proiect

INTRODUCERE

Pentru a intocmi proiectul de alimentare cu energie electrică şi de racordare la

sistemul electroenergetic sînt necesare o serie de date privind consumatorul şi

sistemul . Puterea sistemului este de 600 MVA. Reactanţa sistemului este de 0.8.

Distanţa de la Staţia sistemului pînă la staţia principală de coborîre a uzinei este de

12.3 Km.

Pentru a elabora sistemul de alimentare cu energie electrică trebuie de ţinut cont de

două condiţii:

- Condiţii referitor date iniţiale despre sursă şi consumator.

- Condiţii generale pentru realizarea instalaţiei electrice.

Referitor la consumator trebuie de ţinut cont de specificul receptoarelor şi rolul lor

în procesul tehologic.

Sistemul de alimentare cu energie electrică se realizează reieşind din condiţiile

tehnico-economice generale:

- Economicitatea soluţiei.

- Securitatea personalului de exploatare.

- Pierderi minime de energie electrică.

- Asigurarea continuităţii în alimentare cu energie electrică:

Pentru asigurarea continuităţii in alimentare cu energie electrică in fiece etapă

se alege varianta care va asigura un grad înalt în funcţionarea sistemului de

alimentare cu energie electrică, asigurînd totodată şi buna funcţionare întreprinderii.

În această situaţie se impun cerinţe deosebite faţă de fiabilitatea in alimentarea cu

energie electrică şi respectiv calitatea acesteia. Este evident că sistemul de alimentare

cu energie electrică a întrepriderii trebuie să asigure in masură deplină, să fie

economicos, flexibil la eventualele modificări ale tehnologiei de producere .

2

1 CARACTERISTICA ÎNTREPRINDERII ŞI A SECŢIILOR

1.1 Paricularităţile procesului tehnologic a întreprinderii

- Alimentarea cu energie electrică a uzinei chimice de producere a coloranţilor.Alimentarea poate fi efectuată de la staţia sistemului cu 2 transformatoare de 31500 kva, tensiunea primară – 110 kv, secundară – 35.20kv.

- Puterea sistemului – 600 MVA.- Reactanţa sistemului – 0.8.- Distanţa de la sursa de alimentare pînă la staţia uzinei 12.3 km.

Tabelul 1.1.1 Sarcina individuală

Nr.

Denumirea secţiei Puterea instalata, Kw

1 Secţia de coloranţi antrachinonici 470

2 Blocul de deservire socială nr 1 150

3 Secţia de coloranţi azinici nr 1 900

4 Secţia de coloranţi azinici nr 2 1100

5 Secţia de acid bromaminie nr 1 730

6 Secţia de acid bromaminie nr 2 420

7 Secţia acetonamilică 600


9 Secţia de coloranţi 600

10 Secţia de materiale textile auxiliare 400

11 Secţia de semifabricate nr 1 3280


13 Instalaţia frigorifică 220

14 Secţia de semifabricate nr 2 725

15 Secţia de finisare 2870

16 Secţie auxiliară 1190


18 Secţia de reparaţii mecaniace 200

19 Secţia de compresore 200

20 Secţia de tiuram 1100

3

1.2 Clasificarea şi caracteristica secţiilor şi a receptoarelor din secţii

Uzina chimică de producere a coloranţilor este destinată pentru

producerea coloranţilor in diferite sfere industriale. Din punct de vedere al

continuităţii in alimentare cu energie electrică aceasta intrepridere face parte din

categoria I.

In componenţa întreprinderii noastre intra 20 secţii. Fiecare din aceste

secţii au importanţa mai mare sau mai mica in ceea ce priveste procesul tehnologic.

Daca sa caracterizăm fiecare secţie in parte atunci avem secţii ce participă nemijlocit

la procesul tehnologic care necesită alimentaţi cu energie electrică ca consumatori de

categoria I. Acești consumatori sunt alimentați prin două căi de alimentare în unele

cazuri și prin trei, prevazînd o sursă proprie. Însă în cazul nostru vor fi alimentați

numai prin două căi de alimentare .Astfel de secţii sunt:

-Secţia de coloranţi azinici nr 1

-Secţia de coloranţi azinici nr 2

-Secţia de acid bromaminie nr 1

-Secţia de acid bromaminie nr 2

-Secţia acetonamilică

-Secţia de compresoare

-Secţia de tiuram

-Instalaţia frigorifică

Secţiile care nu sunt implicate direct in procesul tehnologic, dar contribuie la buna

funcţionare a întreprinderii, necesita alimentare cu energie electrică de categoria II.

Care prevede două căi de alimentare , una fiind în rezervă .Astfel de secţii sunt:

-Secţia de coloranţi antrachinonici

-Blocul de deservire sociala nr 1


-Secţia de coloranţi

-Secţia de materiale textile auxiliare

4

-Secţia de semifabricate nr 1


-Secţia de semifabricate nr 2

-Secţia de finisare

-Blocul de deservire socială nr 4

-Secţia de reparaţii mecaniace

Mai exista si secţii auxiliare care sunt alimentate ca consumatori de categoria III,

prevăzute cu o singură cale de alimentare:

- Secţie auxiliară

Tabelul 1.2.1 Caracteristica secţiilor

Nr secţiei Mediul inconjurător Categoria receptoarelor

1 Activ chimic II

2 Normal II

3 Activ chimic I

4 Activ chimic I

5 Activ chimic I

6 Activ chimic I

7 Activ chimic I

8 Normal II

9 Activ chimic II

10 Activ chimic II

11 Normal II

12 Normal II

13 Umiditate ridicata I

14 Normal II

15 Normal II

16 Normal III

17 Normal II

18 Prafuit II

19 Umiditate ridicata I

20 Activ chimic I

5

2. DETERMINAREA SARCINILOR ELECTRICE DE CALCUL

Pentru determinarea sarcinilor de calcul a întreprinderii este necesar de a cunoaşte

puterile instalate a tuturor secţiilor şi coeficienţii de cerere. Sarcinile electrice de

calcul a unui consumator industrial sau a diferitor noduri de sarcină pot fi

determinate prin diverse metode cum ar fi : metoda consumurilor specifice ,

coificienţilor de maxim , coificienţilor de cerere. La determinarea sarcinilor electrice

de calcul a întreprinderilor industriale am aplicat metoda coeficientului de cerere.

Această metodă aplicabilă în orice nivel şi în special pentru grupuri mari de

receptoare reprezentînd o secţie sau o întreprindere. Puterea activă cerută se

determină cu relaţia :

Pcalc = Kc * Pinst ;

Qcalc = Pcalc * tgϕ

unde : Pinst – puterea instalată a receptoarelor de forţă;

Kc – coificientul de cerere ce ţine cont de randamentul receptoarelor şi gradul

de încărcare al acestora, din [3. tab.1.6] , [8. tab.1.3].

Puterea activă de calcul pentru receptoare de iluminat din secţie :

Pc il=Kc,il*pc.il * F

unde : Kc il – coeficientul de cerere pentru instalaţii de iluminat, [8. tab.1.5]

po il – puterea specifică pentru instalaţii de iluminat; [8. tab.1.4]

F – suprafaţa secţiei calculate reprezentată în tab 2.1.

Puterea activă totală de calcul:

Pc tot=Pcalc.+Pc il.

Valoarea puterii reactive de calcul:

Qcalc.=P c tot *tgφ,

unde: tgφ= √ 1cos2 −1

cosφ – factorul de putere; [3. tab.1.6] , [8. tab.1.3].

6

tgφ1= √ 1cos2 φ

−1 =√ 10.752−1 = 0.88

Puterea aparentă pentru receptoarele din secţiile întreprinderii se va determina:

Scalc 1 = √ Pc .tot .2 +Qcalc

2

Pentru cartograma sarcinilor electrice se calculează raza circumferinţei pentru sarcina

electrică totală şi unghiul sectorului pentru sarcina de iluminat:

r = √ Pinst

m∗π , α 0=

360∗Pcil

Pctot

unde : m = are valori : 0,5..1 [kW

mm2 ] Datele iniţiale pentru determinarea sarcinilor electrice de calcul după metoda

coeficientului de cerere sunt reprezentate în tabelul 2.1.

Sarcinile electrice de calcul pentru o secţie se determină după următoarele formule:

Puterea activă de calcul pentru receptoarele de forţă din secţia nr 1 se

determină :

Pcalc 1 = Kc.*Pc1= 0,4*470 = 188 [kW]

Puterea activă de calcul pentru receptoare de iluminat din secţia nr.1:

Pc.il= Kc,il*pc.il * F= 0.75*0.015*648 = 7.29[kW]

Puterea activă totală de calcul secţia nr. 1:

Pc tot=Pcalc.+Pc il.= 188+7.29 = 195.29[kW]

Valoarea puterii reactive de calcul:

Qcalc.=P c tot *tgφ= 195.29*0.88 = 172.23[kvar]

Puterea aparentă pentru receptoarele din secţia nr.1 a întreprinderii se va determina:

Scalc. = √ Pc .tot .2 +Qcalc

2

Scalc.1 =√195.292+172.232 = 260.39[kVA]

Se calculează raza circumferinţei după următoare r:

r1 = √ 4701∗3.14

= 12.23 [mm]

7

Determinarea sarcinilor electrice de calcul pentru toate secţiile se determină analogic

şi rezultatele calculelor sunt prezentate în tabelul 2.2.

Tabelul 2.1. Date iniţiale la determinarea sarcinilor electrice de calcul Nr.

pe

plan

Pinst

[kW]Kc cosφ tg Kc,il

Po,il

[kW/m2]

F

[m2]

X

[m]

Y

[m]

1 470 0,40 0,75 0,88 0,75 0,015 648,00 315,00 185,85

2 150 0,40 0,70 1,02 1,00 0,014 735,89 318,60 162,00

3 900 0,40 0,75 0,88 0,70 0,013 1007,84 231,75 185,85

4 1100 0,40 0,75 0,88 0,70 0,013 1695,94 230,85 162,00

5 730 0,55 0,80 0,75 0,75 0,019 1439,98 281,70 119,70

6 420 0,55 0,75 0,88 0,75 0,019 359,84 190,80 119,70

7 600 0,30 0,70 1,02 0,80 0,015 616,01 320,85 86,40

8 150 0,40 0,70 1,02 1,00 0,014 431,93 264,15 85,95

9 600 0,50 0,60 1,33 0,80 0,015 648,00 207,90 85,95

10 400 0,80 0,70 1,02 0,85 0,018 839,97 65,70 369,90

11 3280 0,60 0,90 0,48 0,80 0,012 1599,95 52,65 10,35

12 150 0,40 0,70 1,02 1,00 0,014 479,93 122,85 22,95

13 220 0,60 0,80 0,75 0,60 0,022 648,00 166,95 34,65

14 725 0,60 0,90 0,48 0,80 0,012 412,49 164,70 6,30

15 2870 0,65 0,70 1,02 0,75 0,012 2399,83 73,80 181,80

16 1190 0,80 0,65 1,17 0,70 0,017 979,90 102,60 120,60

17 150 0,40 0,70 1,02 1,00 0,014 359,84 67,95 158,85

18 200 0,25 0,65 1,17 0,90 0,025 431,93 29,70 119,70

19 200 0,80 0,85 0,62 0,75 0,007 1063,94 102,60 82,35

20 1100 0,50 0,90 0,48 0,75 0,016 1011,89 27,00 83,00

Tabelul 2.2. Rezultatele calculului sarcinilor pe secţii

8

Nr.pe

plan

Pcalc.

[kW]

Pc il

[kW]Pc tot [kW]

Qcalc.

[kvar]

Scalc.

[kVA]

r

[mm]

1 188 7,29 195,29 172,23 260,39 12,23

2 60 10,30 70,30 71,72 100,43 6,91

3 360 9,17 369,17 325,58 492,23 16,93

4 440 15,43 455,43 401,65 607,24 18,72

5 402 20,52 422,02 316,51 527,52 15,25

6 231 5,13 236,13 208,25 314,84 11,57

7 180 7,39 187,39 191,18 267,70 13,82

8 60 6,05 66,05 67,38 94,35 6,91

9 300 7,78 307,78 410,37 512,96 13,82

10 320 12,85 332,85 339,58 475,50 11,29

11 1968 15,36 1983,36 960,58 2203,73 32,32

12 60 6,72 66,72 68,07 95,31 6,91

13 132 8,55 140,55 105,42 175,69 8,37

14 435 3,96 438,96 212,60 487,73 15,20

15 1866 21,60 1887,10 1925,23 2695,85 30,23

16 952 11,66 963,66 1126,64 1482,56 19,47

17 60 5,04 65,04 66,35 92,91 6,91

18 50 9,72 59,72 69,82 91,87 7,98

19 160 5,59 165,59 102,62 194,81 7,98

20 550 12,14 562,14 272,26 624,60 18,72

Total 8773,00 202,25 8975,25 7414,03 11798,25 281,54

9

Pentru dimensionarea staţiei principale de coborîre se va determina puterea aparentă

totală de calcul pentru toată întreprinderea :

Sc într . = K s * √¿¿

unde K s - coificientul de simultanietate , egal cu 0,9-0,95

Pc .toti =∑ Pc. tot

❑ +0.03∗∑ Pc. tot❑ =9045.73+0.03∗9045.73=9244,50 kW

Pc .toti - puterea activă totală de calcul, avînd în vedere pierderile active prin

înfăşurările transformatoarelor. Pierderile de putere activă pot fi admise egale cu 2%

de la puterea sumară de tensiune joasă, în reţelele de medie tensiune – 3% din puterea

activă transportată.

Qc .toti =∑ Qc. tot

❑ +0.03∗∑ Qc .tot❑ =7465.14+0.1∗7465.14=8155,4 kVar

Qc .toti – puterea reactivă totală , avînd în vedere pierderile puterii reactive în

înfăşurările transformatoarelor (circa 10% din puterea reactivă de calcul) şi

capacitatea de transport a puterii reactive prin transformatoare :

Qc .totI

PctotI = tg φ

Unde tg φ este valoarea impusă de sistemul electroenergetic, tg φ=0,28

Sc într= K s * √¿¿ =0.9 √9244,502+8155,42 =11094,[ kVA ]

3. ALEGEREA TENSIUNII DE ALIMENTARE

Pentru alegerea tensiunii externe de alimentare a întreprinderii se admite de a se

folosi de relaţia aproximativă a lui Still:

10

U c=4 ,34√l+16 P

în care: l – distanţa de la SPC pînă la sursa de alimentare [km];

P– puterea transmisă printr-o linie de alimentare [MW].

În baza rezultatului obţinut pentru U c , din şirul tensiuniloir nominale standard

se aleg două variante posibile ale tensiunii de alimentare a întreprinderii.

Aici este posibila comparaţia tehnico-economică a două variante posibile.

Uc = 4,34*√12.3+16∗11.1/2=43.63

Varianta I Uc ≤ Un =110[kV]

Varianta II Uc ≥ Un =35[kV]

I. Efectuăm calculul tensiunii de alimentare la prima variantă: Un= 110 [kV]

IC=

Scîntr .2√3 Un =

11094,922√3∗110

=58.23 [A]

Fcalc=I c

Jec

[ mm2 ]

Fcalc. = 58.23

1,1=52.94[mm2 ]

Fc = 50 [mm2 ] – din [Anexa 3]

ro = 0,592 [Ω /Km] – din [Anexa 3]

xo = 0,391[Ω /Km] – din [Anexa 4]

d = 9,6 [mm] - din [Anexa 3]

Calculăm rezistenţa conductoarelor pentru varianta I

Ro=r0⋅l= 0,592*12.3=7.28 [

Ω ]

Calculăm reactanţa conductoarelor pentru varianta I

X o=x0⋅l X0 = 0,391*12.3=4.8[Ω ]

Valoarea pierderilor de tensiune pentru varianta I :

11

ΔU=∑ Pc .tot⋅R+∑ Qc

tot⋅X

Un

=[ V ]

∆ U =9244,50∗7.28+8155,436∗4.8110

=968.52 [V]

Calculăm pierderile de tensiune în % la 35 kV după formula:

ΔU %= ΔUUn

⋅100¿[ % ]

¿

∆ U %= 968.52110000

∗100=0.88 [% ]

II. Efectuăm calculul electric al liniilor de alimentare la tensiunea de 35 kV

IC=

Scîntr .2√3Un =

11094,922√3∗35

=183[A]

Fс=166,38

Fst = 185 mm2

, calculăm rezistenţa conductoarelor pentru varianta II

R0 = 0.157*12.3=1.93[Ω ]

Calculăm reactanţa conductoarelor pentru varianta II

X0 = 0.325*12.3=3,99[Ω ]

Valoarea pierderilor de tensiune pentru varianta II :

∆ U=9244,50∗1.93+8155,436∗3.9935

=1441.5[V ]

Calculăm pierderile de tensiune în % la 10 kV după formula:

ΔU %= ΔUUn

⋅100 %

∆ U %=1441.535000

∗100=4.11 [%]

Concluzii: În urma efectuării calculelor am determinat pierderile în reţea. Am decis

alegerea variantei I cu Un=110kV deoarece pierderile de tensiune nu depasesc 10%,

12

şi din motiv că intreprinderea data tinde ca in viitorul apropiat sa-şi volumul de

producţie şi respectiv consumul de energie electrică.

4. DIMENSIONAREA STAŢIEI PRINCIPALE DE COBORÎRE

Puterea de calcul a transformatoarelor din staţia principală de coborîre se

determină în prealabil după relaţia :

Sct=Scint r

n⋅K înc

unde: Sc intr – puterea de calcul pentru întreprindere ;

n – numărul de transformatoare n=2;

Kînc – coeficientul de încărcare a transformatoarelor; Kînc=0,7.

Pentru alegerea puterii nominale a transformatoarelor din SPC se vor precauta

două variante posibile.

Sctr= 11094,92

2∗0,7=7924,95[kVA]

Varianta I Snom≤SCT

Varianta II Snom≥SCT

Puterea nominală aleasă trebuie să asigure supraîncărcarea transformatorului

în caz de avarie nu mai mult de 40%. Dacă condiţia nu se respectă se alege

transformatoare cu puterea mai mare.

După alegerea puterii nominale a transformatoarelor de la SPC se recalculează

coeficientul de încărcare real în regim de lucru şi de avarie după formule:

în regim normal:

K înc=Scint r

n⋅Snom

Coeficientul de încărcare în regim de avarie trebuie să corespundă relaţiei:

13

SnT =6300[kVA]

SnT =10000 [kVA]

K încav ≤1,4

K încav =

Scint r

(n−1 )⋅Snom

Calculele coificientului de încărcare pentru varianta I

K înc=11094,922∗6300

=0.88

K încav = 11094.92

(2−1 )∗6300=1.76

Calculele coeficientului de încărcare pentru varianta II

K înc=11094,922∗10000

=0.55

K încav = 11094.92

(2−1 )∗10000=1.1

Concluzii:

În urma efectuării calculelor am determinat varianta optimă pentru alegerea TR

unde Kînc este mai aproape de valoarea admisibilă. Deci se alege varianta II cu TR de

10000 kVA, unde Kînc=0.55 şi K încav =1.1

P0, kW Psc, kW Usc, % Img, %ТДН – 10000/110 14 58 10,5 0,9

Determinăm centrul de greutate a sarcinii.

Construirea cartogramei sarcinilor electrice se efectuează pe baza puterilor de

calcul pentru fiecare secţie.

Coordonatele centrului de greutate a sarcinilor electrice pentru întreprindere se

determină conform formulei:

X=∑

1

n

P i⋅X i

∑1

n

Pi

Y=∑

1

n

Pi⋅Y i

∑1

n

Pi

Unde : Pi – puterea instalată secţiilor ;

n – numărul secţiilor;

14

Xi,Yi – coordonatele centrelor de greutate a sarcinilor pentru secţii, în

conformitate cu planul general al întreprinderii.

Aflăm centrul de greutatea a sarcinii prin determinarea coordonatelor X , Y :

X= 132.96 [m] Y= 110.83 [m]

5. DIMENSIONAREA POSTURILOR DE TRANSFORMARE

Puterile nominale a transformatoarelor din posturile de transformare din incinta

întreprinderii se vor alege reeşind din considerentele economice pentru realizarea

reţelei de distribuţie a energiei electrice folosind diferite posibilităţi de regrupare a

sarcinilor din secţii, alegera tipurilor de puteri din şirul puterilor nominale să tindă

spre minimul necesar .

Pentru determinarea numărului şi puterilor pentru transformatoarele din PT sunt

valabile aceleaş relaţii de calcul cu verificarea la supraîncărcarea

transformatoarelor, mai jos se calculează coeficienţii de încărcare.

În funcţie de particularităţile şi sarcina consumată de secţii se va completa

tablelul 5.1 cu rezultatele dimensionării posturilor de transformare

Tabelul 5.1 Rezultatele grupării secţiilor în PT

№PT

Grupuri de sarcină

Categoria după continuitatea în

AEE

Pc

[kVA]n

Snom

KîncKînc

avarie

Pdeconectată în

regim avarie

[kW]

1 15,17,18 II 2880,64 4 10000,72

1,44 -40,32

2 20,16 I,III 2107,16 2 16000,66

1,32

3 11 II 2230,73 2 16000,70

1,39

4 10,12,13,14 I,II 1234,24 2 10000,62

1,23

5 1,2,5,7 I,II 1156,05 2 10000,58

1,16

6 6,8,9,19 I,II 1116,96 2 10000,56

1,12

7 3,4 I 1099,47 2 10000,55

1,10

Notă : Puterea deconectată în regim de avarie se va calcula după relaţia :15

Pdec = 1.4 * Snom – Pc.tot

Pdec = 1.4 *2* 1000-2880,64= -40.32 kW

16

6. ELABORAREA REŢELEI DE MEDIE TENSIUNE

In practica se disting retele de distributie realizate dupa scheme de tip radial, de tip

magistral (cu linii principale) şi mixte .

Particularităţile schemelor de tip radial : sunt utilizate în special pentru

alimentarea receptoarelor de consum important; avantajoase din ponct de vedere al

continuităţii în alimentare cu energie electrică; sunt costisitoare deoarece necesită un

număr mare de aparate de comutaţie , protecţie , cabluri ..

În comparaţie cu schemele radiale schemele de tip magistral prezintă

următoarele particularităţi : gradul de siguranţă mai redus; cheltuelele de învestiţii şi

de expluatare sunt mai reduse ca urmare a întreţinerii mai simple şi a reducerii

pierderilor de putere şi tensiune.

- Curenţii de scurtcircuit au valori mai ridicate dar există posibilităţi tehnice de

realizare a unor bare conductoae.

Schemele buclate sunt economice şi sigure în expluatare. Buclarea reţelei de joasă

tensiune poate fi făcută de la un post de transformare sau între două posturi de

transformare apropiate.

Reţelele de distribuţie în medie tensiune la posturile de transformare sau receptoarele

de medie tensiune se realizează cu linii radiale sau linii principale. Alegerea uneia

dintre aceste două variante se face în funcţie de gradul dorit de asigurare a

continuităţii alimentării, de amplasarea teritorială a sarcinilor principale şi pe baza

comparării indicatorilor tehnico-economici ai variantelor propuse. Schema este

reprezentată în anexa 1 şi pe coala 1 la partea grafică a proiectului de curs. Schema de

limentarea cu energie electrică este alcatuită din rețele de distribuție de tip magistral

duble:

SPC-PT1'-PT7

SPC-PT6-PT5

SPC-PT4-PT3

Și respectiv radial: → SPC-PT1

→ SPC-PT2

17

7. CALCULUL REŢELEI DE MEDIE TENSIUNE

Calculul reţelei de medie tensiune constă în determinarea curenţilor care

parcurg prin cablurile de distribuţie şi alegerea secţiunii. Determinăm curentul liniei

de distribuţie având învedere compensaţia deplină a puterii reactive din partea de

joasă tensiune:

I c=Pc

√3 Un

[ A ]

- determinarea sarcinii tranzitate pe porţiuni de reţea;

- determinarea valorii curentului;

- calculul secţiunii:

Fc=I c

jec ¿[ mm2 ]¿

unde: jec – densitatea economică a curentului = 1.4 [A/mm2] , [9] p.91 tab 4-3

Se va efectua verificarea secţiunii alese după curentul admisibil de încălzire I.

Ic ¿ Iadm

Rezultatele calculelor sunt prezentate în tabelul 5.3.1 sunt respectiv rezistenţa şi

reactanţa pentru secţiunea aleasă.

Tabelul 7.1. Rezultatele calculului reţelei de medie tensiune

Sectoru

l

Pc

[kW]

Ic

[A]

Fec

[m

m2]

Tipul

Fst

[mm2]

Iadm

[A]

ro

Ωkm

xo

Ωkm

L

[km]

SPC-PT1 144041,5

729,69 ААШв 3×35 115/80 0,89

0,095

71,17

SPC-PT1'

2539,77

73,32

52,37 ААШв 3×70165/13

00,44

30,08

694,9

PT1'-PT7

1099,46

31,74

22,67 ААШв 3×25 90/65 1,240,09

9138,9

3

18

SPC-PT22107,1

560,8

343,45 ААШв 3×50

140/105

0,62 0,09 73,05

SPC-PT62272,9

765,6

146,87 ААШв 3×50

140/105

0,62 0,09199,0

2

PT6-PT51156,0

333,3

723,84 ААШв 3×25 90/65 1,24

0,099

47,72

SPC-PT43437,9

699,2

570,89 ААШв 3×70

165/130

0,443

0,086

121,11

PT4-PT32203,7

363,6

245,44 ААШв 3×50

140/105

0,62 0,09 85,39

Tipul şi secţiunea Cablului - [9] p.368 tab 1-8

Iadm [A] - [9] p.373 tab 2-6 Ωkm

[9] p.369 tab 1-9

8. ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE ALIMENTARE

Întreprinderile industriale sînt alimentate din reţelele sistemului energetic, la

tensiuni cît mai înalte, în funcţie de puterea cerută care pot atinge valori de sute de

MW. Alegerea tensiuneii optime se face prin compararea tehnico-economică a tuturor

variantelor raţionale, care pot fi adoptate .

Instalaţia electrică de înaltă tensiune a unei întreprinderi industriale se compune din

următoarele părţi, avînd funcţionalităţi distincte:

- instalaţia de racordare la sistenul energetic (racordul), reprezentînd liniile

electrice care fac legătura între reţeaua sistemului energetic şi staţia de distribuţie sau

transformare a întreprinderii (staţia principală de coborîre);

- instalaţia de distribuţie în medie tensiune la consumatorii de pe teritoriul

întreprinderii, reprezentînd totalitatea reţelelor care leagă posturile de transformare şi

receptoarele de înaltă tensiune la barele staţiei de distribuţie sau transformare.

Determinarea structurii reţelei şi alegerea numărului şi amplasamentului staţiilor

de primire a consumatorilor se va face ţinînd seama de :

- situaţia energetică axistentă în zona respectivă, de perspectiva de dezvoltare

a regiunii pentru următorii 10-15 ani ;

- importanţa consumatorului, caracterizată prin categoria acestuia;

19

xo=, ro=

- siguranţa în alimentare , sistemul de alimentare al consumatorului va trebui

să asigure obligatoriu o alimentare de bază corespunzătoare puterii maxime

absorbite ;

Alegerea schemei de conexiuni şi a soluţiei constructive se face pe baza

următoarelor elemente : funcţia staţiei ; elasticitatea în exploatare ; simplitatea

schemelor ; sistemul de expluatare al staţiei (cu sau fără personal de expluatare ).

Schema de conexiuni trebue să fie cît mai simplă, în vederea obţinerii unei eficienţe

economice sporite, a unei expluatări simple şi a respectării normelor de protecţie a

muncii. Schema electrică este reprezentată pe coala 2.

20

9. CALCULUL CURENŢILOR DE SCURTCIRCUIT

Calculul curenţilor de scurtcircuit este necesar pentru verificarea elementelor ale

instalaţiilor electrice la stabilitatea termică şi electrodinamică, alegerea şi reglarea

instalaţiilor de protecţie prin relee. La alegerea şi verificarea elementului repectiv,

trebue să se aleagă locul de scurtcircuit astfel, încît curentul ce rezultă să determine

solicitarea maximă posibilă a elementului. Pentru determinarea valorilor curenţilor de

scurtcircuit pot fi folosite mai multe metode, de exemplu metoda unităţilor relative,

care reprezintă un calcul operativ, dar aproximativ ceea ce se admite pentru instalaţii

la tensiuni mai mult de 1kV.

Metoda de calcul al curenţilor de scurcircuit prevede parcurgerea a celor patru

etape : elaborarea schemei de calcul ; elaborarea schemei echivalente ; transformarea

schemei echivalente faţă de punctual de scurcircuit ; determinarea curentului total de

scurcircuit , a curentului de şoc.

Se elaborează schema electrică monofilară în care sunt incluse toate elementele

reţelei parcurse de curenţi de scurtcircuit.

După schema electrică monofilară se alcătuieşte schema echivalentă.

În schema echivalentă toate elementele sunt înlocuite prin rezistenţe active şi

reactante inductive. Dacă calculul curenţilor de scurtcircuit se efectuează la tensiuni

înalte şi medii, atunci rezistenţa activă poate fi neglijată, deoarece are valori mici. De

obicei calculul se efectuează în unităţi relative.

Rezistenţa activă şi reactanţa inductivă a liniilor aeriene şi în cablu în unităţi

relative se determină:

x=xo⋅l⋅Sb

Umed2

unde : l – lungimea liniei, km;

Sb – puterea de bază (Sb=100 [MVA] sau 1000 [MVA])

Umed – tensiunea medie pentru tensiunea nominală în punctul de

scurtcircuit.

21

Tabelul 9.1

Unom 6 [kV] 10 [kV] 35 [kV] 110 [kV]

Umed 6,3 [kV] 10,5 [kV] 37 [kV] 115 [kV]

xo – reactanţa specifică pentru un 1km,

Pentru transformator:

xo=U sc

100⋅

Sb

Snom

r x=Pc5⋅Sb

Smed2

⋅10−3

unde:

usc – tensiunea de scurtcircuit a transformatorului se ia din catalog

îndependenţă de tipul;

Psc – pierderile de putere activă în regim de scurtcircuit;

Snom – puterea nominală a transformatorului.

Reactanţa sistemului:

xo=Sb

Ssc sau xx=xs⋅

Sb

Snom

reactanţa generatorului:

xo=xd %

100⋅

Sb

Snom

Unde : Snom, Scs – puterea nominală şi puterea de scurtcircuit al sistemului.

După aceasta se efectuează transformarea schemei echivalente pentru toate punctele

de scurt circuit, astfel ca în rezultat schema echivalentă să aibă forţă electromotoare

echivalentă şi impendanţa echivalentă.

unde: Eech – este forţa electromotoare sumară

22

ZechEech

k

Zech=√rech2 +xech

2 - impendanţa echivalentă dacă rezistenţele active se

neglijează atunci Zech=Xech.Pentru fiecare punct scurtcircuit se determină curentul de

bază:

I b=Sb

√3⋅U b

unde: Sb – este puterea de bază aliasă la începutul calculului MVA Ub – tensiunea în punctul de scurtcircuit kV.

Se determină curentul supratrazitoriu pentru fiecare punct de scurtcircuit:

I ''=Eech

Zech

⋅I b ,[ kA ]

Pentru fiecare punct de scurtcircuit să determină curentul de şoc:

iş=√2⋅k j⋅I '' ,[ kA ]unde: Ks – coeficientul de şoc se ia din [6. tab.3.8., P150].

Se determină valoarea eficace maximă a curentului total de scurtcircuit:

I ş=I ''⋅√1+2 (ks−1 )2 ,[ kA ]

Să determină puterea de scurtcircuit: S''=√3⋅I ''⋅Umed [ MVA ]

23

10. ALEGEREA ŞI VERIFICAREA ECHIPAMENTULUI

ELECTRIC

Echipamentul electric al unei instalaţii electrice trebuie ales astfel încît să

satisfacă următoarele condiţii :

- Parametrii nominali ai echipamentului să corespundă parametrilor locului în

care se instalează;

- Să reziste supratensiunilor şi curenţilor de scurtcircuit ce pot să apară în

regimurile de avarie.

Verificarea echipamentului electric la solicitări mecanice şi termice în

cazul curenţilor de scurtcircuit se face prin compararea mărimelor de calcul cu cele

de încărcare.

Condiţiile de dimensionare şi verificare a echipamentului din instalaţiile

electroenergetice la solicitări mecanice şi termice.

La etapa de proiectare a achemei electrice de alimentare a unui consumator industrial

echipamentul electric se va alege în baza următoarelor condiţii :

- după tensiunea instalaţiei : UinstUnom

- după curentul de lucru : Il Inom

- după capacitatea de deconectare : Iş Inom.din.

- după stabilitatea electrodinamică: iş ilim.din.

- după stabilitatea termică : Bsc I2term.* tterm.

La alegerea unui sau altui echipamentul electric aceste condiţii pot fi mai puţine sau

mai multe. De exemplu: întrerupătoarele se aleg după toate condiţiile, iar

separatoarele nu se verifică la capacitatea de deconectare.

Tipul aparatelor de comutaţie şi protecţie cu parametrii de calcul şi nominali

din catalog se reprezintă în tabele.

29

Alegerea echipamentului la tensiunea de 110 kV.

Tabela 10.1.Separator

Parametrii de calcul

Tipul: РНД-110/1000У1

Parametrii nominali

Uins= 110 [kV] Unom= 110 [kV]

Il= 50,2 [A] Imax= 70,28 [A]

Inom= 1000 [A]

iş= 16,57[kA] Ilim.dim. = 80 [kA]

Bsc= 293,23 [kA*s]

I2term tterm= 2976,75 [kA*s]

Tab 7.10 [3, pag 179]Разединителъ наружнии с двумя опорно изолируюшими колонками с одним заземляюшим ножом. Separator exterior cu două coloane de sprijinire izolate cu un singur cuţit de legare la pamînt.

I lucr=Snt

√3∗U b

=10000√3∗115

=50 .2( A )

I max=Snt

√3∗Ub

∗1 . 4=10000√3∗115

∗1. 4=70 . 29 ( A )

Bsc=I po2 ∗( tppr +T a )=8 .562∗4=293 . 23 ( kA∗s )

Tabela 10.2. Scurtcircuitor


Tipul: КЗ-110УXЛ1

Parametrii nominali


is= 16,57 [kA] Ilim.dim.= 51 [kA]

Bsc= 293,23 [kA*s]

I2term tterm= 468,75 [kA*s]

Tab 7.11 [3, pag 180]Короткозамыкателъ. Scurtcircuitor Tabela 10.3. Descărcător


Tipul: РТВ-110-2,5/12,5У1

Parametrii nominali

Uins= 110 [kV] Unom=110 [kV]Tab 7.14 [3, pag 183]Разрядник трубящии винипластовии. Descărcător cilindric cu vinipolietilen.

30

Alegerea echipamentului la tensiunea 10 kV.

Tabela 10.4. Întrerupătorul


Tipul: BПM-10-20

Parametrii nominali

Uins= 10[kV] Unom= 10 [kV]

Il= 87,97 A Imax= 123,16 [A]

Inom= 630 [A]

Isc= 9,53 [kA] Inom.dec.= 20 [kA]

iş= 16,36[kA] Ilim.dim.= 52 [kA]

Bsc= 285,88 [kA*s]

I2termtterm=1600 [kA*s]

Tab П4,4 [10, pag 630]Bыключатель подвесной маломасляный. Întrerupător suspendat cu ulei puţin.

I lucr=Snt

√3∗U b

=1600√3∗10 . 5

=87. 97 ( A )

I max=Snt

√3∗Ub

∗1 . 4=1600√3∗10 . 5

∗1. 4=123 .68( A )

Bsc=I po2 ∗( tppr +T a )=8 . 452∗4=285. 88( kA∗s )

Tabela 10.5. Separatorul


Tipul: PЛНД-10/400/Y1

Parametrii nominali


Il= 87,97 [A]; Imax= 123,16 [A]

Inom= 400 [A]

iş= 16,36[kA] Ilim.dim.= 25 [kA]

Bsc = 285,88 [kA*s] I2term. tterm.=400 [kA*s]

Tab 7.10 [3, pag 179]Pазъединитель линейный наружной установки, двухколонковый . Separator liniar de exterior.

31

Tabela 10 .6. Transformatorul de curent


Tipul: ТПЛK10-У3

Parametrii nominali

Uins=10 [kV] Unom= 10 [kV]

Il= 87,97 [A]; Imax= 123,16 [A]

Inom= 400 [A]

iş=16,36 [kA] Ilim.dim.= 74,5 [kA]

Bsc=285,88 [kA*s]

I2term tterm.= 841 [kA*s]

Tab П4,5 [10, pag 632]Tрансформатор тока опорно-проходного типа

Tabela 10.7. Transformatorul de tensiune


Tipul: НОМ-10

Parametrii nominali

Uins= 10 [kV] Unom= 10 [kV] Tab 7.17 [3, pag 188]Трансформатор напряжения однофазнии маслении. Transformator de tensiune monofazat cu ulei. Tabela 10.8. Siguranţa fuzibilă


Tipul: ПКТ 104-12-200-25Т3

Parametrii nominali

Uins=10 [kV ] Unom= 10 [kV]

Il= 87,97 [A]; Imax= 123,16 [A]

Inom= 200 [A]

iş=16,36 [kA] Inom.dec.= 25 [kA]Tab. 7,8 [4,pag. 117]Предохранителъ кварцевый для защиты силовых трансформаторов-fuzibil din cuarţ pentru protecţia transformatoarelor de putere.

32

Alegerea echipamentelor la tensiunea de 0,4 kV.

Tabela 10.11. Întrerupător automat


Tipul:Э40

Parametrii nominali

Uinst=0,4 (kV) Unom=440(kV)

Il=2309,4 (A) Imax=3233,16(A)

Inom=4000 (A)

Isc=2,578 (kA) Inomrup=4000 (A)

is=4,426 (kA) Ilim din=55 (kA)

tc= 0,42(s) tnom= 0,7 (s) Tab 4.1 [3, pag 91]

I lucr=Snt

√3∗U b

=1600√3∗0 .4

=2309 . 4 ( A )

I max=Snt

√3∗Ub

∗1 . 4=1600√3∗0 . 4

∗1.4=3233 . 16( A )

Bsc=I po2 ∗( tppr +T a )=2 .292∗4=20 .9 (kA∗s )

33

CONCLUZII

In urma elaborari proiectului dat am capatat deprinderi practice in elaborarea alimentarii cu energie electrică a unei intreprinderi industriale. Incepind de la alimentarea intreprinderii de la sistemul electroenergetic pina la alimentarea sectiilor şi a receptoarelor din cadrul intreprinderii. In procesul de proiectare al retelei de alimentare cu energie electrică a uzinei parcurgem zece etape in care determinam modul cel mai efectiv al acesteia. In prima etapa am determinat caracteristica intreprinderii şi a fiecarii sectii in parte din considerentul continuitatii in alimentare clasificind intreprinderea ca un consumator de categoria I şi sectiile in dependenta de procesul tehnologic din cadrul fiecarii sectii. In urmatoarea etapa de calcul determinind sarcinile electrice de calcul pentru fiecare sectie in parte am determinat cartograma sarcinii cu ajutorul careea vom grupa sectiile pentru amplasarea posturilor de transformare şi determinarea tensiunii de alimentare a intreprinderii, care se va efectua in urmatoarea etapa de calcul in care determinam tensiunea de alimentare am ales treapta optima de tensiune din considerent economic şi a pierderilor de tensiune din retea. Dupa aceasta avem nevoie de statia principala de coborire de la care se vor alimenta toate posturile de transformare. In dependenta de sarcina totala a intreprinderii alegem puterea transformatoarelor din cadrul SPC. Urmatoarea etapa de calcul reprezinta dimensionarea posturilor de transformare in dependenta de gruparea sectiilor trebuie sa obtinem un echilibru intre posturile de transformare şi pentru dimensionarea liniilor electrice in cablu. Gruparea sectiilor trebuie efectuata in asa fel ca sa avem doar doua tipuri de transformatoare in cadrul intreprinderii, fiindca pentru o fiabilitate mai buna şi o reparatie mai rapida este de dorit sa avem cite un transformator de fiecare tip in rezerva cee ce şi demonstreaza faptul ca avem nevoie de un numar mic de tipuri de transformatoare. La urmatoare etapa elaboram reteaua de medie tensiune in care alegem varianta optima a traseului de alimentare a posturilor de transformare pentru evitarea intoarcerii de sarcina. In etapa urmatoare dupa alegerea traseului calculam lungimea liniilor electrice pentru dimensionarea cablurilor de alimentare a posturilor de transformare. In urmatoarea etapa de calcul am elaborat schema electrică de alimentare a intreprinderii incluzind toate elementele şi dispozitivele de masura comutatie şi control. Pentru determinarea curentilor de scurtcircuit am ales o ramura cu sarcina cea mai mare incluzind doar elementele de baza sistemul electroenergetic linii de alimentare şi posturile de transformare. In urma efctuarii calculului de scurtcircuit in citeva puncte ale retelei alegem aparatele electrice din schema in dependenta de valoarea curentilor de scurtcircuit in diferite puncte ale retelei. Aceasta fiind şi etapa finala in proiectarea sistemului de alimentare cu energie electrică a uzinei chimice de producer a colorantilor.

34

BIBLIOGRAFIA

1. Indrumar de proiectare „Alimentarea cu energie electrică a intreprinderii” I.

Romanciuc UTM Chişinau 1999.

2. Ciclu de prelegeri AEE. Ion Protuc, V. Pogora. UTM Chişinau 2010.

3. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок

А.В.Кабышев, С.Г.Обухов. Издательство ТПУ Томск 2006.

4. А.А. Феодорова, Л.Е. Старкова. Учебное пособие длеа курсового и

дипломного проектирования. Москва ” Энергоатомиздат” 1987.

5. Справочник по проектированию электроснабженияю под редакцией Ю.Т.

Барыбина, Л.Е. Феодорова. Москва ” Энергоатомиздат” 1990.

6. Федоров A.A. Электроснабжение промышленных предприятий. Москва

1974.

7. Б. Н. Неклепаев, Л.П. Крючков. Электрическая чяасть электростанций и

подстанций. Москва ”Энергоатомиздат” 1989.

8. D.Сomşa, S.Darie. Proiectarea instalaţiilor electrice industriale. Cimişlia

”TipCim” 1994.

9. В.А. Боровиков, В.С. Косарев. Электрические сети энергетических

систем. Ленинград ”Энергия” 1977.

10.Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. Электроснабжение станций и подстанций.

Москва ” Энергоатомиздат” 1987.

35

proiect

Documents

urma efecturii

pc totpcalc

ilpc

pc il

avnd

economic

il

i2term