proiectarea asistata de calculator a sistemelor electrice

Click here to load reader

Post on 25-Jun-2015

229 views

Category:

Documents

9 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

PROIECTAREA ASISTATA DE CALCULATOR A SISTEMELOR ELECTRICE DE INALTA SI MEDIE TENSIUNE1. CAPITOL INTRODUCTIVncazul general, dinpunctul devedere al complexitaii execuiei, unaparat electric se compune din urmatoarele pari dinstincte (fig.1.1).a)Detaliul(reperuldebaz)reprezint partea componentaelementar a aparatului, care se realizeaz dintr-o singur bucat de material, far a se utiliza operaiile de asamblare (de exemplu, un bolt sau un urub).b) Subansamblul reprezint reuniunea a dou sau mai multe detalii.Subansamblele pot fi demontabile sau nedemontabile; de asemenea, ele pot conine mai multe subansamble mai simple, putnd exista subansamble de ordinul 2,3 etc.(de exemplu subansamblul contact fix tulip).c)Ansamblulreprezint o parte component a aparatului,cuprinznd reuniunea mai multordetalii isubansambledestinatea ndeplini aceeaifuncie (de exemplu,ansamblul mecanismului de acionare dintr-un ntreruptor).n unele cazuri particulare, ansamblul se poate compune exclusiv din repere, fr a mai conine subansamble. Din punct de vedere al rolului pe care l ocup n funcionarea aparatului electric.Clasificarea parilor sale componente este urmatoarea:1) Conductoarele cilor de curent i contactele prin care sunt racordate (de obicei contacte permanente, realizate prin sudur, sau strngere cu uruburi);2) Contactele de comutaie ;3) Dispozitivele de stingere ale arcului electric ;4) Electromagneii; 5) Dispozitivele (mecanismele) de acionare ; 6) Izolatoarele suport,de trecere i pavilioanele izolate ; 7) Carcasele, rezervoarele si detaliile aferente acestora.2. INFLUENA CODIIILOR EXTERIOARE ASUPRA CONSTRUCIEI ECHIPAMENTELOR ELECTRICELa proiectarea echipamentelor electrice, trebuie luate n considerare condiiile climatice n care este destinat funcionarea aparatului respectiv. Acest fapt implic utilizarea anumitor materiale speciale, respectiv a anumitor acoperiri de protecie. Potrivit standardelor n vigoare, planeta noastr este mparit n urmatoarelor zone climatice:-Reci;-Temperate (normale);-Cald-umede;-Cald-uscate.Valoarea care se ia n calculul de proiectare ca temperatura a mediului ambiant din ara noastr, situat n climat temperat, a =40o C.Pentru notarea tipurilor de protecie climatic se folosesc iniialele cuvintelor corespunzatoare din limba latina si anume:T-tropicus-tropical;A-aridus-arid, uscat;H-humidus-umed;F-frigidus-frig;Tipurile de protecie climatic sunt:TF- protecie impotriva actiunii climatului cald-umed, cald-uscat si climatului rece;THA- protecie mpotriva aciunii climatului cald si cald-uscat;TH-protecie mpotriva aciunii climatului cald-umed; TA-protecie mpotriva climatului cald-uscat;F- protectie impotriva actiunii climatului rece;Pe langluarea nconsiderare a condiiilor climatice,la proiectarea echipamentelor electrice trebuie inuta seama i de specificul locului n care urmez sa fie instalat aparatul respectiv. Infuncie de acesta,se vor adopta diferite soluii constructive,care sapermita funcionarea n condiii optime a aparatului proiectat. Astfel, exista urmatoarele locuri specifice pentrufunctionarea aparatelor electrice:-Incaperi inchise, incalzite si ventilate; -Functionarea in incaperi subterane neincalzite, caracterizate printr-un grad ridicat de umiditate si prin condensarea frecventa a vaporilor de apa (de exemplu: subsolurile cladirilor, exploatarile miniere subterane, calele vapoarelor,etc.);-Incaperi neincalzite, aflatedeasuprasolului siavndventilaienatural. Inaceasta categorie sunt cuprinse carcasele (cuvele) n care funcioneaz aparatele de exterior;-Functionare n mediul exterior, cnd aparatul este supus aciunii directe a precipitaiilor atmosferice si radiatiilor solare;-Functionareinmediul exterior, careareungradintensdepoluare(napropierea termocentralelor, combinatelor chimice etc.);-Funcionareancondiii speciale. Inacest cazaparatelesedistingnspecial prin modul derealizareal carcasei, putndfi aparateprotejatecomplet mpotrivaptrunderii prafului, aparate protejate mpotriva patrunderii prafului i apei, aparate protejate mpotriva ptrunderii apei carevinesubpresiunesirespectivaparate destinate functionariiinmediu exploziv.Deoarece n timpul funcionarii lor aparatele electrice pot fi supuse la diverse ocuri mecanice sau vibratii, prin proiectare se asigur de la caz la caz i o protecie mporiva acestor aciuni. Gradul de protecie este definit prin literele IP urmate de doua cifre, dintre care prima definetemodul deprotecie mpotrivacorpurilor straine( respectivaatingerii dectre personalul din exploatare a pieselor aflate sub tensiune), iar ceea de-a doua nseamn modul deprotecie mpotriva ptrunderii apei. Deexemplu, IP-00nseamnaunaparat complet neprotejat (deexemplu, unseparator), iar nnotaia IP-43, cifra4reprezint asigurarea proteciei utilajului mpotriva ptrunderii corpurilor straine solide cu dimensiuni mai mari de 1mm, cifra 3 semnific protecia mpotriva aciunii dunatoare a apei care cade sub form de stropi din orice direcie, dar sub un unghi de maximum 60o fa de vertical. Tensiunile si curentii nominali ai aparatelor electrice sunt normalizate prin STAS 553-30 si publicaia CEI 56-1: -Pentru aparatele de joasa tensiune, tensiunile nominale sunt cuprinse ntre (24-1200)V pentru cele de curent continuu si (24-1000)V pentru cele de curent alternativ.-Pentru aparatele de nalta tensiune atat de curent continuu ct i de curent alternativ, tensiunile nominale sunt cuprinse ntre: 3.6 si 765 KV. Pentru ambele categorii de aparate, curentul nominal este cuprins ntre 2A si 10.000A.Aceste valori sunt definite pentru condiii normale, adic pentru climatul temperat n care temperatura maxim a mediului ambiant este a max = 40o C, iar cea minim a min= -20oC pentruinstalatii deinterior i 50oCpentruinstalaii deexterior, altitudinealocului de montare a aparatului trebuie sa fie de maximum 1000 m deasupra nivelului marii.n cazul unei temparaturi mai mari a mediului ambiant (dect pentru cea pentru care a fost proiectat aparatul electic), sau a dispunerii ntr-o carcas a aparatului (proiectat iniial pentru a funciona deschis, neacoperit cu o carcasa, sau necufundat ntr-o cuv), curentul nominal al aparatului destinat a funciona neacoperit, trebuie neacoperit. De exemplu, pentru cazul cnd aparatele funcioneaza la naltimi mai mari de 1000 m n raport cu nivelul marii, curentul i tensiunea nominal trebuiesc diminuate (fa de valoarea lor normal, corespunzatoare funcionarii aparatului la nivelul marii) prin multiplicarea cu coeficienii din tabelul 1.1.h[m] In [A] Un [V]1000 1 12000 0.98 0.903000 0.96 0.806000 0.90 0.56Tensiunea de ncercare a rigiditatii dielectrice a aparatului proiectat se va diminua potrivit prescripiilor din standardele n vigoare.2.ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVEA ECHIPAMENTULUI PROIECTAT. CALCULULDE IZOLAIE. DETERMINAREA DIMENSIUNILORDE BAZA ALE ECHIPAMENTULUI2.1. ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE I A SCHEMEI APARATULUIAlegerea formei constructive cuprinde definitivarea schemei constructive i a structurii generaleaaparatului, aceastetapfiinddeosebitdeimportantsiimplicndun mare grad de responsabilitate.Schema constructiv a aparatului i aspectul su general se stabilesc n mare, fr a se intra n detalii ;naceststadiuesteimportantde avedeaaspecteleprincipale,eliminndu-secele secundare. Schema de principiu poate s nu reprezinte forma final a aparatului, respectiv a prilor sale componente, ns constructorul trebuie s aib o reprezentare mintal a lor, i a tehnologiei de realizare.Laalegereaschemei, aformei constructiveiaprilorcomponentealeaparatului, esteneaprat necesar sseianconsiderarecerinele, condiiile, principiilei orientrile specificatentemadeproiectare, condiiile de lucru ale aparatului,ct i cerinele pe care trebuie s le ndeplineasc aparatul proiectat i principiile de baz, corelate cu orientrile i tendinele moderne n domeniul construciei i proiectrii aparatelor electrice.n cadrul proiectrii aparatului, poate apare situaia cnd nu este posibil satisfacerea concomitent unor condiii impuse, sau chiar cnd condiiile impuse sunt contradictorii; n aceast situaie este necesar a cutasatisfacerea optimal a ctorva cerine dintre cele mai importante, dintre care se menioneaz : forma i dimensiunile cilor de curent, distanele de izolaie i caracterul compact al construciei aparatului luat n ansamblu.Schema constructiv a unui aparat de comutaie de exemplu, va trebui s fie astfel realizat, nct din ea s reias :Modul de dispunere a contactelor de rupere i numrul de locuri de rupere pefaz ;Modul de dispunere a camerelor de stingere ;Aspectul general al cilor de curent, i respectiv al elementelor componente ale acestora ;Modul de realizare a izolaiei electrice Schema cinematic a aparatului Modul de dispunere a mecanismului de acionare a aparatului Forma constructiv a carcasei aparatului Modul de dispunere i forma constructiv a elementelor de fixare a carcasei aparatului.Alegerea formei constructive a aparatului, n ansamblu, se va face concomitent cu stabilirea formei constructive pentru principalele pri componente ale acestuia (contactele, camerele de stingerei celelalteelementeaferentecilor decurent, mecanismul i lanul cinematicde acionare, izolatorii i respectiv carcasa cuva aparatului).2.2. ALEGEREA I CALCULUL DISTANELOR DE IZOLAIE ALE ECHIPAMENTELOR ELECTRICE2.2.1. CALCULUL DISTANELOR DE IZOLAIE LA APARATELE DE JOAS TENSIUNELa aparatele de joas tensiune izolaia se realizeaz, conform normelor i standardelor de stat, sub forma unor distane disruptive minime i a unor linii de conturnare minime, care sunt de ordinul milimetrilor. Astfel, conform STAS 553-80, ntre tensiunea nominal a aparatelor de joastensiuneitensiuneadencercare arigiditiidielectrice cufrecvenade 50Hz este fixat urmtoarea corelare [8] : TABELUL 2.1Un[V]24601253805008001200 Unc[V]500100020002300230030003000 Pentru asigurarea rigiditii dielectrice a pieselor aflate la poteniale diferite, n funcie de tensiunea nominal a aparatului, normele prevd valori minime ale distanelor de conturnare respectiv de strpungere [8]. De asemenea, sunt prezentate indicaii pentru determinarea distanelor de conturnare n