proiect pec

CUPRINS

SARCINA LUCRRII DE AN........................................................................................................... 3 INTRODUCERE................................................................................................................................. 41 ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE PRINCIPIU A STAIEI ELECTRICE.................... 61.1 Analiza sarcinii............................................................................................................................... 61.2 Prelucrarea curbelor de sarcin......................................................................................................... 61.3 Elaborarea variantelor schemei de principiu a staiei electrice......................................................... 71.4 Alegerea transformatoarelor din staia electric............................................................................... 91.5 Compararea tehnico-economic a variantelor............................................................................. 132 CALCULUL CURENILOR DE SCURTCIRCUIT....................................................................... 172.1 Etapele de calcul a curenilor de scurtcircuit.................................................................................. 172.2 Limitarea curenilor de scurtcircuit............................................................................................... 263 ALEGEREA APARATELOR I CONDUCTOARELOR............................................................... 233.1 Alegerea aparatelor de comutaie din circuitele primare.......................................................... 273.2 Alegerea seciunilor conductoarelor din circuitele primare......................................................... 283.3 Alegerea izolatoarelor................................................................................................................... 324 SERVICII PROPRII, MSURRI ELECTRICE, CIRCUITE DE COMAND I CONTROL.. 234.1 Elaborarea schemei de conexiuni pentru alimentarea serviciilor proprii...................................... 234.2 Alegerea aparatelor de msur n circuitele staiei electrice......................................................... 654.3 Alegerea transformatoarelor de msur.........................................................................................655 ELABORAREA CONSTRUCIEI INSTALAIEI DE DISTRIBUIE...............................875.1 Descrierea ID 10 kV..................................................................................................................455.2 Descrierea ID 35 kV..................................................................................................................45NCHEIERE.................................................................................................................................... 37BIBLIOGRAFIE............................................................................................................................... 38

INTRODUCERE

Energia electric produs de centralele electrice sufer mai multe transformri ale tensiunii, pentru a putea fi transportat cu pierderi ct mai mici la distane ct mai mari i apoi utilizat la consumatori. Transportul energiei electrice la distane mari i foarte mari trebuie fcut pe linii electrice de nalt i foarte nalt tensiune ( 110, 220, 400, 750 kV). Transportul energiei electrice la distane relativ mici se face cu ajutorul liniilor de medie tensiune ( 6, 10, 20 kV), iar la distane foarte mici pe linii de joas tensiune. Cu ct tensiunea este mai mare cu att curentul este mai mic i ca urmare pierderile pentru transportul energiei electrice, scad foarte mult deoarece sunt proporionale cu ptratul curentului. Transformarea nivelurilor de tensiune au loc n staiile i posturile de transformare, care sunt noduri ale sistemului electroenergetic i la care sunt racordate liniile electrice. Instalaiile electrice ale staiilor de transformare pot fi mprite n urmtoarele categorii: circuite primare; circuite secundare; servicii proprii; instalaii auxiliare.Circuitele primare ale staiilor electrice sunt cele parcurse de energia electric care circul dinspre centralele electrice spre consumatori. n aceast categorie a circuitelor primare sunt incluse i circuitele care nu sunt parcurse de fluxul principal de energie dar care sunt racordate n derivaie la diverse circuite primare pe care le deservesc, cum sunt circuitele transformatoarelor de tensiune sau ale descrctoarelor cu rezisten variabil. Circuitele primare funcioneaz obinuit la tensiuni relativ ridicate i sunt parcurse de cureni mari n regim normal de funcionare cu excepia circuitelor legate n derivaie i n special n regim de scurtcircuit. Alegerea aparatelor electrice din circuitele primare ale staiilor electrice, se face comparndu-se caracteristicile prii din instalaie unde urmeaz s fie montate cu caracteristicile de catalog.Circuitele electrice secundare deservesc circuitele electrice primare i se caracterizeaz prin faptul c nu sunt parcurse de fluxul principal de energie care circul spre consumatori precum i prin niveluri reduse ale tensiunii ( 230 V ) i foarte reduse ale curentului ( 5 A sau 1 A ). Circuitele secundare se mpart n circuite de comand i circuite de control. Circuitele de comand servesc la acionarea voit ( de la faa locului sau de la distan ) a diverselor mecanisme aparinnd aparatelor de comutaie (ntreruptoare, separatoare ) i de reglaj. Circuitele de control sunt cele care deservesc instalaiile de informare ( semnalizare, msurare, nregistrri diverse ), blocaje ( pentru evitarea manevrelor greite), sincronizare, protecie prin relee i automatizare. Serviciile proprii ale staiilor electrice se mpart n servicii de curent alternativ i servicii de curent continuu. Serviciile proprii de curent alternativ sunt formate din instalaiile de rcire ale transformatoarelor, instalaiile de reglaj ale transformatoarelor, instalaiile de ncrcare ale bateriei de

acumulatoare, instalaiile de ventilaie a ncperii bateriei de acumulatoare, dispozitivele de acionare ale ntreruptoarelor i separatoarelor, instalaia de aer comprimat, instalaia de telecomunicaii, instalaia de iluminat i for e.t.c. Serviciile proprii de curent continuu sunt formate din iluminatul de siguran, consumatorii ce nu admit ntreruperi n funcionare. Instalaiile auxiliare din staiile electrice sunt formate din instalaiile de legare la pmnt, instalaia de protecie mpotriva loviturilor directe de trsnet e.t.c.La elaborarea proiectelor de investiii pentru staiile de transformare de 110 kV/MT, o faz important o constituie alegerea dispoziiei constructive optime care s satisfac att realizarea schemei electrice adoptate, ct i ncadrarea instalaiilor pe o suprafa minim de teren i cu un consum minim de materiale atunci cnd zona respectiv se dezvolt economic.Comanda sistemelor electrice se realizeaz prin dispecerat. Ea coordoneaz, transmite dispoziiile necesare pentru meninerea regimului de funcionare optim, stabilit sau pentru eliminarea unor situaii de avarie.Instalaia electric este o instalaie cu tensiunile ntre faze mai mari de 1 kV, care servete la primirea, transformarea, distribuirea energiei electrice i care cuprinde, n general, aparate electrice, transformatoare de putere, materiale electrice, diferite instalaii auxiliare, precum i construciile aferente. Instalaiile electrice includ staiile electrice, precum i instalaiile electrice de evacuare a puterii produse de generatoare.Instalaia electric de exterior este o instalaie electric sau o parte dintr-o instalaie electric n care aparatele electrice, transformatoarele i materialele electrice sunt amplasate ntr-un spaiu deschis i sunt expuse intemperiilor atmosferice.Instalaia electric de interior este o instalaie electric sau o parte dintr-o instalaie electric n care aparatele electrice sunt amplasate ntr-un spaiu nchis i sunt protejate mpotriva influenei directe a intemperiilor atmosferice. Staia electric este un ansamblu de instalaii electrice i construcii anexe, destinat conversiei parametrilor energiei electrice i conectrii a dou sau mai multor surse de energie electric ori a dou sau mai multor ci de curent.Staia de transformare este o staie electric care realizeaz transformarea parametrilor energiei electrice prin transformatoare de putere.Celula este un ansamblu de echipamente, elemente, dispozitive i aparate amplasate ntr-un singur loc, care are un scop funcional determinat.Scopul proiectului de curs const n sistematizarea cunotinelor primite pe parcursul studierii cursului teoretic. n proiectul de curs este prevzut s se proiecteze o staie electric de transformare 35/10 kV cu puterea Pnom = 25 MW.

1 ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE PRINCIPIU A STAIEI ELECTRICE

1.1 Analiza sarciniiAnaliznd sarcina pus n faa, sa constatat c prezentul proiect de an va conine proiectarea prii electrice a unei staii cu puterea 25 MW. Tensiunea de alimentare este de 35 kV,iar cea livrat consumatorilor 10 kV.Ca date iniiale se prezint curba de sarcin pentru ziua de iarn.Staia este racordat la sistemul electroenergetic cu puterea nominal 3300 MVA prin doua linii aeriene de tensiune superioar, cu lungimea de 35 km. Consumatorii sunt alimentai la tensiunea 10 kV prin 10 linii cu lungimea 7 km.n cadrul compartimentului ce ine de alegerea aparatelor de masur, se va verifica clasa de precizie a transformatorului de curent instalat n circuitul LEA-35 kV i cel de tensiune racordat la BC-35 kV.Partea grafic const n prezentarea schemei electrice monofilare a staiei.

1.2 Prelucrarea curbelor de sarcin

Curba de sarcin reprezint variaia n timp a puterii active, sau reactive. Curbele de sarcin sunt utilizate la etapa de proiectare a instalaiilor electrice i apoi la exploatarea lor. n funcie de perioada n care se indic aceste sarcini, curba de sarcin poate fi: de zi; de sezon; anual sau pentru alte perioade de timp.n sarcina proiectului de curs este dat curba de sarcin pentru o zi de iarn, n procente fa de puterea instalat a staiei electrice . Sarcina pentru ziua de var constituie 80% de la valoarea sarcinii de iarn . Mai jos, n tabelul 1.1 se prezint datele necesare pentru a construi curbele de sarcin: de iarn i de var.Tabelul 1.1- Curbele de sarcin zilnice (iarna, vara)t, h0-11-33-55-77-99-1111-1515-1616-1818-1919-2121-2222-2323-24

Pi, %6070901007590809080100901009070

Pi, MW1517,522,52518,7522,52022,5202522,52522,517,5

Pv, MW1214182015181618162018201814

Conform datelor prezentate n tabelul 1.1, se construiesc curbele de sarcin zilnice: pentru o zi de iarn i de var (figura - 1.1).

Figura 1.1 - Curba de sarcin zilnic (pentru o zi de iarn i de var)

Utiliznd datele din tabelul 1.1 se construiete curba de sarcin anual. Se accept c ti = 183 zile (durata perioadei de iarn) i tv = 182 zile (durata perioadei de var). Durata fiecrei trepte de putere (T) se determin cu relaia:

,unde ti (v) durata perioadei de iarn (var); tzi durata utilizrii treptei date de putere n decursul unei zile.

Dup datele calculate se construiete curba de sarcin anual, care va fi utilizat pentru calculul parametrilor curbei de sarcin.

Figura 1.2 - Curba de sarcin anual

n continuare se calculeaz indicatorii curbei de sarcin1. Energia anual absorbit Wa, MWh:

2. Puterea medie anual Pmed, MW:

3. Coeficientul de umplere Kum, care arat n ce msur suprafaa curbei de sarcin umple dreptunghiul limitat de Pmax i Tan:

4. Durata de utilizare a sarcinii maxime Tmax, h, este durata de timp n care instalaiile vor consuma aceeai energie absorbit, dar lucrnd numai la puterea maxim:

5. Durata pierderilor maximale:

1.3 Elaborarea variantelor schemei de principiu a staiei electrice

n sarcina proiectului este specificat c staia electric proiectat are o putere de 25 MVA i dou nivele de tensiune: 35/10 kV. Numrul liniilor de tensiune superioar este trei, dintre care dou fac legtura cu sistemul; numrul LEA de tensiune inferioar, care alimenteaz consumatorii, este 10. Din aceste considerente, schema electric de conexiuni va fi una tipic: dou transformatoare de putere, care fac legtura cu sistemul. n fig. 1.3 este prezentat schema structural a staiei electrice cu dou nivele de tensiune.

Figura 1.3 - Schema de principiu a staiei electrice

1.4 Alegerea transformatoarelor din staia electric

Transformatoarele de putere, din staiile de transformare pot funciona n paralel dac ndeplinesc urmtoarele condiii: s aib aceleai tensiuni nominale primare i secundare;

s aib aceleai tensiuni de scurtcircuit, cu abateri n limitele 10%; s aib aceeai grup de conexiune sau aceleai grupe de conexiuni admise s funcioneze n paralel; s aib raportul ntre puterea celui mai mare i a celui mai mic transformator de maximum 2. Funcionarea n paralel a transformatoarelor este economic dac pierderile totale de putere activ sunt mai mici dect n cazul funcionrii separate. Legtura cu sistemul se face cu ajutorul transformatoarelor de putere din staia electric 35/10 kV. La alegerea acestor transformatoare trebuie s se respecte condiia:

unde SnT1, SnT2 sunt puterile nominale a transformatoarelor alese, MVA; Pmax este puterea maxim a consumatorilor , MW; cos - factorul de putere, cos =0,78.Conform valorii calculate, se alege transformatorul cu nfurarea secundar divizat tip -25000/35 cu puterea de 25 MVA, conform tabelului 2.4 [2]. Pentru compararea tehnico-economic se prevede i a doua variant: transformatorul cu puterea de 32 MVA de tip -32000/35. nainte de a fi comparate din punct de vedere tehnico-economic, transformatoarele alese trebuie verificate la capacitatea de suprasarcin. Mai jos se prezint principalii parametri ai transformatoarelor de putere alese.Tabelul 1.2 - Parametrii de catalog ai transformatoarelor de putereTipul transformatoruluiT, kVTJ, kVPierderi, kWUsc, %I0, %Preul,u.m.

m.g.s.c.

-25000/3536,7510,52511510,50,6562000

-32000/3536,7510,52914312,70,669600

Verificarea transformatoarelor de putere la capacitatea de suprasarcin.

Se verific la capacitatea de suprasarcin transformatorul cu puterea de 25 MVA, -25000/35. Prima regul de verificare se bazeaz pe transformarea curbei de sarcin reale, ntr-o curb echivalent cu dou trepte. Se va utiliza curba de sarcin pentru o zi de iarn. Condiia de verificare la suprasarcin este: unde K2 este coeficientul real de suprasarcin al transformatorului; SR reprezint tipul sistemlui de rcire, pentru cazul dat el este ; K2 adm este coeficientul de suprasarcin admisibil (din catalog).

este temperatura medie, .

Figura 1.4 - Verificarea transformatorului la capacitatea de suprasarcinSe determin puterea S1ech:

Se determin puterea S2ech:

Din tabelul 1.36 [2] se determin valoarea K2adm= 1,5.

Deoarece se respect condiia , reiese c transformatorul ales va suporta regimul de suprasarcin, prin urmare poate fi instalat la staia electric. Verificarea la capacitatea de suprasarcin a celuilalt transformator ales (din varianta II), nu se face deoarece puterea sa nominal este mai mare dect maximul curbei de sarcin, deci n regim normal de funcionare el nu va fi suprancrcat.

1.5 Compararea tehnico-economic a variantelor

Calculul tehnico-economic al variantelor se efectueaz prin metoda CTA (cheltuielile totale actualizate), care se determin cu relaia:

I variantn continuare se determin fiecare din componentele formulei pentru CTA.Investiia iniial se determin cu relaia:

unde este costul de achiziie al transformatorlui,

unde este coeficient de exploatare i mentenan, conform tabelului 3 [3], Durata recalculat a perioadei de studiu:

unde este durata de studiu, T = 10 ani, conform tabelului 2 [3].

Expresia de calcul a coieficientului este urmtoarea:

unde este rata de actualizare, .

reprezint creterea exponenial a cheltuielilor pe durata de studiu,

unde este durata serviciului normal a transformatoarelor, Valoarea de referin a pierderilor variabile de putere:

unde se determin din curbele de calcul,

reprezint numrul de transformatoare, Costul specific sumar al pierderilor variabile de putere i energie readus n mod echivalent numai la costul specific sumar al pierderilor variabile de putere:

unde este costul unui kW de putere instalat, conform [4],,

este costul specific al pierderilor de energie n reea,

Durata pierderilor maximale poate fi determinat conform cubelei de calcul, figura 1.2, funcie de timpul de utilizare a puterii maxime , sau se determin cu expresia:

Durata actualizata a perioadei de studiu:

unde Valoarea de referin a pierderilor constante de putere:

unde sunt pierderile la mers n gol a transformatorului, .Costul specific sumar al pierderilor constante de putere i energie readus n mod echivalent numai la costul specific sumar al pierderilor constante de putere:

unde este timpul de funcioanare a transformatorului, Deci:

A II-a variant

n aceast variant se determin CTA pentru cazul utilizrii a dou transformatoare cu puterea nominal

unde este costul de achiziie al transformatorlui,

unde este coeficient de exploatare i mentenan, conform tabelului 3 [3], Durata recalculat a perioadei de studiu:

Expresia de calcul a coieficientului este urmtoarea:

unde este rata de actualizare, .

reprezint creterea exponenial a cheltuielilor pe durata de studiu,

unde este durata serviciului normal a transformatoarelor, Valoarea de referin a pierderilor variabile de putere:

unde se determin din curbele de calcul,

reprezint numrul de transformatoare, Costul specific sumar al pierderilor variabile de putere i energie readus n mod echivalent numai la costul specific sumar al pierderilor variabile de putere:

unde este costul unui kW de putere instalat, conform [4],,

este costul specific al pierderilor de energie n reea,

Durata pierderilor maximale poate fi determinat conform cubelei de calcul, figura 1.2, funcie de timpul de utilizare a puterii maxime , sau se determin cu expresia:

Durata actualizata a perioadei de studiu:

unde Valoarea de referin a pierderilor constante de putere:

unde sunt pierderile la mers n gol a transformatorului, .Costul specific sumar al pierderilor constante de putere i energie readus n mod echivalent numai la costul specific sumar al pierderilor constante de putere:

unde este timpul de funcioanare a transformatorului, Deci:

Dup cum se observ din calculul de mai sus, mai optimal din punct de vedere al cheltuielilor totale actualizate (CTA minime) este varianta a II-a, cu dou transformatoare de tip -32000/35. Prin urmare n calculele din urmtoarele capitole va fi cercetat anume aceast variant.

2 CALCULUL CURENILOR DE SCURTCIRCUIT

Calculul curenilor de scurtcircuit trifazat se efectueaz cu urmtoarele scopuri:a) pentru dimensionarea i verificarea aparatelor de comutaie i a conductoarelor utilizate n instalaiile de distribuie din central;b) pentru reglajul proteciilor.n proiectul de fa calculul curenilor de scurtcircuit are scop alegerea i verificarea echipamentului electric. Pentru dimensionarea i verificarea echipamentelor electrice este necesar de a cunoate curenii de scurtcircuit n regimul de funcionare care duce la solicitri maxime, deaceea se calculeaz curentul de scurtcircuit trifazat, considerat metalic. Curenii de scurtcircuit se calculeaz pe barele staiei electrice.Se va folosi metoda unitilor relative.

2.1 Etapele de calcul a curenilor de scurtcircuit

ntreruptoarele din circuitul barelor de tensiune inferioar se consider deconectate.

Figura 2.1 - Schema electric de principiu pentru calculul curenilor de scurtcircuit

Schema echivalent de calcul reprezint nlocuirea fiecrui elemente al sistemului cu reactanele respective.

Figura 2.2 - Schema echivalent de calcul

Se vor calcula curenii de scurtcircuit pentru cazul scurtcircuitului n puctul K1 i K2. Calculul reactanelor elementelor din schema echivalent (figura - 2.2), se efectueaz n uniti relative raportate la condiiile de baz. Ca condiii de baz se accept: pentru punctul de s.c. K1:

pentru punctul de s.c. K2:

n continuare se determin reactanele elementelor schemei electrice din figura 2.1. reactana nfurrii de tensiune inferioar:

unde este tensiunea de scurtcircuit a transformatoarelor, confom tabelului 2.1 reactana nfurrii de tensiune superioar:

reactana liniei electrice:

unde este reactana specifica a liniei electrice, pentru linii dublu circuit, cu fir de protecie, din aluminiu cu miez de oel. reactana sistemului electroenergetic:

unde este puterea nominal a sistemului electroenergetic, conform sarcinii Dup ce s-au calculat reactanele elementelor schemei echivalente, se determin curenii de s.c. n punctele K1 i K2.a) scurtcircuitul n punctul K1.Se efectueaz transfigurrile schemei echivalente din figura 2.2 n raport cu punctul de scurtcircuit K1.

Ficura 2.3 Schema echivalent dup prima transfigurare n raport cu punctul K1Reactana rezultant va fi:

Schema echivalent transfigurarat final este prezentat in figura 2.4.

Figura 2.4 - Schema echivalent transfigurarat final

Determinarea curenilor de scurtcircuit: curentul supratranzitoriu:

curentul de oc:

unde este coeficientul de oc, conform tabelului 3.8 [3].

La alegerea aparatelor de comutaie se va considera conform tabelului 3.8 [3]. curentul de scurtcircuit nesimetric pentru un moment de timp diferit de zero.Se aplic metoda curbelor de tip.Curentul nominal al sistemului electroenergetic:

Deoarece valoarea raportului b) scurtcircuitul n punctul K2.Se efectueaz transfigurrile schemei echivalente din figura 2.2 n raport cu punctul de scurtcircuit K2.

Ficura 2.5 Schema echivalent dup prima transfigurare n raport cu punctul K2Reactana rezultant va fi:

Schema echivalent transfigurarat final este prezentat in figura 2.6.

Figura 2.6 - Schema echivalent transfigurarat final

Determinarea curenilor de scurtcircuit: curentul supratranzitoriu:

curentul de oc:

unde este coeficientul de oc, conform tabelului 3.8 [3].

La alegerea aparatelor de comutaie se va considera conform tabelului 3.8 [3]. curentul de scurtcircuit nesimetric pentru un moment de timp diferit de zero.Se aplic metoda curbelor de tip.

Curentul nominal al sistemului electroenergetic:

Deoarece valoarea raportului Pentru ambele scurtcircuite se cosider c acestea sunt alimentate de la un sistem de putere infinit.

2.2 Limitarea curenilor de scurtcircuit

Pentru limitarea curenilor de scurtcircuit, din totalitatea metodelor posibile, s-au ales dou transformatoare cu nfurarea secundar divizat (TID) de tip -32000/35. Cele dou nfurri identice vor avea o reactan mai mare, practic dubl fa de transformatorul cu dou nfurri. Ca urnare, dac cele dou nfurri nu funcioneaz n paralel, curenii de scurtcircuit prin transformator vor fi redui practic la jumtate, comparativ cu un transformator cu dou nfurri.

3 ALEGEREA APARATELOR I CONDUCTOARELOR

3.1 Alegerea aparatelor de comutaie din circuitele primareAparatele electrice care urameaz s fie alese trebuie s satisfac o serie de criterii tehnice indicndu-se valorile necesare calculate de solicitrile din instalaii i valorile nominale ale aparatelor, din catalog.

ntreruptoarele se aleg dup tensiunea nominal , curentul nominal , capacitatea de rupere la scurtcircuit, se verific la stbilitatea electrodinamic i termic.Separatoarele se aleg dup curentul de maxim durat i tensiunea nominal, i se verific la stabilitatea termic i electrodinamic.3.1.1 Calculul curenilor normali i maximali la partea de tensiune superioar, 35 kVa) Circuitul transformatorului:

b) Circuitul LEA duble ce face legtura ntre sistem i barele colectoare (35 kV):

c) Barele colectoare (35 kV):

3.1.2 Calculul curenilor normali i maximali la partea de tensiune joas 10 kVa) Circuitul transformatorului:

Deoarece transformatorul este cu nfurare divizat, putere fiecrei nfurri divizate constituie .

b) Circuitul LEC:

unde este numrul LEC, conform sarcinii proiectului de an.c) Barele colectoare (10 kV):

3.1.3 Alegerea ntreruptoarelor i separatoarelor.a) Alegerea ntreruptoarelor i separatoarelor din circuitul LEA (35 kV).Pentru alegerea acestora se cunosc urmtoarele mrimi:

Conform acestor date, din tabelul 4.4 [1], se alege ntreruptor cu ulei puin de tip: -35-25/1000, cu urmatoarele date tehnice:

n continuare se verific ntreruptorul ales.

Stabilitatea electrodinamic:

Stabilitatea termic se face conform condiiei:

unde

Verificarea la curentul de rupere:

unde este valoarea relativ a componentei aperiodice n curentul de rupere, pentru , conform tabelului 3.1 [4];

este componenta aperiodic a curentului de scurtcircuit i se determin cu relaia:

Din tabelul 4.1 [1] se alege separator de tip exterior -35-1000, cu urmtoarele date tehnice:

.Se prezent rezultatele alegerii ntreruptorului i separatorului n tabelul 3.1.Tabelul 3.1 - Compararea valorilor calculate cu cele din catalogParametrii calculai

Parametrii din catalog

ntreruptorul -35-25/1000Separatorul -35-1000

--

b) Alegerea ntreruptoarelor i separatoarelor din circuitul transformatoarelor i a barelor colectoare la tensiunea superioar (35 kV).ntreruptoarele i separatoarele din circuitul transformatoarelor i a barelor colectoare la tensiunea superioar vor fi aceleai deoarece curenii maximali sunt aceeai. Deaceea calculele se fac numai pentru circuitul de tensiune superioar al transformatorului.Pentru alegerea acestora se cunosc urmtoarele mrimi:

YY

Conform acestor date, din tabelul 4.4 [1], se alege ntreruptor cu ulei puin de tip: -35-25/1000, cu urmatoarele date tehnice:




unde




Din tabelul 4.1 [1] se alege separator de tip exterior -35-1000, cu urmtoarele date tehnice:

.Se prezent rezultatele alegerii ntreruptorului i separatorului n tabelul 3.2.

Tabelul 3.2 - Compararea valorilor calculate cu cele din catalogParametrii calculai



--

c) Alegerea ntreruptoarelor i separatoarelor din circuitul transformatoarelor i a barelor colectoare la tensiunea inferioar (10 kV).ntreruptoarele i separatoarele din circuitul transformatoarelor i a barelor colectoare la tensiunea inferioar vor fi aceleai deoarece curenii maximali sunt aceeai. Deaceea calculele se fac numai pentru circuitul de tensiune inferioar al transformatorului.Pentru alegerea acestora se cunosc urmtoarele mrimi:

Conform acestor date, din tabelul 5.1 [2], se alege ntreruptor cu ulei puin de tip interior: -11-1250-203, cu urmatoarele date tehnice:




unde



este componenta aperiodic a curentului de scurtcircuit i se determin cu relaia:Din tabelul 4.1 [1] se alege separator de tip interior -10-2000, cu urmtoarele date tehnice:

.Se prezent rezultatele alegerii ntreruptorului i separatorului n tabelul 3.3.Tabelul 3.3 - Compararea valorilor calculate cu cele din catalogParametrii calculai


ntreruptorul -11-1250-203Separatorul -10-2000

--

d) Alegerea ntreruptoarelor i separatoarelor din circuitul LE (10 kV).Pentru alegerea acestora se cunosc urmtoarele mrimi:

Conform acestor date, din tabelul 4.4 [1], se alege ntreruptor cu ulei puin de tip interior: -10-10/200, cu urmatoarele date tehnice:




unde




Din tabelul 4.1 [1] se alege separator de tip exterior -10/400, cu urmtoarele date tehnice:

Se prezent rezultatele alegerii ntreruptorului i separatorului n tabelul 3.4.Tabelul 3.4 - Compararea valorilor calculate cu cele din catalogParametrii calculai



--

3.2 Alegerea seciunilor conductoarelor din circuitele primare

a) Alegerea conductoarelor LEA (35 kV).

Conductoarele flexibile de regul se realizeaz din aluminiu i aliajele lui sau din cupru. La staia electric proiectat se vor alege conductoare flexibile din aluminiu cu miez de oel. Alegerea seciunii conductoarelor flexibile se va efectua aplicnd criteriul seciunii economice .Pentru algerea conductoarelor se cunosc urmtorele date:

Se determin seciunea ecomonomic a conductorului.

unde este densitatea ecomonomic de curent, pentru conductoare neizolate din aluminiu i conform tabelului 4.5 [1].

Din tabelul 3.3 [1] se alege conductor de tip 240/32 cu i diametrul exterior

n continuare urmeaz verificarea conductorului ales. Conductoarele flexibile, la stabilitate electrodinamic nu se verific.Verificarea la stabilitatea termic, conform NAIE, nu se efectueaz deoarece conductoarele se afl-n aer liber.

Verificarea la efectul corona se efectueaz la tensiuni i se realizez conform condiiei:

unde este cmpul electric maxim la suprafaa conductorului;

este cmpul electric critic.

unde este raza conductorului,

este distana medie geometric ntre faze la dispunerea orizontal a fazelor, este distana dintre fazele vecine,

unde este coieficient ce ine cont de suprafaa conductorului, pentru conductoare mulitifilare, conform [4],

Deci: conductoarele vor fi stabile la efectul corona.b) Alegerea BC - 35 kV.

Barele colectoare de 35 kV reprezint conductoare flexibile, de regul realizate din aluminiu i aliajele lui sau din cupru. La staia electric proiectat se vor alege bare colectoare din conductoare flexibile din aluminiu cu miez de oel. Alegerea seciunii conductoarelor flexibile se va efectua aplicnd criteriul curentului admisibil, .Seciunea BC-35 kV i a conductoarelor din circuitul de tensiune superioar a transformatoarelor vor fi aceleai deoarece curenii maximali sunt aceeai. Deaceea calculele se fac numai pentru barele colectoare.Pentru algerea conductoarelor se cunosc urmtorele date:

Conform criteriului curentului admisibil, din tabelul 3.3 [1] se alege conductor de tip 300/39 cu curentul admisibil i diametrul exterior

Temperatura mediului se consider , deaceea curentul admisibil se recalculeaz conform relaiei:

unde este temperatura maxim admisibil de lucru a conductorului, pentru conductoare din aluminiu neizolate, conform NAIE.

este temperatura nominal a mediului ambiant pentru conductoare din aluminiu neizolate,

Deoarece se alege conductor cu seciunea mai mare: 400/22 cu curentul admisibil i diametrul exterior

Deci, n continuare urmeaz verificarea conductorului ales. Conductoarele flexibile, la stabilitate electrodinamic nu se verific.Verificarea la stabilitatea termic, conform NAIE, nu se efectueaz deoarece conductoarele se afl-n aer liber.Verificarea la efectul corona se face conform condiiei:

unde este cmpul electric maxim la suprafaa conductorului;

este cmpul electric critic.

unde este raza conductorului,

este distana medie geometric ntre faze la dispunerea orizontal a fazelor, este distana dintre fazele vecine,

unde este coieficient ce ine cont de suprafaa conductorului, pentru conductoare mulitifilare, conform [4],

Deci: conductoarele vor fi stabile la efectul corona.c) Alegerea BC - 10 kV.

Barele colectoare de 10 kV reprezint conductoare rigide, de regul realizate din aluminiu i aliajele lui sau din cupru. Alegerea seciunii barelor se va efectua aplicnd criteriul curentului admisibil, .Seciunea BC-10 kV i a conductoarelor din circuitul de tensiune inferioar a transformatoarelor vor fi aceleai deoarece curenii maximali sunt aceeai. Deaceea calculele se fac numai pentru barele colectoare.Conductoarelor din circuitul de tensiune inferioar a transformatoarelor vor fi de acelai profil ca i barele colectoare.Pentru algerea conductoarelor se cunosc urmtorele date:

Conform criteriului curentului admisibil, din tabelul 3.4 [1] se aleg BC dreptunghiulare, cu un conductor pe faz, montate ntr-o linie orizontal, cu seciunea cu curentul admisibil Temperatura mediului se consider , deaceea curentul admisibil se recalculeaz conform relaiei:

unde este temperatura maxim admisibil de lucru a conductorului, pentru bare vopsite, conform NAIE.

este temperatura nominal a mediului ambiant pentru bare vopsite,

Deoarece se aleg BC cu seciunea mai mare: cu curentul admisibil

Deci,

Verificarea la solicitrile termice a curenilor de scurtcrcuit se realizeaz reeind din condiia:

unde este coieficient ce ine cont de caracteristica conductorului, pentru bare din aluminiu, confom tabelului 3.3 [4].

Deoarece BC vor fi termic stabile n regim normal.

Verificarea la stabilitatea electrodinamic a BC se face cu condiia:

Din tabelul 4.2 [1], pentru bare din aluminiu, se alege

unde este coeficient de form ce ine cont de parametrii barelor i distana dintre ele, pentru perimetrul seciunii transversale a barei

De regul, la instalaiile de 6-10 kV, distana ntre faze i distana ntre izolatoarele suport , se consider i

este modulul de rezisten al conductorului n raport cu axa principal perpendicular pe direcia forelor i, pentru amplasarea barelor pe cant ntr-o linie orizontal, el se determin cu relaia: este limea barei, iar este nlimea acesteea.

Figura 3.1 Amplasarea barelor colectoare

Deoarece barele vor fi stabile mecanic.

d) Alegerea conductoarelor LEC (10 kV). LEC racordate la barele colectoare sunt destinate alimentrii consumatorilor cu energie electric.

Alegerea seciunii conductoarelor flexibile se va efectua aplicnd criteriul seciunii economice . Pentru algerea conductoarelor se cunosc urmtorele date:

Se determin seciunea ecomonomic a conductorului.

unde este densitatea ecomonomic de curent, pentru cabluri electrice cu izolaie din policlorur de vinil i conform tabelului 4.5 [1].

Din tabelul 3.7 [1] se alege cablu de tip -3120 cu

unde este coeficientul ce ine cont de numrul de cabluri pozate n paralel, pentru temperatura mediului ambiant i temperatura nominal a mediului ambiant pentru cablul montat n pmnt

este coeficient ce ine cont de temperatura mediului nconjurtor,

Deci: LEC la stabilitate electrodinamic nu se verific.

Verificarea la solicitrile termice a curenilor de scurtcrcuit se realizeaz reeind din condiia:

unde este coieficient ce ine cont de caracteristica conductorului, pentru cabluri cu miez multifilar din aluminiu i izolaie din hrtie, la tensiunea 10 kV, confom tabelului 3.3 [4].

Deoarece BC vor fi termic stabile n regim normal.

3.3 Alegerea izolatoarelorIzolatoarele se folosesc n instalaiile electrice i servesc la fixarea elementelor conductoare de curent, la izolarea lor fa de pmnt i de alte pri ale instalaiilor care se gsesc la alt tensiune, precum i la mbinarea mecanic a prilor aflate la poteniale diferite.

Din punct de vedere al destinaiei, izolatoarele se construiesc pentru a fi folosite la liniile electrice aeriene, precum i ca izolatoare de trecere i izolatoare suport. Barele colectoare la tensiunea de 10 kV se fixeaz pe izolatoare suport, care se aleg dup condiiile:

unde Fcalc este fora ce acioneaz asupra izolatorului;La amplasarea vertical a izolatoarelor suport, Fcalc se determin cu relaia:

unde Kh este coeficient de corecie la nlimea barei (atunci cnd barele se aeaz pe cant).

aici Hiz este nlimea izolatorului.Din tabelul 5.7 [2] se alege izolatorul suport de tipul 4-80 3 cu parametrii:

Deoarece izolatoarele pot fi instalate fr a fi distruse. Izolatoarele de trecere se aleg dup urmtoarele criterii:

Din tabelul 5.8 [2] se alege izolatorul de trecere de tipul -10/1600-750 3 cu parametrii:

Deoarece izolatoarele pot fi instalate fr a fi distruse.

4 SERVICII PROPRII, MSURRI ELECTRICE, CIRCUITE DE COMAND I CONTROL

4.1 Elaborarea schemei de conexiuni pentru alimentarea serviciilor proprii

Puterea transformatoarelor pentru serviciile proprii se alege conform sarcinii SP, lund n consideraie coeficientul de ncrcare i de simultaneitate. n tabelul 4.1 se calculeaz sarcina serviciilor proprii la staia electric.Tabelul 4.1 - Serviciile proprii la staia electricTip utilizatorPuterea instalat

Sarcina

Uniti, kWunitateTotal, kW

Rcirea -32000/353260,850,6263,7

nclzire 122221022-

Iluminarea, ventilarea ID-10 kV-7107-

Iluminarea ID-35 kV-5105-

nclzire, ventilare -801080-

Total1203,7

Se determin puterea transformatorului pentru alimentarea serviciilor proprii:

unde este coeficientul de cerere, care ine cont de coeficientul de simultaneitate,

Reeind din condiia de suprancrcare a transformatorului i innd cont de faptul c n staie sunt dou transformatoare pentru SP, puterea minim necesar este: Conform acesteea, din tabelul 3.3 [2] se alege transformatorul de tip TM-100/10 cu parametrii: Un = 10/0,4 kV;Pmg = 330 W;Psc = 1970 W; Usc = 5,5 %;im.g = 2,6 %. n figura 4.1 este reprezentat schema de alimentare a serviciilor proprii la staia electric, n curent operativ alternativ. Dup cum se observ din figur, transformatoarele SP (T1 i T2) se conecteaz la bornele de joas tensiune a transformatoarelor de legtur cu sistemul. Acest mod de conexiune este necesar, pentru a putea comanda ntreruptoarele la 10 kV, din circuitul barelor colectoare, atunci cnd dispare tensiunea pe acestea. Barele la tensiunea 0,4 kV se secioneaz.

Figura 4.1 - Schema de alimentare a SP la staia electric

4.2 Alegerea aparatelor de msur n circuitele staiei electrice

Controlul regimului de funcionare a instalaiilor la staia electric se efectueaz cu ajutorul aparatelor de msurare i eviden. n dependen de tipul obiectului i modul de dirijare a lui, volumul controlului i locul de instalare a aparatajului de msurare este diferit. Conform tabelului 4.11 [1], n tabelul 4.2 se enumer aparatele de msur necesare la staia electric.Tabelul 4.2 Aparatele de msur i locul lor de montare la staia electricCircuitulLocul de montareAparate

Circuitul transformatoruluiTensiune superioarAmpermetru

Tensiune inferioarAmpermetru, contor de energie activ i reactiv

Circuitul barelor colectoareBC-10 kV i BC-35 kVVoltmetru i voltmetru cu comutator

Circuitul ntreruptorului de secionare-Ampermetru

Circuitul liniilor electriceLEC 10 kV Ampermetru, contor de energie activ i reactiv

LEA 35 kV

Circuitul transformatorului SPTensiune superioar-

Tensiune inferioarAmpermetru, contor de energie activ

n prezentul proiect de an se vor verifica doar aparatele indicate n datele iniiale. innd cont de faptul c este necesar de a verifica transformatoarele de curent din circuitul LEA-35 kV i cele de tensiune racordate la BC-35 kV, n figura 4.2 sunt indicate aparatele de msur racordate la acestea.

Figura 4.2 Poriunea de circuit cu aparatele ce necesit a fi verificate

4.3 Alegerea transformatoarelor de msur

4.3.1 Alegerea i verificarea clasei de precizie a transformatorului de curent instalat n corcuitul LEA 35 kV

Conform sarcinii de proiectare este necesar de ales i de verificat funcionarea n clasa de precizie a transformatorului de curent (TA) instalat n circuitul LEA-35 kV. Clasa de precizie, pentru decontare, este 0,5. TA se alege dup curentul maximal ce trece prin linii, unde acesta se va instala: Dup curentul maximal, din tabelul 5.9 [2], se alege TA de tip exterior: 35-600/5-2.1 cu parametrii:

Se verific TA dup sarcina secundar, utiliznd schema de conexiune i datele de catalog.Pentru a putea efectua verificarea TA este nevoie de a cunoate tipul i parametrii aparatelor de msur conectate n secundarul TA. Acetia sunt indicai n tabelul 4.3.

Tabelul 4.3 - Tipul i parametrii aparatelor de msur conectate n secundarul TAAparatulTipulSarcina VA, faz

ABC

Ampermetru-3350,50,50,5

Contor de energie activ3-6742,5-2,5

Contor de energie reactivP4-6762,5-2,5

Total5,50,55,5

Din tabelul 4.3 se observ c cel mai mult sunt ncrcate TA din faza A i C.

Pentru conectarea aparatelor din secundarul TA se recomand de utilizat conductor cu miez din aluminiu cu seciunea .Rezistena sumar a aparatelor se determin cu ajutorul relaiei:

;Rezistena conductoarelor se determin cu relaia:

,

unde este rezistena tranzitorie a contactelor, pentru numrul aparatelor .Cunoscnd rezistena conductorului se determin seciunea acestuia

unde este lungimea de calcul a conductoarelor de legtur dintre transformator i locul de instalare a aparatelor, conform figurii 4.1 c [4] i innd cont c conductoarele se aleg pentru o staie de transformare, lungimea acestora fiind micorat cu 15-20 %.Deoarece seciunea calculat depete limitele admisibile se alege transformator de curent de tip exterior -35-300/5 1 cu parametrii urmtori:

Se recalculeaz rezistena conductoarelor:

Reeind din limitele admisibile, se alege cablul cu seciunea conform p. 64 [4].

Se recalculeaz rezistena coductorului ales.

;

.Tabelul 4.4 - Compararea parametrilor calculai cu parametrii din catalog Parametrii calculaiParametrii din catalog

=

4.3.2 Alegerea i verificarea clasei de precizie a transformatorului de tensiune racordat la BC 35 kVConform sarcinii de proiectare este necesar de ales i de verificat funcionarea n clasa de precizie a transformatorului de tensiune (TV) instalat la BC-35 kV. Dup valoarea nominal a tensiunii pe bare, din tabelul 5.13 [2] se alege TV de tip: -35-651 cu urmtorii parametri:

n continuare se verific transformatorul de tensiune ales. Pentru aceasta e nevoie de cunoscut puterea sumar a aparatelor ce vor fi conectate n secundarul acestuia. Aceasta este dat n tabelul 4.5.Tabelul 4.5 - Tipul aparatelor conectate n secundarul TVAparatTip

Sarcina

Voltmetru-3352110120

Voltmetru cu comutaie pe toate 3 faze-3772110120

Contor de energie activ3-6743 W20,380,9251614,6

Contor de energie reactiv4-6763 W20,380,9251614,6

Total1629,2

Sarcina secundar a TV se determin cu formula:

Tabelul 4.6 - Compararea parametrilor calculai cu parametrii din catalogParametrii calculaiParametrii din catalog

Deci, transformatorul de tensiune va lucra n clasa de precizie dat.

5 ELABORAREA CONSTRUCIEI INSTALAIEI DE DISTRIBUIE

La alctuirea planului general al unei staii electrice se vor avea n vedere urmtoarele cerine de baz:1. ocuparea unor suprafee de teren ct mai reduse i care s se nscrie ct mai bine n forma i dimensiunile terenului disponibil, att n etapa final, ct i n diferitele etape de dezvoltare a instalaiilor;2. realizarea de legturi electrice i conducte de aer comprimat, ap etc. ct mai scurte i, pe ct posibil, fr ncruciri, ntre diferitele obiecte ale staiei;3. asigurarea posibilitilor de extindere pentru toate obiectele, n conformitate cu profilul de perspectiv avizat;4. asigurarea unei circulaii simple i comode, att pentru transportul echipamentelor, ct i pentru transportul echipamentelor, ct i pentru operaiile de revizie i control;5. racordarea liniilor electrice aeriene cu minimum de ncruciri;6. adoptarea unei forme geometrice regulate pentru terenul mprejmuit i asigurarea unei ct mai bune folosiri a terenului din vecintatea staiei;7. dispunerea blocului de comand ct mai aproape posibil de accesul principal n incinta staiei.

La alegerea unei scheme de conexiuni a unei staii electrice este necesar s se aib n vedere, n afar de caracteristicile specifice ale instalaiei analizate, i o serie de criterii care pot s influeneze structura schemei. n acest sens se va ine seama de:a) condiiile de funcionare ale sistemului energetic, care se refer la tensiuni, circulaie de cureni, puteri i curent de scurtcircuit;b) caracteristicile consumatorilor alimentai, se refer la sigurana n funcionare a acestora, respectiv la exigena cu privire la frecvena i durata ntreruperilor;c) caracteristicile echipamentului, pot influena structural schema de conexiuni i n special sigurana n funcionare a ntreruptoarelor, a transformatoarelor i autotransformatoarelor;d) condiiile de exploatare, care se refer la amplasarea pe teren i la claritatea schemei pe care trebuie s o ofere personalului de exploatare;e) criteriul economicitii, indicator de eficien economic, cel al cheltuielilor anuale minime de calcul.

5.1 Descrierea ID 35 kV

ID amplasat n aer liber se numete ID de tip deschis (IDD). De regul IDD la tensiunea se execut de tip deschis. La fel ca i ID nchise, ID de tip deschis trebuie s asigure securitatea lucrrilor

de exploatare i reparaie, cu costuri minime de construcie. Trebuie s se prevad posibilitatea extinderii ID-35 kV, s se utilizeze blocuri de construcie industriale. Distanele ntre prile conductoare, de la ele pn la alte elemente a ID se determin n corespundere cu NAIE. Toate aparatele IDD se instaleaz pe suporturi metalice sau din beton armat. Pe teritoriul sunt drumuri pentru transportul mecanic.S-a utilizat schema cu bar colectoare simpl secionat. ntreruptorul din circuitul cuplei longitudinale este deschis, pentru limiatrea curenilor de scurtcircuit. BC n ID-35 kV sunt flexibile din conductoare multifilare. Barele flexibile se fixeaz de portal cu izolatoare. ntreruptoarele, separaroarele, transformatoarele de tensiune i descrctoarele se fixeaz pe postamente din beton armat. Sub transformatoarele de putere se prevd canale pentru scurgerea uleiului i se depune un strat de prundi de 25 mm. Cablurile circuitelor operative i de comand, a PPR i automaticii se pozeaz n canalele din plcile de beton armat. IDD trebuie s fie ngrdite.

5.2 Descrierea ID 10 kV

ID de tip nchis se construiesc la tensiunea 3-20 kV. ID trebuie s asigure funcionarea fiabil a instalaiilor electrice, fapt realizat numai la alegerea i amplasarea corect a utilajului, a tipului i construciei ID n corespundere cu NAIE. La ID-10 kV s-a considerat necesar de a utiliza un sistem de bare colectoare dublu cu ntreruptorul cuplei longitudinale deconectat n scopul limitrii curenilor de scurtcircuit. Barele se conecteaz fiecare cu cte o ramur de conexiune a transformatorului cu nfaurarea jumelat. De la fiecare bar colectoare 10 kV pleac cte 2 sau 3 linii de distribuie ctre consumatorii locali. Conectarea LEC la BC s-a realizat astfel nct fiecare din cele dou nfurri de tensiune inferioar ale fiecrui transformator sa alimenteze maxim cinci consumatori. Astfel are loc uniformizarea distribuirii puterii de la Sistemul Electroenergetic ctre consumatori. Pentru a micora timpul de reparie a elementelor din ID-10 kV, se folosesc celule K de tip . Acestea perimit debranarea de la ciruitul electric far s se utilizeze separatoare.

NCHEIERE

n acest proiect de curs a fost proiectat o staie electric de transformare cu puterea 25 MW menit s alimenteze consumatori racordai la ea prin 10 LEC. Legtura cu sistemul se asigur prin 2 linii electrice aeriene.n capitolul 1 al proiectului de an au fost prelucrai principalii parametri ai curbei de sarcina. Dup puterea maximal a consumatorilor racordai la staia elecric, a fost determinat care trebuie s fie puterea transformatorelor de for Snt i s-a ales dou variante preventive: instalarea a dou tranformatoare de tip -25000/35 sau a dou transformatoare de tip -32000/35. Ambele transformatoare ndeplinesc condiia de suprasarcin, dar n urma calcului tehnico-economic, s-a realizat c mai economic este instalarea i utilizarea transformatoarelor de tipul -32000/35. Aceast variant a fost pus la baza proiectrii i utilizat n calculele ulterioare. n capitolul 2 s-au determinat curenii de scurtcircuit pe barele colectoare 10 i 35 kV. Utiliznd rezultatele obinute, n capitolul 3 s-au ales prile conductoare i aparatele de comutaie din circuitele ID-10 kV i ID-35 kV. Toate prile conductoare au fost verificate la stabilitatea termic, electrodinamic i mecanic.n capitolul 4 sunt descrise serviciile proprii i aparatele de masur la staia electric. Serviciile proprii ale staiei snt alimentate de la barele transformatoarelor de putere prin transformatoare de tip TM-100/10. Totodat n conformitate cu sarcina s-a ales i s-a verificat functionarea n clasa de precizie a TA conectat n circuitul LEA 35 kV i a TU conectat la BC-35 kV. Toate trasformatoarele de msur alese ndeplinesc condiia de funcionare n clasa de precizie 0,5.n capitolul 5 s-a prezentat descrierea succint a instalaiilor de distribuie din staia electric. Proiectul de curs se ncheie cu partea grafic care se compune din 2 coli: pe prima coal se prezint schema electric monofilar a staiei, iar pe a doua coal se reprezint planul general al ID-35 kV.

BIBLIOGRAFIE

1. .., .. . , 1987. 2. .., .. . . , 1989.3. Arion V., Codreanu S. Bazele calculului tehnico-economic al sistemelor de transport i distribuie a energiei electrice. Chiinu: UTM, 1998.4. Dobrea I. ndrumar metodic pentru elaborarea proiectului de an la disciplina: Partea electric a centralelor.Chiinu, U.T.M. 2007.

27

SEE

Pmed

Tmax

Pmax

Tan

Sn

Sech1

Sech2

h1

h2

proiect pec

Documents