FACULTATEA ENERGETICACATEDRA ENERGETICA PROIECT LA RETELE ELECTRICE 2013/2014Cuprins:1. Dimensionarea posturilor de transformare.2. Dimensionarea tromsoanelor de medie tensiune.2.1. Alegerea sectiunii economice.2.2. Alegerea sectiunii tehnice.2.3. Schema echivalenta a retelei de distributie.3. Calculul regimului de functionare prin utilizarea metodei de tip "ascendent-descendent".4. Compensarea puterii reactive la factorul de putere neutral.4.1. Eficienta economica a compensarii puterii reactive.5. Calculul curentilor de scurtcircuit. 1.Dimensionarea posturilor de transformare Proiectarea unei retele de distributie Retea electrica - ansamblu de linie electrica si transformatoare. Consumator - ansamblu de mai multe receptoare. Post de transformare - transformator ce face legatura ntre medie si joasa tensiune alimentnd consumatorii. Statie de transformare - transformator ce face legatura ntre foarte nalta tensiune si nalta tensiune,sau nalta tensiune si medie tensiune.

Caracteristicile consumatorilor si lungimile tronsoanelor liniilor de medie tensiune sunt prezentate n tabelul 1.P.T. S (kVA( p (kW( q (kVAr( l (km( cos(

1. 759.03 630 423.4 1.5 0.83

2. 2205.1 1820 1245.1 1.8 0.82

3. 576.9 525 239.2 3.42 0.91

Pentru postul de transformare PT1 : Si = pi +jqi cos(1 = 0.83 ( (1 = arccos 0.83 ( (1 = 0.59. tg (1 =( q1 = p1 tg (1 . tg (1 = 0.67 ( q1 =630(0.672 = 423.4 kVArs1 = = = 759.03 kVAPentru postul de transformare PT2:cos(2 =0.82 ( (2 = arccos 0.82 ( (2 = 0.6tg (2 = ( q2 =p2 tg (2 = 1820(0.684 = 1245.1 kVArs2 = = 2205.1 kVAPentru postul de transformare PT3:cos(3 =0.91 ( (3 = arccos 0.91 ( (3 = 0.42tg (3 = ( q3 = p3 tg (3 =525(0.46 = 239.2 kVArs3 = = 576.9 kVA. Dimensionarea posturilor dr transformare consta n stabilirea puterii nominale aparente a transformatoarelor si a numarului acestora pentru fiecare post de transformare. Se vor folosi transformatoare trifazate cu doua nfasurari cu bobinaje din Aluminiu , de tip TTU - NL. Puterile nominale fac parte dintr-o progresie geometrica cu ratia ( 1.6. Scara domenilor transformatoarelor produse n Romnia : 100kVA; 160kVA;250kVA;400kVA;630kVA;1000kVA;1600kVA. Pentru dimensionarea posturilor de transformare se utilizeaza lucrarea RE - 3Ip 51/2 - 93 : " Instructiuni privind stabilirea puterilor nomi-nale economice pentru transformatoarele din posturi ". Conform acestei lucrari se au n vedere urmatoarele :- gradul de siguranta al utilizatorului;- putere maxima aparenta ceruta de consumator n primul an de functionare sM ;- durata de utilizare a puterii maxime anuale : TSM.Se considera ca puterea maxima ceruta n primul an nu se modifica n anii urmatori. n lucrarea mentionata anterior este prezentat n tabelul 1 domeniul de ncarcare optima , economica pentru fiecare tip de transformator n functie de TSM. n functie de ncadrarea lui sM n aceste domenii se determina SM si numarul de transformatoare pentru fiecare post de transformare. Domeniile de ncarcare pentru fiecare transformator sunt pentru TSM multiplu de 1000. Tabel 2 Sn [kVA] TSM [h/an]TSM([4000 5000]

4000 5000 6000

400 232 - 333 211 - 333 193 - 303218.7 - 344.8

630 365 - 625 333 - 570 303 - 520344.8 - 590.3

1000 625 - 785 570 - 717 520 - 650590.3 - 742.1

1600 785 - 1600 717 - 1600 650 - 1600742.1 - 1600

TSM = 4150 +60 ( 8 = 4630 h/an. n cazul n care TSM este diferit de multiplu de 1000 pentru determinarea domeniului de ncarcare pentru transformatoare corespunzator acestui TSM se utilizeaza interpolare liniara. 1. Sn = 211+7.7 =218.7 kVA 2. Sn = 333 + 11.8 = 344.8 kVA 3. Sn = 570 + 20.3 = 590.3 kVA 4. Sn = 717 + 25.1 = 742.1 kVA n urma calculelor am ales urmatoarele tipuri de transformatoare pentru posturile de transformare :

- pentru PT 1 ( TTU cu Sn = 1000 kVA - 1 transformator- pentru PR 2 ( TTU cu Sn = 1600 kVA - 2 transformatoare- pentru PT 3 ( TTU cu Sn = 1000 kVA - 1 transformatorCalculul parametrilor transformatoarelor Parametrii nominali ai transformatoarelor folosite n posturile de transformare sunt urmatorii,si se iau din lucrarea "Retele electrice probleme" - Ed. Didactica si Pedagogica Bucuresti 1977 - de G.H.Iacobescu si altii. Sn (kVA( Usc ( ( ( io ( ( ( (Psc ( kW ( (Po,nom ( kW (

630 6 2.4 9.72 1.92

1000 6 2 13.5 2.7

1600 6 1.7 20.2 4.35

Aceste transformatoare au Un =20/0.4 kV. Pentru reprezentarea transformatoarelor din punctele de transformare se utilizeaza schema echivalenta n ( cu operator de transformare. Folosirea acestei scheme este justificata de faptul ca tranzitul de putere prin transfor-matoare se realizeaza antotdeauna de la medie tensiune la joasa tensiune.

N - raport de transformare;

Y - admitanta; Z - impedanta; ZPT = Rpt + jXpt YPT = GPT + jBpt ZPT - se calculeaza raportata la Unom JT ;YPT - se calculeaza raportata la Unom MT. Calculul parametrilor longitudinali si transversali.Pentru postul de transformare PT 1 : Sn = 1000 kVA RT = = = 2.16 m( ZT = = = 9.6 m( XT = = = 9.35 m( ZPT = RT + jXT = ( 2.16 + j9.35 ) m( GT = = = 6.75 (s YT = (s BT = = = 49.5 (s YPT = (6.75 - j49.5) (s N = Pentru postul de transformare PT 2 : Sn = 2(1600 kVA

Z1 = Z2ZPT = ; YPT = 2YT RT = m(ZT = m(XT = m(ZPT = RT + jXT = (1.2 + j5.9) m( = (0.6 +j2.95 ) m(YT = (sGT = (sBT = (sYT = 2 ( 10 - j67.1 ) = 2YT = (20 - j134.2 ) (sN = 2. Dimensionarea tronsoanelor de medie tensiune . Prin aceasta se urmareste stabilirea sectiunii conductoarelor pe fiecare faza si a numarului de circuite n paralel. Pentru dimensionarea sectiunii conductoarelor tronsoanelor de medie tensiune se fac urmatoarele ipoteze : a) se considera aceeasi sectiune pe toate tronsoanele ( s=ct. );b) se neglijeaza pierderile de putere pe tronsoanele de medie tensiune.c) se considera ca tensiunea pe barele de medie tensiune ale posturilor de transformare este egala cu Un a retelei ( 20 kV ) ; n vederea alegerii sectiunii conductoarelor se calculeaza circulatia de puteri n posturile de transformare si se determina curentii pe barele de medie tensiune ale posturilor de transformare. (PPT =n (Pnom + (SPT = (PPT + j(QPT (QPT = n

Pentru postul de transformare PT 1 :Sn = 1000 kVA( = (Ppt = 1*2.7 + kW(Qpt =1* kVAr(Spt = ( 10.5 + j54.7 ) kVA Pentru postul de transformare PT 2 :( = (Ppt = 2*4.35 + kW(Qpt = 2* kVAr(Spt = ( 27.6 + j145.8 ) kVA Pentru postul de transformare PT 3: Sn = 1000 kVA ( = (Ppt = 1*2.7 + kW(Qpt 1* kVAr(Spt = ( 7.6 + j41.6 ) kVA.s' = s +(Spt PT (Spt [ kVA ]

1 10.5 + j 54.7

2 27.6 + j 145.8

3 7.6 + j41.6

s'pt1 = (630 + j 423.4 ) + ( 10.5 + j 54.7 ) = ( 640.5 + j 478.1 ) kVAs'pt2 = ( 1820 + j 1245.1 ) + ( 27.6 + j 145.8 ) = (1847.6 + j 1391 ) kVAs'pt3 = ( 525 + j 239.2 ) + ( 7.6 + j 41.6 ) = (532.6 + j 280.8 ) kVA. Pentru aceasta retea se transforma puterile s'1 , s'2 , s'3 n curenti :

i'k =i' = i1' = Ai2' = Ai3' = A Prin aplicarea teoremei I Kircckof succesiv n fiecare nod se obtine circulatia de curenti pe tronsoanele de medie tensiune. I3 = i3' = 15.4 - j 8.1 = A I2 = i2' + i3' = 53.3 - j40.2 + 15.4 - j8.1 = 68.7 - j48.3 = A I1 = i1'+i2'+i3' = 68.7 - j48.3 + 18.5 - j13.8 =87.2 - j62.1 = A 2.1 Alegerea sectiunii economice Pentru alegerea sectiunii economice se utilizeaza normativul PE 135/91 - "Instructiuni privind determinarea sectiunii economice a conductoarelor n instalatii electrice de distributie pe 1 110 kV.n functie de tensiunea,TSM,materialul conductor si tipul liniei electrice (LEC sau LEA)din tabelul 1,pagina 12 se determina densitatea economicade curent notata cu jec. [A/mm2]. TSM 4000 5000 6000

LEA 0.80 0.72 0.66

LEC 0.77 0.70 0.63

1.Pentru TSM diferit de multiplu de 1000 jec se calculeaza prin interpolare liniara. Jec = 0.7 + 2. Se calculeaza sectiunea economica de calcul : scec = Iech. = Ascec = mm2 3. Se alege ca sectiune a conductoarelor sectiunea standardizata,imediat superioara valorii scec. Conform tabelului se alege scec = 95mm2. snom [mm2]

50

70

95

120

150

4. Se calculeaza numarul optim de calcul al circuitelor n paralel : Nc = KjNc - reprezinta coeficient de crestere a densitatii economice de curent pentru determinarea numarului economic de conductoare fazice al unui circuit. (tabel 2,pag.13). Tip KjNc smax [mm2]

LEA 1.34 120

LEC 1.57 150

Nc = Deoarece NC < 1.41 rezulta un singur circuit 1(3(95mm2 ( sec = 1(3(95mm2 2.2 Alegerea sectiunii tehnice. Se utilizeaza criteriul ncalzirii n regim permanent de lunga durata.Pentru determinarea sectiunii tehnice prin acest criteriu,pleaca de la conditia : ,unde :Imax. - curentul maximprin tronsoanele de medie tensiune;Iadm - curentul admisibil pentru tipul de conductor folosit;K - coeficient de corectie pentru abaterea conditiilor de functionare fata de conditiile normate.Pentru LEC kLEC = k1*k2*k3 , unde :k1 - coeficient de corectie n functie de rezistivitatea termica a solului ( conditii normate (t = 70 ( 100 );k2 - coeficient de corectie n functie de numarul de cabluri pozate alaturat. (pentru n = 1 ( k2 = 1);k3 - coeficient de corectie n functie de temperatura solului (pentru t = 20(C ( k3 = 1 ). Considernd conditii normate de pozare ( (t = 7(100(C cm/w ) si temperatura mediului 20(C,k1 si k3 = 1,si k2 pentru un circuit egal cu 1,pentru alegerea sectiunii tehnice se pleaca de la valorile curentului admisi-bil n functie de sectiunea nominala Iadm = f (snom) si se cauta prima valoare a lui Iadm>Imax; Imax = 1. Parametrii LEC :sn [mm2] r0 [(/km] x0 [(/km] b0 [(s/km] Iadm [A]

50 0.703 0.106 58 135

70 0.502 0.101 58 165

95 0.370 0.098 58 195

120 0.293 0.095 58 225

150 0.234 0.092 58 250

Imax = I1 =107.1 Ak1 = k2 = k3 = 1. ( st 50 mm2 sec = 1(3(95 mm2 st = 1(3(50 mm2 ( s = 1(3(95 mm2. 2.3 Schema echivalenta a retelei de distributie. Pentru reprezentarea liniilor electrice se foloseste schema echivalenta n (,iar pentru reprezentarea posturilor de transformare se foloseste schema echivalenta n (.

Cap. III Calculul regimului de functionare prin utilizarea metodei de tip "ascendent - descendent". n urma proiectarii retelei electrice este necesara verificarea functionarii.Se impune respectarea urmatoarelor restrictii : I 0 ( investitie rentabila (obtin profit). Investitie rentabila daca Tr ( [0,8]. 5.Calculul curentilor de scurtcircuit. Pentru calculul scurcircuitului trifazat se foloseste doar schema de secventa directa : U1 = 0 I2 = I0 = 0I1 = Ia = Ib = Ic = Schema de calcul :

I1 = I2 = I0 = Ia = I1 + I2 + I0 = ( = ( [1,3]. n cazul proiectului se va calcula curentii de scurtcircuit trifazat pe barele de medie tensiune si joasa tensiune ale fiecarui post de transformare. Schema se compune din nodul de alimentare de la sistem,tronsoane de linii electrice si transformatoare.Calculul curentiilor de scurtcircuit se realizeaza n unitati relative prin considerarea unor marimi de baza. m = Starea electrica a unui nod este caracterizata de patru marimi : S,U,I,Z. Doua se aleg ca marimi independente,iar celelalte doua rezulta pe baza relatiilor care exista ntre acestea. Se aleg ca marimi independente : Sb = 104 MVA. n particular : Sb = 100 MVA. Ub = 1.05 Undefect. Sistemul se echivaleaza printr-o tensiune electromotoare e = 1 si o reactanta de secventa directa care se calculeaza cu formula : X1s = Pentru cazul nostru Ssc = 1000 MVA. Liniile electrice se reprezinta printr-o reactanta de secventa directa : x1l = x0 ( l ( Umed,n = 1.05 ( Un. Transformatoarele se reprezinta : x1T =

SSC = 1000 MVA.Xo = 0.098 [(/km]usc1000 = 6%usc1600 = 6%sb = 100 MVA.ub = 1.05 Un 1.05 ( 20 kV = 21 kVIb = kAX1s = u.r.X1l1 = u.r.X1l2 = u.r.X1l3 = u.r.X11000 = X11600 = Pentru scurtcircuitul (1) :

i1 = u.r.Ia = I1 = i1 ( Ib = 7.51 ( 2.75 = 20.7 kA Pentru scurtcircuitul (2) : Ib = kA Schema echivalenta : i2 = Ia = I2 = i2 ( Ib = 137.5 ( 0.16 =22 kAISC PT1JT = kA Pentru scurtcircuitul (3) : Schema echivalenta : i3 = Ia = I3 = ib ( Ib = 5.8 ( 2.75 = 16 kA

Pentru scurtcircuitul (4) : Schema echivalenta :

i4 = kAIa = I4 = i4 ( Ib = 0.5 ( 137.5 = 69 kAISC PT2JT = kVA.. Pentru scurtcircuitul (5) : Schema echivalenta :

I5 = kA Ia = I5 = i5 ( Ib = 4 ( 2.75 = 11 kA Pentru scurtcircuitul (6) : Schema echivalenta : i6 = kAIa = I6 = i6 ( Ib = 0.16 ( 137.5 =22 kAISCPT3JT = kA. Bibliografie :1. Bercovici M.,Arie A.,Poeata Al. : ( Retele electrice.Calcul electric.( Editura Tehnica Bucuresti 1974.2. Poeata Al.,Arie A. etc. : ( Transportul si distributia energiei electrice ( - Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1981.3. Balaurescu D.,Ieremia M. : ( mbunatatirea factorului de putere ( - Editura Tehnica Bucuresti 1981.4. Rucareanu C. si altii : ( Linii electrice aeriene si n cablu ( - Editura Tehnica Bucuresti 1989.5. Iacobesu G.H. si altii : ( Retele elctrice probleme ( - Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1977.Prescriptii energetice :6. PE 135/91 - ( Instructiuni privind determinarea sectiunii economice n instalatii electrice de distributie pe 1 ( 110 kV.7. RE - 3IP 51/2 - 93 : ( Instructiuni privind stabilirea puterilor nominale economice pentru transformatoarele din posturi.