MINISTERUL EDUCAIEI AL REPUBLICII MOLDOVA

CUPRINS

ntroducere..............................................................................................................................3

1. PARTEA ELECTROTEHNIC ........................................................................................4

a. Descrierea procesului tehnologic a ntreprinderii..........................................................4

b. Caracteristica seciilor....................................................................................................5

c. Calculul sarcinilor electrice a seciei de studiu aprofundat i a ntreprinderii...............8

d. alegerea tensiunii, schemei i a parametrilor racordului ntreprinderii la sistemul electroenergetic...........................................................................................11e. Determinarea numrului i puterilor nominale a transformatoarelor, tipului posturilor de transformare.................................................................................12f. Elaborarea sistemului intern de alimentare cu energie electric. Calculul parametrilor liniilor de alimentare.................................................................14

g. Elaborarea schemei i calculul parametrilor reelei electrice din secia reparaii mecanice.......................................................................................................22.h. ntocmirea schemei de calculul i a schemei echivalente pentru calculul curenilor de scurtcircuit. Calculul curenilor de scurtcircuit.......................................26i. Alegerea i verificarea aparatelor i conductoarelor la tensiuni nalt i joas............29j. Protecia mpotriva loviturilor directe de trsnet i supratensiuni..................................352. ELABORAREA PROTECIEI PRIN RELEE A ELEMENTELOR

SISTEMULUI DE ALIMENTARE CU ENERGIE ELECTRIC........................................37

2.1.1 Calculul selectivitii ntre elementele de protecie...................................................37

2.1.2 Calculul proteciei prin relee a LEC-10 kV ce alimenteaz ID-10 kV.................. ...39

2.1.3 Calculul proteciei prin relee a transformatorului de putere din secia

mecanic TMZ-160-10/0,4........................................................................................43

2.1.4 Verificarea transformatorului de curent la eroarea de 10%.......................................46

Introducere

La baza proiectrii i reconstruciei sistemului de alimentare cu energie electric st calculul sarcinii electrice a crei valoare determin parametrii elementelor sistemelor de alimentare cu energie electric.

Valoarea prea majorat a sarcinii de calcul duce la creterea volumului de investiii capitale i utilizarea nedeplin a utilajelor si a materialelor conductoare iar valoare prea micorat duce la creterea pierderilor de energie electrica la accelerarea uzrii utilajului si cderea productivitii muncii.

In practic se cunosc mai multe metode de calcul a sarcinii electrice care ne permit sa efectuam calcule pentru diferite trepte ale sistemului de alimentare cu energie electrica .

La efectuarea proiectului se utilizeaz pe larg tehnica modern de calcul, care permite rezolvarea problemelor inginereti complicate. Pentru a elabora un proiect de acest tip la nivelul necesar trebuie de utilizat diferit bibliografie, normative, ndrumrile i recomandrile instituiilor de proiectare. Sarcina proiectului dat const n alimentarea cu energie electric a unei ntreprinderi constructoare de piese de schimb pentru tehnica agricol, deciziile luate trebuie s corespund normelor i standardelor n vigoare. La etapa de proiectare trebuie de inut cont de fiabilitatea alimentrii consumatorilor pentru a nu afecta productivitatea i calitatea produsului final. Pentru a mri productivitatea uzinei trebuie de inut cont de continuitatea alimentrii cu energie electric, pentru acesta se utilizeaz automatizri: anclanarea automat a rezervei (AAR), care mrete gradul de fiabilitate i este o metod de limitare a curenilor de scurtcircuit. Calculul acestora se realizeaz cu ajutorul mainilor electrice de calcul (MEC).

Proiectul implic folosirea unor cunotine asimilate anterior la discipline ca Bazele Electrotehnicii, Maini Electrice, echipamente electrice, Acionri Electrice etc. Coninutul proiectelor a fost corelat cu cel al altor discipline cum sunt Reelele Electrice, Partea Electric a centralelor i staiilor electrice prevzute la specialitatea menionat.

Unul din aspectele importante i moderne asigurarea reducerii consumurilor de energic electric n condiiile asigurrii unei producii de calitate, economicitatea tuturor soluiilor referitoare la instalaiilor electrice ale ntreprinderii. Instalaiile de distribuie actuale trebuie s corespund unui grad de siguran tot mai ridicat.

1 PARTEA ELECTROTEHNIC

1.1 Caracteristica general a ntreprinderii i a procesului tehnologic

ntreprinderea proiectat Fabrica de vinuri din or.Singerei este un combinat al industriei de prelucrare destinat pentru producerea, stocarea i comercializarea vinurilor de mas de calitate superioar. Fabrica este compus din mai multe secii, fiecare secie n parte i are destinaia sa. Fabrica conine consumatori att de categoria II-a ct i consumatori de categoria III-a. Dup gradul de continuitate n alimentare cu energie electric ntreprinderea aparine consumatorilor de categoria II-a.

Seciile de baz a ntreprinderii realizeaz ct produs gata pentru realizare, att i semifabricate pentru alte secii. Seciile secundare secundare sunt destinate pentru reparatia transportului auto, aprovizionare cu energie termic att a seciilor din incinta ntreprinderii, ct i a unui cartier locativ din vecintatea ntreprinderii.

Consumatorii de energie electric de baz la ntreprindere snt alimentai la tensiunea joas 0,4 kV. La ntreprindere lipsesc consumatori de tensiune medie.

Utilajul de baz n procesul de producere a vinurilor brute constituie zdrobitoarele, scurgtoarele, pompele, strungurile de prelucrare a metalului, cuptoarele.

ntreprinderea proiectat este un consumator de energie electric de putere medie, puterea instalat fiind de 1190 kW.

ntreprinderea dat este o ntreprindere sezonier. La sezon funcioneaz ntr-un regim stabil , n 2 schimburi.

n componena ntreprinderii analizate intr seciile prezentate n tabelul 1.1.Principalele activiti de producere sunt prelucrarea strugurilor, producerea i pstrarea vinurilor, distilarea vinomaterialului pentru divin.

Vinurile se obin dup urmtorul proces tehnologic : recepia strugurilor, zdrobitul i desciorchinatul strugurilor, macerarea mustului pe botin, separarea mustului i presarea botinei, fermentarea mustului, pritocurile i egalizarea vinurilor brute. Recepia cantitativ are loc cu ajutorul cntririi, indiferent de modul de transport utilizat, care se realizeaz cu ajutorul basculei pod, este amplasat la intrare lng secia de prelucrare a strugurilor. Strugurii sunt descrcai n buncrul de recepie, apoi sunt supui zdrobirii cu ajutorul zdrobitorului cu valuri. Macerarea mustului pe botin se face cu respectarea strict a anumitor parametri tehnologici, n ceea ce privete timpul de macerare, temperatur, modul de omogenizare a botinei, etc.Separare mustului de botin se face cu ajutorul scurgtoarelor. Botina rmas de la scurgerea mustului este trecut la prese, de unde se extrag alte fraciuni de must. Mustul este trecut n rezervoare speciale, n care are loc sedimentarea prilor solide din el. Dup sedimentare, mustul se trage de pe depozit i se trece n vasele de fermentare. Fermentarea este principalul proces prin care mustul este transformat n vin. n secia , unde se afl vasele de fermentaie o mare importan o are ventilarea, prin folosirea unor ventilatoare. Maturarea vinului constituie etapa urmtoare din tehnologia producerii vinurilor, n care are loc limpezirea i mbogirea vinului cu diferite componente. Limpezirea vinurilor este procesul de eliminare a particulelor ce tulbur sau ar tulbura ulterior vinul, care se realizeaz prin sedimentare (sub aciunea forei centrifuge), cleire i filtrare. Pritocul vinului este operaiunea de transvazare a vinului dintr-un vas n altul cu scopul de a-l separa de depozitul de la fundul vasului i de a mbogi vinul cu oxigen. Periodic se fac analize de laborator pentru a vedea dac vinul evoluiaz n mod convenabil. Cu o lun nainte de mbuteliere se efectuiaz un tratament de refrigerare a vinului. Are loc rcirea vinului pn n apropierea punctului su de congelare pentru eliminarea excesului de tratat de acid de potasiu, care ar precipita dup mbuteliere.Vinul destinat mbutelerii se sulfiteaz, sticlele nainte de turnarea vinului se sterilizeaz, dopurile se spal i se dezinfecteaz.

Tabelul 1.1- Puterile instalate ale seciilor ntreprinderii

Nr. secieiDenumirea secieiPuterea instalat, kW

1 Secia de producere60

2 Blocul administrativ35

3 Magazin12,6

4 Cazangerie136

5 Sal de degustare10

6 Depozite, beciuri20

7 Depozit pentru spirt10

8 Camera de schimb a muncitorilor15

9 Secia de mbuteliere150

10 Garaje, depozite15

11 Secie de rcire a vinului18

12 Atelier de tmplrie49,5

13 Secie de distilare a vinului9

14 Magazin, depozit13

15 Secia mecanic68

16 Dispecerat,garaje, depozite6,8

17 Atelier de strungrie16,2

18 Atelier de reparaie a mainilor29

19 Cntar5

20 Secie de prelucrare a strugurilor261

21 Secie de prelucrare a strugurilor248

22 Punct de trecere-

1.2 Caracteristica seciilor

Toi consumatorii de energie electric snt alimentai la tensiunea trifazat 380 V sau monofazat 220 V, frecvena industrial 50 Hz.

Secia de producere- este destinat pentru prelucrarea vinului i folosirea unor procese tehnologice, ce ine cont de fermentarea , filtrarea i pstrarea. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria II.

Secia de prelucrare a strugurilor n aciast secie se prelucreaz strugurii, are loc producerea sucului de poam, poama este fermentat i transformat n must. Mediul nconjurtor este umed, n general numai cnd are loc prelucrarea strugurilor. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria II.

Cntar- cntarele sunt destinmate pentru cntrirea camioanelor ce transport struguri la secia de prelucrare a strugurilor. Strugurii sun supui unor analize pentru determinarea aciditii , a coninutului de zahr i a nivelului de boabe vtmate. Mediul nconjurtor este uscat . Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III.

Secia de destilare a vinului n aceast secie se efectuiaz colectarea alcoolului etilic concentrat. Mediul nconjurtor este uscat. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria II. Aciast secie este o ncpere cu pericol de explozie.

Depozit de spirt acest compartiment este destinat pentru depozitarea alcoolului etilic concentrat. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III. Mediul nconjurtor este uscat.

Secia de rcire a vinului aici are loc tratarea vinului cu temperaturi sczute n instalaie frigorific, destinat pentru acest proces. Vinul este meninut la o temperatur de -3 -5 C, filtrat la rece i apoi ndreptat spre odihn.Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria II. Mediul uscat.

n depozite,beciuri are loc maturarea vinului n butoaie de stejar, unde capt arom inconfundabil, cu nuane de vanilie, care armonizeaz perfect cu aroma natural de struguri.

Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III. Mediul nconjurtor este uscat.

Secia de mbuteliere- are loc mbutelierea steril a vinului. Un aspect important n mbutelierea steril const n controlul microbiologic, adic lipsa microflorei n sticle, dopuri,rezervoare, utilaj. Dup maturarea vinului n sticle, se aplic eticheta. Sticlele sunt stocate n cutii speciale de carton. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III. Mediul nconjurtor este uscat.

Cazangerie secia dat este destinat pentru livrarea energiei termice i a apei fierbini la seciile fabricii, care ste necesar la procesele tehnologice i la liniile de mbuteliere. Mediul nconjurtor este cald. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria II.

Blocul administrativ servete pentru stabilirea personalului de conducere, administrativ. ncperi uscate n mediul normal. Se lucreaz ntr-un singur schimb. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III.

Garaje, depozite servete pentru parcarea automobilelor i depozitarea combustibilului. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III. Mediul nconjurtor este uscat.

Atelier de reparaie a automobilelor - servete pentru deservirea i repararea transportului, implicat n activitatea ntreprinderii.Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III. Mediul nconjurtor este uscat.

Secia de reparaii mecanice aici are loc repararea utilajului defectat, confecionarea pieselor nestandarde, cele standarde se prelucreaz pentru nlturarea defectelor. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria II. Mediul este uscat.

Atelier de tmplrie secie destinat prelucrrii lemnului, folosit pentru necesitile fabricii. Mediul nconjurtor uscat. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III. Atelier de strungrie secia are destinaia de prelucrarea a materialelor din metal sau receptoarelor electrice, care pot fi reparate pe loc i nu necesit reparaii capitale. Mediul nconjurtor uscat. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III.

Punctul de trecere- are destinaia de a verifica actele muncitorilor, ct i a produciei ce este transportat de pe teritoriul ntreprinderii. Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria . Conform gradului de fiabilitate n alimentarea cu energie electric se refer la categoria III. Mediul nconjurtor este uscat. Tabelul 1.2 - Caracteristica seciilorDenumirea

SeciilorMediul

nconju-rtorCategoria receptoa-relorGradul de pericol de electrocutareCategoria de incendiu

i explozieTipul

postului de transformare

1. Secia de producereNormalIIcu pericol ridicat--

2. Blocul administrativNormalIIIfr pericol--

3. MagazinNormalIIIfr pericol--

4. CazangerieCaldIIcu pericol ridicat--

5. Sal de degustareNormalIIIfr pericol--

6. Depozite, beciuriNormalIIIfr pericol--

7. Depozit pentru spirtNormalIIIfr pericolB-I-

8. Camer de odihn a muncitorilorNormalIIIfr pericol--

9. Secia de mbuteliereNormalIIcu pericol ridicat-ncorporat

10. Garaje,depoziteNormalIIIfr pericol--

11. Secie de rcire a vinuluiNormalIIcu pericol ridicat--

12. Atelier de tmplrieNormalIIIcu pericol ridicat-II-

13.Secia de destilare a

vinuluiNormalIICu pericol deosebitB-I-

14.Magazin, depozitNormalIIIfr pericol--

15.Secia mecanicNormalIIIcu pericol ridicat--

16.Dispecerat, garaje, depoziteNormalIIIfr pericol--

17.Atelier de strungrieNormalIIcu pericol ridicat--

Continuarea tabelului 1.2

Denumirea

SeciilorMediul

nconju-rtorCategoria receptoa-relorGradul de pericol de electrocutareCategoria de incendiu

i explozieTipul

postului de transformare

18.Atelier de reparaie a

mainilorNormalIIIcu pericol ridicat--

19.CntarNormalIIIfr pericol--

20.Secie de prelucrare a

strugurilorUmedIIcu pericol ridicat-ncorporat

21.Secie de prelucrare a

strugurilorUmedIIcu pericol ridicat--

22.Punct de trecereNormalIIIfr pericol--

1.3 Calculul sarcinilor electrice a seciilor i a ntreprinderii

Sarcinile electrice de calcul a ntreprinderilor industriale, a seciilor sau a diferitor noduri de sarcin pot fi calculate prin diferite metode cunoscute. Unele metode snt mai precise, altele mai puin precise. n lucrarea dat puterea de calcul a seciilor i a ntreprinderii se determin prin metoda coeficientului de cerere. Receptoarele din secia dat se repartizeaz n grupe dup regimul de funcionare, separnd nodurile de alimentare cu energie electric. Se determin sarcina de calcul a tuturor nodurilor i a seciei n ntregime.

Pentru determinarea sarcinii de calcul a ntreprinderii este necesar de a cunoate puterile instalate ale tuturor seciilor i coeficienii de cerere care se determin din literatura de specialitate. Pentru economisirea timpului determinarea sarcinilor electrice de calcul se efectuat cu ajutorul calculatorului. Cartograma sarcinilor se traseaz pe baza puterilor de calcul pentru fiecare secie.

1.3.1 Calculul sarcinilor electrice a seciei de prelucrarea a strugurilor

Un nod poate conine mai multe grupe. Pentru fiecare nod se determin coeficientul de utilizare a puterii active:

,

unde este suma puterilor medii a receptoarelor electrice corespunztoare nodului dat, ;

- coeficientul de utilizare a puterii active corespunztor receptorului electric i;

- puterea nominal a receptorului i, kW.

Exemplu: pentru nodul 1.

;

n continuare se determin, pentru fiecare grup de receptoare electrice, puterile medii.

;

;

Se determin numrul echivalent de receptoare electrice:

.

Cunoscnd i din fig.2.4 [3,p.27] se alege coeficientul de maxim ;

Deci:.

Se determin puterea activ de calcul:

;

Puterea reactiv de calcul se determin reieind din dou condiii:

a) - pentru ;

b) - pentru ;

.

Deci, .

Se determin puterea de calcul aparent:

.

Datele iniiale pentru calculul sarcinilor electrice a Seciei de prelucrare a strugurilor i rezultatele calculului snt prezentate n Anexa 1.

Calculul se efectueaz la calculator cu ajutorul unui program special. Determinarea puterii de calcul a celorlalte secii i a ntreprinderii n ntregime se realizeaz prin metoda coeficientului de cerere. Sarcina activ sumar la barele de tensiune medie a staiei de transformare se determin conform sarcinilor active ale seciilor, a sarcinii pentru iluminat, pierderilor de energie activ n transformatoare instalate n posturile de transformare din secii.

Prezentm un exemplu de calcul pentru secia nr.1

Sarcina activ, respectiv reactiv, se determin cu expresiile:

unde Kc este coeficientul de cerere, Kc = 0,4 [5];

Pinst puterea activ instalat a seciei nr1, Pinst = 60 MW;

cos factorul de putere, cos ( = 0,7 ( tg ( = 1,02.

Determinarea sarcinii pentru iluminatul seciei nr.1

,

unde Kcil este coeficientul de cerere a sarcinii de iluminat electric, Kcil = 0,95 [5]. Psp sarcina specific aproximativ pentru iluminatul electric al seciei nr.1,

Psp = 0,013 kW/m2 [5];

F aria suprafeei seciei. F = 1346 m2.

.

Puterea activ de calcul total:

.

Raza circumferinei cartogramei sarcinilor:

,

unde m scara cartogramei, m = 0,5 kW/m2 .

Unghiul sectorului pentru iluminat:

.

Pierderile de putere activ n transformatoarele din secii constituie 2% din puterea de calcul, pierderile de putere activ n linii 3% din puterea de calcul sumar:

,

.

Sarcina de calcul pe barele de tensiune inferioar a SPC:

.

Sarcina de calcul reactiv pe barele de tensiune inferioar a SPC:

Sarcina de calcul total pe barele de tensiune inferioar a SPC:

Sarcina de calcul total pe barele de tensiune superioar a SPC:

.

Sarcina de calcul reactiv pe barele de tensiune superioar a SPC:

.

1. 4 alegerea tensiunii, schemei i a parametrilor racordului ntreprinderii la sistemul electroenergeticAlegerea tensiunii const n determinarea nivelului tensiunii de alimentare a ntreprinderii care ar satisface toate cerinele tehnice i privind perspectiva de cretere. n afar de aceasta, tensiunea ales trebuie s corespund cheltuielilor minime. Alegerea definitiv se face pe baza comparrii tehnnico economice a variantelor.

De nivelul tensiunii depind parametrii liniilor de legtur cu sistemul energetic naional, caracteristicile aparatajului electric de comutaie i ale echipamentelor din instalaiile de racord i, deci, valoarea investiiilor, a pierderilor de energie i a cheltuielilor de exploatare aferente.

alegerea tensiunii exterioare de alimentare a reelei electrice de distribuie depinde de puterea consumat de uzin, de ndeprtare de la sursa de alimentare, de numrul i puterea receptoarelor electrice.

Valoarea aproximativ a tensiunii de alimentare se determin utiliznd mai multe relaii din [3 p.183].

relaia lui Still (SUA):

;

relaia lui Nicogosov(Rusia):

;

relaia lui Viekert(Germania)

,

unde l este distana de la sistemul electroenergetic pn la uzin, l = 2 km;

P puterea de calcul transportat pe un singur circuit, P = 0,778 MW.

EMBED Equation.3 . n continuare se vor realiza calcule de fezabilitate pentru dou variante de alimentare:

Varianta I U = 35 kV

Varianta II U = 10 kV Compararea tehnicoeconomic a variantelor este realizat prin metoda Cheltuielilor de calcul anuale (CA) i este prezentat n compartimentul 4 al proiectului. Analiza rezultatelor obinute a permis de a alege tensiunea 10 kV pentru alimentarea ntreprinderii. Aceast tensiune asigur creterea sarcinii fabricii i nu este necesar de a instala o staie de transformare 35/10 kV. Alimentarea ntreprinderii se va realiza cu dou linii aeriene la tensiunea 10 kV de la staia raional a sistemului electroenergetic, st.110/35/10 Sngerei, la care sunt instalate dou transformatoare cu puterea 16 MVA fiecare. Posturile de transformare vor fi alimentate de la un punct de distribuie (PD) cu un sistem secionat de bare. Postul de distribuie const din celule prefabricate de tip deschis amplasate n interior ntr-o cldire separat.

1.5 Alegerea numrului, puterilor transformatoarelor, tipurilor PT

Alegerea transformatoarelor depinde, n afar de caracteristicile graficelor de sarcin zilnice i anuale i de ali factori:

evoluia sarcinii n timp i caracteristicile anuale de consum;

ponderea receptoarelor a cror continuitate trebuie asigurat n regim de avarie sau revizie;

posibilitatea de rezervare prin circuite de rezerv pe partea tensiunii secundare;

existena unor rezerve locale sau centralizate de transformatoare;

capacitatea de suprasarcin a transformatoarelor n conformitate cu condiiile firmei productoare;

randamentul transformatoarelor n funcie de sarcin.

Alegerea puterii transformatoarelor din secii se face reieind din ncrcarea lor n regim normal i lund n consideraie rezerva nominal n regim de postavarie.

Numrul de tipuri de transformatoare la nivel de ntreprindere nu trebuie se depeasc dou, doar n cazuri excepionale se admite alegerea a trei tipuri de transformatoare. Analiza sarcinii de calcul a tuturor seciilor permite de a utiliza un tip de transformatoare cu puterea 160 kVA .

Posturile de transformare cu un transformator se utilizeaz n cazul cnd consumatorii admit ntreruperea alimentrii pe durata realimentrii. Posturile de transformare cu dou transformatoare se utilizeaz pentru consumatorii concentrai din secii, pentru consumatori cu densitatea specific a sarcinii electrice mare (( ( 0,5 ( 0,7 kVA/mm) i a.

Puterea transformatoarelor din secii se determin cu relaia:

unde Scalc este puterea de calcul a seciei, kVA,

n numrul de transformatoare n secie,

kn coeficientul de ncrcare a transformatorului.

Alegerea puterii nominale a transformatoarelor o efectum reieind din ncrcarea lor raional n regimul normal i posibilitatea rezervrii minimale n regim de postavarie. Coeficienii recomandai de ncrcare a transformatoarelor [3]:

- pentru staii cu dou transformatoare ce alimenteaz receptoarele de categoria I,

kn = 0,65-0,7;

- pentru staii cu un transformator ce alimenteaz receptoarele de categoria II, n cazul rezervei reciproce a transformatoarelor de la partea de JT kn = 0,7 0,8;

- pentru staii cu dou transformatoare ce alimenteaz receptoarele de categoria II, i staii cu unu sau mai multe transformatoare ce alimenteaz receptoarele de categoria III,

kn = 0,9 0,95.

Tabelul 1.3 - Determinarea numrului i a puterii transformatoarelor din seciiNr. PTGrupul de

sarciniPc , kWCategoria

receptoarelorNumrul i

Puterea

transforma

toruluin SntCoeficientul de ncrcare

k.recomk.realk.av

PT12,5,6,7,8,11,

12,13,14,15,

16,17,18218,2 II-III 21600,7(0,80,681,36

PT219,20,21265 II-III 21600,7(0,80,821,6

PT31,3,4,10,9259,8 II-III 21600,7(0,80,811,6

Tabelul 1.4 Tipul transformatoarelor instalate n posturile de transformare

Tipul

transformatoruluiSnom,

kVAUnom, kV(P, WUsc, %I0, %

TSTIm.g.sc

TM 160/10160100,451031004,52,6

Amplasarea posturilor de transformare Alegerea amplasrii posturilor de transformare este un factor economic foarte important. Abaterea de la amplasamentele optime se reflect n creterea investiiilor n cabluri i pierderi de putere. Posturile de transformare e de dorit s fie apropiate la maxim de centrul sarcinilor electrice a seciilor,ceea ce permite de a construi un sistem de alimentare cu energie electric mai economic i fiabil, deoarece se micoreaz lungimea reelelor de distribuie, se micoreaz pierderile de energie electric.

Postul de transformare se instaleaz innd cont de caracteristica seciei i cartograma sarcinilor electrice.

Postul de transformare (PT) n secia indicat se amplaseaz innd cont de utilajul instalat i locul de amplasare a sursei de alimentare cu energie electric.

Posturile de transformare la 10/0,4 kV se admite n interiorul seciilor cu scopul de apropiere maxim de receptoarele electrice. n seciile n care au loc degajri enorme de cldur, prafuri conductoare sau substane chimice care influeneaz care influeneaz asupra regimului normal de funcionare a transformatorului, n acest caz transformatoarele se amplaseaz n exteriorul seciei sau n interiorul seciei, dar ngrdit cu un perete despritor i se prevede separat pentru transformator un sistem de ventilare. Pentru amplasarea PT se determin centrele de greutate a sarcinilor electrice i spaiul necesar pentru instalarea acestora.

1.6 Elaborarea sistemului de alimentare cu energie electric din incinta ntreprinderii. Calculul parametrilor liniilor de alimentare

La elaborarea schemei de alimentare cu energie electric n incinta ntreprinderii se utilizeaz schema radial sau magistral, n dependen de menirea seciilor i numrul de transformatoare la PT. Combinarea avantajelor schemelor radiale i magistrale permite realizarea schemei optime de alimentare, care posed proprieti superioare din punct de vedere al siguranei n alimentare i indicatorilor tehnico economici.

PT se alimenteaz de la ID-10 kV prin intermediul cablurilor instalate n tranee. Le distribuim n aa mod ca consumul de cablu s fie minim. Alegerea schemei raionale de alimentare cu energie electric se bazeaz pe compararea tehnico-economic a variantelor.

Se vor analiza dou variante de alimentare cu energie electric a ntreprinderii:

Varianta I linii radiale :

ID-10kV- PT2 ,ID-10kV- PT3.Varianta II- linia magistral dubl:

ID-10kV- PT2-PT3.1.7 Compararea tehnico-economic a variantelor de alimentare

Se prezint schema de alimentare pentru varianta I.

Fig.1.1 Schema de alimentare cu energie electric pentru Varianta I.

Se determin seciunile cablurilor conform densitii economice de curent, utiliznd relaia:

,

unde este curentul de calcul al cablului, ;

- puterea de calcul prin cablu;

- tensiunea nominal a cablului, ;

- densitatea economic a curentului, din tab.4.5 [8], pentru

, ;

Pierderile de putere n liniile n cablu 10kV se determin conform relaiei:

,

unde este coeficientul de ncrcare a liniei corespunztoare,;

- curentul de calcul prin linia corespunztoare, A;

- curentul admisibil al liniilor corespunztoare, A;

- pierderile de putere n cablu la sarcina nominal, kW/km;

- lungimea liniei n cablu, km.

Linia n cablu W1:

;

;

;

;

Din tab.9 [3] se alege cablu de tip -10-(3x16) cu . Pierderile de putere n cablu la sarcina nominal . Costul cablului .

Linia n cablu W2:

;

;

;

.Din tab.9 [3] se alege cablu de tip -10-(3x16) cu . Pierderile de putere n cablu la sarcina nominal . Costul cablului .Pierderile sumare n linii vor fi:

Pentru calculul tehnico-economic se va utiliza metoda cheltuielilor de calcul anuale (CA).

Conform 2.5.2 [10]:

, unde CA snt cheltuielile anuale;

C-cheltuielile anuale constante n perioada de exploatare;

,

- cheltuielile anuale cu personalul, ntreinerea i reparaiile, ;

- cota anual din valoarea investiiei la ntreinere i reparaie, din tab.3 [10]. %;

I-investiiile determinate de procurarea cablurilor i a celulelor prefabricate;

- costul pierderilor de putere,;

- pierderile de putere n linie (cablu), kW;

- timpul pierderilor maximale,

;

- costul unui de energie, ;

- rata anual de rambursare a creditului;

- coeficientul de rambursare a creditului, din Anexa 2 [9], pentru i , ;

- investiiile (cheltuielile) sumare, ;

- investiiile echivalente determinate de pierderile echivalente de putere, ;

- costul unui kW de putere instalat la centrala etalon, ;

- investiiile capitale pentru construirea liniilor n cablu,

;

;

;

Deci cheltuielile de calcul anuale pentru Varianta I vor constitui:

Se prezint schema de alimentare pentru varianta II.

Fig.1.2 Schema de alimentare cu energie electric pentru Varianta II

Se determin seciunile cablurilor conform densitii economice de curent:Linia n cablu W1:

;

;

;

.

Din tab.9 [3] se alege cablu de tip -10-(3x16) cu . Pierderile de putere n cablu la sarcina nominal . Costul cablului .

Linia n cablu W2:

;

;

;

;

Din tab..9 [3] se alege cablu de tip -10-(3x16) cu . Pierderile de putere n cablu la sarcina nominal . Costul cablului .Pierderile sumare n linii vor fi:

;

;

;

Deci cheltuielile de calcul anuale pentru Varianta II vor constitui:

;

Comparnd cheltuielile de calcul n cazul celor dou variante se obine:

Optim este varianta pentru care se realizeaz condiia CA (min.Deci n continuare se va accepta varianta I pentru proiectare, evideniind urmtoarele avantaje: cheltuieli investiionale mai mici,

fiabilitate mai mare n alimentarea cu energie electric a seciilor ntreprinderii.

Alegerea cablurilor i conductoarelor 0,4 kV

Seciunea cablului cu tensiunea pn la 1 kV se alege dup curentul admisibil, conform [1]:

Icalc ( k1Iadm ,

undek1 este coeficientul de corecie n funcie de modul amplasrii cablului,

Iadm curentul admisibil de lung durat a cablului.

k1Iadm ( kprIpr ,

undekpr este coeficientul de protecie raportul curentului de lung durat a cablului ctre parametrul elementului de protecie;

Ipr parametrul elementului de protecie (curentul de funcionare, curent nominal).

.

Determinm seciunea cablului PT3 dulapul de distribuie secia 1: Pcalc = 40,6 kW, l = 90 m.

.

Alegem cablu tip 3x16+1x10 cu Iadm = 77 A, (P0 = 60 kW/km, costul 1,684 mii u.m./km. [14]

Pierderile de putere:

.

Analogic se aleg seciunile cablurilor 0,4kV pentru conectarea celorlalte puncte de distribuie. Rezultatele calculelor se prezint n tabelul 1.5.

1.8 Elaborarea schemei i alegerea parametrilor elementelor reelelor electrice din secii

Schemele i execuia constructiv a reelelor electrice din secii se aleg din condiiile de a avea cei mai buni indici tehnico-economici:

1. Costul minim de materiale i a lucrrilor construcie i de montaj.

2. Pierderi minime de energie electric.

3. Consum minim de metal.

Pentru reeaua de alimentare i distribuie se folosesc schemele: radiale, magistrale, combinate.

Toi consumatorii seciei de prelucrare a strugurilor se mpart n noduri. Receptorii snt consumatori de curent alternativ trifazat, tensiunea 0,4 kV, frecvena industrial (50 Hz). Mediul din secie este normal. Distribuia consumatorilor este uniform. Cablurile se plaseaz pe coloane i se fixeaz pe cronteine.Tabelul 1.10 - Determinarea parametrilor liniilor n cablu 0,4 kV

SectorulIcalc,

AMarca

cond.Seciunea,

mm2Iadm,

A(P0,

kW/km(Pnor,

kWl,

kmCostul,

u.m./km

PT3-secia 158,63x16+1x1077603,120,091684

Secia 4-secia315,443x6+1x444600,360,051244

PT3-secia486,53x25+1x16100752,690,0482103

PT3- secia1014,573x4+1x2,537531,120,015894

Secia 11-secia711,113x4+1x2,537530,500,105894

Secia 11-secia811,113x4+1x2,537530,520,11894

Secia 5-secia252,93x10+1x659672,150,041463

PT1- secia 569,33x16+1x1077608,260,171684

Secia 12-secia634,63x6+1x444603,890,1051244

PT1- secia1277,53x25+1x16100752,020,0452103

Secia 13-secia1123,963x4+1x2,537532,480,112894

Secia 13-secia1123,673x4+1x2,537532,420,112894

PT1-secia1332,763x6+1x444600,760,0231244

PT1-secia1332,433x6+1x444600,740,231244

PT2- secia2179,823x25+1x16100751,430,032103

PT2- secia197,653x4+1x2,537530,050,025894

Secia 17-secia1818,93x4+1x2,537530,270,02894

Secia 16-secia1727,563x4+1x2,537531,080,037894

PT1-secia1634,23x6+1x444603,260,091244

Secia 14-secia1544,893x10+1x659671,350,0351463

PT1-secia1460,83x16+1x1077601,120,031684

Elaborarea schemei i alegerea parametrilor elementelor reelelor electrice din sectia de prelucrarea strugurilor

Determinm curentul de calcul pentru nodul nr. 1 utiliznd datele anexei A:

.

Pentru alimentarea receptorilor, in nodul 1 instalm dulap de putere tip C-250 cu 8 conexiuni. Alimentarea nemijlocit a receptorilor se realizeaz prin siguran fuzibil cu conductorul tip B.

Determinarea curentului de calcul pentru nodurile 2,3,4,5,6 se face analogic.

Determinm curentul de calcul pentru nodul nr. 7 :

.

Pentru alimentarea receptorilor, in nodul 7 instalm dulap de putere tip C-250 cu 2 conexiuni.

Determinarea seciunii cablului pentru alimentarea receptorilor prezentm n form de tabel.

Tabelul 1.6 - Determinarea parametrilor liniilor n cablu

Nr. receptorului pe planPnom, kWcos (Icalc, AIadm, AS, mm2

1, 2, 3,4, 5,6,7420,852,6605x16

8,9,10,11,12,13,14420,852,660

5x16

15,16,17,18,19,20,21420,852,660

5x16

22,23,24,25,26,27,28420,852,660

5x16

29,30,31,32,33,34,35420,852,660

5x16

36,37,38,39,40,41,42420,852,660

5x16

43,44100,820,5860

5x16

ntreruptorul automat (QF1), destinat proteciei transformatorului de putere din secie mpotriva scurtcircuitelor i suprasarcinilor la partea de joas tensiune (0,4 kV), se alege conform condiiilor:

,

unde este tensiunea nominal a ntreruptorului, V;

- tensiunea reelei, V;

- curentul nominal al ntreruptorului, A;

- curentul nominal al transformatorului la partea 0,4 kV, A;

- reglajul de curent al declanatorului de secionare (termic), A.

Reglajul de curent al declanatorului de secionare pentru protecia transformatorului n regimul de scurtcircuit se determin cu relaia:

,

unde este curentul nominal al transformatorului:

;

.

Reglajul de curent al declanatorului termic pentru regimul de suprasarcin al transformatorului de putere se determin cu relaia:

.

Conform valorilor obinute, din p.6 [16] se alege ntreruptorul automat tip selectiv VA88-37 cu parametrii nominali:

;

;

;

.

ntreruptorul automat (QF2) n circuitul de alimentare a nodului nr.1 la care este conectat receptorul electric cel mai ndeprtat RE7.

Se alege conform condiiilor:

;

unde este curentul maximal de lucru:

,

unde este puterea aparent de calcul al nodului 1, (anexa 2).

.

Reglajul de curent al declanatorului de secionare al ntreruptorului automat ce alimenteaz un grup de receptoare electrice se calculeaz conform relaiei:

,

unde ,

unde este suma curenilor receptoarelor electrice fr curentul nominal al receptorului cu cea mai mare putere:

,

- curentul nominal al receptorului cu cea mai mare putere, .

,

- curentul de pornire al motorului cu cea mai mare putere, .

Deci: ;

.

Din p.4 [16] se alege ntreruptorul automat tip selectiv VA88-35 cu parametrii nominali:

;

;

.

ntreruptorul automat (QF3) ce alimenteaz receptorul electric RE7.

Reglajul de curent al declanatorului de secionare al ntreruptorului automat se calculeaz conform relaiei:

;

; .

Din p.4 [16] se alege ntreruptorul automat tip VA47-29M cu parametrii nominali:

;

.

1.9 Calculul curenilor de scurtcircuit.

ntocmirea schemei de calculul i a schemei echivalente pentru calculul curenilor de scurtcircuit

Cauza principal de dereglare a regimului normal de funciune a sistemului de alimentare cu energie electric este apariia curenilor de scurtcircuit n sistemul de alimentare cu energie electric sau n elementele utilajului electrotehnic n legtur cu deteriorarea izolaiei sau aciunilor incorecte a personalului de serviciu. Pentru micorarea pagubelor legate cu ieirea din funciune a utilajului electrotehnic n cazul curenilor de scurtcircuit i pentru restabilirea rapid a regimului normal de funcionare a sistemului de alimentare cu energie electric este necesar de a determina corect curenii de scurtcircuit i dup valorile lor de ales utilajul electrotehnic, dispozitivele de protecie i mijloacele de limitare a curenilor de scurtcircuit. n cazul apariiei scurtcircuitelor are loc mrirea curenilor n fazele circuitelor n comparaie cu valorile curenilor n regim normal de funcionare. La rndul sau aceasta aduce la scderea nivelului de tensiune n reea, care e destul de mare n locurile apropiate de locul de SC.

Schema monofilar a ntreprinderii proiectate o comparm cu schema unificat i pe baza lor alctuim schema de calcul pentru calcularea curenilor de SC n cazul ntreprinderii date. n schema de calcul evideniem sectoare corespunztoare pentru fiecare element sau sector al reelei calculate. Fiecrui sector, ncepnd cu sistemul electroenergetic i terminnd cu receptorul cel mai ndeprtat din punct de vedere electric, le atribuim numere n ordinea de cretere. Fiecrui nod n atribuim numrul sectorului corespunztor. Ca nod este considerat sfritul sectorului dat.

Calcularea curenilor de SC cu luarea n consideraie a caracteristicilor i regimurilor de funcionare reale a tuturor elementelor reelei de alimentare cu energie electric este foarte dificil. De aceia, n calcule se introduc admisiuni, care nu dau erori eseniale:

toi generatorii pn n momentul de SC funcioneaz cu sarcin nominal pe axa lor, au RAE care mrete curentul de excitaie la scderea tensiunii;

scurtcircuitul apare n momentul de timp, cnd curentul de oc are valoarea maximal ();

forele electromotoare a tuturor surselor de alimentare coincid dup faz;

ne luarea n consideraie a curenilor de magnetizare a transformatoarelor de for;

tensiunea de calcul pentru fiecare treapt este considerat cu 5% mai mare dect tensiunea nominal;

n cazul calculrii curenilor de SC n instalaiile electrice i reelele de tensiune mai nalte de 1000 V nu se i-a n consideraie rezistena activ a reelei, dac raportul dintre X/R este mai mare de 3;

luarea n consideraie a aciunii asupra CS a motoarelor sincrone i asincrone. Aciunea motoarelor asupra curenilor de SC nu se i-a n consideraie pentru puteri a motoarelor de pn la 100 kW i dac ei sunt deprtai de la locul de SC printr-o treapt de transformare i pentru orice putere, dac ei sunt ndeprtai de la locul de scurtcircuit prin dou sau mai multe trepte de transformare;

n instalaiile electrice cu tensiunea de pn la 1a 1kV este necesar de a lua n consideraie att rezistenele inductive, ct i cele active pentru toate elementele reelei de scurtcircuit rezistenele barelor, transformatoarelor de curent, ntreruptoarelor automate, parametrii crora trebuie s fie indicate n schema de calcul. n calcule lum n consideraie toate rezistenele active a contactelor reelei scurtcircuitate (la bare, la bornele aparatelor i n locurile de scurtcircuit), deoarece valorile reale a curenilor de scurtcircuit sunt mai mici dect cele de calcul, determinate fr luarea n consideraie a tuturor rezistenelor contactelor aparatelor date.

Exemplu de calcul a curenilor de scurtcircuit pentru un punct al reelei. Calculul rezistenelor elementelor reelei o efectum n uniti relative pentru Sb=100 V.

Rezistena sistemului energetic se va determina ca:

,

unde: =120 MVA puterea de scurtcircuit a sistemului energetic; =1,25 inductana sistemului raportat la tensiunea 110 kV;

Inductana liniei electrice: ,

unde: = 0,075 /km inductana specific a liniei aeriene AC- 50/8; l =2 km lungimea liniei aeriene;

Rezistena activ a liniei se va determina: ,

unde = 0,206 /km rezistena specific a liniei AC- 50/8;

Impedana circuitului se va determina conform expresiei:

Tabelul 1.7 - Datele de calcul pentru calculul curenilor de SC

Tensiunea Umed, kVElementulElementul reeleiParametrii sectorului

110,5Sistemul electroenergetic

Ss=600 MVA, Umed=10,5 kV,

xs=0,4 Om

210,5Linie aerian

sector SEE-PD, l=2 km

AC-50/8r1=r0=0,65 Om/km,

x1=x0=0,353 Om/km

l=2 km

310,5Linie n cablu

sector PD-PT2, l=0,145 km

AA-10 (3x16 mm2)r1=r0=1,94 Om/km,

x1=x0=0,113 Om/km

l=125 m

410,5PT-2

-160 kVASn.t=160 kVA,

r0=r1=16,6 mOm, x0=x1=41,7 mOm

uk=4,5%, (Pk=2,65 kW;

50,4Bare colectoare PT de la BC pn la celulele 0,4 kV, In=365A

(30x4), L=4 mr1=0,269 Om/m, r0=2,69 Om/m

x1=0,189 Om/m, x0=1,512 Om/m

L=4 m

60,4Transformator de curent400/5r1=r0=0,11mOm

x1=x0=0,17 mOm

70,4ntreruptor automat

A88-37, In,a=400Ar1=r0=1,1 mOm

x1=x0=0,5 mOm

80,4Sector de bare colectoare n limitele celulei de intrare

(25x3), l=3 m, In=265Ar1=0,418 mOm, r0=4,18 mOm/m

x1=0,2 mOm/m, x0=1,6 Om/m,

l=3 m

90,4Transformator de curent200/5 r1= 0,67 mOm, r0=0,4 mOm

1= 0,42 mOm, x0=0,17 mOm

100,4Cablu

-316+1x10 mm2,

l=35 mr1=1,95 mOm/m; r0=3,39 mOm/m;

x1=0,0675 mOm/m; x0=0,336 mOm/m; l=35 m

110,4Conductori de la DP-1 pn la motorul nr.7

-4x2,5 mm2, l=9 mr1= 5,21 mOm/m, r0= 16,40

x1= 0,01 mOm/m, x0= 0,094

l=9 m

120,4Demaror electromagnetic-110004

Motor asincron nr.7 (pomp)

n=4 kW, cos(f)=0,8; =0,93r1=r0=0,96 mOm/m

x1=x0=0,28 mOm/m

Sb=100 MVA

Determinm valoarea iniial a componentei periodice a curentului de scurtcircuit:

,

unde = 1 f. e. m. a sistemului energetic;

= = kA curentul de baz ;

.Determinm valoarea curentului de oc cu expresia:

,

unde coeficientul de oc; Ta constanta de timp, egal cu:

= s,

kA,Valoarea eficace a curentului de scurtcircuit:

kA.

1.10 Alegerea i verificarea aparatelor i conductoarelor la tensiuni nalt i joas a) Alegerea ntreruptorului 10 kV BB-TEL-10-630 n linia sectorului PDPT1-PT2

ntreruptoarele se aleg dup tensiunea i curentul nominali, dup tip, tipul instalaiei i se verific la stabilitate electrodinamic, termic i posibilitatea deconectrii curenilor de scurtcircuit.

Determinm curenii de calcul pentru alegerea utilajului la partea de 10 kV pentru linia magistral n cablu, care alimenteaz sectorul PD-P1-P2.

Tabelul 1.8 Datele sectorului de cablu examinat.

SectorPc, kVAIc,

AFec,

mmSeciuneIadm, AIav,

AL,

kmR,

Ohm

PT1-PT2132,57,655,4-3169015,30,1250,242

PD-PT1240,113,869,9-3257527,70,0150,0186

Sarcina de calcul pentru aceast magistral este egal cu:

C = 265/2+215,2/2=240,1 kW.

n cazul compensrii puterii reactive pn la valoarea cos=0,96 curentul maximal se va calcula astfel:

,

Curenii de scurtcircuit, determinai anterior, pentru ntreruptorul dat sunt:

4,403 k; 8,439 k; 4,928 k ; I(2) =3,813 kA.

Determinm componenta aperiodic a curentului de SC, pentru valoarea maximal:

,

unde: constanta de timp de amorsare a componentei periodice a curentului de SC tab. 3.7 [6]; - timpul de calcul, pentru care este necesar de determinat curentul de SC; s timpul propriu de deconectare a ntreruptorului.

s,

.

Determinm impulsul termic: ,

unde: =+=0,1+0,07=0,17s timpul total de deconectare a ntreruptorului;

= 0,1 timpul de aciune a proteciei prin relee;

ks.Alegem pentru instalare ntreruptorul de tip BB-TEL-1063031,5.

Datele de calcul i cele de catalog le prezentm n tabelul 1.9.

Tabelul 1.9- Datele de calcul i cele de catalog a ntreruptorului de tip B-10/630

Datele de calculDatele de catalogntreruptor B-10-630

Unom=10 kVUnom = 10 kV

Imax = 27,7 A (tabelul 1.8)Inom = 630

I=4,403 kIdec.nom = 31,5 k

Is=4,928 kIdin = 31,5 k

80 k

ksIter t= 31,5 3 = 94,5 ks

b) Verificarea liniei n cablu 10 kV a sectoarelor PD-P-1-PT-2

Liniile n cablu se aleg i se verific dup urmtorii parametrii:- dup tensiunea nominal a reelei: ; .

- dup densitatea economic a curentului: ;

- dup curentul admisibil: Imax < Iadm;

- dup stabilitatea termic.

Alegerea liniilor n cablu conform primelor trei condiii este efectuat n compartimentul 1.6. n compartimentul dat vom efectua verificarea liniilor n cablu alese la stabilitatea termic dup verificarea seciunii minimale a conductoarelor cablului. Seciunea minim a cablului, care corespunde cerinelor stabilitii termice la scurtcircuit, aproximativ poate fi determinat dup formula (3.90) [6]:

,

unde: = 100 tab. 3-14 [6];

Linia n cablu PD-PT1-PT2:

Curentul nominal:

, .

A fost aleas seciunea pentru acest sector - -10-325 mm2 cu .

unde .

Seciunea minimal:

< 25 mm.

Deci, seciunea liniei n cablu a sectorului PD-PT-1 satisface condiiilor stabilitii termice.

c) Alegerea transformatoarelor de curent de tip 102 la partea de 10 kV

Toate aparate necesare, care vor fi conectate la transformatorul de curent le alegem din tabelul 4-11 [6].

Alegem transformatorul de curent 102 cu clasa de precizie 0,5. Curentul nominal al nfurrii secundare este de 0,5A. Varianta de executare a nfurrilor 0.5/10. Sarcina nominal este de 10VA. Stabilitatea electrodinamic = 81k. Stabilitatea termic (curentul admisibil / timpul admis) 32/3.

Determinm rezistena admisibil a sarcinii aparatelor conectate:

Determinm rezistena admisibil a conductoarelor:

- Rapar.

Rezistena aparatelor se determin prin sarcina aparatelor. Datele despre sarcin le introducem n tabelul 1.10.

Tabelul 1.10 - Aparatele de msurat conectate la transformatorul de curent 102

Aparatul de msurTipulSarcina pentru o faz, VA

AmpermetruSocomec 960,5

Contor de energie activ i reactiv 230 ART

2,5

Total:3,0

.

.

Pentru instalaia de distribuie 10 kV, alegem cablu cu conductoare din aluminiu, cu lungimea de 8 m. Determinm seciunea conductoarelor acestui cablu:

Alegem cablu de tip cu seciunea conductoarelor de 1,5 mm.

Datele de calcul i de catalog le prezentm n tabelul 1.11.

Tabelul 1.11 - Datele de calcul i de catalog a transformatorului de curent 10

Datele de calculDatele de catalog 103

Inom = 150/5

= 81 k

Iter tter= 32 3 = 96 ks

d) Alegerea transformatoarelor de tensiune 10 kV de tip A10. Alegem pentru instalare transformator de tensiune de tip A1066 la . Verificm acest transformator dup sarcina nfurrii secundare.

Calculul sarcinii transformatorului de tensiune este dat n tabelul 1.12 Tabelul 1.12

Datele de calcul i cele de catalog a transformatorului de curent de tip 102Aparatul de msuratTipulSarcina pentru o faz, VA

VoltmetruSocomec 962

Contor de energie activ 230 ART

26,4

Contor de energie reactiv

Total:28,4 VA

Transformatorul de tensiune ales de tip A10 are puterea nominal de Snom=40 VA pentru clasa de precizie 0,5 i este utilizat pentru conectarea contoarelor.

.

Deci, transformatorul ales de tensiune va funciona n limitele clasei de precizie.

e) Alegerea siguranei fuzibile din componena declanatorului de sarcin 10 kV.

Alegerea siguranei fuzibile se efectueaz:

- dup tensiunea nominal a instalaiei electrice:

(n cazul nostru pentru sigurana fuzibil de tip )

- dup curentul admisibil:

.

Datele de calcul i de catalog sunt date n tabelul 1.13.

Tabelul 1.13 -Datele de calcul i de catalog ale siguranei fuzibile de tip -10-20Datele de calculDatele de catalog -10-20

Uins = 10 kVUnom = 10

Imax = 12,9 AIs.f. = 20

I= 4,086 kAIdec.nom = 20

f) Alegerea ntreruptorului de sarcinConform tabelei 31.5 [7] alegem pentru instalare ntreruptor de sarcin de tip 10-630-1. Datele de calcul i de catalog al ntreruptorului de sarcin sunt date n tabelul 1.14

Tabelul 1.14 - Datele de calcul i cele de catalog a ntreruptorului de sarcin -10-630Datele de calculDatele de catalog

ntreruptor de sarcin -10-630

Uins = 10,5 kVUnom = 10,5 kV

Imax = 12,9 AInom= 200

I= 4,086 kItr.nom = 25 k

I =4,25 kI.adm = 18,5 k

6,946 kA 25 k

Iter tter= 6 10 = 60 ks

g) Verificarea utilajului reelei de distribuie 0,4 kV la aciunea curenilor de SCverificarea la aciunea curenilor de scurtcircuit a ntreruptorului n circuitul de intrare la PT2 Alegerea tipului ntreruptorului automat s-a efectuat n p.1.8.

Efectum verificarea ntreruptorului automat 88-37 dup urmtorii parametrii:

Curentul nominal al transformatorului PT-2:

Curentul nominal al ntreruptorului:

Tensiunea nominal a reelei:

Tensiunea nominal a ntreruptorului:

Limita posibil de conectare: In.dec.= 25 k > I=4,269 k.

Alegerea i verificarea ntreruptorului automat n linie 88-35 cu In,a=250.Alegerea ntreruptorului automat n linie s-a efectuat n p.1.8.

Vom efectua verificarea ntreruptorului automat 88-35 dup:

Sarcina de calcul n linia de plecare ce alimenteaz nodul 1:

Curentul nominal al ntreruptorului:

Tensiunea nominal a reelei:

Tensiunea nominal a ntreruptorului automat:

Limita curentului de deconectare: In.dec.= 25 k > I=4,101 k;

Alegem pentru instalare ntreruptor automat 88-35, In,a=250 A.

Tabelul 1.15- Alegerea i verificarea demarorului electromagnetic K-10011

Datele de calculDatele de paaportCondiiile de verificare

Uins=380V

Imax=9 A

Ip.0=0,978 kA

Pn=4 kWUn=400V;

Uiz=660V;

Uimp=8 kV

In=25 A; Inc=3 kA

Padm=10 kW (AC-3)

Tabelul 1.16 - Alegerea i verificarea releului termic PT-1312

Datele de calculDatele de paaportCondiiile de verificare

Uins=380V

Imax=9 A

Ip.0=0,978 kA

Pn=4 kWUn=400V;

Uiz=660V;

Uimp=6 kV;

In=25A

Ireg=3,8-6A

Padm=10 kW

1.11. Compensarea puterii reactive

Una din ntrebrile de baz, rezolvate n timpul proiectrii i exploatrii sistemelor de alimentare cu energie electric a ntreprinderilor industriale este rezolvarea problemei compensrii puterii reactive.

Transmiterea a unei cantiti considerabile de putere reactiv din sistemul electroenergetic la consumatori este ne raional din urmtoarele cauze:

apariia pierderilor suplimentare de putere activ i energie electric n toate elementele sistemului de alimentare cu energie electric, determinate de ncrcarea lor cu putere reactiv;

apariia pierderilor suplimentare de tensiune n reelele de alimentare.

Compensarea puterii reactive cu mbuntirea simultan a calitii energiei electrice n reelele de alimentare cu energie electric a ntreprinderii industriale constituie una din direciile de baz de micorare a pierderilor de energie electric i mrirea eficienei funcionrii instalaiilor electrice.

Partea de cheltuieli:

Astfel puterea reactiv sumar va constitui:

,

unde: .

Rezerva de putere reactiv n regim de postavarie se admite egal cu 10-15% din PR sumar consumat:

;

Puterea necesar a surselor de PR:

.

Partea livrat:

Determinm puterea produs de bateriile de condensatoare 0,4 kV (din tabelul 1.17)

.

Puterea reactiv livrat de ctre sistemul energetic:

Qs=218 kvar.

Tabelul 1.17 - Alegerea numrului i puterii bateriilor de condensatoare.

Nr. PTTipul,numrul,

puterea instalat

nxSn, kVAGrupa de sarcini, seciile nr.Sarcina activ

de calcul, Pc, kWSarcina reactiv de calcul,

Qc, kvarn

KirQt, kvarQBC,kvarBaterii de cond. instalate

123456789

P2

2x3-160 kVA

19

20

21

Total5,3

149,1

110,6

2652,6

115,1

101,2

218,90,80/

0,83

0

2802xM-

(2x140kvar)

P32x3-160 kVA1

3

4

9

10

Total40,6

10,7

98,5

99,9

10,1

259,824,5

4,3

97,1

129,9

8,0

263,80,80/

0,8102802xM-

(2x140 kvar)

Total BC cu puterea instalat QBC=560 kvar

Tabelul 1.18 - Bilanul puterilor reactive la ntreprinderea proiectat

Compartimentele bilanului puterilor Puterea reactiv,

kvar

1.Partea de cheltuieli a bilanului

1.1Sarcina consumatorilor 0,4 kV618

1.2Sarcina consumatorilor 10 kV0

1.3Pierderi n transformatoare48

1.4Rezerv pentru regimurile de postavarie80

1.5Puterea necesar a surselor de PR 747

2Livrarea puterii reactive

2.1Sistemul electroenergetic218

2.2Motoarele sincrone 10 kV0

2.3Motoarele sincrone 0,4 kV0

2.4Bateriile de condensatoare 10 kV0

2.5Bateriile de condensatoare 0,4 kV560

2.6 Total livrat:778

3. Bilan:+31

Se observ c se obine un surplus de de putere reactiv de 31 kvar.

Conform bilanului puterii reactive (vezi tabelul 1.18) se observ c puterea reactiv consumat de receptoarele electrice la 0,4 kV este compensat parial cu instalaii cu baterii de condensatoare. Neajunsul de putere reactiv la 0,4 kV n PT1 se compenseaz de puterea reactiv livrat de sistemul energetic i constituie 218 kvar.

1.12 Protecia mpotriva loviturilor directe de trsnet i la supratensiuniInstalaiile de paratrsnet reprezint mijloace de protecie a construciilor mpotriva descrcrilor electrice atmosferice. Posibilitatea i frecvena producerii descrcrilor electrice asupra construciilor i instalaiilor depinde n principal de zona de amplasare, de forma i dimensiunile ei, iar importana eventualelor pagube sau pierderi, de destinaia i valoarea construciilor cu tot ce se gsete n ele.

Frecvena producerii descrcrilor electrice asupra construciilor cu nlimea mai mic de 60 m se determin cu expresia :

,

undeB este limea zonei protejate, m;

L lungimea zonei protejate, m;

hx nlimea construciei protejate, m;

n valoarea medie a descrcrilor electrice n an la suprafaa 1 km2 de sol pentru zona unde este amplasat ntreprinderea n = 9 [2, tab. 12.2];

Deoarece cldirea PD-10 kV la ntreprinderea proiectat constitue un ntreg cu cldirea PT protecia contra loviturilor directe de trsnet se va efectua cu utilizarea plasei metalice amplasate pe acoperiul cldirii respective.

2. PROTECII PRIN RELEE I AUTOMATIZRI. EVIDENA I MSURAREA PARAMETRILOR ENERGIEI ELECTRICE

n procesul de exploatare a sistemului de alimentare cu energie electric apar deteriorri a unor din elementele ei. Cele mai periculoase i cele mai dese din ele sunt regimurile de scurtcircuit ntre faze i scurtcircuitele monofazate la pmnt. n urma acestora, are loc ieirea din regimul normal de funcionare a sistemului, ce aduce pagube ntreprinderii date.

Pentru micorarea mrimilor acestor deteriorri, se instaleaz un complex de dispozitive automatizate numite protecie prin relee, care asigur cu o precizie dat de rapiditate declanarea elementului deteriorat al reelei.

2.1 Elaborarea proteciilor prin relee pentru elementele sistemului de AEE

2.1.1 Alegerea i calculul reglajului ntreruptorului automat BA47-29-3P-C10

ce protejeaz linia ce alimenteaz motorul asincron nr.7 (pompa)

Motorul ce acioneaz pompa (nr.7 pe planul seciei) are urmtoarele date tehnice:

.

Determinm curentul nominal al acestui motor:

.

Curentul de pornire al motorului:

.

este curentul nominal al acestui motor, A; puterea nominal, kW; tensiunea nominal a reelei, kV; factorul de putere nominal al motorului; randamentul nominal al motorului.

n corespundere cu condiiile de alegere a ntreruptoarelor automate, alegem ntreruptor automat de tip BA47-29-3P-C10 cu curentul nominal al ntreruptorului de In,a=10A.

Pentru condiia uoar de pornire, alegem reglajul de curent al declanatorului electromagnetic de curent conform condiiei:

unde: k este multiplul curentului declanatorului electromagnetic; Ip curentul de pornire al motorului.

Condiia:

satisface.

Pentru acionarea sigur a aparatului de protecie n timpul cel mai scurt posibil, conform RAIE este necesar ca curentul de SC monofazat la pmnt n instalaiile ne periculoase din punct de vedere al exploziei, pentru ntreruptoarele automate care sunt nzestrate numai cu declanatoare electromagnetice s satisfac condiia:

(

unde: este valoarea curentului de scurtcircuit monofazat, - curentul de reglaj al declanatorului electromagnetic, care se determin pentru caracteristica C al ntreruptorului BA47-29-3P-C10:

.

Declanatorul electromagnetic BA47-29-3P-C10 v-a aciona la curentul de scurtcircuit n decurs de t1=0,04 s.

2.1.2 Alegerea reglajului ntreruptorului automat n linie BA88-35

ntreruptorul automat de tip BA88-35 n circuitul de linie a fost ales n p.1.8 cu datele tehnice: In.a.=250A.

Curentul reglajului declanatorului alegem din condiia, c ntreruptorul nu trebuie sa se deconecteze n regim normal de funcionare linia n cablu ABB-5x16 mm2, care alimenteaz panoul de distribuie DP-1 de tip din condiia:

,

unde m este multiplul curentului declanatorului electromagnetic.

Reglajul de curent al declanatorului electromagnetic ce alimenteaz un grup de motoare electrice, se determin cu relaia:

,

.

Stabilim reglajul de curent al declanatorului electromagnetic al ntreruptorului automat BA88-35: .

(.

Reglajul de curent al declanatorului termic:

.Verificm corespunderea sensibilitii ntreruptorului automat. Conform prescripiilor pentru acionarea fiabil a aparatului de protecie ntr-un timp ct mai scurt, n instalaiile ne-explozibile este necesar ca:

, (

Selectivitatea ntre ntreruptorul automat de la treapta inferioar de protecie, ales BA47-100-3P-10 i ntreruptorul automat de linie BA88-35, ales recent este asigurat, dac se ndeplinete condiia:

Selectivitatea este ndeplinit deoarece timpul de acionare al acestui ntreruptor tQF2=0,1 s.

2.1.3 Alegerea reglajului ntreruptorului automat BA88-37 n secundarul transformatorului PT-2 TM3-160 kVA

ntreruptorul automat de tip BA88-37 n secundarul transformatorului a fost ales n p.1.8 cu datele tehnice: In.a.=400A.

Reglajul de curent al declanatorului termic al ntreruptorului automat BA88-37:

unde m este multiplul reglajului de curent n zona curenilor de scurtcircuit; Imax curentul maximal de lucru, care parcurge prin ntreruptorul dat:

.

Atunci reglajul de curent al declanatorului termic pentru regimul de suprasarcin al transformatorului de putere va fi egal:

.

Stabilim reglajul de curent al declanatorului termic:

, deci condiia 1182 A100 kVarTrei ampermetre

Contor de energie reactiv-335

230

Linie de cablu radial, ce alimenteaz:

o unitate consumator economic;

cteva uniti economice.Ampermetru

Contor de energie activ

Ampermetru-335

230 -335

Barele colectoare a PD:Voltmetru la fiecare secie de bare;

Voltmetru pentru controlul strii izolaiei la fiecare secie de bare.

-350

-335

Figura 2.3 - Schema de msurri i eviden a energiei electrice.3 Adaptarea unui post de transformare 10/0,4 kV tipic, de tip separat cu ID-10 kV pentru asigurarea alimentrii cu energie electric a ntreprinderiin categoria posturilor de transformare (PT) sunt cuprinse toate construciile i echipamentul electromecanic, menit sa transforme tensiunea la care se tranziteaz energia electric, de la valori incluse n clasa reelelor electrice de medie tensiune la valori incluse n clasa reelelor elecrice de joas tensiune, postul de transformare asigurnd legtura ntre cele doua clase de reele electrice.

Alimentarea receptoarelor n instalaiile electrice de joas tensiune, implic prezena unui post de transformare i a mai multor puncte de distribuie.

Postul de transformare este o staie de transformare cobortoare, mic, cu o putere de pna la 2500 kVA,destinat alimentarii n joas tensiune (pn la 1 kV inclusiv) a consumatorilor.

La un post de transformare:

-Energia electric intr ntr-o instalaie electric de distribuie de medie tensiune prin unul sau mai multe circuite de medie tensiune;

-Din instalaia de distribuie, prin unul sau mai multe alte circuite de medie tensiune (obinuit cel mult dou), energia electric este trimis la transformatoare cobortoare de medie pe joas tensiune;

-Din transfomator, prin circuite de joas tensiune, energia electric este trimis la instalaia electric de distribuie de joas tensiune numit i tablou de distribuie de joas tensiune.

Un punct de alimentare este o staie de conexiuni de medie tensiune, (6-20kV) destinat alimentarii unor posturi de transformare.Este de multe ori combinat cu un post de transformare. Se instaleaz n general n reele urbane sau la consumatori industriali i se realizeaz n general n ncperi supraterane.

Ca urmare, prezena unui post de transformare n aria geografic are dou implicaii:- una determinat de prezena fizic in spaiul construit;

- i o alt legat de rolul funcional, respectiv asigurarea tranzitului de putere din reeaua electric de medie tensiune ctre cea de joas tensiune.

Ansamblul, definit ca post de transformare, are deci dou componente principale respectiv:- parte constructiv, reprezentat de suportul n care i pe care sunt susinute componentele celei de a doua pari, adoptarea soluiei de realizare (supraterane, subterane sau aeriene), fiind determinat de considerente economice, arhitecturale, de spaiul disponibil.

- echiparea electro-mecanic , constituit din materiale i aparate prin care este tranzitat energia electric i accesoriile necesare acestui scop, adoptarea soluiei fiind determinat de considerente economice, soluie constructiv, dar n special de cerinele legate de continuitatea n alimentare.

Echiparea electro-mecanic a unui post de transformare, la rndul su este constituit din:- circuite primare (principale) fiind cele parcurse de energia electric tranzitat, respectiv cele expuse la tensiunea de serviciu i parcurse de curenii absorbii de receptori;

- circuite secundare, desevesc circuitele primare, au tensiuni mai mici sau egale cu 220V, iar curentii sunt foarte mici, de regula sub 5A. Din aceasta categorie fac parte circuitele de comand, semnalizare, protecie, msur;

- instalaii auxiliare, din care fac parte serviciile proprii de curent alternativ i de curent continuu, instalaia de legare la pmnt i cea de protecie mpotriva loviturilor directe de trsnet.

Echipamentul aferent circuitelor primare, ( indeosebi transformatoarele ) reprezint partea principal a unui post de trasformare, ocupnd spaiul cel mai mare.

Echipamentul aferent circuitelor secundare este montat pe panouri sau pupitre, ansamblul lor formnd tabloul de comand.

Legtura aparatelor cu care se realizeaz circuitele secundare cu aparatele circuitelor primare pe care le deservesc, se realizeaz cu cabluri de circuite secundare, pozate n canaluri speciale de cabluri.

3.1 Criterii de baz pentru alegerea tipului de PT La selectarea tipului i a amplasrii PT este necesar n afar de evaluarea tehnico economic s se tina cont de :

- tipurile de reele MT i JT la care urmeaz s fie racordat PT.- proprietatea terenurilor pe care urmeaz s fie amplasate PT i condiiile impuse de la proprietarii lor.- posibiliti de acces pentru montare, deservire i mentenan. - zonele de protecie i de sigurant.- caracterul zonei locuit sau nelocuit, rezervaie, etc.- pericole de explozie, incendiu, poluare ,riscul de lovire de ctre autovehicule etc.Specificul ntreprinderii proiectate const n aceea, c aceasta const din mai multe secii cu sarcin mic, amplasate n diferite zone ale ei. n acela timp i condiiile mediului din seciile de baz nu permit o amplasare deschis a punctelor de distribuie i posturilor de transformare.

Din aceste considerente este raional de a amplasa pe teritoriu un post de transformare de tip separat cu o instalaie de distribuie de medie tensiune, care va servi i n calitate de punct de distribuie central. De la acest punct energia va fi distribuit posturilor de transformare din secii. Totodat de la acest post de transformare la tensiunea 0,4kV vor putea fi alimentate seciile din apropiere cu sarcini mici.

Pentru a realiza acest scop este necesar de a adapta un post-tipic de transformare 10/0,4 kV la condiiile concrete ale proiectului.

Postul trebuie s ocupe puin loc pe teritoriu, s aib instalaii de distribuie la tensiunea 10 kV cu dou celule de intrare, dou pentru transformatoarele 160 kVA proprii, patru de ieire (pentru alimentarea a nc dou posturi de transformare din secii) i o punte de conexiune cu separator ntre dou secii de bare 10 kV ale ID.

Instalaia de distribuie 0,4kV trebuie s conin un numr suficient de celule pentru alimentarea consumatorilor din seciiile nr. 2,5,6,7,8,11,12,13,14,15,16,17,18.

Deoarece consumatorii ntreprinderii se refer la categoriile II i III privind fiabilitatea n AEE, la barele 0,4kV ale PT nu prevedem AAR. Separatorul de secionare ntre seciile de bare, n caz de necesitate, va putea fi manipulat manual de personalul operativ al ntreprinderii.

Aa dar vom adopta un post de transformare 10/0,4kV cu dou transformatoare 160 kVA, cu dou etaje, pentru a asigura alimentarea cu energie electric a ntreprinderii.

Postul tipic este prevzut dou linii aeriene de intrare i dou linii aeriene de plecare.

Adaptarea va consta n refacerea a dou ieiri din aeriene n cablu, adaugarea a nc dou celule cu ieire n cablu, amenanjarea umui canal de cablu la etajul 2, trecerea cablurilor de la etajul 2 la etajul 1 i apoi prin peretele PT n tranee.Postul de transformare va fi de tip compact, amplasat pe terenul consumatorului, lng gardul de demarcaie spre domeniul public, n apropierea stlpului din beton al LEA 10 kV.

Racordarea PT la LEA se va face n solutie radial cu separator de racord montat orizontal pe primul stlp. Postul de transformare este proiectat n aa fel nct funcionarea normal,supravegherea i ntreinerea s se fac n condiii de siguran. Structura postului de transformare este calculat i realizat pentru a raspunde caracteristicilor nominale i constructive i pentru a preveni orice fel de deformare la transport i intreinere.

Figura 3.1 Faadele postului de transformaren figura 3.1 sunt prezentate patru vederi ale cldirii PT. Partea constructiv se prevede cu o intrare la I etaj, scara care permite accesul direct la etajul II, ferestre cu jaluzele pentru ventilaie.

Elementele componente ale unui post de transformare sunt:

-Anvelopa: fundaie, cuva de retinere a uleiului, cabina,

-Echipamentul de medie tensiune,

-Transformatorul,

-Echipamentul de joasa tensiune.

Anvelopa din beton a postului de transformare este format din :

- fundaie i cabin n construcie monobloc, acoperi. Materialele folosite n structura anvelopei postului de transformare ndeplinesc condiiile minime de combustibilitate i ezistena la foc, att n interior ct i n exterior. Materialele utilizate sunt materiale neinflamabile: elemente prefabricate din beton, metal, materiale fr halogeni. Parile metalice supuse coroziunii sunt acoperite prin zincare la cald i vopsire.

Anvelopa are trei compartimente distincte: compartimentul de medie tensiune, compartimentul transformatorului si compartimentul de joasa tensiune . Accesul la echipamente se face prin intermediul uilor de acces care sunt dispuse n funcie de compartimentarea anvelopei.

Fundaia este realizat din beton armat rezistent la ap, eliminandu-se infiltraiile din sol.

Eventualele scurgeri de lichid dielectric din transformator sunt reinute de cuva de reinere a fundaiei din beton care este acoperit cu vopsea rezistent la produse petroliere. Fundaia este prevazut cu orificii protejate pentru trecerea cablurilor medie tensiune i joas tensiune.

Acoperiul are o panta de 4% pentru a permite scurgerea apelor pluviale i nu permite acumularea de ap. Grosimea acoperiului n zona cea mai nalta este de 150 mm i descrete pna la 100 mm la margini. Betonul utilizat este de mare rezistena, aditivat cu substante fluidificante si impermeabilizante. Are nglobat un strat de polistiren expandat pentru protecia termic. Pentru a elimina complet orice fel de infiltratii de ap se realizeaza o impermeabilizare suplimentar, cu ajutorul unui strat protector bituminos aplicat la cald;

Uile compartimentului transformatorului i ramele de ventilaie sunt prevazute cu jaluzele din aluminiu i permit ventilaia transformatorului. Geometria speciala i modul de aezare al lamelelor, mpreuna cu plasa de sirma din spatele lor, asigura gradul de protecie . Dimensionarea ramelor de ventilaie este n aa fel realizat ncit un transformator de 160 kVA se va raci in mod natural.

Prin construcie, anvelopa postului de transformare asigur pentru operaiile curente de exploatare: accesul n compartimentul de cablu i la punctele de masur pe cablu, n vederea verificrii izolaiei, manevrarea aparatajului de medie tensiune i citirea schemei sinoptice, manevrarea aparatajului de joas tensiune i citirea simbolurilor i a diferitelor informaii, accesul pentru operaii de verificare i control, accesul la operaiile de msurare a rezistenei prizei de pmnt i la racordul la dispozitivele de punere la pmnt, accesul la detectoarele de defect.

Figura 3.2 Amplasarea echipamentului postului de transformare

n firura 3.2 este prezentat amplasarea echipamentului PT n planul etajelor I i II. La etajul I se afl 2 transformatoare 160 kVA, ID-0,4 kV care conine 7 dulapuri de tip -70. La etajul II se afl ID-10 kV cu 8 celule prefabricate tip -670, amplasate n 2 rnduri. Partea de medie tensiune a posturilor de transformare compacte se realizeaz cu ajutorul urmatoarelor categorii de echipamente:

- echipamente de comutaie capsulate, celule electrice de medie tensiune cu bare izolate in aer, celule electrice de masura cu izolatie in aer.Echipamentul de medie tensiune poate fi format din mai multe unitati functionale (celule) n funcie de schema electric .

Figura 3.4 Schema electric monofilara 10 kV

La tensiunea 10 kV se utilizeaz schema cu un sistem de bare colectoare secionate cu dou separatoare. La fiecare din secie sunt conectate 4 linii, 2 transformatoare cu putere 160 kVA. Fiecare secie de bare colectoare se prevede cu cuite de legare la pmnt fixe. La instalaia de distribuie ID 10 kV se prevede instalarea celulelor prefabricate de tip KCO-687 cu curentul limit dinamic ild =41 kA i puterea de trecere 11000 kVA la 10 kV. La tensiunea 10 kV se prevede o schem electric de conexiune cu instalarea: la intrarea i liniile de plecare separator de sarcin; la transformatoarele de putere se utilizeaz ntreruptoare de sarcin cu sigurane fuzibile. Siguranele fuzibile n celulele KCO sunt de tip -10 avnd curentul nominal In=630A. Echipamentele de comutatie de medie tensiune asigur funcionarea corect n condiiile de mediu i electrice cerute. Ele functioneaz fr vibraii i cu nivel de zgomot conform normativelor n vigoare .

Separatoarele sunt prevazute cu cuite de punere la pmnt. Separatoarele de sarcin au posibilitatea de acionare manual i electric i vor avea trei poziii: nchis, deschis i legat la pmnt. Echipamentul de comutaie primar a fost ales pe baza caracteristicilor electrice i mecanice corelat cu valoarea plafon a curenilor de scurtcircuit i cu circulaia de putere.

Pentru asigurarea unei protecii totale a personalului de exploatare i mpotriva unor manevre greite sunt prevazute blocaje mpotriva posibilitii de atingere a prilor sub tensiune de ctre personalul de exploatare. Echipamentul este perfect izolat astfel ca el sa nu prezinte pericol la atingere, prezentnd securitate n exploatare i va asigura aparatajul mpotriva modificarilor mediului exterior.

Din punct de vedere al mentenanei, n conditii normale de exploatare, de mediu i n limitele performanelor, ansamblul elementelor componente nu necesita nici o ntreinere (nici o revizie, nici o ungere, nici o curire, nici o schimbare de piesa cu titlu preventiv). Mentenana corectiv se va limita la:

-schimarea fuzibilelor,

-schimbarea lmpilor, indicatoarelor luminoase de prezen a tensiunii,

Postul de transformare este echipat cu doua transformatoare de putere 160 kVA cu ulei . Tensiune nominala : 10 / 0,4 kV

Compartimentul transformatoarelor poate fi dimensionat astfel nct s permit echiparea cu transformatoare de aceeai putere cu conservator (de fabricaie veche) care pot inlocui temporar sau definitiv transformatorul iniial.

Transformatoarele cu ulei n cuv sunt cu racire naturala, clasa F, avand patru roi pentru deplasarea bidirectiona, patru urechi de prindere, putnd fi dotate cu termometru cu contacte sau sonde de temperatur asociate cu un releu electronic de protecie la temperatur, gaze sau suprapresiune ( la transformatoarele n ulei ). Protecia termic actioneaz automat. Sunt prevazute cu supap de suprapresiune pentru a proteja cuva transformatorului de eventualele deformari datorate unor suprapresiuni accidentale. Transformatoarele de putere sunt insotite de cartea tehnica emis de producator, n care sunt precizate condiiile de manevrare, transport, depozitare, montaj i punere n funciune, exploatare.

Transformatorul este dotat cu bloc de protectie/termometru cu contacte pentru protejarea la suprapresiune, temperaturi ridicate sau scderea nivelului de ulei. Instalaia de distributie de joasa tensiune se realizeaza conform schemei electrice monofilare.

Figura 3.3 Schema electric monofilar 0,4 kV

La tensiunea 0,4 kV se utilizeaz schema cu un sistem de bare colectoare, secionate cu un ntreruptor cu prghie. Alimentarea cu energie electric a seciilor barelor se realizeaz de la transformatoarele de putere conectate la panou prin ntreruptor automat. Liniilor 0,4 kV sunt racordate la barele instalaiei prin siguran fuzibil. n postul de transformare la tensiunea 0,4 kV se utilizeaz panourile de tip -70. Barele la partea 0,4 kV a transformatorului de putere se aleg reeind din regimul de suprasarcin a transformatorului cu 70-80% i se verific la stabilitate dinamic i termic n regim de scuirtcircuit trifazat.

Intrarea n instalaia de joasa tensiune se realizeaza cu intreruptor automat .

Dimensionarea ntreruptorului automat n funcie de puterea transformatorului este 400 A. Pentru plecarile de joasa tensiune se utilizeaza sigurane montate direct pe bare de cupru.

Panoul de distribuie de joasa tensiune poate fi echipat cu circuite de masur a energiei electrice.

Circuitele de masura se realizeaza cu:

-transformatoare de curent,

-cleme pentru masur (circuitele de tensiune prevzute cu sigurane automate tripolare) montate ntr-o cutie separat care poate fi sigilat,

-contor electronic .

Conexiunile la echipamente i aparate sunt astfel realizate nct s suporte vibraiile de origine interna (transformator, compartiment MT, tablou JT) ,sa prezinte o buna rezisten la solicitrile rezultate din manevrele de exploatare.

Postul de transformare este prevazut cu o instalaie pentru legare la pmnt ca mijloc principal de protecie mpotriva tensiunilor de atingere i de pas. Valoarea prizei de pamant nu va depai 4 . Calculul instalaiei de legare la pmnt este prezentat n p.5.4 al proiectului.

Postul de transformare are realizata centura interioara de mpmntare din

-platbanda OLZn 40 x 5, la care sunt racordate urmatoarele elemente:

- prile metalice ale celulelor i elementelor de MT;

- cuva transformatorului de putere de MT/JT;

- nulul transformatorului de putere de MT/JT;

- nulul transformatoarelor de curent din circuitul de masura; - ecranele metalice i armaturile cablurilor de MT;

-prile metalice ale tabloului de JT;

- anvelopa termoizolata cu perei din alumuniu a postului de transformare

prefabricat;

- alte elemente conductoare care nu fac parte din circuitele de lucru (ngradiri

- de protecie, ui de acces, supori de fixare, etc)

- mantalele cablurilor de MT.

Legarea prilor metalice ale celorlalte echipamente la centura de mpmntare se face cu conductor de Cu, avand sectiunea de 50 mm2. Densitatea de curent nu depaseste 200A/mm2 la o durata de scurtcircuit de 1s.

Figura 3.4 Protecia contra loviturilor directe de trsnet, instalaii de legare la pmnt

Instalaia de legare la pmnt este comun pentru tensiunele 10-0,4 kV. Rezistena de legare la pmnt trebuie s fie 4.

Protecia cldirii PT mpotriva loviturilor directe de trsnet se efectuiaz cu o plas metalic amplasat pe acoperiul PT care se leag cu instalaia de legare la pmnt prin dou conexiuni. Calculul instalaiei de protecie contra loviturilor directe de trsnet este prezentat n p.1.12 al proiectului.

Legarea prilor metalice ale celorlalte echipamente la centura de mpmntare se face cu conductor de Cu cu sectiunea de 16 mm2.

Legaturile interioare n postul de transformare se executa prin buloane. Racordarea PT la centura de mpmntare exterioar se face prin intermediul a dou cutii montate pe pereii exteriori ai carcasei i care conin eclise pentru msurarea rezistenei prizei de pmnt.

Toate prile metalice ale PT, inclusiv ale celor corespunzatoare tablourilor de distribuie de joas tensiune, vor fi interconectate reciproc i legate la priza de pmnt a PT (priza de pmnt a instalaiei de medie tensiune).Iluminatul intern al postului de transformare este asigurat n toate compartimentele acestuia. n toate ncperile PT se utilizeaz iluminatul de lucru cu tensiunea 380-220 V. Iluminatul ncperilor este realizat cu becuri cu incandescen. Alimentarea reelei de iluminat se face de la panoul de iluminare, care prin comutator se conecteaz la una din intrrile 0,4 kV a transformatorului de putere. Instalaia de iluminat pentru reparaii i instalaia de iluminare mobil se alimenteaz la tensiunea 36 V.

Figura 3.5 Iluminatul electric n postul de transformare

Prin respectarea prevederilor standardului de produs sunt reduse la maximum posibilitaile de apariie a unui defect (scurtcircuit) intern. Acestea pot aparea din cauza unor defecte de material, montaj necorespunzator pe antier, motive constructive, condiii de funcionare speciale, manevre greite.

-n cazul unui scurtcircuit n celula de medie tensiune sau la capetele terminale ale cablurilor, gazele fierbinti sunt dirijate prin sicane speciale spre compartimentul transformatorului unde sunt racite i decomprimate. Astfel gazele prsesc postul de transformare prin jaluzelele uilor i nu mai prezint pericol pentru personalul de exploatare i nici pentru mediul nconjurtor.

-Defectele interne ale transformatorului sunt eliminate de unitatea funcional.

Defectele interne ale tabloului de joasa tensiune sunt eliminate de proteciile aparatajului de joas tensiune.

n vederea reducerii , limitrii, eliminrii impactului reciproc ntre instalaiile electrice de distribuie i mediu, este obligatorie respectarea att a normelor tehnice energetice, a standardelor tehnice, ct i a actelor normative i a standardelor aplicabile n domeniul proteciei mediului.

Realizarea lucrrilor nu implic msuri deosebite pentru protecia mediului, i s-a evitat:

impactul ecologic cu efecte asupra solului, subsolului, aerului, apelor subterane i de suprafa, vegetaiei, florei i faunei, aezri umane

impactul electromagnetic concretizat prin perturbaii asupra emisiilor radio i televiziune, a influienei cmpurilor electrice i magnetice asupra sntii oamenilor i animalelor;

impactul sonor, concretizat prin nivelul zgomotului datorat vibraiilor echipamentelor electrice;

impactul vizual - estetic, concretizat prin modul de ncadrare n mediul ambiant al liniilor electrice de distribuie;

Tensiunile de atingere i de pas se ncadreaz n limite admisibile, pentru evitarea accidentelor ce pot aprea n imediata apropiere a instalaiilor electrice de distribuie.

Se vor respecta gabaritele pe orizontal i vertical fat de instalaiile nvecinate, pentru a elimina posibilitatea influienrii reciproce, i reglementri corespunztoare ( alei, reele ap, gaz, canal, i construcii ).

4. Aspecte de economie i management4.1 alegerea tensiunii de alimentare exterioar cu energie electric

Formularea problemei

Problema se pune de a efectua compararea tehnico economic, avnd dou posibiliti de racordare a ntreprinderii la sistemul electroenergetic.

alegerea tensiunii exterioare alimentare a reelei electrice de distribuie depinde de puterea consumat de fabric, de ndeprtare de la sursa de alimentare, de numrul i puterea receptoarelor electrice.

Valoarea aproximativ a tensiunii de alimentare se determin dup formula lui Still, kV:

unde: l - este distana de la sistemul electroenergetic pn la uzin, l = 2 km,

P puterea de calcul transportat pe un singur circuit, P = 0,778 MW.

Se vor compara urmtoarele 2 variante: Varianta I: , Varianta II: . n figura 4.1. i figura 4.2. sunt prezentate schemele de racordare a ntreprinderii la reea.

Figura 4.1- Variant de racordare a ntreprinderii la staia SEE Un=35 kV

Figura 4.2 - variant de racordare a ntreprinderii la staia SEE Un= 10 kV

Compararea tehnicoeconomic a variantelor se va realiza cu metoda Cheltuielilor de calcul anuale (CA) i reprezint un indicator sintetic a fluxului de cheltuieli. CA st la baza unui criteriu de alegere a soluiei optime CA ( min. Optim va fi considerat a cea variant pentru care CA ( min.

n situaia pentru care fluxul de numerar (de cheltuieli) este cuasi constant CA poate fi uor determinat n mod direct n baza cunoaterii acestui flux [10, p. 36]:

CA = C + Ri ;

unde C este cheltuielile anuale,

C = C rep + C(W ;

C rep este cheltuielile anuale cu personalul, ntreinere i reparaii,

C rep = prep ( I;

C(W este costul pierderilor de energie,

C(W = (Pmax (((CW.

Ri este rata anual de rambursare a creditului:

Ri = I ( Ei ;

Unde I este valoarea investiiei,

Ei coeficientul de rambursare a creditului:

;

i = i banc + i inf ;

undei este rata de actualizare,

Tsn durata de serviciu normat, Tsn = 40 ani [10]

i banc- rata de cost al capitalului, i banc = 9% [10]

i inf - rata inflaiei. i inf = 6% [10]

i = 9 + 6 = 15 % ;

.

Investiia sumar:

I( = I + I ech ;

I ech = (P ( Cp;

unde Cp este costul 1kW de putere instalat la centrala etalon; Cp = 700 u.m./kW,[10]

I investiia efectiv n linie;

(P pierderile de putere n linii.

Varianta I - Un = 35 kV

Alimentarea ntreprinderii este realizat cu dou linii aeriene de la staia electric a sistemului electroenergetic cu lungimea 2 km.

Pcalc =778 Kw, Qcalc = 218 kvar,

.

Determinm curentul n LEA 35 kV:

Unde Scalc este puterea de calcul la barele de T a SPC,

n numrul de lini ce vin de la SPC,

Unom tensiunea nominal a LEA.

Determinm seciunea conductoarelor liniilor aeriene, pentru varianta corespunztoare, dup densitatea economic a curentului. Pentru seciunea economic a conductorului, determinat pe baza criteriului CA ( min, rezult formula de calcul:

;

unde: ks este costul unui km de linie cu o seciune de faz de 1mm2, ks = 100 u.m./(km(mm2);

unde: prep cheltuielile anuale cu personalul, ntreinere i reparaii. Pentru LEA 35 kV

prep = 6,6 %;

Tsn durata de studiu,Tsn= 40 ani, i=15%, atunci = 6,44 ani [8].

;

este rezistivitatea miezului din aluminiu,

= 32 ((mm2/km

- costul pierderilor de energie pentru perioada de studiu:

;

undeCp costul 1kW de putere instalat la centrala etalon; Cp = 700 u.m./kW;

( - durata pierderilor maximale:

;

C W este costul unui kW(h de energie, C W = 0,57 u.m./kW(h

;

Vom alege conductoare tip AC 50/8, cu Iadm =210 A, costul 460 u.m./km.

r0 = 0,65 ( / kmx0 = 0,353 ( / km

R = ro L = 1,3 (X = xo L = 0,706 (n regim de avarie curentul va obine urmtoarea valoare:

Determinm pierderile de tensiune pentru regimul normal i regimul de avarie:

.

n caz de avarie, pierderile de tensiune se vor dubla:

.

Pierderile de putere n regim normal:

kW.

Pentru varianta dat la staia principal cobortoare (SPC) se instaleaz dou transformatoare, atunci puterea nominal a fiecrui transformator se determin cu relaia:

;

deci la SPC se vor instala 2 transformatoare de tip M-1000/35 cu parametrii:

Us = 35 kV, Ui = 10,5 kV, (Po = 2 kW, (Psc = 11,6 kW, Usc = 6,5%, Io = 1,4 %, costul 5,363 mii u.m.

Pierderile de putere n transformatoarele SPC:

;

unde

- pierderile de sarcin variabile:

.

unde