Indrumar de proiectare la disciplina

...........................................................................

Tema proiectului: Proiectarea si dimensionarea unui sistem de alimentare cu energie electrica (MT/JT)

1. Schema monofilara a sistemului energetic de MT/JT

2. Datele initiale ale consumatorilor din sistemul energetic

Tabelul1

M11M12M21M22M31M32M33Sc1Sc2

310+3n [kW]175+3n [kW]50+4n[kW]25+3n [kW]40+4n[kW]20+4n [kW]15+3n [kW](50-100)+3n [kW](5-10) +2n [kW]

n numarul de ordine.

Pornind de la datele initiale se aleg motoarele reale cu parametrii lor din [1], [2] sau [3], iar parametrii acestor motoare se trec in tabelul 2 cu specificatia ca, daca valoarea puterii motorului din datele initiale nu poate fi identificata in bibliografia indicata, atunci se alege un motor cu putere cat mai apropiata de cea trecuta in tabelul 1.

Tabelul 2

Nr.crtDenumire receptorTip constructivPn [kW]Un [kV]n [rot/min] [%]cos In [A]Ip/InMasa [kg]

1M11

2M12

3M21

4M22

5M31

6M32

7M33

8Sc1

9Sc2

3. Determinarea curentilor de calcul si a sectiunii cablurilor de alimentare pentru receptoarele de putere

Se face conform [5]. Valoarea curentilor de calcul ( Ic ) este diferita de valoarea curentilor la putere nominala ( In ) pentru diferite tipuri de circuite si receptoare. In cazul de fata, expresia curentilor de calcul pentru circuite de forta trifazate este:

[A],

unde Pi - puterea instalata a receptorului;

Un tensiunea de linie;

randamentul receptorului;

cos factorul de putere al receptorului.

Valorile curentilor de calcul se vor determina pentru toate receptoarele din tabelul 2, iar datele se vor centraliza in tabelul 3.

Pe baza valorilor calculate pentru acesti curenti, din [4] sau [5] se vor alege sectiunile cablurilor de alimentare pentru fiecare receptor in parte. Datele se vor centraliza in tabelul 3.

Tabelul 3

ConsumatorP [kW]

S [kVA]

Q [kVAr]In [A]Ic [A]S [mm2]l [km]R [/km]X [/km]U [V]U [%]

M110,20,5970,029

M120,20,5970,029

Sc112,90,144

T1,T2---

C11---

M210,50,20,02

M220,50,250,02

L30,50,2860,04

Sc20,51,30,02

C21---

M310,30,250,02

M320,30,70,015

M330,30,950,015

C31---

4. Verificarea sectiunii conductoarelor

4.1. Verificarea sectiunii conductoarelor la cderea minim de tensiune

Valoarea maxim admisibila in normative pentru cderea de tensiune este:

Umax% = 5 %Un pentru motoare;

Umax% = 10 %Un pentru transformatoare;

Calculul caderii de tensiune maxim admisibile pe o sectiune se face cu relatiile:

In cazul nerespectarii conditiilor de mai sus se va alege o noua sectiune imediat superioara pentru care se va face o noua verificare a caderii de tensiune maxim admisibile.

Valorile rezultate pentru U[V] si U[%] se centralizeaza in tabelul 3.

4.2. Verificarea sectiunii conductoarelor la densitatea de curent maxim admisibila

Expresia de calcul a curentului de pornire al motoarelor este urmatoarea:

, unde IpMi - curentul de pornire al motorului i;

InMi - curentul nominal al motorului i;

kp coeficient de pornire , kp =0,7 pornire cu reostat;

kp =1 pornire fara reostat;

Tipul de pornire al motorului se gaseste in fisa cu datele tehnice a acestuia [1].

Practic, valoarea curentului de pornire a motorului se determina din coloana 10 a tabelului 2 unde avem extrase din fisele de date tehnice ale motoarelor valorile pentru Ip/In.

O alta clasificare a tipului de pornire al motoarelor este in functie de puterea nominala a acestora si anume:

pentru motoare cu puteri mai mici de 5kW: pornire direct

pentru motoare cu puteri ntre 575 kW: pornire prin comutator stea-triunghi

pentru motoare cu puteri mai mari de 75 kW: pornire prin autotransformator

Datele privind modul de pornire al motoarelor se vor centraliza in tabelul 4, avandu-se in vedere ca pentru fiecare motor trebuie aleasa si dimensionata aparatura de pornire:

Tabelul 4

MotorPutere [kW]Tip pornire

M11

M12

M21

M22

M31

M32

M33

SC1

SC2

Densitatea de curent admisibila la pornirea unui motor se determina cu relatia:

,unde JMi densitatea de current admisibila la pornirea motorului i;

IpMi - curentul de pornire al motorului i;

si sectiunea conductorului;

Jmaxadm densitatea de current maxim admisibila;

Pentru conductoare din Cu, respective aluminiu , densitatile de curent maxim admisibile sunt:

JmaxadmCu = 35 A/mm2 , JmaxadmAl = 20 A/mm2

n cazul n care densitatea maxim de curent calculat depete valoarile maxim admisibile se alege din normativ seciunea standardizat de valoare imediat superioar si se face o alta verificare pentru sectiunea nou aleasa. .

5. Determinarea puterii postului de transformare

Puterea postului de transformare se stabileste in functie de puterea ceruta de consumator. Puterea cerut reprezint puterea activ convenional, de valoare constant, care produce n elementele reelei electrice acelai efect termic ca i puterea real, variabil n timp. Puterea cerut se determin astfel nct solicitarea termic i mecanic la care este supus instalaia s nu ating valori periculoase i s conduc la o dimensionare economic. Puterea cerut este mai mic dect puterea maxim (fiind o medie pe un interval de timp mai mare). Ca si date cunoscute avem structura receptoarelor ( timpi de pornire, numar de receptoare, putere receptoare), regimurile de functionare ale receptoarelor si cerintele privind continuitatea in alimentarea cu energie electrica.

Determinarea sarcinilor de calcul se poate face cu una din urmatoarele metode:

metoda consumului specific de energie;

metoda sarcinilor specifice pe unitatea de suprafata;

metoda formulei binome;

metoda coeficientului de cerere;

Definirea, detalierea si studiul posibilitatilor de utilizare ale primelor trei metode pentru cazul de fata se va face din literatura de specialitate. [4].

5.1 Metoda coeficientului de cerere

Metoda coeficientului de cerere este utilizata la proiectarea alimentarii cu energie electrica a consumatorilor noi sau a celor ale caror curbe de sarcina nu se cunosc. Se are in vedere faptul ca din puterea instalata numai o parte e ceruta deoarece nu toate receptoarele functioneaza simultan, iar cele aflate in functiune nu sunt incarcate la sarcina nominala.

Calculul puterii active

Nr circuitekC

230,9

450,8

690,7

>100,6

, unde ki coeficient de incarcare; ki = 0,75;

ks coeficient de simultaneitate; ks = 0,96;

r randamentul retelei; r= 0,99;

u randamentul utilajului;

Calculul puterii reactive

, unde QC puterea reactiva ceruta;

PC puterea activa ceruta;

cos c factor de putere aferent receptorului;

Calculul puterii aparente

, SC puterea aparenta ceruta;

QC puterea reactiva ceruta; PC puterea activa ceruta;

Daca la dimensionarea instalatiei de alimentare cu energie electrica se are in vedere si imbunatatirea factorului de putere, aceasta imbunatatire se face cu relatia:

, unde Qcond puterea instalata a bateriei de condensatoare;

, unde - factor de putere neutral;

= 0,9 pentru 110 kV;

= 0,92 pentru 6-20 kV;

= 0,95 pentru < 1 kV;

- factor de putere mediu;

= Pi / SC factor de putere instalata;

PCF puterea activa ceruta in functionare;

Cu ajutorul metodei prezentate mai sus se determina puterile active, reactive si aparente pe barele 3 respectiv 2, alegandu-se totodata si aparatura de comutatie respectiv bateriile de condensatoare [4],[6].

5.2 Calculul puterii instalate in postul de transformare

Cunoscand puterea ceruta se va calcula pe baza acesteia puterea necesara a fi instalata in postul de transformare ( in statie ) cu urmatoarea relatie:

, - coeficient optim de ncrcare al postului de transformare.

Puterea nominala standardizata se alege din literatura de specialitate [4] astfel incat pierderile in transformator sa fie minime, in functie de puterea determinata prin calcul stabilindu-se mai multe variante de echipare, fiecare varianta avand un numar de transformatoare de puteri diferite si se calculeaza pentru fiecare caz piederile de putere in transformatoare cu relatia:

, n numrul de transformatoare

P0 pierderi la mers n gol

PSCC pierderi la mers n scurtcircuit

Pvent pierderi prin ventilaie

; - suma puterilor nominale

a celor n transformatoare

Se va alege varianta pentru care pierderile in transformator sau transformatoare sunt minime. De asemenea se va avea in vedere sa nu se aleaga o diversitate de puteri pentru transformatoare, fapt ce ar implica o diversitate de aparate de comutatie, protectie, masura etc, care ar ingreuna operatiile de revizie si reparatie.

In cazul de fata numarul de transformatoare care vor echipa postul (statia) nu va fi mai mare decat 3 si se stabileste astfel incat sa se asigure continuitatea in alimentarea cu energie electrica a consumatorilor in functie de categoria acestora (0, 1, 2 sau 3)

Dupa determinarea puterii instalate in postul de transformare, prin intermediul metodei coeficientului de cerere prezentate mai sus se determina puterile active, reactive si aparente pe bara 1 , alegandu-se totodata si aparatura de comutatie respectiv bateriile de condensatoare [4],[6].

Bibliografie:

1. www.electroputere.ro2. www.ucmr.ro3. Raduti C. Masini electrice rotative fabricate in Romania

4. Pietrareanu E. Agenda electricianului

5. I7 - Normativ pentru proiectarea si executarea instalatiilor electrice cu tensiuni pana la 1.000 V c.a. si 1.500 V c.c.

6. www.schneider-electric.ro7. www.diodor.ro

PC puterea activa ceruta;

Pi puterea instalat;

kc coeficient de cerere, poate fi determinat n funcie

de numrul de circuite/ receptoare de pe un tablou;

_265163792.unknown

_265165072.unknown

_265165392.unknown

_265165712.unknown

_265166032.unknown

_265166352.unknown

_268329044.unknown

_268329364.unknown

_268329684.unknown

_268330004.unknown

_268330324.unknown

_265164752.unknown

_265159372.unknown

_265159692.unknown

_265159052.unknown

_249375944.unknown

_249376264.unknown

_249375304.unknown

_249375624.unknown

_249374664.unknown

_249374984.unknown

_164634116.unknown