ceea ce inseamna ca pentru un consumator de calcul cu un numar foarte mare de receptoare , corelatia coeficientului de cerere este nula . Astfel de situatii se intalnesc la nivelul tabloului general din posturile de trasformare , sau ale tablourilor de distributie care alimenteaza un numar mare de receptoare .

Avand determinate puterile cerute ale receptoarelor din fiecare categorie , puterea ceruta totala la nivelul consumatorului de calcul este :

Calculul puterilor reactive cerute se face , de asemenea,pentru

fiecare categorie de receptoare in parte :

Puterea aparenta totala absorbita de consumatorul de calcul :

Daca rezultatul obtinut se incadreaza in valorile :

La componentele active si reactive se aplica reduceri prin intermediul coeficientilor de reducere Kra , pentru puterea activa si krr pentru puterea reactiva :

Unde :

Reducerea nu se aplica daca Sc<400 KVA .

In cazul in care consumatorul de calcul este o sectie sau o intrega intreprindere , Sc serveste ca baza pentru alegerea transformatorului de alimentare :

Unde : Snt- puterea aparenta a transformatorului .

Daca sarcina nu poate fi prelucrata de un trasformator

( Sc'>1600 KVA ) , se grupeaza pe doua sau mai multe trasformatorului de puteri corespunzatoare , urmand ca la puterile ale fiecarui grup de receptoare sa se aplice coeficientii de reducere mentionati .

Pentru determinarea puterilor cerute Pct si Qct din reteaua de medie tensiune , totalul abtinut dupa aplicarea reducerilor se adauga pierderile active ΔPt , respectiv reactive ΔQt din transformatoare , conform relatii

Unde : Qbc reprezinta puterea bateriilor de condensatoare instalate pentru compensarea puterii reactive .

In lipsa unor date de catalog , pierderile de putere din trasformator se pot colcula cu relatiile :

Unde : St –suma puterilor nominale ale

trasformatorului .

In cazul consumatorilor de calcul alimentati prin mai multe trasformatoare , se recomanda ca valorile determinate cu relatiile (1) , (2) sa li se aplice coieficientul de simultaneitate Kas pentru puterea activa si Ksr pentru puterea reactiva , rezultand puteri cerute pe partea de medie tensiune

Coeficientii de simultaneitate sunt dati in tabele in functie de numarul de trasformatoare .

Coieficientul mediu de cerere al consumatorului este :

Puterea aparenta ceruta totala permite determinarea factorului de putere mediu :

care in situatia ca puterea reactiva totala Qct' , a fost calculata fara a tine cont de reducerea datorata puteri reactive a surselor de compensare , se numeste factor de putere natural .

CAPITOLUL 2

Proiectarea instalatiei electrice pentru alimentarea cu energie electrica a utilajelor dintr-o sectie a unei intreprinderi industriale

Alimentarea se face dintr-un post de transformare 10KV/0,4KV care alimenteaza si alte sectii .

Reteua de alimentare de joasa tensiune este 3x400V/230V

Utilajele montate in sectie sunt urmatoarele :

strunguri normale ( SN. ) ;

freze universale ( FUS.) ;

polizoare duble ( PD. ) ;

prize monofazate ( PR 1~ );

prize trifazate (PR 3~ ) ;

Tabel de date nominale si caracteristicele utilajelor considerate

Caracteristicile utilajelor:

2.1. Instalatii electrice de forta

Generalitati :

* Circuitele si coloanele instalatiilor electrice de forta se dimensioneaza pentru a satisface conditia de stabilitate termica la incalzire in regim permanent , si in regim de scurta durata la pornire , corelat cu incadrarea sectiunilor in limitele minime admise din punct de vedere al rezistentei mecanice si cu alegerea dispozitivelor la supracurenti ( suprasarcina si scurtcircuit ).

Prima etapa in dimensionarea instalatiei de forta este determinarea curentului de calcul . Relatiile care se folosesc pentru determinarea curentului de calcul depind de numarul si tipul receptoarelor . Pentru a verifica conditia de stabilitate termica in regim de scurta durata la pornirea motoarelor electrice , se calculeaza curentul lor de pornire si curentul de varf pentru grupele de receptoare , in functie de procedeul de pornire folosit .

Alegerea sectiunii conductoarelor de faza , atat in cazul circuitelor cat si in cazul coloanelor se face pe baza relatiei :

Sectiunea astfel obtinuta trebuie sa satisfaca si conditia de stabilitate termica in regim de scurta durata la pornire prin relatia:

Unde : *Jpn- densitaeta de curent maxima la pornire

( 20 A/mm2 la conductor de aluminiu si

35 A/mm2 la conductor de cupru )

*Ip'- reprezinta curentul de pornire , la circuitul care alimenteaza un singur receptor; curentul de varf Iv , la circuitele de utilaje si la alimentarea mai multor receptoare si curentul de varf Ivc in cazul colaonelor .

B. Instalatiile electrice vor fi protejate prin dispozitive de protectie impotriva supracurentilor datorati scurtcircuitelor sau suprasarcinilor.

Protejarea impotriva curentilor de scurtcircuitelor se realizeaza prin sigurante fuzibile sau/si intreruptoare automate cu relee maximale de curent .

Dispozitive de protectie se prevad in urmatoarele cazuri :

la plecari din tablourile de distributie ;

intrarea punctelor in care sectiunea descreste ;

la ramificatiile spre receptoarele individuale ;

la plecarile racordate la tablourile de distributie inaintea sigurantelor principale ale acestuia sau direct la bornele de intrare in tablou ( coloana pompelor de incendiu , circuitul sau coloana de iluminat de siguranta .

Se interzice montarea dispozitivelor de protectie in urmatoarele cazuri :

pe conductele instalatiilor de protectie impotriva electrocutari (nul , pamant ) ;

pe conductele utilizate ca nul de lucru .

Datorita faptului ca intreruptoarele automate de joasa tensiune sunt prevazute , in afara releelor electromagnetice si cu relee termice , in toate cazurile se face dimensionarea si reglarea protectiei la suprasarcina . Rezulta deci ca circuitele de utilaje si coloanele electrice se protejeaza la suprasarcina numai in situatiile cand protectia lor la scurtcircuit se realizeaza prin intreruptoare automate . Receptoarela electrice de forta se protejeaza impotriva curentilor de suprasarcina prin dispozitive de protectie cu relee sau declansatoare temice . Caracteristica de funtionare a releului termic trebuie sa asigure , pe de o parte actionarea contactorului inaintea aparitiei pericolului de deteriorare a receptorului protejat , iar pe de alta parte , protectia nu trebuie sa actioneze (nu trebuie sa intrerupa circuitul ) la suprasarcina de scurta durata normale , ca de exemplu curentii de pornire a motoarelor electrice , varfurile de curenti date de procesul tehnologic .

Dimensionarea circuitului pentru utilaje

Utilajul SN 500

unde : Pn –puterea nominala a receptorului

cos – factoreul de putere al

receptorului , indicat de prod .

– randamentul receptorului ,

indicat de producator

Ki – coeficientul de incarcare

U – tensiunea de linie

Deci :

unde: * K1` -coeficientul de corectie in functie de modul de

plasare ;

K2` -coeficientul de corectie in functie de temperatura

mediului .

Curentul de varf :

Unde : Ipm – curentul de pornire maxim ( curentul de pornire al

receptorului care preia cel mai mare curent de pornire );

– suma curentilor de calcul pentru restul receptoarelor

considerate in functiune .

Asadar se alege cablul : CYY 4×4 mm²

Utilajul SN 800

Asadar alegem cablul CYY 4x10mm² .

Utilajul FUS 200

Asadar alegem conductorul CYY 4×1,5 mm²

Utilajul PD 700

Asadar alegem conductorul CYY 4×1,5 mm²

Priza 3~

Asadar alegem conductorul CYY 4×1,5 mm²

Priza 1~

Asadar alegem conductorul CYY 3×1,5mm²

Calculul aparatelor de protectie

Protectia impotriva curentilor de scurtcircuit se realizeaza de regula , prin sigurante fuzibile , pentru circuite , coloane secundare si principale si prin relee si declansatoare electromagnetice ce actioneaza asupra intreruptoarelor automate prevazute la coloanele generale de alimentare a tablourilor de forta sau la motoarele de puteri mari .

Curentul nominal al fuzibilului Inf se determina in baza urmatoarelor conditii :

1. siguranta fuzibilului trebuie sa suporte curentul de durata al circuitului sau a coloanei :

2. siguranta trebuie sa reziste la actiunea curentului de pornire care se exprima :

3. sigurantele trebuie sa protejeze conductorul la actiunea cureatilor de scurtcircuit :

Asadar :

Utilajul SN 500

Alegem : siguranta LF63/50

releul TSA32/20

contactorul TCA 2

Utilajul SN 800

Alegem : siguranta LF200/125

releul TSA-W 63/63

contactorul TCA 63

Utilajul FUS 200

Alegem : siguranta LF 25/10

releul TSA 10/6

contactorul TCA 6

Utilajul PD 700

Alegem : siguranta LF 63/50

releul TSA 32/20

contactorul TCA 6

Priza 3~

Alegem : siguranta LF 23/6

Priza 1~

Alegem :siguranta LF 23/4

Calculul puterii cerute si stabilire punctelor de

distributie

Facem impartirea pe grupe de consumatori :

Utilizam metoda coeficientilor de cerere (mentionati in capitolul precedent ) :

Unde : Pck = Kc`*Pik

Qck = Pck*tgc

Kc` = Kc + (1- Kc )/Ka

Se alege un singur tablou de distributie:

2.1.4. Dimensionarea coloanei de alimentare a punctului de

distributie

Alegem cablul CYY 3×35+16 mm²

Unde : Ivm- curentul de varf maxim (al utilajului sau circuitului cu cel mai multe receptoare care preia cel mai mare curent de varf )

Ic- curentul de calcul al coloanei

Icm- curentul de calcul al circuitului cu Ivm

Corelarea caracteristicilor aparatelor de protectie

Alegem : siguranta MPR 315/250

separatorul USOL 250

Instalatia pentru conpensarea puteri reactive

Generalitati

Consumul de putere reactiva in cadrul sistemului energetic se datoreaza receptoarelor electrice si pierderilor in linii , fiind practic egala cu consumul de putere activa , la sarcina maxima . Centralele sunt dimensionate pentru o productie de putere reactiva cu 50-60% din cea activa , ceea ce conduce la necesitatea de introducere a unor instalatii de compensare difereatei de putere reactiva . In plus apar si o serie de efecte negative care dauneaza asupra conditilor de calitate in alimentarea consumatorilor .

Consumul de putere reactiva este caracterizat de factorul de putere , care in regim sinusoidal este dat de relatia :

Receptoarele care consuma putere reactiva dintr-o intreprindere industriala sunt :motoarele asincrone , transformatoarele , cuptoarele cu arc , lampile cu descarcari in gaze si vapori metalici etc .

Consumul de putere reactiva al motoarelor asincrone factorului de putere redus si functionarii la sarcini diferite de cele nominale , cateodata chiar in gol .

Consumul de putere reactiva are efect negativ asupra intregului proces de productie , transportul distributie si utilizare a energiei electrice prin :

cresterea pierderilor de putere si energie activa , la producerea si transportul energiei electrice ;

cresterea pierderilor de tensiune la transport ;

reducerea posibilitatilor de incarcare cu putere activa a instalatiei ;

necesitatea supradimensionari instalatiei electrice insotita de marirea cheltuielilor de investitii ;

cresterea curentului permanent de scurtcircuit ;

valoarea ridicata a cheltuielilor anuale .

La proiectarea instalatiilor tehnologice se va urmari compensarea consumului de putere reactiva , caracterizata de ridicarea factorului de putere , prin :

abordarea in masura posibilitatilor a unor procese tehnologice , agregate si scheme tehnologice si de functionare caracterizate prin factorul de putere ridicat

alegerea judicioasa a tipului si puteri motoarelor electrice , a transformatoarelor , evitandu-se supradimensionarilor ; compensarea motorului asincron , individual , cu condensatoare in derivatie .

Alegerea acestor surse impunerea parcurgerilor urmatoarelor trei etape :

determinare marimilor puteri reactive Qc a sursei , pentru realizarea factorui de putere cos2 , pe baza relatiei :

unde : P1- puterea activa a consumatorului necompensata ( puterea ceruta ) ;

∆Pc – pierderile de putere activa in sursa de compensare ;

Diagrama puterilor pentru determinarea puterilor

reactive a surselor specializate

2. alegerea sursei de compensare :

– condensatoare in derivatie : se utileazeaza , de regula ca sursa specializata de compensare a puterii reactive , fiind mai ieftine , avand pierderi mai mici si conditii de exploatare mai usoare decat compensatoarele sincrone ;

3. stabilirea amplasamentelor sursei de compensare

– centralizata , pe joasa tensiune , la tablourile generale din posturile de transformare .

Echipamentul electric al bateriei de condensatoare se compune din :

aparate de protectie impotriva electrocutarii , scurtcircuitelor externe , supracurentilor si supratemperaturile mediului ambiant ;

– aparate de masura

Protectia impotriva scurtcicuitelor externe si supracurentilor este realizata cu sigurante fuzibile si contactoare cu relee termice .

2.2.1. Puterea ceruta la tabloul general

vom considera : Pck =115,5 KW

Qck =162,5 KVAR

Unde pentru sectia considerata avem : Qck = 38,5 KW

Pck =163,5 KVAR

Din calculele prezentate anterior ; restul fiind puterea ceruta de o alta sectie din cadrul intreprinderii .

2.2.2. Calculul factorului de putere de la T.G.

Este necesara montarea unei baterii de condensatoare care sa compenseze puterea reactiva :

Puterea reactiva necompensata :

Q =Qck – Qb = 162,5 – 117,8 =44,7KVAR

Numarul de module necesar este :

n>Qb/20KVAR =117,8/20 = 5,89~6

Dimensionarea instalatiei de imbunatatire a

factorului de putere

Qb =6*20 =120 KVAR

Asadar vom dispune trei circuite de condensatoare ( formate din 2 module ) avand fiecare Qcirc = 40 KVAR

Vom face calculul decat pentru un singur circuit ; pentru celelalte fiind in mod asemanator .

Se alege cablul : CYY 3×35+16 mm² .

Aparate de protectie :

Alegem : siguranta : MPR 200/250

releul termic : TSA-W 100/100

contactorul : Is = 1,8Ic = 79A

TCA 125

2.3. Dimensionarea instalatiei de protectie impotriva electrocutarii

Generalitati:

– Efectele legarii la pamint :

– Reducerea valori tensiunii de contact la care este supus omul in cazul unei atingeri indirecte

– Curentul de defect care se stabileste prin pamant parcurge dispozitivul de protectie la scurt circuit de pe faza defecta si daca este intens poate determina functionarea aparatului respectiv (arderea sigurantei, declansare releu).

– Observatii :

– La retelele cu neutrul legat la pamint nu se poate realiza concomitent reducerea tensiunii de contact in toate punctele retelei si nici deconectarea aparatului la care a aparut defectul poate fi folosita ca protectie suplimentara.

– La retelele cu neutrul izolat – legarea la pamant protectie principala asigurind suplimentar controlul rezistentei de izolatie.

2.3.1. Determinarea rezitentei prizei de pamant

1 – conductor de ramificatie

2 – conductor principal de legare la pamant

R0 – rezistenta da pamant

Rp – rezistenta prizei de protectie .

– Calculul rezistentei prizei de pamant :

; ;

unde

= 40V – tensiunea de contact

= 4Ω – rezistenta priza pamant in exploatare (din considerente de functionare a retelei nu poate fi ales oricat; valori intre (2-4)Ω).

– nu depinde de si ci de raportul lor.

Asadar :

Ω

– Dimensionarea instalatiei de legare la pamant:

– conditie :

– asadar

.

– rezistenta unui electrod

Alegem o configuratie de priza

electrod vertical de sectiune circulara ingropata la adancime :

h = g + l /2 ; d = 48,88mm

= 50 Ωm ; h = 2,5 m

se tine cont de asezarea ( verticala , orizontala ) si de factori de utilizare a prizelor

unde : – Uv = 0,66 ; Uh = 0,44 – factorul de utilizere al prizei

nv – numarul de electrozi

Relh ; Relv – rezistenta electrica orizontala ,

respectiv verticala .

Asadar , pentru distanta dintre electrozii verticali in raport cu lungimea lor ( l ) a electrozilor .

Avem :e =20 ; nv = 20 ; uv = 0,66 ;uh = 0,44 .

2.4.Verificarea retelei la pierderile de tensiune

Calculul pierderilor de tensiune pe transformator si pe coloana in regim permanent

pierderile pe transformator :

pierderile pe coloana :

Pierderile pe circuit in regim permanent

Se alege circuitul celui mai mare utilaj ca putere ,

adica SN 800 :

Pierderile de tensiune la pornirea motoarelor

2.4.3. Calculul pierderilor de tensiune la pornirea motoarelor

Curentul de pornire al motorului celui mai mare : SN 800

Observatii :

Protectia prin legare la nul este pentru toate elementele metalice care nu se afla sub tensiune in mod obisnuit , dar pot ajunge ( se iau toate carcasele metalice si se leaga impreuna la conductorul de nul al retelei ) .

In caz de defect se realizeaza un scurtcircuit monofazat limitat de parametri retelei rezulta ca siguranta se topeste , declansatorul intrerupe automat ( deconectarea se face in trei secunde ) ; dispare si tensiunea de contact .

In interval de trei secunde de la producerea defectului , tensiunea de contact este egala cu tensinea de faza .

Conductorul de nul este legat la pamant in mod repetat pe traseul retelei .

2.5. BIBLIOGRAFIE :

D. COMSA ; S. DARIE ; V. MAIER ; M. CHINDRIS

Proiectarea instalatiilor electrice industriale ;

– A. POPEATA ; M. EREMIA ; V. ALEXANDRESCU

Transportu si distributia energiei electrice ;

– I. CIOC ; I. VLAD ; G. CALOTA

Transportul electric ;

– L. PANTELIMON ; D. COMSA ; P. DINCULESCU

Utilizarea energiei electrice si instalatii

electrice ;

– G. HORTOPAN

Aparate electrice de comutatie ;

– P. PIETRAREANU

Agenda electricianului .