manualul instalatiilor electrice

Acest ghid a fost scris pentru inginerii electricieni care trebuie s proiecteze, s realizeze, s inspecteze, sau s ntrein instalaiile electrice n conformitate cu standardele internaionale ale Comisiei Electrotehnice Internaionale (CEI). Care soluie tehnic va garanta c toate criteriile de siguran sunt indeplinite? Aceast ntrebare a fost un ghid permanent n elaborarea acestui manual. Un standard internaional cum ar fi CEI 60364 Instalaii electrice din cldiri specific n mod extensiv regulile care trebuie aplicate nct s se realizeze sigurana i caracteristicile de funcionare preconizate pentru toate tipurile de instalaii electrice. ntruct standardul trebuie s fie extensiv, i trebuie s fie aplicabil la toate tipurile de produse i de soluii tehnice care se folosesc la nivel internaional, textul regulilor din CEI este complex i nu este prezentat n ordinea de utilizare. Standardul nu poate fi deci considerat drept un manual de lucru, ci numai un document de referin. Scopul prezentului manual este de a pune la dispoziie o explicaie clar, practic i facut pas cu pas a studiului complet al unei instalaii electrice n conformitate cu CEI 60364 i a altor standarde CEI relevante. De aceea capitolul nti (A) prezint metodologia care trebuie utilizat iar fiecare capitol se ocup cu diverse etape ale studiului. Ultimele dou capitole sunt destinate surselor de alimentare, sarcinilor i amplasrilor deosebite, precum i compatibilitii electromagnetice. Noi toi speram c tu, utilizatorule, vei considera acest manual cu adevrat util. Schneider Electric S.A.

Manualul instalaiilor electrice este un singur document care acoper partea tehnic, reglementrile i standardele referitoare la instalaiile electrice. Este destinat profesionitilor n domeniu din ntreprinderi, birouri de proiectare, organizaii de inspecie, etc. Echipamentul electric trebuie deservit de personal de mentenan de specialitate (electricieni calificai), iar acest document nu trebuie privit ca un ansamblu de instruciuni suficiente pentru cei care nu sunt calificai ca s opereze, s ntrein sau s asigure operaiile de mentenan pentru echipamentul discutat mai sus. Dei s-a acordat o deosebit atenie pentru a asigura o informare exact i corect n acest document, Schneider Electric nu i asum nici o responsabilitate pentru nici un fel de consecine care ar decurge din utilizarea acestui material. Aceast nou ediie a fost publicat pentru a se ine seama de schimbrile din tehnic, standarde i reglementri, i n special standardul CEI 60364 pentru instalaii electrice. Aducem mulumiri tuturor cititorilor ediiei anterioare a acestui manual pentru comentariile lor care ne-au ajutat s mbuntim prezenta ediie. Mulumim de asemenea multor persoane i organizaii, prea numeroase ca s fie enumerate aici, care au contribuit ntr-un fel sau altul la pregtirea acestui manual.

Ediia n limba romn a acestui manual este rezultatul unui efort colectiv. Consultant tehnic: Responsabil ediie: Producie: Ediia Mai 2007 Pre manual: 120 RON Ediia de lux: 150 RON Victor Ionescu Cristian Voicu Tangent Prodimpex SRL

Schneider Electric Romnia S.R.L.

Bd. Ficusului nr.40, Cldirea Apimondia, Sector 1, Bucureti Tel : (40) 21 203.06.60 Fax : (40) 21 232.15.98 www.schneider-electric.ro Centrul Suport Clieni Tel : (40) 21 203.06.06 [email protected]

n conformitate cu evoluia normelor i a produselor, datele indicate n textul i imaginile din acest material nu ne angajeaz dect dup consultarea ageniilor Schneider Electric.

MIE052007NORO

05/2007

Capitolul A Reguli generale pentru proiectarea instalaiilor electriceCuprinsA1 A2 A4A4 A5 A5 A6 A6 A7 A7 A8

1 2

Metodologie Reguli i norme statutare2.1 Definirea treptelor de tensiuni 2.2 Reguli 2.3 Standarde 2.4 Calitatea i sigurana n funcionare a unei instalaii electrice 2.5 Verificarea iniial a unei instalaii electrice 2.6 Verificarea i testarea periodic a unei instalaii electrice 2.7 Conformitatea cu standardele i specificaiile tehnice a echipamentelor utilizate ntr-o instalaie electric 2.8 Condiii de mediu

3 4

Tipuri de sarcini - Caracteristici3.1 Motoare asincrone 3.2 Sarcini de tip rezistiv: sisteme de nclzire i lmpi cu incandescen (convenionale sau cu halogen)

A10A10 A12

Puterea cerut de o instalaie electric4.1 Puterea instalat (kW) 4.2 Puterea aparent instalat (kVA) 4.3 Estimarea cererii maxime de putere aparent 4.4 Exemple de aplicare a coeficientului de utilizare (ku) i de simultaneitate (ks) 4.5 Coeficientul de diversitate 4.6 Alegerea puterii nominale a transformatorului 4.7 Alegerea surselor de alimentare

A15A15 A15 A16 A18 A18 A19 A20

A - Reguli generale pentru proiectarea instalaiilor electrice

1 Metodologie

A2A - Reguli generale pentru proiectarea instalaiilor electrice

Pentru cele mai bune rezultate legate de proiectarea instalaiilor electrice se recomand studierea tuturor capitolelor, n ordinea n care acestea sunt prezentate.

Lista cererilor de putereStudierea unei instalaii electrice necesit o nelegere adecvat a tuturor regulilor i normativelor ce o guverneaz. Cererea total de putere poate fi calculat pornind de la date legate de amplasarea i puterea fiecrui receptor i, de asemenea, nelegndu-i modul de funcionare (ex: cererea n regim permanent, condiii de pornire sau legate de simultaneitate, etc). Pornind de la aceste date rezult cu uurin puterea cerut de la sursa de alimentare sau (acolo unde este cazul) numrul de surse necesare pentru o alimentare corespunztoare cu energie electric. Informaii locale referitoare la modalittile de tarifare sunt necesare de asemenea, pentru a permite cea mai bun alegere a conexiunilor cu reelele de alimentare cu energie electric de joas sau medie tensiune.

Conectarea la reeaB - Conectarea la reeaua de distribuie de medie tensiuneConectarea poate fi fcut n reeaua de: n Medie Tensiune(1) Un post de transformare tip consumator (abonat) va fi deci de proiectat, construit i echipat. Acest post de transformare poate fi o instalaie exterioar sau interioar n conformitate cu standardele i normele n vigoare corespunzatoare (partea de joas tensiune poate fi studiat separat, la nevoie). n acest caz, contorizarea este posibil att pe medie ct i pe joas tensiune. n Joas Tensiune Instalaia va fi conectata la reeaua local de energie electric i va fi contorizat (dac este necesar) n conformitate cu tarifele pe joas tensiune.

C - Conectarea la reeua de distribuie de joas tensiune D - Ghid de selectie a arhitecturilor de joas i medie tensiune

Arhitectura distribuiei electricentreaga instalaie de distribuie este studiat ca un sistem complet. Pentru alegerea celei mai potrivite arhitecturi este propus un ghid de selecie. Acesta acoper distribuia principala MT/JT i nivelele de distribuie de putere pe JT. Sistemul de tratare al neutrului este ales n conformitate cu regulile locale, cu restriciile n funcie de sursele de alimentare i tipurile de sarcini. Echipamentele de distribuie (tablourile electrice, aparatajul de comutaie, conectarea circuitelor, etc.) sunt determinate de planurile de construcie ale cldirii, de amplasarea i de modul de grupare a consumatorilor. Amplasarea i tipul acestor echipamente determin comportarea lor la diverse influene externe.

E - Distribuia de joas tensiune

F - Protecia mpotriva ocului electric

Protecia mpotriva ocului electricn funcie de sistemul de tratare a neutrului utilizat, (TT, IT, TN), se vor implementa msuri adecvate de protecie mpotriva pericolului de atingere accidental direct sau indirect.

G - Dimensionarea i protecia conductoarelor

Circuite i aparate de comutaieFiecare circuit se studiaz apoi n detaliu. Cunoscndu-se curentul nominal al sarcinii, valorile curenilor de scurtcircuit, tipul de protecie i, innd cont de tipul de cablu i de modul su de pozare (care influeneaz curentul admis de conductor), se poate determina seciunea cablului. nainte de a se adopta seciunea cablului n conformitate cu cele menionate mai sus se vor verifica urmtoarele cerine: n cderea de tensiune s corespund standardelor n vigoare; n pornirea motorului s fie posibil; n protecia mpotriva ocului electric s fie asigurat. Se determin apoi curentul de scurtcircuit Isc i se verific comportarea circuitului la solicitrile termice i electrodinamice. Aceste calcule pot impune utilizarea unui cablu de seciune mai mare dect cea aleas iniial. Cerinele impuse aparatelor de comutaie vor determina tipul i caracteristicile acestora. La alegerea fuzibilelor i a dispozitivelor de declanare ale ntreruptoarelor se vor utiliza tehnicile de filiaie i selectivitate.

H - Aparate de comutaie de joas tensiune: funcii i selecie

(1) n Romania, tensiunile cuprinse ntre 1 i 35 kV sunt denumite MedieTensiune.

1 Metodologie

J - Protecia mpotriva supratensiunilor n distribuia electric de JT

Protecia mpotriva supratensiunilorLoviturile de trsnet directe sau indirecte pot avaria echipamentele electrice la distan de civa kilometri. Supratensiunile interne de comutaie i cele tranzitorii de frecven industrial pot conduce, de asemenea, la aceleai consecine. Sunt analizate efectele i sunt propuse soluii.

A3

K - Eficiena energetic n distribuia electric

Eficiena energetic n distribuia energieiImplementarea n instalaiile electrice a dispozitivelor de msurare avnd sisteme de comunicaie adecvate poate avea avantaje majore pentru utilizatorul sau proprietarul acestora: reducerea consumului de putere, reducerea costurilor legate de energie, utilizarea eficient a echipamentelor electrice.

L - Compensarea energia reactive i filtrarea armonicilor M - Detecia i filtrarea armonicilor

Energia reactivCompensarea factorului de putere al unei instalaii electrice se realizeaz local, global sau printr-o combinaie a celor dou metode.

ArmonicileArmonicile din reea afecteaz calitatea energiei i determin numeroase efecte negative precum suprasarcini, vibraii, mbtrnirea echipamentelor, perturbaii ale echipamentelor sensibile n reelele de calculatoare i telefonice. Acest capitol se refer la originea i efectele armonicilor, explic modul cum acestea pot fi msurate i prezint soluii.

N - Surse i sarcini particulare

Surse de alimentare i sarcini particulareSunt studiate cazuri i/sau echipamente particulare: n surse particulare precum generatoare sincrone sau invertoare; n sarcini particulare avnd caracteristici speciale, precum motoare asincrone, circuite de iluminat sau transformatoare de separaie JT/JT; n sisteme speciale, precum reele de curent continuu.

P - Zone de locuit sau similare i spaii speciale Q - Compatibilitatea electromagnetic EMC

Aplicaii diverseAnumite aplicaii sunt supuse unor norme particulare mai stricte: un exemplu comun este cel al construciilor tip locuine.

Linii directoare privind EMCPentru a se asigura compatibilitatea electromagnetic trebuie luate n considerare anumite reguli. Nerespectarea acestora poate avea consecine serioase pentru funcionarea instalaiei electrice: perturbaii n sistemele de comunicaie, declanarea intempestiv a dispozitivelor de protecie i chiar distrugerea echipamentelor sensibile.

Programul de calcul EcodialProgramul de calcul ECODIAL(1) reprezint un instrument de proiectare pentru instalaiile electrice de joas tensiune, n conformitate cu standardele i recomandrile CEI. Programul realizeaza urmtoarele: n construiete schemele monofilare; n calculeaz curenii de scurtcircuit; n calculeaz cderile de tensiune; n optimizeaz seciunile cablurilor; n stabilete calibrele aparatelor de comutaie i a siguranelor fuzibile; n evideniaz gradul de selectivitate a proteciilor; n utilizeaz tehnicile de filiaie ale aparatelor; n verific condiiile de protecie a persoanelor; n prezint ntr-o manier coerent i complet calculele i rezultatele obinute.

(1) Programul de calcul ECODIAL este un produs Merlin Gerin i este disponibil n limbile englez i francez.


2 Reguli i norme statutare

A4

Instalaiile de joas tensiune se vor conforma unor reguli i recomandri care se clasific precum urmeaz: n Norme statutare (decrete, etc.); n Reguli de instalare, norme elaborate de instituii profesionale; n Standarde naionale i internaionale pentru instalaii; n Standarde naionale i internaionale de produs.

2.1 Definirea treptelor de tensiuniTensiuni nominale standardizate i recomandri, conform CEI

Sistem trifazat cu patru sau trei conductoare Tensiune nominal (V) 50 Hz 60 Hz 120/208 240 230/400(1) 277/480 400/690(1) 480 347/600 1000 600

Sistem monofazat cu trei conductoare Tensiune nominal (V) 60 Hz 120/240 -

(1) Sistemele avnd tensiunea nominal de 220/380 V i 240/415 V vor evolua ctre valorile recomandate de 230/400 V. Perioada de tranziie va fi ct se poate de scurt i nu va depi anul 2008. n aceast perioad, ca etap, autoritile naionale cu rspundere n ceea ce privete furnizarea de energie electric din rile cu sisteme 220/380 V trebuie s aduc tensiunea n limitele 230/400 V (+6, -10)%, iar cele din rile cu sisteme 240/415 V, n limitele 230/400 V (+10, -6)%. La captul acestei perioade de tranziie trebuie obinut tolerana de 230/400 V 10%; apoi se va avea n vedere reducerea acestei limite de toleran. Toate aceste considerente se aplic, de asemenea, n legtur cu sistemele existente de 380/660 V n vederea trecerii la sistemul recomandat de 400/690 V. Tab. A1: Tensiuni standardizate cuprinse ntre 100 i 1000 V (CEI 60038, Ediia 6.2 2002-07).

Seria I Tensiune max. ptr. echipamente (kV) 3,6(1) 7,2(1) 12 (17,5) 24 36(3) 40,5(3)

Sistem nominal de tensiune (kV) 3,3(1) 3(1) 6,6(1) 6(1) 11 10 (15) 22 20 33(3) 35(3)

Seria II Tensiune max. ptr. echipamente (kV) 4,40(1) 13,2(2) 13,97(2) 14,52(1) 26,4(2) 36,5 -

Sistem nominal de tensiune (kV) 4,16(1) 12,47(2) 13,2(2) 13,8(1) 24,94(2) 34,5 -

Aceste sisteme sunt n general cu trei conductoare, dac nu se indic altfel. Valorile de tensiune menionate sunt tensiuni ntre faze. Valorile indicate n paranteze vor fi considerate nerecomandate. Este recomandat ca aceste valori s nu fie utilizate pentru sistemele ce urmeaz a fi construite n viitor. Nota 1: Pentru orice ar este recomandat ca raportul dintre dou tensiuni nominale adiacente s nu fie mai mic dect 2. Nota 2: n sistemele normale din Seria I tensiunile maxim i minim nu vor diferi cu mai mult dect 10% fa de tensiunea nominal a sistemului. n sistemele normale din Seria II tensiunea maxim nu va diferi cu mai mult de +5%, iar cea minim cu mai mult de -10% n raport cu tensiunea nominal a sistemului. (1) Aceste valori nu vor fi utilizate pentru sistemele de distribuie public. (2) Aceste sisteme sunt, n general cu 4 conductoare. (3) Se are n vedere unificarea acestor valori. Tab. A2: Tensiuni standardizate peste 1 kV, dar nu mai mari de 35 kV (CEI 60038, Ediia 6.2 2002-07).


2.2 Regulin cele mai multe ri, instalaiile electrice trebuie s fie n conformitate cu mai mult dect un set de norme elaborate de ctre Autoritile Naionale sau de ctre organisme private recunoscute. Este important de avut n vedere toate aceste prevederi nainte de nceperea activitii de proiectare.

A5

2.3 StandardeAcest Ghid are la baz standardele CEI n vigoare, n mod special CEI 60364. CEI 60364 a fost elaborat de ctre un colectiv de experi din domeniul medical i cel al ingineriei din ntreaga lume, pe baza experienei mprtite la nivel internaional. n mod curent, principiile de siguran ale CEI 60364 i CEI 60479.1 reprezint fundamentele pentru majoritatea standardelor din domeniu din ntreaga lume (a se vedea tabelul de mai jos).

CEI 60038 CEI 60076-2 CEI 60076-3 CEI 60076-5 CEI 60076-10 CEI 60146 CEI 60255 CEI 60265-1 CEI 60269-1 CEI 60269-2 CEI 60282-1 CEI 60287-1-1 CEI 60364 CEI 60364-1 CEI 60364-4-41 CEI 60364-4-42 CEI 60364-4-43 CEI 60364-4-44 CEI 60364-5-51 CEI 60364-5-52 CEI 60364-5-53 CEI 60364-5-54 CEI 60364-5-55 CEI 60364-5-61 CEI 60364-7-701 CEI 60364-7-702 CEI 60364-7-703 CEI 60364-7-704 CEI 60364-7-705 CEI 60364-7-706 CEI 60364-7-707 CEI 60364-7-708 CEI 60364-7-709 CEI 60364-7-710 CEI 60364-7-711 CEI 60364-7-712 CEI 60364-7-713 CEI 60364-7-714 CEI 60364-7-715 CEI 60364-7-717 CEI 60364-7-740 CEI 60427 CEI 60439-1 CEI 60439-2 CEI 60439-3 CEI 60439-4 CEI 60439-5 CEI 60446 CEI 60479-1 CEI 60479-2 CEI 60479-3

Tensiuni standardizate Transformatoare de putere - Creterea temperaturii Transformatoare de putere - Nivele de izolare, ncercri dielectrice i distane de izolare Transformatoare de putere - Capacitatea de inere la scurtcircuit Transformatoare de putere - Determinarea nivelului de zgomot Convertoare cu semiconductoare - Condiii generale i convertoare cu comutaie de la reea Relee electrice ntreruptoare de nalt tensiune - ntreruptoare de nalt tensiune pentru tensiuni peste 1 kV i sub 52 kV Sigurane fuzibile de joas tensiune - Condiii generale Sigurane fuzibile de joas tensiune - Condiii suplimentare pentru sigurane fuzibile n cazul utilizrii lor de ctre persoane neautorizate (sigurane fuzibile pentru ntrebuinri casnice sau similare) Sigurane fuzibile de joas tensiune - Sigurane limitatoare de curent Cabluri electrice - Calculul curentului nominal - Ecuaiile curentului nominal (coeficient de ncrcare 100%) i calculul pierderilor - Generaliti Instalaii electrice pentru cldiri Instalaii electrice pentru cldiri - Principii fundamentale Instalaii electrice pentru cldiri - Sigurana n exploatare - Protecia mpotriva ocului electric Instalaii electrice pentru cldiri - Sigurana n exploatare - Protecia mpotriva efectelor termice Instalaii electrice pentru cldiri - Sigurana n exploatare - Protecia mpotriva supracurenilor Instalaii electrice pentru cldiri - Sigurana n exploatare - Protecia mpotriva perturbatiilor electromagnetice i de tensiune Instalaii electrice pentru cldiri - Alegerea i instalarea echipamentelor electrice - Reguli generale Instalaii electrice pentru cldiri - Alegerea i instalarea echipamentelor electrice - Cablajul electric Instalaii electrice pentru cldiri - Alegerea i instalarea echipamentelor electrice - Aparate de comutaie i comand Instalaii electrice pentru cldiri - Alegerea i instalarea echipamentelor electrice - Sisteme de tratare a neutrului Instalaii electrice pentru cldiri - Alegerea i instalarea echipamentelor electrice - Alte echipamente Instalaii electrice pentru cldiri - Verificri i testri - Verificarea iniial Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Bi sau duuri Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Bazine de not sau alte bazine Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Saune Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Organizri de antier Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Instalaii electrice pentru agricultur i horticultur Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Zone cu restricii Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Cerine de legare la pmnt n instalaii cuprinznd sisteme de date Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Instalaii electrice pentru parcuri de rulote i rulote Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Zone marine i aparate de zbor de agrement Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Instalaii electrice n mediul medical Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Expoziii, spectacole Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Sisteme solare - fotovoltaice (PV) de alimentare cu energie Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Mobil Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Sisteme de iluminat exterior Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Instalaii de iluminat de foarte joas tensiune Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Uniti mobile sau transportabile Instalaii electrice pentru cldiri - Condiii generale pentru instalaii electrice n zone speciale - Instalaii electrice temporare pentru amenajri de trguri, parcuri de distracii, circuri ntreruptoare de curent alternativ de nalt tensiune (circuit-breaker) Ansambluri de aparataj de comutaie i comand de joas tensiune. Ansambluri prefabricate - Testate de tip, total sau parial Ansambluri de aparataj de joas tensiune. Condiii speciale pentru sistemele de bare capsulate Ansambluri de aparataj de joas tensiune. Condiii speciale pentru ansambluri prefabricate de aparataj de joas tensiune care urmeaz a fi instalate n locuri n care persoane neautorizate au acces spre a le utiliza - Tablouri de distribuie Ansambluri de aparataj de joas tensiune. Cerine speciale pentru ansambluri de aparataj de joas tensiune utilizate pentru organizri de antier Ansambluri de aparataj de joas tensiune. Condiii speciale pentru ansambluri prefabricate de aparataj de joas tensiune care urmeaz a fi instalate n exterior, n locuri publice - Dulapuri de distribuie (cable distribution cabinets) Principii de siguran ale interfeei om-main, marcare i identificare - Identificarea conductoarelor prin culori sau numeric Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Aspecte generale Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Aspecte particulare Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Efectele trecerii curentului electric prin organismele vii (Continuare pe pagina urmtoare)



A6

CEI 60529 CEI 60644 CEI 60664 CEI 60715 CEI 60724 CEI 60755 CEI 60787 CEI 60831 CEI 60947-1 CEI 60947-2 CEI 60947-3 CEI 60947-4-1 CEI 60947-6-1 CEI 61000 CEI 61140 CEI 61557-1 CEI 61557-8 CEI 61557-9 CEI 61558-2-6 CEI 62271-1 CEI 62271-100 CEI 62271-102 CEI 62271-105 CEI 62271-200 CEI 62271-202

Gradele de protecie conferite de carcase (codul IP) Specificaii pentru siguranele fuzibile de nalt tensiune destinate aplicaiilor de tip motor Coordonarea izolaiei pentru echipamente n sistemele de joas tensiune Dimensiuni ale aparatelor de control i comutaie. Montare standardizat pe in a aparatelor de control i comutaie n instalaii Limitele de temperatur la scurtcircuit pentru cabluri avnd tensiuni nominale de 1 kV (Um = 1,2 kV) i 3 kV (Um = 3,6 kV) Condiii generale pentru dispozitivele de protecie contra curentului rezidual Ghid pentru alegerea siguranelor fuzibile de nalt tensiune pentru protecia transformatoarelor Condensatoare autoregeneratoare pentru instalaiile de curent alternativ avnd tensiuni de pn la 1000 V inclusiv - Condiii generale Performane, teste, calibre - Condiii de siguran - Ghid de instalare i utilizare Aparate de comutaie i control de joas tensiune - Condiii generale Aparate de comutaie i control de joas tensiune - ntreruptoare automate Aparate de comutaie i control de joas tensiune - ntreruptoare, separatoare, separatoare de sarcin i ntreruptoare cu sigurane fuzibile Aparate de comutaie i control de joas tensiune - Contactoare i startere de motoare - Contactoare electromecanice i startere de motor Aparate de comutaie i control de joas tensiune - Echipamente multifuncionale - Aparate pentru comutare automat (ATS) Compatibilitatea electromagnetic (EMC) Protecia mpotriva ocurilor electrice - Aspecte comune pentru echipamente i instalaii Sigurana n sistemele de distribuie de joas tensiune pn la 1000 V c.a. i 1500 V c.c. - Echipamente pentru testarea, msurarea i monitorizarea msurilor de protecie - Condiii generale Sigurana n sistemele de distribuie de joas tensiune pn la 1000 V c.a. i 1500 V c.c. - Echipamente pentru testarea, msurarea i monitorizarea msurilor de protecie Sigurana n sistemele de distribuie de joas tensiune pn la 1000 V c.a. i 1500 V c.c. - Echipamente pentru localizarea defectelor de izolaie n reelele IT Sigurana tranformatoarelor de putere, surselor de alimentare i similar - Condiii speciale de siguran pentru transformatoarele de izolaie pentru uz general Specificaii comune pentru standardele aparatelor de comutaie i comand de nalt tensiune Aparate de comutatie i control de nalt tensiune - ntreruptoare de curent alternativ de nalt tensiune Aparate de comutatie i control de nalt tensiune - Separatoare de sarcin i separatoare de punere la pmnt Aparate de comutatie i control de nalt tensiune - Separatoare cu fuzibile Aparate de comutatie i control de nalt tensiune - Aparataj de comutaie i de comand n carcas metalic pentru tensiuni de peste 1 kV pn la 52 kV inclusiv Posturi de transformare de medie tensiune/joas tensiune prefabricate (Sfrit)

2.4 Calitatea i sigurana n funcionare a unei instalaii electriceCalitatea i sigurana n funcionare a unei instalaii electrice poate fi asigurat doar n condiiile n care: n este asigurat conformitatea instalaiei electrice cu standardele i normele n vigoare, printr-o verificare iniial; n echipamentele electrice sunt n conformitate cu standardele; n se realizeaz verificri periodice ale instalaiei electrice.

2.5 Verificarea iniial a unei instalaii electricenaintea conectrii unei instalaii electrice noi la reeaua de alimentare trebuie realizate teste preliminare i inspecii vizuale de ctre furnizorul de energie electric sau de ctre agenii si autorizai. Aceste teste se fac n conformitate cu reglementrile locale (guvernamentale i/sau instituionale) care pot diferi n mare msur de la o ar la alta. Totui, principiile tuturor acestor reglementri sunt comune i se bazeaz pe ndeplinirea riguroas a condiiilor de siguran n proiectarea i realizarea instalaiilor electrice. CEI 60364-6-61 i celelalte standarde asociate incluse n acest ghid se bazeaz pe consensul internaional legat de aceste teste care trebuie s acopere toate msurile de siguran i modul de funcionare impus, n mod normal, de cldirile rezideniale, social-culturale, administrative i (n mare parte) cele industriale. Multe ramuri industriale au, totui, reglementri particulare, proprii, legate de un produs particular (petrol, crbune, gaz natural, etc.). Aceste reglementri particulare nu sunt incluse n acest ghid. Testele electrice preliminare i inspeciile vizuale ale instalaiilor electrice din cldiri includ, n mod normal, urmtoarele: n verificarea rezistenei de izolaiei ale tuturor cablurilor i conductoarelor din instalaia permanent, ntre faze i ntre faze i pmnt; n verificarea continuitii circuitelor de protecie, a conductivitii electrice a conductoarelor, a legturilor echipoteniale; n verificarea rezistenei de dispersie a prizei de pmnt; n verificarea funcionrii corecte a interblocajelor (dac exist);


n verificarea numrului recomandat de prize pe un circuit; n verificarea seciunii tuturor conductoarelor cunoscndu-se valorile curenilor de scurtcircuit i innd cont de dispozitivele de protecie asociate, materialele i modul de pozare (n aer, n tub, etc.); n verificarea modului de legare la pmnt a tuturor prilor metalice expuse; n verificarea distanelor de izolare n bi, etc. Aceste teste i verificri sunt de baz (dar nu exhaustive) pentru majoritatea instalaiilor electrice, n timp ce numeroase alte teste i reguli sunt incluse n regulamentele ce se refer la cazurile particulare, de exemplu: sistemele de tratare a neutrului TN-, TT-, sau IT, instalaii avnd clasa 2 de izolaie, circuitele de siguran cu tensiune foarte joas, zonele speciale, etc. Scopul acestui ghid este s atrag atenia asupra unor caracteristici principale ale diferitelor tipuri de instalaii i s indice regulile eseniale care trebuie respectate n scopul obinerii unui nivel satisfctor de calitate, ceea ce nseamn sigurana i continuitatea n funcionare. Metodele recomandate n acest ghid, modificate, dac este necesar pentru a corespunde oricror cerine impuse de ctre autoritatea local furnizoare de energie electric urmresc satisfacerea tuturor verificrilor i inspeciilor preliminare.

A7

2.6 Verificarea i testarea periodic a unei instalaiin multe ri instalaiile aferente tuturor cldirilor industriale, socio-administrative i comerciale, mpreun cu cele publice trebuie verificate periodic de ctre ageni autorizai. Tabelul A3 arat frecvena recomandat a verificrilor, n conformitate cu tipul de instalaie n cauz.

Tip de instalaie Instalaii care necesit protecia angajailor

Instalaii n cldiri publice unde este necesar protecia mpotriva incendiilor sau a riscului de panic Instalaii n cldiri rezideniale

Frecvena verificrilor n zone n care exist risc de degradare, anual de incendiu sau de explozie n instalaii provizorii sau organizri de antier n zone n care exist instalaii de MT n zone restricionate unde se folosete echipament mobil alte cazuri la fiecare 3 ani n funcie de tipul i de capacitatea de la 1 la 3 ani cldirii

n conformitate cu reglementrile locale

Tab. A3: Frecvena recomandat a verificrilor pentru o instalaie electric.

Conformitatea echipamentelor cu standardele asociate n vigoare poate fi certificat n mai multe moduri

2.7 Conformitatea cu standardele i specificaiile tehnice a echipamentelor utilizate ntr-o instalaie electricCertificarea conformitiiConformitatea unui echipament cu standardele asociate poate fi certificat astfel: n printr-un marcaj de conformitate oficial acordat de ctre organismul de certificare implicat; n printr-un certificat de conformitate eliberat de un organism de certificare, sau n printr-o declaraie de conformitate a productorului. Primele dou modaliti nu pot fi aplicate pentru echipamentele de medie tensiune.

Declaraia de conformitaten cazul n care echipamentele n cauz vor fi utilizate de ctre personal autorizat sau instruit, declaraia de conformitate a productorului (care este inclus n documentaia tehnic) este, de obicei recunoscut ca un atestat valid. Acolo unde, ns, competena productorului este pus la ndoial, va fi elaborat un certificat de conformitate pentru a susine declaraia productorului.



A8

Note: Marcajul Directivele Europene cer productorilor sau reprezentanelor autorizate s ataeze marcajul pe produse, pe rspunderea lor. Aceasta nseamn c: n produsele ndeplinesc condiiile legale; n se presupune c pot fi comercializate n Europa. Marcajul nu reprezint nici o garanie a originii i nici o marc de conformitate.

Marca de conformitateMarca de conformitate se ataeaz aparatelor i echipamentelor utilizate, n general de persoane neautorizate i neinstruite (ex.: n cazul aparatelor pentru uz casnic). Marca de conformitate este eliberat de un organism de certificare dac echipamentul ndeplinete condiiile unui standard aplicabil i dup verificarea sistemului de management de calitate al productorului.

Certificatul de calitateStandardele definesc cteva metode pentru asigurarea calitii care corespund mai curnd ctorva situaii, dect diferitelor nivele de calitate.

GaraniaUn laborator de testare a unor mostre nu poate certifica conformitatea unui ntreg lot de fabricaie: aceste teste se numesc teste de tip. n cazul anumitor teste care s ateste conformitatea cu standardele, mostrelele sunt distruse (ex.: cazul fuzibilelor). Doar productorul poate certifica faptul c produsele au, de fapt, caracteristicile specificate. Certificatul de asigurare a calitii are ca scop s completeze declaraia iniial sau certificatul de conformitate. Ca o dovad a faptului c toate msurile necesare asigurrii calitii fabricaiei au fost luate, productorul obine certificarea sistemului de control a calitii care monitorizeaz fabricaia produsului n cauz. Aceste certificate sunt elaborate de organisme specializate n controlul calitii i au la baz standardul internaional ISO 9000. Aceste standarde definesc trei modele de baz de control a asigurrii calitii corespunznd mai curnd unor situaii diferite dect unor nivele diferite de calitate: n Modelul 3 definete asigurarea calitii prin inspectarea i verificarea produsului finit; n Modelul 2 include suplimentar inspectrii i verificrii produsului finit, verificarea procesului de fabricaie. De exemplu, aceast metod se aplic productorilor de fuzibile ntruct, n acest caz, nu poate fi verificat calitatea produsului fr distrugerea sa; n Modelul 1 corespunde modelului 2, dar cu cerina suplimentar ca i calitatea procesului de proiectare s fie riguros urmrit; de exemplu, acolo unde nu se intenioneaz s se fabrice i s se testeze prototipuri (cazul execuiei unui produs la cererea beneficiarului, n conformitate cu cerinele acestuia).

2.8 Condiii de mediuSistemele de management al mediului pot fi certificate de ctre un organism independent dac acestea corespund cerinelor stipulate n ISO 14001. Acest tip de certificare se refer, n special, la locaiile industriale dar pot fi, de asemenea, acordate mediilor unde produsele sunt proiectate. Un eco-design este o abordare de dezvoltare durabil cu obiective ca proiectarea produselor/serviciilor s corespund ct mai bine cerinelor clienilor, n acelai timp reducndu-li-se impactul asupra mediului n timpul ntregului lor ciclu de via. Metodologiile utilizate n acest scop conduc la alegerea arhitecturii echipamentelor mpreun cu componentele i materialele innd cont de influena produsului asupra mediului pe parcursul ntregii sale durate de via (ex.: producie, transport, distribuie, dup perioada de utilizare, etc.). n Europa au fost publicate dou directive: n Directiva RoHS (Restriction of Hazardous Substances, restricii ale substanelor periculoase), care se aplic ncepnd cu 01 iulie 2006 (intrarea n vigoare a fost 13 februarie 2003, dar data de aplicare a fost 01 iulie 2006), are ca scop eliminarea a ase substane periculoase: plumbul, mercurul, cadmiul, crom hexavalent, bifeniluri polybrominate (PBB) sau eteruri difenil polybrominate (PBDE).


n Directiva WEEE (Waste of Electrical and Electronic Equipment - deeuri ale echipamentelor electrice i electronice), care se aplic ncepnd cu august 2005 (intrarea n vigoare a fost 13 februarie 2003, dar data de aplicare a fost 13 august 2005), are ca scop urmrirea deeurilor la scoaterea din uz a echipamentelor de uz casnic i nu numai. n alte pri ale lumii, noi iniialive legislative urmresc aceleai obiective. mpreun cu aciunile productorilor orientate n favoarea fabricaiei unor produse eco-design contribuia ntregii instalaii electrice la o dezvoltare durabil poate fi semnificativ mrit prin modul de proiectare a instalaiei. Astfel, s-a artat c o concepie optim a instalaiei electrice care ine cont de condiiile de funcionare, de amplasare a posturilor de transformare MT/JT i de sistemul de distribuie (tablouri electrice, bare capsulate, cabluri) poate conduce la o reducere substanial a impactului asupra mediului (reducerea consumurilor de materii prime, de energie, etc.). A se vedea capitolul D n legtur cu amplasarea postului de transformare i a tabloului general de distribuie de joas tensiune.

A9


3 Tipuri de sarcini Caracteristici

A10

Examinarea cererilor de putere aparent a diferitelor tipuri de sarcini: un pas preliminar necesar n proiectarea unei instalaii de joas tensiune.

Analiza valorii puterii aparente absorbite de fiecare receptor permite stabilirea: n cererii declarate de putere care determin contractul de furnizare de energie electric; n puterii nominale a transformatorului MT/JT, acolo unde este necesar (permind eventuale creteri de consum); n valorile curentului de sarcin la nivelul fiecrui tablou de distribuie.

Puterea nominal a unui motor, exprimat n kW (Pn) este o msur a puterii sale mecanice echivalente la ieire. Puterea aparent, exprimat n kVA, (Pa) furnizat motorului este funcie de puterea nominal a motorului, de randamentul i de factorul de putere al motorului. Pn Pa = cos

3.1 Motoare asincroneCurent absorbitCurentul nominal Ia al unui motor se calculeaz cu urmtoarele formule: n motor trifazat: Ia = Pn x 1.000/(3 x U x x cos ) n motor monofazat: Ia = Pn x 1.000/(U x x cos ), unde: Ia: curentul nominal al motorului (A) Pn: puterea nominal a motorului (kW) U: tensiunea de linie, n cazul motorului trifazat, respectiv tensiunea la borne, n cazul motorului monofazat (V). Un motor monofazat poate fi conectat ntre o faz i nul sau ntre dou faze : randamentul motorului, exprimat ca kW ieire/kW intrare cos : factorul de putere al motorului, exprimat ca: kW intrare/kVA intrare Curentul la conectare i reglajul proteciilor n Valoarea de vrf a curentului la conectare al unui motor poate fi foarte mare: valorile tipice sunt ntre 12 la15 ori curentul efectiv al valorii nominale Inm. Uneori aceast valoare poate ajunge la de 25 de ori Inm. n ntreruptoarele automate Merlin Gerin, contactoarele Telemecanique i releele termice sunt proiectate astfel nct s suporte porniri de motoare avnd cureni de pornire de valori foarte mari (cureni de pornire de vrf de pn la 19 ori Inm). n Declanrile intempestive ale proteciilor la supracureni n cazul pornirii motoarelor semnific existena unor cureni la pornire mai mari dect limitele normale. Ca urmare, anumite aparate de comutaie pot fi intens solicitate, prin urmare durata lor de via se va reduce sau chiar se pot distruge. Pentru a evita aceste lucruri se poate avea n vedere o supradimensionare a aparatelor de comutaie. n Aparatele de comutaie Merlin Gerin i Telemecanique sunt proiectate pentru a asigura protecia starterelor de motoare mpotriva curenilor de scurtcircuit. n funcie de riscul de defect, exist tabele care arat combinaia de ntreruptor automat, releu termic i contactor care trebuie utilizat n funcie de puterea motorului, pentru a obine coordonare tip 1 sau 2 (vezi capitolul N).

Curentul de pornire al motoruluiDei pe piaa pot fi gsite motoare cu randament ridicat, curenii de pornire ai motoarelor performante au valori la fel de mari ca cei ai motoarelor standard. Prin utilizarea pornirilor stea-triunghi, a soft-starterelor sau a variatoarelor de turaie se pot reduce semnificativ valorile acestor cureni de pornire (exemplu: 4 Ia n loc de 7,5 Ia).

Compensarea puterii reactive furnizate motoarelor asincroneEste, n general, avantajos din motive tehnice i financiare s se reduc curentul furnizat motoarelor. Aceasta poate fi realizat utiliznd condensatoare, fr consecine asupra puterii mecanice a motoarelor. Aplicarea acestui principiu n funcionarea motoarelor asincrone este cunoscut, n general n termeni de compensarea energiei reactive sau corecia factorului de putere. Aa cum se prezint n capitolul L, puterea aparent exprimat n kVA care se furnizeaz motorului asincron poate fi semnificativ redus prin utilizarea unor condensatoare conectate n paralel. Reducerea puterii aparente (kVA) furnizate nseamn, n mod corespunztor i reducerea curentului de lucru (att timp ct tensiunea de alimentare rmane aceeai). Compensarea puterii reactive este, n mod special, recomandat pentru motoarele care funcioneaz la putere redus perioade lungi de timp. Cum s-a menionat mai sus, deci o reducere a puterii aparente

la intrare va conduce la creterea (mbuntirea) valorii cos .

3 Tipuri de sarcini CaracteristiciA11

Curentul furnizat motorului dup corecia factorului de putere, I'a, este dat de:

cos I'a = Ia cos ' unde cos este factorul de putere nainte de compensare, iar cos este factorul deputere dup compensare, Ia fiind curentul iniial, nainte de compensare. De menionat faptul c variatoarele de vitez realizeaz i compensarea energiei reactive. Tabelul A4 de mai jos indic, n funcie de puterea motorului, curenii standard nominali ai motorului, la diferite valori ale tensiunii de alimentare.

kW

CP

230 V A 1,0 1,5 1,9 2,6 3,3 4,7 6,3 8,5 11,3 15 20 27 38,0 51 61 72 96 115 140 169 230 278 340 400 487 609 748 -

0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3,0 3,7 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 150 160 185 200 220 250 280 300

1/2 3/4 1 1-1/2 2 3 7-1/2 10 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200 250 300 350 400 -

380 415 V A 1,3 1,8 2,3 3,3 4,3 6,1 9,7 14,0 18,0 27,0 34,0 44 51 66 83 103 128 165 208 240 320 403 482 560 636 -

400 V A 0,6 0,85 1,1 1,5 1,9 2,7 3,6 4,9 6,5 8,5 11,5 15,5 22,0 29 35 41 55 66 80 97 132 160 195 230 280 350 430 -

440 480 V A 1,1 1,6 2,1 3,0 3,4 4,8 7,6 11,0 14,0 21,0 27,0 34 40 52 65 77 96 124 156 180 240 302 361 414 474 -

500 V A 0,48 0,68 0,88 1,2 1,5 2,2 2,9 3,9 5,2 6,8 9,2 12,4 17,6 23 28 33 44 53 64 78 106 128 156 184 224 280 344 -

690 V A 0,35 0,49 0,64 0,87 1,1 1,6 2,1 2,8 3,8 4,9 6,7 8,9 12,8 17 21 24 32 39 47 57 77 93 113 134 162 203 250 -

Tab. A4: Puteri i cureni nominali pentru motoare asincrone (continuare pe pagina urmtoare).



A12

kW

CP

230 V A 940 1061 1200 1478 1652 1844 2070 2340 2640 2910

315 335 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 850 900 950 1000

540 500 -

380 415 V A 786 -

400 V A 540 610 690 850 950 1060 1190 1346 1518 1673

440 480 V A 515 590 -

500 V A 432 488 552 680 760 848 952 1076 1214 1339

690 V A 313 354 400 493 551 615 690 780 880 970

Tab. A4: Puteri i cureni nominali pentru motoare asincrone (sfrit).

3.2 Sarcini de tip rezistiv: sisteme de nclzire i lmpi cu incandescen (convenionale sau cu halogen)Curentul absorbit de sarcini tip aparate de nclzire sau lmpi cu incandescen se calculeaz rapid n funcie de puterea nominal dat de productor (cos = 1) (vezi Tab. A5).

Putere nominal (kW) 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 6 7 8 9 10

Curent nominal (A) monofazat monofazat 127 V 230 V 0,79 0,43 1,58 0,87 3,94 2,17 7,9 4,35 11,8 6,52 15,8 8,70 19,7 10,9 23,6 13 27,6 15,2 31,5 17,4 35,4 19,6 39,4 21,7 47,2 26,1 55,1 30,4 63 34,8 71 39,1 79 43,5

trifazat 230 V 0,25 0,50 1,26 2,51 3,77 5,02 6,28 7,53 8,72 10 11,3 12,6 15,1 17,6 20,1 22,6 25,1

trifazat 400 V 0,14 0,29 0,72 1,44 2,17 2,89 3,61 4,33 5,05 5,77 6,5 7,22 8,66 10,1 11,5 13 14,4

Tab. A5: Curentul nominal al sistemelor de nclzire rezistive i al lmpilor cu incandescen (convenionale sau cu halogen).

3 Tipuri de sarcini CaracteristiciA13

Curentul nominal se calculeaz cu relaiile: n pentru un sistem trifazat: n pentru un sistem monofazat: unde U este tensiunea de alimentare la bornele echipamentului. Pentru lmpile cu incandescen, utilizarea halogenului creaz o surs de lumin mult mai concentrat. Fluxul luminos este superior iar durata de via a lmpii se dubleaz. Not: La conectare, filamentul rece creaz un vrf de curent de valoare foarte mare dar de durat foarte mic.

Lmpi fluorescente i echipamentul aferentPuterea Pn (W) indicat pe lampa fluorescent nu include i puterea disipat n balast. Curentul absorbit este dat de: Ia = Pbalast + Pn U cos

unde U este tensiunea de alimentare la bornele echipamentului. Dac nu este indicat valoarea pierderilor n balast, aceasta se va considera 25% din Pn.

Lmpi fluorescente tubulare standardAvnd (dac nu este indicat altfel): n cos = 0,6 fr condensator pentru compensarea(2) factorului de putere (FP); n cos = 0,86 cu compensarea(2) factorului de putere (FP) (unul sau dou tuburi); n cos = 0,96 pentru balast electronic. Dac nu sunt indicate pierderi de putere pentru balast, o valoare de 25% din Pn poate fi luat n considerare. Tabelul A6 indic aceste valori pentru diferite tipuri de balast.

Aranjamentul lmpilor, starterelor i balastului

Putere lamp (W)(3)

Curent (A) la 230 V Balast electromagnetic Fr condens. pentru compensare 0,20 0,33 0,50 Cu condens. pentru compensare 0,14 0,23 0,36 0,28 0,46 0,72

Lung. Balast tub electronic (cm)

Un singur tub

Dou tuburi

18 36 58 2 x 18 2 x 36 2 x 58

0,10 0,18 0,28 0,18 0,35 0,52

60 120 150 60 120 150

(3) Puterea n W indicat pe lamp. Tab. A6: Curentul nominal i puterea consumat de ctre lmpile fluorescente uzuale (la 230 V, 50 Hz).

Lmpi fluorescente compacteLmpile fluorescente compacte au aceleai caracteristici n ce privete durata de via i economia de energie ca i lmpile fluorescente clasice. Ele sunt utilizate n locurile publice permanent iluminate (ex.: holuri, baruri, coridoare de trecere) i pot fi montate n locuri altfel iluminate cu lmpi cu incandescen (vezi Tab. A7 de pe pagina urmtoare).

(1) Ia exprimat n A, U exprimat n V, Pn exprimat n W. Dac Pn este exprimat n kW, atunci relaia se nmulete cu 1.000. (2) Corecia factorului de putere se refer adesea la compensare n terminologia lmpilor de iluminat cu descrcare. Cos este aproximativ 0,95 (valorile zero ale tensiunii i curentului sunt aproape fazate), dar factorul de putere este 0,5 datorit formei n impulsuri a curentului, al crui vrf apare trziu, la fiecare jumtate de perioad.



A14

Tip lamp Cu balast separat Cu balast incorporat

Putere lamp (W) 10 18 26 8 11 16 21

Curent la 230 V (A) 0,080 0,110 0,150 0,075 0,095 0,125 0,170

Tab. A7: Curentul absorbit i puterea consumat de ctre lampile fluorescente compacte (la 230 V, 50 Hz).

Puterea n W indicat pe tubul unei lmpi cu descrcri nu include i puterea disipat n balast.

Lmpi cu descrcriTabelul A8 indic curentul nominal al unei lmpi echipate cu aparatajul auxiliar. Funcionarea acestor lmpi depinde de descrcarea electric luminiscent care are loc ntr-un gaz sau vaporii unui compus metalic, nchis ermetic ntr-o incint transparent, la o presiune prestabilit. Aceste lmpi au un timp de pornire lung n timpul cruia curentul Ia este mai mare dect curentul nominal In. Puterea i curentul sunt date pentru diferite tipuri de lmpi (valorile medii tipice pot varia uor de la un productor la altul).

Tip Putere lamp (W) cerut (W) la 230 V 400 V

Curent In (A) Pornire FP FP Ia/In necomp. comp. 230 V 400 V 230 V 400 V

Perioad (min.)

Eficien luminoas (lm/W)

Durat medie de via (h)

Utilizare

Lmpi cu descrcri n vapori de sodiu de nalt presiune 50 60 0,76 0,3 1,4 la 1,6 4 la 6 80 la 120 70 80 1 0,45 100 115 1,2 0,65 150 168 1,8 0,85 250 274 3 1,4 400 431 4,4 2,2 1000 1055 10,45 4,9 Lmpi cu descrcri n vapori de sodiu de joas presiune 26 34,5 0,45 0,17 1,1 la 1.3 7 la 15 100 la 200 36 46,5 0,22 66 80,5 0,39 91 105,5 0,49 131 154 0,69 Lmpi cu descrcari n vapori de mercur + halogeni metalici 70 80,5 1 0,40 1,7 3 la 5 70 la 90 150 172 1,80 0,88 250 276 2,10 1,35 400 425 3,40 2,15 1000 1046 8,25 5,30 2000 2092 2052 16,50 8,60 10,50 6 Lmpi cu descrcri n vapori de mercur cu substan fluorescent (fluorescent bulb) 50 57 0,6 0,30 1,7 la 2 3 la 6 40 la 60 80 90 0,8 0,45 125 141 1,15 0,70 250 268 2,15 1,35 400 421 3,25 2,15 700 731 5,4 3,85 1000 1046 8,25 5,30 2000 2140 2080 15 11 6,1

9000

n iluminat holuri mari n iluminat exterior n iluminat public

8000 la 12000

n iluminat autostrzi n iluminat de siguran n platforme, depozite

6000 6000 6000 6000 6000 2000 8000 la 12000

n iluminat suprafee foarte mari cu ajutorul proiectoarelor (ex.: stadioane, etc.)

n ateliere cu plafoane foarte nalte (ex.: holuri, hangare, etc.) n iluminat exterior n iluminat de intensitate redus(1)

(1) nlocuite cu lmpi cu vapori de sodiu. Not: Aceste lmpi sunt sensibile la cderile de tensiune. Ele se sting dac tensiunea de alimentare scade sub 50% din valoarea nominal i nu se mai reaprind nainte de rcire (aprox. 4 minute). Not: Lmpile cu vapori de sodiu de joas presiune au o eficien luminoas superioar altor tipuri de lmpi. Totui, utilizarea acestui tip de lamp este restricionat ntruct datorit culorii luminii emise, galben-oranj, factorul de redare a culorii este sczut. Tab. A8: Curentul absorbit de diferite tipuri de lmpi cu descrcri.

4 Puterea cerut de o instalaie electricA15

Pentru a proiecta o instalaie electric, trebuie stabilit sarcina maxim, real, posibil, care va fi solicitat sistemului de alimentare. A proiecta o instalaie electric doar pe baza sumei aritmetice a tuturor sarcinilor existente este absolut neeconomic i dovedete o insuficient practic inginereasc. Scopul acestui capitol este de a arta modul n care pot fi stabilii coeficientul de simultaneitate (funcionarea nesimultan a sarcinilor) i coeficientul de utilizare (de ex. un motor nu funcioneaz, de obicei, la ntreaga sa capacitate de ncrcare) al tuturor receptorilor existeni. Valorile recomandate se bazeaz pe experien i pe nregistrri ale consumurilor unor instalaii existente. Suplimentar fa de datele de proiectare aferente fiecrui circuit, rezultatele vor furniza o valoare global pentru ntreaga instalaie, pentru care se va solicita alimentarea cu energie electric (din reeaua de distribuie, transformator MT/JT sau grup electrogen).

Puterea instalat este suma puterilor nominale ale tuturor receptorilor din instalaie. n practic, aceasta nu reprezint totusi, puterea necesar a fi furnizat.

4.1 Puterea instalat (kW)Marcajul majoritii echipamentelor si aparatelor electrice indic puterea lor nominal (Pn). Puterea instalat este suma puterilor nominale ale sarcinilor din instalaie. n practic, aceasta nu reprezint totui, puterea necesar a fi furnizat. Acesta este cazul motoarelor electrice n care puterea nominal se refer la puterea livrat la arborele mainii. Puterea consumat de motor este, evident mai mare. Lmpile fluorescente i cu descrcri n vapori de gaze, asociate cu balasturi reprezint alte cazuri n care puterea nominal indicat pe lamp este mai mic dect puterea consumat de lamp mpreun cu balastul aferent. Metodele de stabilire a puterilor consumate de motoare i corpuri de iluminat au fost prezentate n seciunea 3 a acestui capitol. Cererea de putere (kW) este necesar pentru alegerea puterii nominale a grupului electrogen sau a bateriilor. Pentru o surs de putere provenit de la reeaua public de joas tensiune sau printr-un transformator MT/JT, se vorbete despre puterea aparent, n kVA.

Puterea aparent instalat se presupune a fi suma aritmetic a puterilor aparente a sarcinilor. Puterea maxim estimat, n kVA, necesar a fi furnizat nu este egal, totui cu puterea total instalat, n kVA.

4.2 Puterea aparent instalat (kVA)Puterea aparent instalat se presupune a fi suma aritmetic a puterilor aparente a sarcinilor. Puterea maxim estimat, n kVA, necesar a fi furnizat nu este egal, totui cu puterea total instalat, n kVA. Puterea aparent a unei sarcini (care poate fi un singur aparat) se obine din puterea sa nominal corectat, dac este necesar, aa cum s-a menionat n cazul motoarelor, etc.), prin aplicarea urmtorilor coeficieni: = randament = kW ieire/kW intrare cos = factor de putere = kW/kVA Puterea aparent kVA cerut de sarcin va fi: Pa = Pn/( x cos ) Pornind de la aceast valoare, curentul nominal Ia (A)(1) absorbit de sarcin va fi: n pentru o sarcin monofazat conectat ntre faz i neutru n pentru o sarcin trifazat echilibrat, unde: V = tensiunea de faz ntre faz i neutru (V) U = tensiunea dintre faze (V) Se menioneaz totui c, teoretic, totalul puterii aparente, kVA nu este suma aritmetic a puterilor individuale calculate, kVA (dac nu toate sarcinile au acelai factor de putere). Este o practic comun de a face o simpl sum aritmetic; rezultatul va da o valoare n kVA care este superioar valorii reale, reprezentnd o marj de proiectare. Cnd nu se cunosc, parial sau total caracteristicile sarcinilor, valorile indicate n Tab. A9 pot fi utilizate pentru a da o valoare estimat aproximativ a puterii aparente cerute, VA (sarcinile individuale sunt, n general, prea mici pentru a fi exprimate n kVA sau kW). Estimrile sarcinilor de iluminat se fac pe baza unitii de suprafa de 500 m2.

(1) Pentru o mai bun precizie trebuie s se in seama de coeficientul de maxim utilizare, aa cum va fi explicat pe pagina urmtoare, n 4.3.


4 Puterea cerut de o instalaie electric

A16

Lmpi fluorescente (corectate la cos = 0,86) Tip de aplicaie Putere aparent estimat (VA/m2) pentru o lamp fluorescent cu reflector industrial(1) Drumuri i autostrzi, suprafee de 7 depozitare, lucrri intermitente Condiii de lucru speciale: fabricarea 14 i asamblarea pieselor foarte grele Activitate de zi cu zi: birouri 24 Ateliere de asamblare de 41 nalt precizie Circuite de putere Tip de aplicaie Putere estimat (VA/m2) Aer comprimat pentru staii de pompare 3 la 6 Ventilarea spaiilor 23 Radiatoare prin convecie: n case 115 la 146 n apartamente 90 Birouri 25 Dispecerate 50 Ateliere de asamblare 70 Ateliere de service auto 300 Ateliere de pictur 350 Instalaii de tratamente termice 700

Nivel mediu de iluminare (lux = lm/m2) 150 300 500 800

(1) Ex.: Pentru o lamp de 65 W (fr balast), fluxul luminos este de 5100 lm, eficiena luminoas a lmpii = 78,5 lm/W. Tab. A9: Estimarea puterii aparente instalate.

4.3 Estimarea cererii maxime de putere aparentNu toate sarcinile individuale funcioneaz neaprat la puterea nominal total i nici n acelai timp. Coeficienii ku i ks permit determinarea cererii reale de putere i putere aparent n vederea dimensionrii instalaiei.

Coeficientul de utilizare (ku)n condiii normale de funcionare, puterea consumat de sarcin este, uneori, mai mic dect cea indicat ca fiind puterea nominal ceea ce justific aplicarea unui coeficient de utilizare (ku) pentru estimarea valorii reale. Acest coeficient trebuie aplicat pentru fiecare sarcin, cu o atenie special n ceea ce privete motoarele electrice care funcioneaz foarte rar la capacitatea nominal. n instalaiile industriale acest coeficient poate fi estimat, pentru motoare, la cca. 0,75. Pentru lmpile cu incandescen, acest coeficient este totdeauna egal cu 1. Pentru circuitele de priz, acest coeficient depinde n totalitate de tipul de echipament ce este conectat la priz.

Coeficientul de simultaneitate (ks)Este cunoscut din practic faptul c sarcinile electrice ale unei instalaii electrice nu funcioneaz niciodat simultan; de aceea, n scop de estimare, este luat totdeauna n calcul un coeficient de simultaneitate (ks). Coeficientul de simultaneitate se aplic pentru un grup de sarcini (ex.: alimentate de la aceeai bar de tablou general sau secundar). Valoarea acestui factor este responsabilitatea proiectantului, deoarece impune cunoaterea detaliat a instalaiei i a condiiilor n care fiecare circuit funcioneaz. Din acest motiv nu este posibil s se recomande anumite valori pentru aplicaii generale.

Coeficientul de simultaneitate pentru un bloc de apartamenteCteva valori tipice aplicabile pentru consumatori casnici alimentai la 230/400 V (trifazat, 4 conductoare) sunt prezentate n Tab. A10. n cazul consumatorilor utiliznd instalaii electrice de nclzit cu acumularea cldurii pentru nclzirea spaiilor, se recomand un coeficient de simultaneitate de 0,8 indiferent de numrul de consumatori.

4 Puterea cerut de o instalaie electricA17

Numr de consumatori 2 la 4 5 la 9 10 la 14 15 la 19 20 la 24 25 la 29 30 la 34 35 la 39 40 la 49 Peste 50

Coeficient de simultaneitate (ks) 1 0,78 0,63 0,53 0,49 0,46 0,44 0,42 0,41 0,40

Tab. A10: Coeficieni de simultaneitate ntr-un bloc de apartamente.

Exemplu (vezi Fig. A11): Pentru un bloc de apartamente de 5 nivele, cu 25 de apartamente, fiecare avnd o putere instalat de 6 kVA. Puterea instalat total a cldirii este: 36 + 24 + 30 + 36 + 24 = 150 kVA. Puterea aparent necesar cldirii este: 150 x 0,46 = 69 kVA. Din Fig. A10 este posibil s se determine valoarea absolut a curentului n diferite seciuni ale tabloului general care alimenteaz toate etajele. Referitor la coloanele electrice verticale alimentate de la parter, seciunea acestora poate fi, evident, redus de la etajele inferioare ctre cele superioare. Aceste schimbri ale seciunii conductoarelor se realizeaz, n mod convenional, la un interval de 3 etaje. n exemplu, curentul coloanei verticale, la nivelul parterului este:150 x 0.46 x 103 , 400 3 = 100 A

Curentul de intrare la nivelul etajului al treilea este:

(36 + 24) x 0.63 x 103 , 400 3

= 55 A

Fig. A11: Aplicarea coeficientului de simultaneitate (ks) unui bloc de apartamente cu 5 nivele.



A18

Coeficientul de simultaneitate pentru un tablou de distribuieTabelul A12 prezint valorice ipotetice ale lui ks pentru un tablou de distribuie care alimenteaz un numr de circuite pentru care nu exist nici o indicaie asupra modului n care sarcina total se mparte ntre ele. Dac circuitele sunt preponderent circuite de iluminat este prudent s se adopte valori ale ks apropiate de 1.

Numr de circuite Ansambluri testate n totalitate 2 i 3 4 i 5 6 la 9 Peste 10 Ansambluri testate parial

Coeficient de simultaneitate (ks) 0,9 0,8 0,7 0,6 1,0

Tab. A12: Coeficieni de simultaneitate pentru tablourile de distribuie (CEI 60439).

Coeficientul de simultaneitate n funcie de destinaia circuituluiTabelul A13 prezint factorii de simultaneitate utilizai pentru circuite care alimenteaz sarcini uzuale.

Destinaie circuit Iluminat nclzire i aer condiionat Prize Lifturi i echipament n pentru motorul cu de ridicat(2) puterea cea mai mare n pentru motorul cu puterea urmtoare n pentru toate motoarele

Coeficient de simultaneitate (ks) 1 1 0,1 la 0,2(1) 1 0,75 0,60

(1) n anumite cazuri, n special n instalaiile industriale, acest coeficient poate fi mai mare. (2) Curentul de calcul este egal cu valoarea curentului nominal al motorului majorat cu o treime din valoarea curentului de pornire. Tab. A13: Coeficientul de simultaneitate n funcie de destinaia circuitului.

4.4 Exemple de aplicare a coeficienilor de utilizare (ku) i de simultaneitate (ks)Tabelul A14 prezint un exemplu de estimare a cererii maxime de putere aparent kVA la toate nivelele unei instalaii, pornind de la fiecare sarcin i pn la punctul de alimentare. n acest exemplu, puterea aparent total instalat este 126,6 kVA ceea ce corespunde unei valori maxime reale, estimate la bornele de joas tensiune ale unui transformator MT/JT de doar 65 kVA. Not: Pentru a alege seciunea cablurilor pentru circuitele de distribuie ale instalaiei, curentul I (n A) prin circuit se determin din relaia:

I=

kVA x 103

U 3 unde kVA este valoarea puterii maxime aparente aferent circuitului respectiv, iar U este tensiunea de linie (ntre faze) (n V).

4.5 Coeficientul de diversitateTermenul de diversity factor aa cum este definit n standardele CEI are aceeai semnificatie cu ks din prezentul ghid, seciunea 4.3. n anumite ri de limb englez, diversity factor este inversul lui ks, deci este supraunitar.

4 Puterea cerut de o instalaie electricA19Nivel 1 Utilizare Putere Coef. de aparent utilizare (Pa) max. kVA Putere Coef. de aparent simultaneit. cerut max. kVA Nivel 2 Nivel 3 Putere aparent cerut kVA

Putere Coef. de Putere Coef. de aparent simultaneit. aparent simultaneit. cerut cerut kVA kVA

Tab A14: Exemplu de estimare a puterii maxime pentru o instalaie (valorile utilizate pentru coeficieni sunt doar demonstrative).

4.6 Alegerea puterii nominale a transformatoruluin cazul n care o instalaie electric este alimentat direct dintr-un transformator MT/JT i puterea aparent maxim a acesteia a fost determinat, parametri nominali ai transformatorului se pot alege lund n considerare urmtoarele (vezi Tab. A15): n posibilitatea de mbuntire a factorului de putere (cos ) al instalaiei (a se vedea capitolul L); n extinderile anticipate ale instalaiei; n constrngerile impuse instalaiei (temperatur, etc.); n puterile nominale standard ale transformatoarelor.

Putere aparent kVA 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150

In (A) 237 V 244 390 609 767 974 1218 1535 1949 2436 3045 3898 4872 6090 7673

410 V 141 225 352 444 563 704 887 1127 1408 1760 2253 2816 3520 4436

Tab. A15: Puteri aparente i curenii nominali standard pentru un transformator MT/JT.



A20

Curentul nominal In la bornele de joas tensiune ale unui transformator trifazat este dat de urmtoarea relaie:

unde: Pa = puterea aparent nominal, n kVA, a transformatorului U = tensiunea ntre faze, n V (237 V sau 410 V) n gol In este exprimat n A. Pentru un transformator monofazat:

unde: V = tensiunea de la bornele transformatorului, n gol. Relaia simplificat pentru 400 V (sarcin trifazat): In = kVA x 1,4 Standardul internaional pentru transformatoare de putere este CEI 60076.

4.7 Alegerea surselor de alimentareImportana meninerii nentrerupte a alimentarii cu energie electric conduce la necesitatea utilizrii unei surse de alimentare de rezerv. Alegerea i caracteristicile acestei surse alternative depind de arhitectura aleas aa cum este descris n capitolul D. Pentru sursele de alimentare normale alegerea se face, n general, ntre conectarea la o reea public existent de medie sau joas tensiune. n practic, conectarea la o reea public de medie tensiune poate fi necesar acolo unde sarcinile depesc (sau se preconizeaz c vor depi) un anumit nivel - n general de ordinul a 250 kVA, sau n condiiile n care calitatea serviciului cerut este mai mare dect cea normal disponibil ntr-o reea de joas tensiune. Mai mult, dac instalaia conectat la reeaua de joas tensiune este posibil s cauzeze perturbaii consumatorilor invecinai, autoritatea furnizoare poate propune alimentarea din reeaua de medie tensiune. Alimentarea din reeaua de medie tensiune poate avea cteva avantaje importante; de fapt, un consumator pe medie tensiune: n nu va fi afectat de posibile perturbaii produse de ali consumatori, aa cum se ntmpl n cazul consumatorilor pe joas tensiune; n poate alege orice sistem de tratare a neutrului pe partea de joas tensiune; n are o gam mai larg de alegere a tarifelor; n poate suporta creteri masive de putere. Trebuie menionat totui faptul c: n consumatorul este proprietarul staiei MT/JT i, n unele ri, acesta trebuie s suporte cheltuielile de construcie i echipare. Autoritatea furnizoare poate, n anumite cazuri s participe la aceast investiie, relativ la linia de medie tensiune, de exemplu; n o parte din costurile de conectare pot fi recuperate, de exemplu de la un alt consumator care se va conecta ulterior la respectiva staie; n consumatorul are acces doar la partea de joas tensiune a instalaiei, accesul la partea de medie tensiune fiind rezervat doar personalului calificat al autoritii furnizoare (citirea contoarelor, diverse manevre, etc.). Totui, n anumite ri ntreruptorul de medie tensiune (sau separatorul cu fuzibile) poate fi manevrat de consumator; n tipul i amplasarea postului de transformare se vor decide de comun acord ntre consumator i autoritatea furnizoare.

Capitolul B Conectarea la reeaua de distribuie de medie tensiuneCuprins

1 2 3 4 5 6

Alimentarea cu energie la medie tensiune1.1 Caracteristicile alimentrii cu energie din reeaua de distribuie de medie tensiune 1.2 Diferite tipuri de alimentri la medie tensiune 1.3 Aspecte operaionale ale reelelor de distribuie de medie tensiune

B2B2 B11 B12

B1

Procedura de instalare a unui post de transformare2.1 Informaii preliminare 2.2 Studiu de soluie 2.3 Aplicare 2.4 Punerea n funciune

B14B14 B15 B15 B15

Aspectul proteciilor3.1 Protecia mpotriva ocurilor electrice 3.2 Protecia transformatoarelor i circuitelor 3.3 Interblocaje i operaii condiionate

B16B16 B17 B19

Post de transformare tip abonat cu msura pe JT4.1 General 4.2 Alegerea celulelor 4.3 Alegerea celulei pentru protecia transformatorului 4.4 Alegerea transformatorului MT/JT

B22B22 B22 B25 B25

Post de transformare tip abonat cu msura pe MT5.1 General 5.2 Alegerea celulelor 5.3 Funcionarea n paralel a transformatoarelor

B30B30 B32 B33

Componena diferitelor tipuri de posturi de transformare6.1 Diferite tipuri de posturi de transformare 6.2 Posturi de transformare de interior 6.3 Posturi de transformare de exterior

B35B35 B35 B37

B - Conectarea la reeaua de distribuie de medie tensiune

1 Alimentarea cu energie la medie tensiune

B2

Pn acum, nu exist nici o nelegere internaional relativ la limitele precise de definire a mediei tensiuni. Nivelele de tensiune care sunt considerate ca medii n unele ri, sunt denumite nalte n altele. n acest capitol, reelele de distribuie ce funcioneaz la tensiuni de 1000 V sau mai mici sunt considerate ca sisteme de Joas Tensiune (JT), n timp ce sistemele de distribuie a energiei electrice care necesit un nivel superior de tensiune, pentru alimentarea prin transformare a reelelor de joas tensiune, vor fi denumite sisteme de Medie Tensiune (MT). Din raiuni economice, tensiunea nominal limit a sistemelor de distribuie de MT, definite mai sus, depete rareori valoarea de 35 kV. n Romnia, acest nivel de tensiune se denumete Medie Tensiune - MT.

Principalii parametri care caracterizeaz un sistem de alimentare cu energie electric sunt: n Tensiunea nominal i nivelele de izolaie corespunztoare; n Curentul de scurtcircuit; n Curentul nominal al receptoarelor care fac parte din instalaie; n Sistemul de tratare a neutrului.

1.1 Caracteristicile alimentrii cu energie din reeaua de distribuie de medie tensiuneTensiunea nominal i nivelele de izolaie nominaleTensiunea nominal a unui sistem sau a unui echipament este definit n CEI 60038 ca tensiunea la care un sistem sau un echipament este proiectat i pentru care sunt definite caracteristicile funcionale sigure. Strns nrudit cu tensiunea nominal este cea mai ridicat tensiune a echipamentului care se refer la nivelul de izolaie la frecvena normal de lucru i la care alte caracteristici se pot referi n recomandri relevante pentru echipament. Cea mai ridicat tensiune pentru echipament este definit n CEI 60038 ca: valoarea maxim a tensiunii la care echipamentul poate fi utilizat, care apare n condiii normale de funcionare, oricnd i n orice punct al sistemului. Ea exclude tensiunile tranzitorii, cum ar fi cele datorate proceselor de comutaie i variaiilor temporare de tensiune. Note: 1 - Tensiunea cea mai mare pentru un echipament este indicat numai pentru tensiuni nominale ale sistemului mai mari de 1000 V. Se ntelege c, n mod particular pentru anumite tensiuni nominale ale sistemului, funcionarea normal a echipamentului nu poate fi asigurat pn la valoarea celei mai nalte tensiuni a echipamentului, avnd n vedere caracteristicile specifice de tensiune, cum ar fi pierderile condensatoarelor, curentul de magnetizare al transformatoarelor, etc. n asemenea cazuri, recomandrile standardelor CEI trebuie s specifice limita la care poate fi asigurat operarea normal a echipamentului. 2 - Se nelege c pentru echipamentul care va fi utilizat n sisteme a cror tensiune nominal nu depete 1000 V, referirile trebuie specificate numai la tensiunile nominale ale sistemului, att din punct de vedere operaional, ct i pentru izolaie. 3 - Definiia pentru cea mai ridicat tensiune a echipamentului dat n CEI 60038 este identic cu cea dat n CEI 60694 pentru tensiunea nominal. CEI 60694 se refer la aparate de comutaie pentru tensiuni nominale mai mari de 1000 V. Valorile din Tabelul B1, provenite din CEI 60038, prezint cele mai utilizate nivele standard de distribuie la medie tensiune i arat tensiunile nominale ce corespund valorilor standard ale celei mai ridicate tensiuni a echipamentului (tensiune maxim de serviciu). Aceste sisteme sunt n general sisteme trifazate cu trei conductoare n afara cazurilor unde este indicat altfel. Valorile indicate n paranteze ar trebui considerate ca valori nerecomandabile (de evitat). Este de dorit ca aceste valori s nu fie utilizate pentru sisteme noi ce vor fi construite n viitor.

Seria I (pentru reele de 50 i 60 Hz) Tensiunea nominal a sistemului (kV) (kV) 3,3(1) 3(1) 6,6(1) 6 (1) 11 10 15 22 20 33(2) 35(2)

Cea mai ridicat tensiune pentru echipament (kV) 3,6(1) 7,2(1) 12 17,5 24 36(2) 40,5(2)

(1) Aceste valori nu ar trebui utilizate pentru sisteme de distribuie public. (2) Este n discuie unificarea acestor valori. Tab. B1: Relaiile ntre tensiunea nominal a sistemului i tensiunea maxim pentru echipament.


Este recomandat ca n orice ar raportul dintre dou tensiuni nominale adiacente s nu fie mai mic de doi. Pentru asigurarea unei protecii adecvate a echipamentului mpotriva supratensiunilor temporare i mpotriva tensiunilor tranzitorii datorate loviturilor de trsnet, proceselor de comutaie i condiiilor de defect ale sistemului, etc., toate echipamentele de medie tensiune trebuie s aib specificat nivelul nominal de izolaie. Aparate de comutaie Tabelul B2 de mai jos, este extras din CEI 60694 i prezint valorile standard ale tensiunilor de inere la impuls. Alegerea dintre valorile din Lista 1 i cele din Lista 2 depinde de gradul de expunere la supratensiuni atmosferice i de comutaie(1), de tipul sistemului de tratare a neutrului i de tipul aparaturii de protecie la supratensiune, etc. (mai multe indicaii sunt date n CEI 60071).

B3

Tensiune nominal U (valoare eficace)

Tensiune nominal de inere la impuls de trsnet (valoare de vrf) Lista 1 La pmnt, ntre poli i contactele deschise ale unui disp. de comutaie (kV) 20 40 60 75 95 145 Peste distana de izolare Lista 2 La pmnt, ntre poli i contactele deschise ale unui disp. de comutaie (kV) 40 60 75 95 125 170 250 325 Peste distana de izolare

(kV) 3,6 7,2 12 17,5 24 36 52 72,5

(kV) 23 46 70 85 110 165 -

(kV) 46 70 85 110 145 195 290 375

Tensiune nominal de inere la impuls de scurt durat de frecven ind. (valoare eficace) La pmnt, Peste ntre poli i distana contactele de izolare deschise ale unui disp. de comutaie (kV) (kV) 10 12 20 23 28 32 38 45 50 60 70 80 95 110 140 160

Not: Tensiunile de inere peste distana de izolaie sunt valabile numai pentru aparatajul de comutaie unde distanele ntre contactele deschise trebuie s indeplineasc cerinele de securitate pentru separatoare. Tab. B2: Niveluri de izolaie nominal ale aparatajului de comutaie.

Ar trebui notat c, pentru valorile de tensiune citate, nu se dau valori ale supratensiunii de comutaie, deoarece supratensiunile datorate proceselor de comutaie sunt mai puin periculoase la aceste valori de tensiune dect cele datorate supratensiunilor atmosferice. Transformatoare Tabelul B3 de mai jos, este extras din CEI 60076-3. Semnificaia listei 1 i a listei 2 este aceeai cu cea din tabelul aparatelor de comutaie, de exemplu alegerea depinde de gradul de expunere la lovitura de trsnet, etc.

Tensiunea cea mai mare pentru echipament (valoare eficace) (kV) i 1,1 3,6 7,2 12 17,5 24 36 52 72,5 (1) Aceasta nseamn c, n principiu, Lista 1 se aplic n general aparatajului utilizat n reele de cabluri subterane n timp ce Lista 2 este utilizat pentru aparatajul folosit n reelele electrice aeriene.

Tensiune nominal de inere la impuls de scurt durat de frecvena industrial Um (valoare eficace) (kV) 3 10 20 28 38 50 70 95 140

Tensiune nominal de inere la impuls de trsnet (valoare de vrf) Lista 1 Lista 2 (kV) (kV) 20 40 40 60 60 75 75 95 95 125 145 170 250 325

Tab. B3: Niveluri de izolaie nominal ale transformatoarelor.



B4

Alte componente Este evident c performanele izolaiei altor componenete de MT asociate cu aceste elemente majore, cum sunt de exemplu izolatoarele de sticl sau porelan, cablurile de MT, transformatoarele de msur, etc, trebuie s fie compatibile cu cele ale aparatajului de comutaie i ale transformatoarelor menionate mai sus. Tipurile de ncercri pentru aceste elemente sunt date n publicaiile CEI corespunztoare. Not general: Standardele CEI sunt gndite n sensul unei aplicabiliti universale i, n consecin, cuprind un numr mare de nivele de tensiune i de cureni. Acestea reflect practicile diferite adoptate n ri cu diferite condiii meteorologice, geografice i economice. Standardele naionale ale unei anumite ri sunt n mod obinuit elaborate s includ doar unul sau dou valori ale tensiunii, curentului i curentului de defect, etc.

Standardele naionale ale unei anumite ri sunt n mod obinuit elaborate s includ doar unul sau dou nivele de tensiune, curent i niveluri de defect, etc. Un ntreruptor automat (sau o siguran fuzibil, ntr-un domeniu limitat al tensiunii) este singura form de aparataj de comutaie capabil de ntrerupere sigur a valorilor foarte ridicate de curent n cazul defectelor de scurtcircuit ce apar ntr-o reea electric de distribuie.

Curentul de scurtcircuitValorile standard ale capacitii de ntrerupere a curentului de scurtcircuit pentru un ntreruptor sunt exprimate n mod normal n kilo-amperi (kA). Aceste valori se refer la condiii de scurtcircuit trifazat i se exprim ca o medie a valorilor eficace ale componentei de c.a. a curentului n fiecare din cele 3 faze. Pentru ntreruptoarele de tensiuni nominale considerate n acest capitol, Tabelul B4 prezint valorile standard ale curentului de rupere la scurtcircuit.

kV 3,6 kA 8 (eficace) 10 16 25 40

7,2 8 12,5 16 25 40

12 8 12,5 16 25 40 50

17,5 8 12,5 16 25 40

24 8 12,5 16 25 40

36 8 12,5 16 25 40

52 8 12,5 20

Tab. B4: Valorile standard ale curentului de rupere la scurtcircuit a ntreruptoarelor.

Calculul curenilor de scurtcircuitRegulile pentru calculul curenilor de scurtcircuit ntr-o instalaie electric sunt prezentate n standardul CEI 60909. Calculul curenilor de scurtcircuit se poate transforma ntr-o sarcin dificil cnd instalaia este complicat. Utilizarea unor programe de calcul poate accelera acest proces. Acest standard general, aplicabil pentru toate sistemele de alimentare, radiale sau buclate, 50 sau 60 Hz i pn la 550 kV, este foarte precis i conservator. El poate fi utilizat pentru diferitele tipuri de scurtcircuite (simetrice sau asimetrice) care pot aprea ntr-o instalaie electric: n scurtcircuit trifazic (toate trei fazele), n general tipul care produce cei mai importani cureni; n scurtcircuit bifazic (ntre dou faze), curenii sunt mai mici dect n cazul precedent; n scurtcircuit bifazic cu punere la pmnt (ntre dou faze i pmnt); n punere la pmnt (ntre o faz i pmnt), cel mai frecvent tip (80% din cazuri).22I"b

Curent (I) 22I"k IDC

22I"k

Ip

La apariia unui defect, curenii tranzitorii de scurtcircuit sunt o funcie de timp i conin dou componente (vezi Fig. B5): n o component alternativ, descrescnd ctre o valoare stabil, n funcie de constanta de timp a mainilor electrice aflate n rotaie; n o component continu, descrescnd ctre zero, cauzat de creterea brusc de curent, care este funcie de impedana circuitului. Din punct de vedere practic trebuie s definim valorile curenilor de scurtcircuit care se utilizeaz la alegerea echipamentelor i a sistemelor de protecii: n Ik: valoarea eficace a curentului iniial simetric; n Ib: valoarea eficace a curentului simetric ntrerupt de aparatul de comutaie cnd primul pol deschide la tmin (temporizare minim); n Ik: valoarea eficace a curentului stabil simetric; n Ip: valoarea maxim instantanee a curentului la primul vrf; n IDC: valoarea instantanee a componentei continue a curentului n momentul ntreruperii (la tmin).

Timp (s)

tmin Fig. B5: Reprezentare grafic a curentului de scurtcircuit conform CEI 60909.


Curenii sunt identificai prin indicii 3, 2, 2E, 1, depinznd de tipul scurtcircuitului respectiv trifazic, bifazic, bifazic cu pmntul, faz cu pmntul. Metoda, bazat pe teorema superpoziiei Thevenin i descompunerea n componente simetrice, const n aplicarea n punctul de scurtcircuit a unei surse echivalente de tensiune n vederea determinrii curentului. Calculul se efectueaz n trei pai. n Definirea sursei echivalente de tensiune de aplicat la punctul de defect. Reprezint tensiunea existent nainte de defect i este definit ca i tensiunea nominal multiplicat cu un factor care ia n considerare variaiile sursei, comutatoarele de ploturi sub sarcin ale transformatoarelor i comportarea subtranzitorie a mainilor. n Calcularea impedanelor, aa cum se vd din punctul de defect, pe fiecare ramur ce ajunge n punctul de defect. Pentru sistemele de secven pozitiv i negativ, calculul nu ia n considerare capacitile liniei i admitanele sarcinilor nerotative, montate n paralel. n Odat ce tensiunea i impedana sursei este definit, se calculeaz valorile caracteristice, minime i maxime, ale curenilor de scurtcircuit. Valorile diferiilor cureni n punctul de defect sunt calculate utiliznd: n ecuaiile furnizate; n o sum a curenilor care circul prin ramurile conectate la nod: o Ik: (vezi Fig. B6 pentru calculul Ik, unde factorul de tensiune c este definit de standard; sum algebric sau geometric), o Ip = x 2 x Ik, unde este mai mic dect 2 depinznd de raportul R/X al impedanei de secven direct pentru ramura dat; suma vrfurilor, o Ib = x q x Ik, unde i q sunt mai mici dect 1, depinznd de generatoare i de motoare i de curentul minim temporizat la ntrerupere; sum algebric, o Ik = Ik cnd defectul este departe de generator, o Ik = x Ir, pentru un generator, unde Ir este curentul nominalal generatorului i este un factor depinznd de inductana sa de saturaie; sum algebric.

B5

Tipul scurtcircuitului

IkSituaie general Defecte ndeprtate

3 faze

2 faze

2 faze i pmnt

Faz i pmnt Tab. B6: Curentul de scurtcircuit conform CEI 60909.

Caracterizaren sistem exist dou tipuri de echipamente, n funcie de reacia la apariia unui defect. Echipamente pasive Aceast categorie cuprinde toate echipamentele care, datorit funciei lor, trebuie s aib capacitatea de transport att a curenilor normali ct i a curenilor de scurtcircuit. Aceste echipamente includ cablurile, liniile aeriene, barele, separatoarele, separatoarele de sarcin, transformatoarele, reactanele serie i condensatoarele, transformatoarele de msur. Pentru aceste echipamente capacitatea de a rezista distrugerilor provocate de un scurtcircuit este definit n termeni de: n Rezistena electrodinamic (curent de inere la valoarea de vrf; valoarea de vrf a curentului exprimata n kA), caracteriznd rezistena mecanic la solicitri electrodinamice n Rezistena termic (curent de inere de scurt durat; valoare eficace exprimat n kA pentru durate ntre 0,5 i 3 secunde, cu valoare mai des ntalnit de 1 secund), caracteriznd disiparea de caldur maxim admis.



B6

Echipamente active Aceast categorie cuprinde echipamentele desemnate s elimine curenii de scurtcircuit adic ntreruptoarele automate i fuzibilele. Aceast proprietate este exprimat prin capacitatea de rupere i, dac este nevoie, de capacitatea de nchidere pe scurtcircuit la apariia unui defect. n Capacitatea de rupere (vezi Fig. B7) Caracteristica de baz a unui dispozitiv destinat s ntrerup curenii de defect este curentul maxim (valoare eficace exprimat n kA) pe care este capabil s-l ntrerup n condiii specifice definite de standarde; standardul CEI se refer la valoarea eficace a componentei periodice a curentului de scurtcircuit. n alte standarde, valoarea eficace a sumei dintre componenta periodic i componenta aperiodic este specificat, caz n care este vorba de curent asimetric. Capacitatea de rupere depinde de ali factori ca: o tensiune, o raportul R/X al circuitului de ntrerupt, o frecvena natural a sistemului de alimentare, o numrul de deschideri la curent maxim, de exemplu ciclul D - I/D - I/D (D - deschidere, I - nchidere) o starea dispozitivului dup test. Capacitatea de rupere este o caracteristic dificil de definit i, n consecin, nu trebuie s surprind faptul c aceluiai aparat i se pot asocia diferite capaciti de rupere n funcie de standardul n care sunt definite. n Capacitatea de nchidere pe scurtcircuit n general aceast caracteristic este implicit definit de capacitatea de rupere deoarece un aparat trebuie s nchid pe un curent pe care l poate ntrerupe. Cteodat capacitatea de nchidere trebuie s fie mai mare, de exemplu pentru ntreruptoare automate care protejeaz generatoare. Capacitatea de nchidere este definit n funcie de valoarea de vrf (exprimat n kA) deoarece primul vrf asimetric este cel mai solicitant din punct de vedere electrodinamic. De exemplu, conform standardului CEI 62271-100, un ntreruptor automat utilizat ntr-un sistem energetic cu frecvena de 50 Hz trebuie s fie capabil s nchid pe o valoare de vrf a curentului egal cu 2,5 ori valoarea eficace a curentului de rupere (2,6 ori pentru sistemele de 60 Hz). Capacitatea de nchidere mai este cerut pentru separatoare de sarcin i separatoare, chiar dac aceste dispozitive nu sunt capabile s ntrerup curentul. n Curentul de rupere la scurtcircuit prezumat Anumite dispozitive au capacitatea de a limita curentul de defect ce urmeaz s fie ntrerupt. Capacitatea lor de rupere este definit ca maximul curentului de scurtcircuit prezumat care s-ar fi dezvoltat n timpul unui scurtcircuit net ntre terminalele amonte ale dispozitivului.

Caracteristicile diferitelor dispozitiveFunciunile diferitelor dispozitive ce ntrerup cureni i principalele lor caracterizri sunt prezentate n Tabelul B8.

Curent (I)

Dispozitiv

IAC

Separator ntreruptor Separator de sarcin Contactor

Separare vizibil ntre dou reele sub tensiune Da Nu

Condiii de manevrare Normale Defect Nu Nu Da Nu

Caracteristici principale

Nu

Da

Nu

Timp (s) ntreruptor automat IDC IAC: Vrful componentei periodice. IDC: Componenta aperiodic. Nu Da Da

Fuzibil

Nu

Nu

Da

Separare vizibil longitudinal Capacitate de rupere i de nchidere a sarcinii Capacitate de nchidere pe scurtcircuit Capacitate de rupere i de nchidere a curentului nominal Capacitate de rupere i de nchidere maxim Caracteristici de anduran Capacitate de rupere a curentului de scurtcircuit Capacitate de nchidere a curentului de scurtcircuit Capacitate de rupere a curentului de scurtcircuit minim Capacitate de rupere a curentului de scurtcircuit maxim

Fig. B7: Curentul de rupere nominal al unui ntreruptor automat n caz de scurtcircuit, conform CEI 60056.

Tab. B8: Funciile diferitelor dispozitive de ntrerupere.


Curentul nominal cel mai utilizat pentru aparatul de comutaie folosit n reelele de distribuie de MT de uz general, este de 400 A. n Romnia curentul nominal cel mai utilizat este de 630 A.

Curentul nominal Curentul nominal normal este definit ca valoarea eficace a curentului care poate fi suportat n mod continuu la frecvena nominal cu o cretere a temperaturii ce nu o depete pe aceea specificat de standardul specific de producie. Curenii nominali cerui pentru aparatajul de comutaie sunt stabilii n etapa de proiectare a postului de transformare. Curentul nominal cel mai utilizat pentru aparatul de comutaie folosit n reelele de distribuie la MT de utilitate general, este de 400 A. n zonele industriale i n cele urbane cu o ncrcare mare, uneori sunt cerute circuite nominale la 630 A. La staiile de alimentare principale de MT i n posturile de transformare, valorile nominale standard pentru circuitele celulelor de sosire de la transformatoare de IT, pentru ntreruptoare de putere de cupl i de bare colectoare sunt 800 A; 1250 A; 1600 A; 2500 A i 4000 A. La posturile de transformare de MT/JT care includ un transformator cu un curent nominal n primar mai mic de 60 A (n general cnd puterea transformatorului este mai mic de 1000 kVA), un separator de sarcin MT asociat cu un set de 3 sigurane fuzibile (sau o combinaie similar) este n general folosit pentru controlul i protecia transformatorului, ca o alternativ mai economic la ntreruptorul de putere. Pentru cureni primari mai mari (transformatoare cu putere nominal egal sau mai mare de 1000 kVA), combinaia fuzibili - separator de sarcin nu asigur performanele cerute. Nu exist tabele de valori ale curentului normal nominal recomandate de CEI pentru combinaia fuzibili - separator de sarcin. Valoarea nominal actual va fi dat de fabricantul separatorului de sarcin cu sigurane fuzibile, n concordan cu caracteristicile siguranei fuzibile i a datelor transformatorului, cum ar fi: n curentul normal la MT; n supracurentul permis i durata sa; n vrful maxim i durata ocului de curent de magnetizare la conectarea transformatorului; n modul de acionare a proteciei i a aparatelor de comutaie pe partea de MT, etc. aa cum se arat n exemplul dat n Anexa A a CEI 62271-105. ntr-o astfel de schem, separatorul de sarcin trebuie s fie capabil s declaneze automat, de exemplu prin relee, la valori sczute ale curentului de defect, care trebuie s acopere (prin valori apropiate) curentul nominal minim de ntrerupere al siguranelor fuzibile de MT. n acest fel, valorile ridicate ale curentului de defect care sunt dincolo de capacitatea de rupere a separatorului de sarcin, vor fi deconectate ctre siguranele fuzibile n timp ce valorile sczute ale curenilor de defect, care nu pot fi ntrerupte de ctre siguranele fuzibile, vor fi eliminate de ctre separatorul de sarcin acionat prin releu. Influena temperaturii mediului ambiant i a altitudinii asupra curentului nominal Valorile curentului nominal sunt atribuite pentru toate dispozitivele electrice prin care circul curent, iar limitele superioare ale acestora sunt stabilite de creterea temperaturii datorat puterii I2R (Watt) disipate n conductoare (unde I = valoarea eficace a curentului, n Amperi i R = rezistena conductorului, n Ohmi), mpreun cu cldura produs prin histerezis magnetic i pierderile prin cureni turbionari la motoare, transformatoare, etc., precum i pierderilor dielectrice n cabluri i condensatoare, acolo unde este cazul. Creterea de temperatur peste temperatura mediului ambiant va depinde, n principal, de modul n care cldura este disipat. De exemplu, cureni mari pot fi trecui prin nfurrile motorului electric fr a produce supranclziri, deoarece un simplu ventilator de rcire fixat pe axul motorului ndeprteaz cldura cu aceeai rat cu care ea este produs i astfel temperatura atinge o valoare stabil inferioar celei care ar putea deteriora izolaia i ar conduce la arderea motorului. Transformatoarele cu rcire n ulei sau n aer sunt printre cele mai cunoscute exemple de asemenea tehnici de rcire forat. Valorile curenilor nominali recomandate de CEI sunt bazate pe temperaturi normale ale aerului n clim temperat i la altitudini ce nu depesc 1000 m, astfel nct echipamentele care depind de rcirea natural prin radiaie i convecie a aerului se vor nclzi dac funcioneaz la curentul nominal la clim tropical i/sau la altitudini ce depesc 1000 m. n astfel de situaii, echipamentele trebuiesc declasate la o valoare nominal a curentului mai mic dect cea nominal descris n caracteristici. Situaia transformatoarelor este reglementat n standardul CEI 60076-2. n cazul transformatoarelor cu rcire forat, n general este suficient s se furnizeze ecrane protectoare la radiaia solar, s se mreasc suprafeele radiatorului de ulei de rcire, s se mreasc puterea pompelor de circulaie a uleiului precum i dimensiunea ventilatoarelor de aer, pentru meninerea valorilor iniiale nominale conform CEI. Pentru aparatajul de comutaie, fabricantul trebuie consultat asupra declasrii corecte ce trebuie efectuat pentru condiiile de funcionare reale.

B7



B8

Defectele de punere la pmnt la sisteme de MT pot induce valori periculoase de tensiune pe partea de JT a instalaiilor. Consumatorii de JT (i personalul de exploatare) pot fi protejai mpotriva acestui pericol prin: n limitarea mrimii curenilor de punere la pmnt pe partea de MT; n reducerea rezistenei de legare la pmnt a posturilor de transformare pn la cea mai mic valoare posibil; n crearea condiiilor de echipotenialitate ntre postul de transformare i instalaia consumatorului.

Legarea la pmntSistemul de legare la pmnt i echipamentul de mpmntare necesit o abordare atent, n mod particular datorit siguranei consumatorului de JT n timpul unui scurtcircuit la pmnt pe partea de MT. Prizele de pmnt n general este preferabil, acolo unde este posibil din punct de vedere fizic, s se separe priza de pmnt destinat pentru legarea la pmnt a prilor metalice aferente echipamentelor de MT de priza de pmnt a sistemului de legare la pmnt a conductorului de nul la JT. Aceasta este practica comun n sistemele de distribuie rurale, unde electrozii prizei de pmnt a reelei de JT sunt instalai la distan de una sau dou deschideri fa de postul de transformare. n multe cazuri spaiul limitat disponibil din posturile de transformare urbane mpiedic o asemenea practic; de exemplu, nu exist posibilitatea separrii conductorului de protecie la MT de cel de JT pentru evitarea transferurilor de tensiune (posibil periculoase) n sistemul de JT. Curentul de punere la pm

manualul instalatiilor electrice

Documents