8. DISPOZIŢII CONSTRUCTIVEPENTRU STAŢII ŞI POSTURI DE

TRANSFORMARE

8.1. Aspecte generale

În continuare sunt prezentate câteva definiţii relevante pentru dispoziţii constructive, precum şi diverse clasificări ale staţiilor electrice.

Celula este spaţiul destinat pentru: instalarea/deservirea în exploatare a echipamentelor şi căilor de curent ale unui circuit.

În exploatare trebuie să putem interveni (pentru revizii sau reparaţii) la un circuit cu celelalte circuite în funcţiune/sub tensiune.

Schema de umplere (fig.8.1) este o schemă electrică monofilară prin care se încearcă să se pună în evidenţă modul în care este umplut spaţiul celulei.

Fig. 8.1. Schemă de umplere.

Convenţie: Legăturile verticale la aparate le vom reprezenta prin linii paralele cu înălţimea paginii.

Dimensiuni în plan: p – pasul celulei; L – lungimea celulei.Observaţie: De regulă, în staţii, aparatele de acelaşi tip se

aliniază. În dreptul drumului (D) avem, de exemplu, şirul de I şi şirul de TC.

D(drum)

BC

SBI TC SL

Bz

LEA

L (lungimea celulei)

p (pasul celulei)

Tipuri de staţii din punctul de vedere al protecţiei echipamentului faţă de mediul ambiant:

exterioare – echipamentele se află în aer liber; interioare – echipamentele sunt protejate faţă de

intemperii sau atmosferă poluantă prin carcase de zidărie, fier, tablă, material plastic.

Tipuri de celule din punctul de vedere al modului de delimitare: celule deschise fără delimitări (sunt în exterior) sau

delimitarea se face prin plasă de sârmă (să nu se depăşească distanţa admisibilă de către cel care lucrează în staţie faţă de celula sub tensiune);

celule semideschise parţial delimitate prin pereţi plini (celulele din staţiile A, C, D din laboratorul UPB). Pereţii plini opresc extinderea unor posibile defecte către celulele vecine şi protejează personalul care efectuează lucrări în interiorul celulei;

celule închise delimitate din toate părţile cu pereţi plini (staţia B din laboratorul UPB).

Tipuri de celule din staţii electrice după gradul de prefabricare:Celule prefabricate celule asamblate în fabrică.

Prefabricarea creşte calitatea produselor şi măreşte productivitatea prefabricarea ieftineşte staţiile.

Prefabricate: separatoare, întreruptoare, trafo de curent etc.Limitele prefabricării sunt determinate de gabaritele şi masa

de transportat.Criterii prioritare de alegere a tipului staţiei şi al celulei: protecţia vieţii oamenilor; ef. ec. (conform unui criteriu de tip: CTA, VNA etc.).

Restricţii ce pot interveni la alegerea tipului staţiei: de teren (suprafaţă prea mică sau formă neconvenabilă); de poluare a mediului ambiant; de ordin estetic etc.

8.2. Dispoziţii constructive pentru staţii de tip exterior

8.2.1 Aspecte cu caracter general pentru staţii exterioare

Distanţe minime admisibile în aer prevăzute de norme.Aceste distanţe sunt de două categorii:– de izolaţie;– de protecţie a vieţii oamenilor.Distanţe de izolaţie, conform PE 101 (fig. 8.2)

Fig. 8.2. Distanţe de izolare între faze (A) şiîntre o fază şi părţi de instalaţie neizolate faţă de pământ (Ao).

Tabelul 8.1

Distanţe de izolare conform PE 101/85

Ums [kV] 24 123 245 420 765Ao [mm] 300 900 1800 3100 5500A 1,1 Ao [mm]

330 1000 2000 3400 8000

Ao: distanţa dintre extremitatea unui conductor fazic şi părţi de instalaţie care nu sunt izolate faţă de sol (faţă de pământ).

A: distanţa dintre extremităţile conductoarelor a două faze distincte;

A>Ao întotdeauna deoarece este mai gravă afectarea a două faze decât a uneia singure.

A0 AA

Ca distanţe de izolaţie se mai normează: Avânt, Ascc (fig. 8.3).

Fig. 8.3. Distanţe de izolare între faze la vânt (Avânt) şi după apariţia unui defect (Ascc).

Distanţe de protecţie a personalului

Pentru personalul care circulă în staţie (inspecţie vizuală, manevre cu separatoare etc.)

Există două soluţii pentru realizarea acestor distanţe: supraînălţarea bazei izolatorului echipamentului la min. 2,3

m faţă de sol (vezi fig. 8.4); împrejmuirea echipamentului ce se poate afla sub

tensiune (vezi fig.8.5).

Fig. 8.4. Distanţe de protecţie a personalului realizate prinsupraînălţarea echipamentului.

AvântAscc

supraînălţarea

min. 2300 mm

C=A0+2500 [mm]

Fig. 8.5. Distanţe de protecţie a personalului realizate prinîmprejmuirea echipamentului.

Între suprafaţa izolatorului, cu o anumită distribuţie de potenţial de-a lungul său şi împrejmuire se intercalează un spaţiu B şi dincolo de el se dispune un gard de h=min 2000 [mm].Împrejmuire:

– din perete plin: B1=Ao+30 [mm] – determinată de posibilele deformări ale tablei;

– din plasă de sârmă cu ochiuri de max. 20/20 [mm]: B2=Ao+100 [mm] – determinată de lungimea degetului (sau a creionului)

– de tip barieră: B3=Ao+750 [mm] – determinată de lungimea mâinii.

2000

BC=A0+2500[mm]

împrejmuire

spaţiu în care nu trebuie să existe conductoare sau să fie oameni

Pentru personalul care efectuează lucrări, cu instalaţiile din jur aflate sub tensiune (vezi fig.8.6).

Trebuie să realizăm spaţiul necesar pentru om şi sculele lui. Suplimentar se interpun distanţe de izolaţie (D şi E).

D=Ao+1250 [mm] distanţă faţă de părţile de instalaţie neîngrădite rămase sub tensiune;

E=Ao+600 [mm] distanţă faţă de părţile de instalaţie sub tensiune care sunt deasupra domeniului de lucru.

Fig. 8.6. Distanţe de protecţie a personalului care efectuează lucrări cu instalaţiile din jur aflate sub tensiune

D=A0+1250 [mm]DOMENIUL DE LUCRU

E=A0+600[mm]~

Pentru personalul care trebuie să asigure transport de echipamente prin staţie.

Pentru acest scop se prevăd drumuri (vezi fig. 8.7). Pentru estimarea acestor distanţe se precizează tipul de cărucior sau de camion care trebuie să pătrundă în staţie. Se are, de asemenea, în vedere pentru determinarea gabaritului de transport, echipamentul cel mai mare ce poate fi transportat şi gabaritul utilajelor de transport, tracţiune şi ridicare necesare.

Fig. 8.7. Distanţe de protecţie a personalului care trebuie să asigure transport de echipamente prin staţie.

Se adaugă 2x350 [mm] pe laturi pentru că utilajul de transport poate să nu circule drept.

Fvert.=A0

Foriz.=A0+750[mm]

GABARIT UTILAJ

TRANSPORT

~

L+2x350[mm]

L

Distanţe faţă de gardul staţiei(vezi fig.8.8).H distanţa minimă faţă de sol a conductoarelor la ieşirea

din staţie.H> (la ieşirea din staţie) decât:

6 m la 110 kV,7 m la 220 kV,8 m la 400 kV.

Fig. 8.8. Distanţe faţă de gardul staţiei.

G=A0+2500[mm]

≥2000[mm]

H

gard

Dispoziţii constructive pentru bare colectoare şi legături dintre aparate

Legături conductoare rigideConductoarele pot fi: conductoare dreptunghiulare (tip

bară) (se folosesc în instalaţii cu tensiuni până la 2035 kV)

conductoare rotunde (tip ţeavă) (se folosesc la tensiuni mari, amperajele fiind relativ mici).

Muchiile pot favoriza apariţia descărcării Corona la tensiuni mari (peste 60 kV).

Fixarea conductoarelor rigide: pe izolatoare suport (fiecare tronson se fixează numai de

unul din izolatoarele pe care se sprijină se oferă posibilitatea modificării lungimii prin dilatare se evită apariţia de eforturi la încovoiere în izolatoarele suport);

pe izolatoarele aparatelor (fixare elastică).

Legături conductoare flexibile.Se folosesc legături tip funie, de exemplu din Al-Ol. Fixarea

lor se face cu ajutorul lanţurilor de izolatoare (vezi fig.8.9). Se preferă lanţurile de izolatoare de întindere săgeata conductorului este mai mică h stâlp mai mică şi lanţurile de izolatoare sunt spălate mai bine de ploaie.

f (săgeata) < 6% din deschidere

Fig. 8.9. Săgeata

Pentru a avea săgeţi mici se recomandă adoptarea unor deschideri mici.

f (săgeata)

Deschidere

Dispoziţii constructive pentru separatoare Cu cei 3 poli fazici alăturaţi (vedere de sus):

Fig. 8.10. Separator cu cei 3 poli fazici alăturaţi

Cu cei 3 poli fazici în linie (vedere de sus):

Fig. 8.11. Separator cu cei 3 poli fazici în linie

Cu un pol fazic decalat (soluţie folosită când nu există spaţiu suficient):

Fig. 8.12. Separator cu un pol fazic decalat

Cu cei trei poli fazici dispuşi în diagonală. Se utilizează separatoare pantograf.

Fig. 8.13. Separator cu cei trei poli fazici dispuşi în diagonală

d

C

A

B

A B C

5d

ddd d d

C

A B

d d d d

4d

(a)

(b)

separator pantograf

(b)

(a)

Avantajele folosirii separatoarelor pantograf: distanţa de izolaţie se mută total pe verticală; un plan de legături (a) putem să-l sprijinim pe izolator.Separatorul pantograf are dublul rol: de separator şi de

suport pentru conductoare.

Dispoziţia constructivă a celorlalte aparate (întreruptoare, TT, TC, descărcătoare, bobine de zăvorâre-Bz)

În marea majoritate, acestea se dispun supraînălţate, cu baza izolatorului la 2300 [mm] faţă de sol.

Când se foloseşte dispunerea pe fundaţii mai joase (destul de rar) este obligatorie împrejmuirea acestora.

Soluţia cu aparatele suspendate (vezi fig.8.14.):

Fig. 8.14. Soluţia constructivă cu aparatele suspendate

De obicei, fiecare cameră de stingere la întrerupător stă pe un izolator suport. În această dispoziţie, izolatorul suport a fost înlocuit prin două lanţuri de izolatoare în “V” de care s-a suspendat o cameră de stingere (soluţie utilizată în Franţa). Apar dificultăţi de realizare a comenzii la întrerupător. Avantajul suspendării apare un spaţiu liber dedesubt, unde se pot plasa alte aparate staţia este mai compactă şi mai ieftină.

Descărcătoarele şi Bz se pot monta şi ele suspendat.

stâlpi

rigla cadrului

min.8÷10[m]

La noi în ţară, de obicei, se montează suspendat numai Bz.În majoritatea cazurilor aceleaşi aparate din circuite diferite

se dispun aliniat (pe şiruri). Concepţia constructivă este în mare măsură condiţionată de aşezarea separatoarelor de bare.

Dispoziţia constructivă a cadrelor, a suporţilor pentru supraînălţarea aparatelor şi a izolatoarelor suport

Dispoziţia constructivă a cadrelor.Aspecte de interes: geometria cadrelor şi materialul cadrelor

Geometria cadrelor: Cu fazele dispuse în plan orizontal:a.1. – soluţie mai compactă;a.2. – este utilă când rigla orizontală devine foarte lungă

(pentru staţii de 750, 1250kV) se creează două puncte de susţinere intermediare (nu mai este un cadru cu fixări laterale).

a.1. a.2.

Fig. 8.15. Cadre cu fazele dispuse în plan orizontal

rigleorizontale

A

minA=1,1A0

B C

stâlpi

CA BA0 A0

min 2A0

Observaţie: Nu se văd izolatoarele, deoarece la cadre avem izolatoare de întindere.

Cu fazele dispuse în plan înclinat proiecţia în plan este mai mică.

Exemplu: Staţia 220-400 kV Porţile de Fier (vezi fig. 8.16).

Fazele A, B şi C au izolatoare de întindere (nu se văd).

Fig. 8.16. Dispoziţie constructivă Porţile de Fier

Tabelul 8.2

Dimensiunile orientative ale cadrelor folosite la diverse tensiuni

Un

[kV]

Lungimea riglei[m]

(pasul celular)

Deschideri uzuale între cadrele de întindere ale barelor colectoare, [m]

Înălţimea cadrelor[m]

110 8..……9 (10) 30……40 8……11220 14……17 ~ 50 (24 celule) 11…..16400 22…...30 ~ 70 (23 celule) 16…...24765 40……50 ~100 (2 celule) 20…..26

Materialele din care se realizează cadrele şi suporţii de supraînălţare:

Beton armat (necesită fier rotund) nu necesită întreţinereDezavantaje :

- masă mare manevrare dificilă;- este mai greu de urcat pe stâlpi de beton;- fabricarea lor înglobează energie multă (cimentul).

C

A

B

B

Rigle orizontale din beton armat se folosesc până la lungimea riglei de 9 m utilizare numai pentru staţii de 110 kV la noi în ţară.

Zăbrele de fier sau tablă; se folosesc pentru rigle orizontale pentru Un220 kV

Dezavantaj necesită vopsiri periodiceAvantaj sunt mai esteticeSoluţii folosite: grinzi cu zăbrele cheson (tablă groasă sudată în jurul unui perimetru gol).Lemn. Se foloseşte foarte rar şi numai la instalaţii provizorii

(lemn impregnat max. 30 ani durată de viaţă).

Dispoziţia constructivă a paratrăsnetelor. În România se folosesc paratrăsnete tip tijă (paratrăsnete verticale). Tija se sudează de metalul montanţilor.

În alte ţări se folosesc conductoare orizontale. La ele apare pericolul ca în cazul ruperii să se producă scurtcircuite (chiar trifazate).

Dispunerea cablurilor de circuite secundare şi a eventualelor conducte de aer comprimat

Cabluri De obicei cablurile se dispun în canale betonate, care au

în interior console din fier beton (vezi fig.8.17).

Fig. 8.17. Dispunerea cablurilor în canale betonate

Cablurile de energie se dispun pe rastelele superioare, iar cele de comandă şi control pe rastelele inferioare.

console

750mm

750mm

dispunerea consolelor în lungul canalului (vedere de sus)

Canalele au o mică pantă pentru a permite evacuarea apei. Canalele sunt acoperite cu dale de beton (care constituie şi drumuri pentru personal).

Măsuri PSI (prevenirea şi stingerea incendiilor): se prevăd ziduri ignifuge din loc în loc. Prin ele se trec cablurile, în jurul lor punându-se vată de sticlă şi ghips. Se înrăutăţesc condiţiile de răcire ale cablului, dar se rupe flacăra dacă un cablu, de exemplu, de circuite secundare ia foc.

Cablurile se mai pot dispune direct în pământ sau deasupra solului pe estacade.

Conducte de aer comprimatConductele de aer comprimat se pot dispune în canale betonate.Circuitele secundare se pot dispune în două concepţii:

centralizat toate circuitele secundare vin în camera de comandă (CC) a staţiei;

decentralizat (modern) la CC vin numai informaţiile absolut necesare (care sunt utile în fiecare moment). Restul circuitelor merg în cabine de relee plasate pe teritoriul staţiei (conţin contoare, relee etc.). Cabinele trebuie să aibă condiţii corespunzătoare de umiditate şi temperatură.

Drumuri şi iluminatul staţiilor

Drumuri. Rolul lor aducerea echipamentelor la montaj sau pentru înlocuire (vezi distanţele F).

Se prevăd: de-a lungul şirului de întreruptoare (aparatele cele mai

solicitate). Drum între I şi TC. drum paralel cu şirul de trafo sau autotrafo de forţă.

Iluminat. Iluminatul nocturn este necesar pentru manevre şi se face cu corpuri de iluminat dispuse pe montanţii (stâlpii din staţie) sau pe stâlpii proprii.

Atenţie la dispunerea corpurilor de iluminat pentru a nu crea umbre înşelătoare cu privire la poziţia aparatelor

Fig. 8.18. Dispunerea corpurilor de iluminat

Dispunerea transformatoarelor şi autotransformatoarelor

Fig. 8.19. Vedere şi secţiune prin zona de dispunere a trafo la peretele centralei.

montant

stâlp propriu

Sala cazane

-lor

Degazor + Staţie

servicii proprii

Sala maşini

-lor

Staţie interioară

6 kV

TblocTsp

TblocTsp

T1

T2

DT

ziduri ignifuge

Soluţie pentru o centrală cu grupuri mici racordate la MT

Soluţie pentru o centrală cu grupuri

mari

Staţie exterioară

110 kV

CC

Staţie exterioară

220 kV

ziduri ignifuge

Tbloc

Sala maşinilor

~

F F

cadru la staţia de 220 kVbare

capsulate

Tsp

Legătura de la generator la Tbloc se realizează protejat (capsulat):

Fig. 8.20. Bare capsulate

Carcasele sunt din Al şi protejează barele împotriva căderii unor obiecte (crengi de exemplu) pe legătura de la generator la trafo. Carcasele se fabrică din Al deoarece Al este mic RI2 mici în carcasă datorită curentului indus (această legătură este o cale de curenţi mari).

Trafo bloc se poate aşeza în două moduri: aproape de sala maşinilor sau de staţia interioară de 6 kV

se scurtează legăturile de MT (de curenţi mari) se lungeşte legătura de 110 kV (de curenţi mici).

aproape de staţia exterioară şi mai departe de sala maşinilor.

În România se preferă prima soluţie.

Aspecte PSI (prevenirea şi stingerea incendiilor). Uleiul transformatoarelor (şi AT) are calităţi foarte bune ca izolator şi de evacuare a căldurii, dar prezintă două riscuri:

risc primar – la apariţia unui arc electric (defect de izolaţie), uleiul din zonă se gazeifică practic instantaneu explozie în interiorul cuvei.

risc secundar – după explozie, uleiul se şi aprinde, prelingându-se rapid şi propagând incendii.

A B C

Măsuri de reţinere a uleiului în caz de explozii sau prelingere:

la trafo mici (sute kVA) cu mai puţin de 1t ulei se realizează prag de beton;

la trafo mari, sub ele se realizează câte o cuvă din beton care are dimensiunile ce depăşesc cu circa 1m perimetrul trafo. În partea superioară a cuvelor se dispune un grilaj metalic pe care se pune piatră spartă (fracţionează flacăra).

Volumul cuvelor: cu 100% reţinere a uleiului; cu min. 25% reţinere din volumul total al uleiului, cu

condiţia să existe o conductă sau o cuvă comună (se trimite ulei şi în cuva unui trafo alăturat).

Distanţe minime între trafo:pentru cazul a două trafo dintre care cel puţin unul cu între ele trebuie să se asigure:

min. 15 m distanţă sau zid despărţitor ignifug.

Distanţe minime între trafo şi zidul clădirii: min 1,25 m. Zidurile sălii maşinilor se construiesc rezistente la foc.

Instalaţia de stingere a incendiilor:Normele prevăd obligativitatea unor astfel de instalaţii numai în cazul marilor trafo. Apa sub presiune este evacuată prin nişte duze şi se stropeşte trafo la comanda unor detectoare de temperatură.

8.2.2 Dispoziţii constructive pentru SRA

Se prezintă concepţiile tipizate la noi în ţară (vezi fig. 8.21 şi fig.8.22). SRA este acronimul pentru staţie de racord adânc.

Fig. 8.21. Secţiune şi schemă de umplere pentru o SRA 110 kVcu circuite bloc linie-trafo.

Pentru două blocuri trafo-linie aparatele se dispun aliniate. În secţiune se vede o singură fază, celelalte două fiind mascate de aceasta. Dacă lungimea LEA până în SRA este mai mică de 5 km se renunţă la întrerupător. Existenţa separatorului este obligatorie pentru lucrul la trafo. Între cele două blocuri linie-trafo, nu există legături transversale.

Fig. 8.22. Secţiune şi schemă de umplere pentru SRA 220-400 kV.

DT DI

STCIOAT

DRVDRV

L=42.000

p=20.000

BZ

LEA

TECU

LEA

8.2.3 Dispoziţii constructive pentru staţii exterioare având schema cu 1BC

Soluţia cu conductoare flexibile şi legături la barele colectoare pe dedesubtul acesteia (soluţie tipizată), (vezi fig. 8.26).

Celulele sunt dispuse faţă în faţă şi întrerupătoarele pe două şiruri.

Tabelul 8.3Dispoziţii constructive

a.1. Soluţie cu bare colectoare elastice

a.2. Soluţie cu bare colectoare de tip ţeavă sprijinite pe izolatoarele suport, cu cadre de sprijin din loc în loc.

- DI drumul între I şi TC- canale de circuite secundare se dispun în zona I, MOP de unde se preiau informaţiile către şi dinspre camera de comandă (CC).- la BC se dispun pe fiecare fază izolatoare de întindere în V.

- Dispunerea TT tip TECU în circuit are două scopuri:- informaţii asupra tensiunii pe linie;- una din capacităţile TECU este

utilizată pentru transmisii de înaltă frecvenţă;

Izolatoarele Suport (IS) se dispun pentru că distanţele între aparate sunt mari.

Soluţia cu BC tip ţeavă şi legăturile la BC pe deasupra lor: (fig. 8.27 respectiv Anexa 1).

Această soluţie este cu întreruptoarele pe un singur şir. Întreruptorul trafo T poate fi şi el ocolit pentru revizii sau reparaţii. Ieşirile în LEA şi la T sunt de o parte şi de cealaltă a BC.

Prima soluţie cu întreruptoarele pe două şiruri nu permite ocolirea cu ajutorul Coc a întreruptorului trafo T.

Dezavantajul celei de-a doua soluţii este supratraversarea BC cu legătura la trafo legătura aceasta trebuie dimensionată foarte bine deoarece ruperea unui conductor poate provoca scurtcircuit trifazat pe BC.

8.2.4 Dispoziţii constructive pentru staţii exterioare având schema cu 2 BC şi câte un singur întreruptor pe circuit

“Personalitatea soluţiilor” este dată de steaua dintre I (întreruptor) şi SB (separatoarele de bare).

Fig. 8.23. Steaua de legătură

Steaua de legături poate fi dispusă constructiv în mai multe soluţii:

dispoziţii cu steaua de legături pe deasupra BC; dispoziţii cu schema de legături dedesubtul BC; dispoziţii cu celule faţă-în-faţă pe acelaşi pas celular.

Dispoziţii cu steaua de legături pe deasupra BC. Dispoziţia cu steaua de legături suspendată pe un portal dispus central între cele două sisteme de bare colectoare şi cele două separatoare de bare (vezi. fig. 8.28 respectiv Anexa 2).

Se va prezenta soluţia constructivă pentru o staţie cu 2BC+BOC, cu ocolirea numai a circuitelor de linie (LEA 110 kV). Fiecare pas celular este ocupat numai de un singur circuit în prelungirea circuitului spaţiul rămâne neocupat (pe acelaşi pas celular nu încap patru SB pentru a putea dispune două celule în prelungire). Steaua de legături este suspendată de doi portali centrali (PC şi PLEA).

De obicei, liniile ies pe o parte şi trafo se dispun pe cealaltă parte a staţiei Soluţia necesită mult teren. În ceea ce priveşte celula CTv, legătura la separatorul de bare de la bara BC1

blochează drumul de întreruptor; CTv se dispune la extremitatea inextensibilă a staţiei (acolo drumul este blocat de acest separator).BOC se dispune numai pe o parte se pot ocoli numai întreruptoarele dispuse pe şirul dintre BC2 şi BOC.

SB1 SB2

TCSL

I

B1

B2

Dispoziţie cu steaua de legături suspendată deasupra barelor colectoare. Barele colectoare sunt sprijinite pe separatoarele de bare care au polii dispuşi în linie (vezi. fig. 8.29 respectiv Anexa 3).

Barele colectoare se dispun pe polii SB în linie (în tandem):

Fig.8.24. Dispunere în linie

Steaua de legături este suspendată. Nu există portal central. Pe acelaşi pas celular nu se pot dispune două celule soluţia necesită suprafeţe de teren mari.

CTv ocupă doi paşi celulari, deoarece trebuie să se ajungă cu legătura conductoare la celălalt SB.

Fig.8.25. Dispunerea cuplei transversale (schema de umplere)

A1

B1

C1

BC1 BC2

CTV

Fig. 8.26. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie, trafo dispuse faţă în faţă. Staţie de 110kV cu 1BC şi BOC şi bare din conductoare flexibile.

T DRV TC

I SBISSLTC

DI

BZ LEA

SB I Soc

COC

BOCBC

DI

LEA

Fig. 8.27. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie, trafo dispuse pe paşi celulari diferiţi. Staţie de 110kV cu 1BC şi BOC şi bare din conductoare rigide.

DI

BZ

BC BOC

LEA

COC

ST

T

LEA

Fig. 8.28. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie şi CTv dispuse pe paşi celulari diferiţi, cu steaua de legături suspendată pe un portal dispus central între cele două sisteme de bare colectoare. Staţie de 110kV cu 2BC şi BOC şi bare din conductoare flexibile.

DIBC1 LEABZ

BOC

DI BC2

CTV

LEA

Fig. 8.29. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuit de linie, soluţie cu steaua de legături suspendată deasupra barelor colectoare. Staţie de 220kV cu 2BC.

BC1 DI1

BZ

LEA

BC2 DI2

LEA

Soluţia introduce şi ideea de întreruptor dispus sub un portal de întreruptor (PI):

Figura 8.30. Întreruptor dispus sub un portal de întreruptor

Portalul de întreruptor permite şuntarea întreruptorului pentru realizarea legăturii de ocolire (cu linie punctată).

Dispoziţie cu steaua de legături suspendată deasupra barelor colectoare şi numai unul dintre separatoare cu polii în linie pentru susţinerea barelor colectoare (combinaţie între soluţiile A1 şi A2). (vezi fig. 8.34 respectiv Anexa 4).

Dispoziţii cu schema de legături dedesubtul BCDispoziţie cu steaua de legături sub barele colectoare şi

sprijinită pe izolatoarele separatoarelor de bare dispuse în linieFazele separatoarelor de bare se dispun în linie:

Figura 8.31. Fazele dispuse în linie

Se prezintă o soluţie pentru o staţie cu 2BC+B0C şi întreruptoarele dispuse pe un singur şir între o bară colectoare şi. B0C (vezi. fig. 8.35).

Avantajele soluţiei: steaua de legături este sub BC se lasă liber planul de

deasupra BC două avantaje: se poate realiza CTv pe un singur pas celular;

pol de la care pleacă legătura la BC

pol de separator care sprijină steaua de legături

se pot dispune pe acelaşi şir şi întreruptoarele din celulele de trafo. De obicei trafo se dispune vizavi de ieşirile în linii.

Variantă cu fazele barelor colectoare în plan înclinat adoptată la staţia 400 kV CHE Porţile de Fier I (vezi fig.8.36 respectiv Anexa 5):

pe malul Dunării nu era suficient loc distanţele de izolare dintre fazele barelor colectoare s-au mutat din plan orizontal în plan înclinat.

separatoarele de bare la 400 kV se dispun în linie cu o fază decalată pentru a reduce pasul celulei.

Observaţie: TC varianta 2 s-a scos de lângă întreruptor. El nu se mai ocoleşte odată cu întreruptorul de pe circuitul respectiv. Ideea se foloseşte în staţii în care cupla de ocolire trebuie să ocolească pe rând întreruptoare de amperaje diferite (pe linii şi trafo). TC se leagă şi la circuitele secundare ale cuplei de ocolire

Variantă având doar unul din separatoarele de bare dispuse în linie cu scopul de a susţine steaua de legături (vezi. fig. 8.37 respectiv Anexa 6): SB1 şi S0C au polii dispuşi

alăturat: SB2 are polii dispuşi în linie pentru a susţine steaua

de legături:

Variantă cu separatoare pantograf dispuse în diagonală:Acest separator mută distanţele de pe orizontală pe verticală.

Închiderea pe verticală şi nu în plan orizontal (ca la separatoarele de 110 şi 220 kV, de exemplu), micşorează lungimea celulei. Separatoarele sunt dispuse în diagonală se reduce pasul celular (vezi. fig. 8.38 respectiv Anexa 7).

Dispoziţii cu celule faţă-în-faţă pe acelaşi pas celular.Soluţii constructive pentru dispunerea a câte două celule

(circuite) de o parte şi de alta a sistemelor de bare colectoare pe un acelaşi pas celular.

Pe un acelaşi pas celular se dispun două celule faţă în faţă. Scopuri urmărite:

compactarea staţiei; utilizarea îmbunătăţită a terenului; economii de investiţii (se scurtează căile de curent şi

circuitele secundare).Motivul dispunerii celulelor faţă în faţă: în soluţiile

prezentate până acum nu dispunem vizavi de celula figurată nici o altă celulă, cauza fiind că, pe lângă cele 2 SB existente pentru o celulă, nu mai încăpeau încă 2 SB cu legăturile lor spre întrerupător pentru cealaltă celulă pe care am fi dorit s-o dispunem vizavi.

Soluţia de tip înalt Dinculescu.Barele colectoare şi separatoarele de bare se dispun în

planuri suprapuse. Ideea s-a folosit în 1929 la 60 kV (vezi. fig. 8.39 respectiv Anexa 8).

Avantaje: permite realizarea a două stele de legături laterale pe un

acelaşi pas celular; permite dispunerea celulelor faţă în faţă. Dezavantaje: înălţime mare; existenţa PODEST (pod-estacadă) pentru revizii reparaţii

la BC, care implică consumuri mari de materiale.

Dispunerea unuia dintre cele două sisteme de bare colectoare în U sau H.

Figura 8.32. Dispunerea în U a barelor colectoare (şi a barei de ocolire)

Se dispune de spaţiu pentru a introduce cele patru separatoare de bare. Legătura în U se recomandă să se facă la capătul inextensibil al staţiei. Soluţiile propuse în proiectare trebuie să prevadă posibilităţi de extindere în viitor.

Figura 8.33. Dispunerea în H

Vom prezenta, în continuare, o schemă cu dispunerea unuia din cele două sisteme de BC în H, cu steaua de legături sub barele colectoare sprijinită pe separatoare de bare aşezate în linie. Legătura în H se poate realiza la CTv, pentru BC şi la COC, pentru BOC (în acest caz, vizavi de COC nu se mai poate dispune alt circuit) (vezi. fig. 8.40 respectiv Anexa 9).

BOCBC2BC1BC2BOC

unul dintre cele două sisteme de BC înconjoară celălalt sistem

BOCBC2BC2

BC1

Dispunerea circuitelor faţă în faţă în concepţia cu barele colectoare având faze mixte

Se folosesc 4 separatoare monopolare/fază. Este o soluţie simplă dar fără o mare răspândire (v. fig. 8.41 respectiv Anexa 10).

Particularităţi ale soluţiei: I sunt dispuse sub PI şuntare comodă pentru ocolirea I

cu ajutorul CTv (o BC este folosită drept BOC şi CTv este folosită drept COC);

la celula de AT, TC se şuntează odată cu I, deoarece CTv

are TC de acelaşi amperaj (de exemplu, 1000 A); la celula de LEA se şuntează numai I, TC rămâne în

circuit pe perioada ocolirii, deoarece el este de amperaj mai mic (400500 A) faţă de TC al CTv care este de amperaj mare (1000A).

Fig. 8.34. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuit de linie, soluţie cu steaua de legături suspendată deasupra barelor colectoare şi numai unul dintre separatoare cu polii în linie pentru susţinerea barelor colectoare. Staţie de

110kV cu 2BC.

BC1 DIBC2

BZ

LEA

D

LEA

Fig.8.35. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie şi CTv, soluţie cu steaua de legături sub barele colectoare. Staţie de 110kV cu 2BC şi Boc.

Fig.8.35. (continuare). Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie şi CTv, soluţie cu steaua de legături sub barele colectoare. Staţie de 110kV cu 2BC şi Boc.

separatoarele de bare din celula de LEA si SB1(CTv) văzute de sus

d

d

d

dd

5d

TCI SL SOC

DI

BZ LEA

BOCBC2BC1

M

T

DT

Fig. 8.36. Secţiune pentru circuit de linie, soluţie cu steaua de legături pe sub barele colectoare cu fazele dispuse în plan înclinat. Staţia de 400kV Porţile de Fier I. Schemă

cu 2BC+Boc.

fază decalată

II

C1A1 B1

faza B1 ocoleşte stâlpul

BOC

BC1

TCvar 1

TCvar 2

SOCSL

d

4d

LEA

Fig. 8.37. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuit de linie, soluţie cu steaua de legături sub barele colectoare cu unul din separatoarele de bare dispuse în linie cu

scopul de a susţine steaua de legături. Staţie de 110kV cu 2BC şi Boc.

BC1 BC2

BZ

LEABOC

LEA

Fig. 8.38. Secţiune pentru circuit de linie, soluţie cu steaua de legături sub barele colectoare cu separatoare pantograf. Staţie de 110kV cu 2BC.

Fig. 8.39 Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie şi trafo dispuse faţă în faţă pe un acelaşi pas celular. Soluţia de tip înalt Dinculescu. Staţie de 110kV cu 2BC.

BZ

LEA

DT

LEA

Fig. 8.40. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie şi trafo dispuse faţă în faţă pe un acelaşi pas celular. Soluţia cu barele dispuse în H. Staţie de 110kV cu

2BC+Boc.

DIDT

LEA

TBZ LEA

IS

COC

BC1BC2

BOC

CTV

IS

A

A’

B’

BC1

IS

BOC

Figura 8.41. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie şi trafo dispuse faţă în faţă pe un acelaşi pas celular. Soluţia cu faze mixte. Staţie de 220kV cu 2BC.

A1 B1 B2 C2C1 PIPI

A2A1

A2

8.2.5 Dispoziţii constructive pentru staţii cu (N+1)I/N circuite

Sunt staţii cu 2BC la care, pentru fiecare subansamblu de N circuite se folosesc în comun N+1 întreruptoare:

nI – număr de întreruptoare pe circuitAcest tip de schemă se foloseşte la ÎT şi FÎT: 400, 765, 1200 kV.Vom prezenta dispoziţia constructivă pentru o staţie cu 1,5 întreruptoare/circuit şi Un=400 kV (CNE Cernavodă).

Fig. 8.42. Secţiune şi schemă de umplere pentru circuite de linie şi trafo. Staţie de 400kV cu 2BC şi 1 şi ½ întreruptoare pe circuit.

DI DIDI

BC2

BZ

SL

LEA

BC1

ST

T

DT

8.2.6 Dispoziţii constructive pentru staţii cu scheme poligonale

Varianta în zig-zag permite alinierea tuturor întreruptoarelor pe un singur şir în faţa unui drum DI.

Observaţie: Schema se poate extinde prin adăugare de noi laturi şi noduri cu circuitele aferente.

DI

AT1

DTBZ

LEA1

AT2

LEA2

BZ

BZ

A

N1

N2

N3

N4

N5

LEA3

3IS 3IS

A

Secţiune A-A

Fig. 8.43. Secţiune pentru circuite de linie şi trafo. Staţie de 220kV de tip pentagon.

LEA

8.2.7 Dispoziţii constructive pentru posturi de transformare pe stâlpi (PTA)

PTA = Post de transformare aerian.Reamintim faptul că postul de transformare este o staţie

coborâtoare de la o tensiune medie la joasă tensiune. Soluţia constructivă se foloseşte în mediul rural.

Fig. 8.44. Dispoziţie constructivă pentru PTA.

Avantajele soluţiei: soluţie sigură în alimentarea consumatorilor; investiţii relativ scăzute: soluţie sigură pentru oamenii care circulă şi trăiesc în jur.Trafo T se montează pe o platformă sau agăţat de stâlp.Aparatajul este eşalonat pe înălţime: la partea superioară există eclatoare cu coarne (E) pentru

protecţia la supratensiuni; siguranţe fuzibile; trafo (T); cutie de distribuţie (CD).

LEA1

(JT)

CD

T

LEA2

(JT)

SF (MT)

MT

min 4000 faţă de sol

stâlp de beton

1100 faţă de sol

T

SE (Eclator antipasăre)

SF (MT)

SF (JT)

CD400V (500÷1140)

De la un astfel de PTA pot pleca până la patru circuite trifazate (3f+Nul) de JT. Stâlpii pe care se dispun PTA sunt, în general, din beton. În funcţie de puterile trafo din PTA, acestea se dispun:

pe un stâlp de beton, pentru trafo de 100; 160; 250 kVA; pe doi stâlpi de beton, pentru trafo de 400 kVA. la sol, împrejmuit, pentru trafo cu SnT630 kVA.Toate aceste posturi au un singur trafo. Separatorul S nu se

dispune obligatoriu:

Fig. 8.45. Dispoziţie separatoare

Dacă dorim să lucrăm la PTA, se deconectează sarcina din CD, iar curentul de mers în gol al trafo, se deconectează prin S. Dacă nu se dispune S, la lucrări în PTA, se scoate întreaga reţea de sub tensiune (toate posturile). S se dispune pe un stâlp alăturat, pe capul stâlpului.

Fig. 8.46. Separator STEP

SS

PT20 PT21

Tip STEP

8.2.8 Tendinţe privind echipamentele şi dispoziţiile constructive ale staţiilor electrice de înaltă tensiune

Tendinţe privind echipamente de comutaţie.

ÎntreruptoareÎn prezent, există în exploatare curentă următoarele tipuri

de întreruptoare: cu ulei mult, cu ulei puţin, cu aer comprimat, cu hexafluorură de sulf (SF6), cu vid.

Dezavantaje ale întreruptoarelor cu ulei: pericol de incendiu, cheltuieli ridicate de exploatare şi întreţinere, capacitate de rupere redusă, necesitatea înserierii mai multor camere de stingere pe

pol.

Dezavantaje ale întreruptoarelor cu aer comprimat: necesită instalaţii de producere a aerului comprimat, zgomot ridicat în exploatare.

suprafeţe de instalare mari, consumuri importante de energie pentru servicii

proprii, indicatori economici dezavantajoşi.

Tendinţe: la ÎT camere de stingere cu hexafluorură de sulf şi

presiune unică, cu compresie simplă sau asistată termic, la tensiuni medii întreruptoare cu vid, generale

- simplificare constructivă,- creşterea performanţelor (capacitate de rupere mărită

etc.),- siguranţă mărită în exploatare,- reducerea cheltuielilor de exploatare.

Tendinţe privind celulele electrice de ÎT

Staţiile electrice existente în reţelele de distribuţie a energiei electrice din SEN se caracterizează prin:

grad de uzură fizică ridicat, echipamente de fabricaţie românească sau importate din

ţări est- europene, care prezentau rămâneri în urmă faţă de echipamentele fabricate de firme cu tradiţie din ţările cu tehnologii avansate,

cheltuieli ridicate de exploatare, impact asupra mediului ambiant (vizual, poluare a

solului, etc.).Compensarea parţială a efectului negativ provocat de

existenţa unor echipamente neperformante şi nesigure în exploatare s-a făcut, în general, prin adoptarea unor scheme de circuite primare mai complicate în raport cu practica din alte ţări.

folosirea unui număr mare de echipamente, cu probleme de calitate şi fiabilitate,

costuri ridicate de investiţii şi de exploatare.

Dezavantaje ale soluţiilor “clasice” sunt: separatoarele cu izolaţia între contactele deschise în aer.

Aceste separatoare ocupă o suprafaţă mare de teren, necesită operaţii de întreţinere (revizii, reparaţii) care, chiar dacă nu sunt foarte frecvente, presupun scoaterea din funcţiune a elementelor staţiei care sunt direct racordate la aceste separatoare.

elementele componente (separatoare, întreruptoare, transformatoare de măsurare) se înlocuiesc greu, de cele mai multe ori fiind necesară repararea lor pe amplasament. Pentru aceasta este necesară prevederea unor zone de lucru cu distanţe de protecţie corespunzătoare, deci o suprafaţă mai mare ocupată.

Soluţii moderne. Constructorii de echipamente propun soluţii moderne care urmăresc, în principal:

reducerea suprafeţelor ocupate; creşterea siguranţei în funcţionare şi a disponibilităţii

circuitelor; reducerea volumului de lucrări necesare întreţinerii

echipamentelor; reducerea costurilor totale de investiţii; reducerea duratelor de execuţie; reducerea costurilor de exploatare şi de întreţinere.

Funcţiile de separare şi legare la pământ pot fi integrate întreruptorului. Separatoarele din circuitele clasice pot fi înlocuite de contacte debroşabile foarte sigure în exploatare şi care nu necesită întreţinere. Frecvenţa operaţiilor de întreţinere s-a îmbunătăţit spectaculos, întreruptoarele necesitând o revizie la 10 ani. Senzori de curent şi tensiune având la bază principii optice sau electrice, care înlocuiesc clasicele transformatoare de măsurare şi care pot fi cu uşurinţă integraţi altor echipamente ca, de exemplu, întreruptoarele.

În construcţia echipamentelor şi staţiilor electrice se folosesc din ce în ce mai mult izolatoarele din materiale compozite care nu necesită curăţire sau ungere, sunt mai uşoare decât izolatoarele din porţelan şi sunt mai ieftine. Furnizorii de staţii “la cheie” elaborează noi concepţii de realizare a staţiilor electrice, prin care se analizează întregul proces, începând cu proiectarea şi producţia, până la exploatarea staţiilor se reduc considerabil timpul şi costurile necesare instalării unei staţii.

Gruparea aparatelor modulului S-I-TC-S1 într-o singură unitate constructivă.Această unitate, care are aparenţa unui singur echipament, este prefabricată în condiţii corespunzătoare în hale industriale, folosindu-se separatoare, întreruptoare, transformatoare de măsurare obişnuite, aflate în fabricaţie curentă (fig. 87). Unitatea necesită un singur utilaj de transport şi o singură fundaţie, timpul de montaj în staţie este redus; de asemenea, poate fi înlocuită relativ rapid.Această soluţie se află deja în exploatare în România, la staţia 400 kV Slatina.

Fig. 8.47. Celulă compactă de ÎT, cu separatoare pantograf, 362-550 kV.

Realizarea de echipamente care să îndeplinească mai multe funcţiuni Un astfel de echipament poate prelua, de exemplu, funcţiunile cerute de modulul S-I-TC-S.

Ideea de bază a acestei direcţii de modernizare o reprezintă renunţarea la separatoarele cu contacte mobile clasice şi înlocuirea lor cu contacte debroşabile amplasate chiar pe întreruptor (fig. 8.48).

Această soluţie se află deja în exploatare în România, la staţia 220 kV Slatina.1 S-I-TC-S=Separator-Întreruptor-Transformator de măsurare de curent-Separator

Fig. 8.48. Celulă compactă de ÎT, cu separatoare debroşabile, 72-145 kV.

Realizarea de module S-I-TC-S capsulate în SF6 (fig. 8.49). Aceste soluţii au fost gândite mai ales pentru modernizarea staţiilor existente prin înlocuirea uneia sau a mai multor celule clasice cu aceste module capsulate cu izolaţia în SF6, rezultatul fiind o staţie hibridă.

Această soluţie se află deja în exploatare în România, la staţia 110 kV ALRO Slatina.

Realizarea de aparate şi chiar module întregi cu fiabilitate ridicată şi care, în acelaşi timp, necesită foarte puţină întreţinere (unele chiar deloc) permite utilizarea schemelor de conexiuni simple cu un singur sistem de bare colectoare, scheme H în diverse variante etc.

Fig. 8.49. Celulă compactă de ÎT capsulată în SF6 (145 kV).

Tendinţe privind dispoziţiile constructive ale staţiilor.

Avantajele utilizării celulelor cu module compacte pentru dispunerea constructivă a staţiile:

preasamblare şi pretestare la fabricant, costuri reduse pentru instalare, spaţiu redus pentru amplasare, disponibilitate crescută, costuri scăzute de întreţinere, siguranţă în exploatare.Aceste avantaje sunt subliniate şi de dispoziţia constructivă

din figura 90, pentru o soluţie cu module capsulate în SF6.În tabelele 8.4 şi 8.5 se prezintă comparaţii privind nivelul

de ocupare al terenului pentru staţii clasice şi staţii cu celule compacte.

Tabelul 8.4

Comparaţii privind suprafeţele ocupate de celule

Nr.crt. Tip celulă Un, kVCompact Tradiţional

S, m2 S, m2

1 LEA 14552

(7,45x7)184

(23x8)

2 LEA 220258

(21,5x12)816

(48x17)

Fig. 8.50. Vedere în plan pentru o staţie de 145 kV cu module capsulate în SF6 cu patru celule (2 linii şi 2 trafo).

Tabelul 8.5Comparaţii privind suprafeţele ocupate de staţii

Nr.crt. Un, kV SchemaCompact Tradiţional

S, m2 S, m2

1 5001 si ½ I/circ.

7224(129x56)

18600 (310x60)

2 145 H cu 5 I320

(20x16)759,2

(29,2x26)

8.3. Dispoziţii constructive pentru staţii de tip interior

8.3.1. Aspecte cu caracter general pentru staţii interioare

Domenii de utilizare a acestor staţii posturi urbane şi industriale; staţiile de MT (6, 10, 20, (35) kV); staţii de 110 kV şi chiar 220 kV. Există şi staţii de 400

kV interioare (Torino) când atmosfera în zonă este foarte poluată.

Distanţe minime admisibile în aer.Scopul prevederii acestor distanţe: de izolare; de protecţie a personalului.Distanţe de izolaţie conform PE 101 (fig. 8.51):

Fig. 8.51. Distanţe de izolare între faze (A) şi între o fază şi părţi de instalaţie neizolatefaţă de pământ (Ao)

Tabelul 8.6Distanţe de izolare conform PE 101/85

Un/Ums [kV/kV] 6/7,2 10/12 20/24 110/123 220/245A0 [mm] 90 120 180 900 1800

A1,1 A0 [mm] 100 130 200 1000 2000

A0 A A

Distanţe de protecţie a personalului care circulă prin staţie (fig. 8.52):

Fig. 8.52. Distanţe de protecţie a personalului.

împrejmuire din pereţi pliniîmprejmuire din plasă de sârmă cu ochiuri de cel

mult 20x20 mmîmprejmuire tip balustradă

Distanţe minim admisibile ce se referă la zona de lucru (pentru personalul care efectuează lucrări) (fig. 8.53)

Fig. 8.53. Distanţe de protecţie a personalului care efectuează lucrări.

Distanţele se prevăd astfel încât să se poată lucra la o instalaţie cu circuitele învecinate sub tensiune. Zona de lucru se stabileşte astfel încât să intre omul cu sculele lui: E – distanţă faţă de părţile din instalaţie sub tensiune care sunt deasupra domeniului de lucru; D – distanţă faţă de părţile din instalaţie neîngrădite rămase sub tensiune.

min 1800

2200C=Ao+2500B

zonă de protecţie

împrejmuire

DOMENIU DE LUCRU

E=Ao+600

D=Ao+1250

Zonă de protecţie

Principii de dispunere a echipamentelor: Vizibilitate cât mai bună a tuturor echipamentelor din

celule în timpul exploatării; Acces uşor în celule, la aparatele care trebuiesc înlocuite; Compactitatea soluţiilor ( investiţii minime), dar cu

atenţie să nu împiedicăm accesul uşor un compromis între primele trei principii.

Aplicarea unor metode de delimitare pentru evitarea extinderii eventualelor avarii:

– pereţi între celule (delimitează celulele);– pereţi între compartimentele aceleaşi celule.

Dispoziţii constructive pentru barele colectoare şi separatoarele de bare. Barele colectoare se plasează la partea superioară a staţiei şi sub ele se dispun separatoarele de bare (au masă mică).

1)

2)

SB

ABC

A

Vedere A-A BC

IS

SB

pereţi despărţitori

plasă

1800

1200÷1500

1500

SB

BC

perete despărţitor

x

x

3)

Fig. 8.54. Dispoziţii constructive pentru barele colectoare.

Soluţia 1): este cea mai simplă; în interiorul celulei nu există compartimentare ; IS (izolatoarele suport) sunt dispuse pe pereţii dintre

celule; sunt folosite la 610 kV; deschiderea între două IS succesive este de 1500 mm

(curenţii de scurtcircuit sunt relativ mici şi işoc dau forţe relativ mici, care lucrează la încovoiere);

se recomandă ca maneta dispozitivului de acţionare al separatorului să fie plasată în stânga celulei se trage cu mâna dreaptă şi omul se va situa ca poziţie în faţa celulei vecine dacă se trage separatorul sub sarcină, jetul de particule incandescente nu periclitează viaţa omului.

SB1

x x

SB2

Y

z

z

Y

B1

A1 A2

B2

C2C1

Ax de simetrie al staţiei interioare

Soluţia 2): compartimentare. Zona BC se separă de restul celulei.

Soluţia 3): are două sisteme de BC şi multiple compartimentări (3);

– planşeul X-X separă SB1, SB2 de întreruptor;– planşeul Y-Y separă SB1, SB2 de BC;– planşeul Z-Z separă cele două sisteme de BC.

Y-Y opreşte extinderea arcului electric spre BC în caz de deschidere sub sarcină a SB.

Z-Z separă cele două sisteme de BC şi împiedică extinderea defectului de la un sistem de BC la celălalt. De asemenea, protejează omul care face întreţinerea la un sistem de BC cu celălalt sub tensiune.

Dispoziţii constructive pentru întreruptoare

Fig. 8.55. Montajul fix al întreruptoarelor

Fig. 8.56. Montaj debroşabil

Prindere laterală(pentru amperaj relativ scăzut I=630A→masă scăzută)

Prindere fixă de planşeu

DRI

I

SD1

SD2Dispozitiv de acţionare cu Resoarte de Interior

SD1

SD2

I

Avantaje: pentru montaj fix, între întreruptor şi pereţii celulei

distanţa este mai mare decât distanţa de izolare (să poată pătrunde omul pentru reparaţii); pentru montajul debroşabil este nevoie numai de distanţa de izolare, căruciorul putând fi tras în afara celulei pentru reparaţii se câştigă prin compactitatea soluţiei şi comoditatea de lucru;

se poate prevedea un al (n+1)-lea întreruptor identic (pe cărucior) pentru înlocuirea rapidă a unui întreruptor defect;

distanţa de izolaţie a separatoarelor este zero (nu avem separatoare tip cuţit, ci contacte tip broşe distanţa de izolare se creează prin deplasarea căruciorului.

Soluţia este limitată de masa echipamentelor. La 220 kV sunt în curs de implementare soluţii compacte cu I debroşabil.

Dispoziţii constructive pentru bobinele de limitare a curenţilor de scurtcircuit

Fig. 8.57. Dispoziţii constructive pentru bobinele de limitarea curenţilor de scurtcircuit

CV

A B C

A

B

CV

C

dispozitiv de ridicare (palan)

CV

A

B C

a) b)

c)

Bobinajul este realizat pe un suport de beton armat. Soluţia a) se foloseşte pentru amperaje scăzute (<6301000A). Bobina se plasează în serie cu un grup de 23 LEC :

Fig. 8.58. Bobinajul este realizat pe un suport de beton armat

Bobina se dispune pe o fundaţie de beton. În partea superioară a celulei se află un dispozitiv la

ridicare (palan). Se introduce mai întâi faza A şi este ridicată. Se introduce apoi faza B şi izolatoarele, după care se coboară faza A. Apoi se ridică fazele A+B şi se introduce faza C.

De la fabrică, în soluţia a), o fază vine bobinată în sens invers (faza B). Valoarea efortului electrodinamic este aceeaşi, dar se obţine ca forţă maximă să apară la atracţie şi nu la respingere. Izolatoarele se comportă mai bine la compresiune decât la întindere.

Soluţia b) se foloseşte pentru curenţi mari şi bobinele se intercalează pe cuple longitudinale:

Fig. 8.59.Bobină intercalată pe cupla longitudinală

Bobinele se pot dispune şi în soluţia c).Bobinele se dispun în încăperi ventilate (CV), deoarece ele

au pierderi de putere 120/00SnB. Ventilaţia se face natural. Se dispun orificii prevăzute cu jaluzele la partea superioară a celulei.

Bobinajul este realizat din conductor gros caracterizat de reactanţă inductivă, deşi există şi o rezistenţă ohmică (mică) ce degajă căldură. Bobina are un orificiu în mijloc pentru ventilaţie.

Bobinele dau naştere unui flux magnetic de mare intensitate nu se dispun construcţii metalice în apropiere.

Jaluzelele sunt necesare pentru a împiedica să intre în celulă ploaia, frunzele, crengile etc.

2÷3 LEC

Dispoziţii constructive pentru cablurile de forţă şi de circuite secundare

Cablurile se poziţionează în canale special construite.

Fig. 8.60. Poziţionarea cablurilor în canale

Canalele se realizează cu o uşoară pantă pentru a realiza drenajul.

Măsuri PSI :cablurile de forţă nu se amestecă cu cele de circuite

secundare pentru a nu se afecta circuitele secundare datorită arcului electric ce poate apare la cablurile de forţă;

fracţionarea canalelor de cabluri din loc în loc prin pereţi ignifugi; fiecare trecere de cablu prin aceste plăci se etanşeizează cu vată de sticlă şi ipsos; în acest fel se evită propagarea flăcării către camera de comandă.

console de fier

750mm

750mm

distanţa dintre două console succesive

Culoare şi ieşiriVederi de sus:

Fig. 8.61. Vederi de sus culoare şi ieşiri

Dispunerea pe două şiruri a celulelor asigură compactarea staţiei, scurtarea cablurilor de circuite secundare şi a drumurilor personalului.

Funcţiile culoarelor: scoaterea echipamentelor în caz de reparaţii; spaţiu pentru circulaţia personalului de exploatare; executarea manevrelor.Lăţimea minimă admisibilă a culoarelor: minim 1m pentru soluţia 1, minim 1,2m pentru soluţia 2.Funcţiile ieşirilor: evacuarea oamenilor în caz de incendiu în staţie.

Normele admit o singură ieşire pentru staţii cu lungimi de culoar L<10 m. Pentru staţii cu culoare mai lungi, se dispun două ieşiri (L>10 m). Până la cea mai apropiată ieşire nu trebuie să fie mai mult de 30 m. Toate uşile se deschid în exterior, se evită blocarea uşii în momentele de panică. Uşile şi podelele sunt din materiale incombustibile.

Clădirea staţiei. În proiectare, concepţia funcţională revine energeticienilor, mai ales în ceea ce priveşte prevederea distanţelor minime. Proiectul se face în colaborare cu inginerul constructor şi cu arhitectul. Clădirea trebuie să se încadreze estetic în mediul înconjurător.

Inginerului constructor i se dau două tipuri de solicitări: statice, greutatea echipamentelor; dinamice, prin percuţie (la funcţionarea unui întreruptor).

L≤ 10m

1. Soluţie în cazul unui număr redus de celule

Culoar central

Culoar lateral10<L≤ 60m

2. Număr mare de celule dispuse pe două şiruri

Iluminatul staţiei. În staţiile interioare de MT nu există personal permanent de exploatare este obligatoriu un bun iluminat artificial. Iluminatul artificial se utilizează numai când este absolută nevoie. Uneori se fac la capetele staţiei pereţi din bucăţi de sticlă Nevada. Se evită folosirea geamurilor de sticlă deoarece prezintă unele dezavantaje:

se pot sparge şi intră frunzele, păsările etc.; condensează apa pe sticlă.

8.3.2. Dispoziţii constructive pentru celule prefabricate de 6, 10, 20 kV

Aceste soluţii sunt folosite în România pentru staţii de interior (vezi şi laborator staţiile C şi D):

Fig. 8.62. Dispoziţie constructivă şi schemă de umplere pentru celulă de interior cu 2BC.

C I L C Dcu dublu sistem de bare colectoare

}pentru linie în cablu de interiorcelulă

YY

DRI

I

SD1

SD2

SB1

TT

LEC cutie terminală

SP

SB2

TC

Y

ZBC1 BC2

Z

SD1

SD2

I

SB1 SB2

LEC

TT

TC

Sp

BC2

BC1

6-10-20 kV

Este soluţia constructivă pentru staţia C din laborator. Barele colectoare sunt dispuse pe tije conductoare fixate pe izolatoare de trecere (separaţie prin peretele Y-Y). Există două separatoare de bare (necesare pentru a face selecţia sistemului de BC) în serie cu două separatoare debroşabile şi întreruptor.

La astfel de celule ieşirea se realizează numai în cablu. Celula este de tip prefabricat, totul este realizat în fabrică, inclusiv probele. Dacă circuitul este de LEA, se merge în cablu până la primul stâlp de LEA, din afara staţiei.

Fig. 8.63. Dispoziţie constructivă şi schemă de umplere pentru celulă de interior cu 1BC.

Faţă de celula anterioară, se eliberează spaţiu pentru a realiza ieşirea în LEA.

Întreruptorul este prevăzut cu blocaj care nu permite tragerea căruciorului decât când I este deschis (SD1 şi SD2 să nu rupă curenţi).

CILCD şi CILAS sunt celule cu minimă compartimentare, de tip semideschis.

SD2

SB

TT

SD1

I

BC

TC

SL

LEA

DRI

I

SD

1

SD2

SL

TT

SB

TC

Y

Z

Y

BC

Z

LEA

peretele staţiei interioare

C I L A S

cu simplu sistem de bare colectoare}pentru linie aerianăde interiorcelulă

Celule prefabricate de tip închis: 10 sau 20 kV.

Fig. 8.64. Dispoziţie constructivă şi schemă de umplere pentru celulă de interior cu 1BC, de tip închisă.

Celula este delimitată prin pereţi de tablă. Este folosită în cadrul serviciilor proprii din cadrul CTE sau CET cu cărbune. Are 4 compartimente cu scopul de a nu se extinde avariile şi pentru a permite accesul personalului, cu staţia sub tensiune: I – compartiment de BC + separatorul debroşabil SD1;

II – compartimentul căruciorului cu I şi al dispozitivului de acţionare (DRI);

III – compartimentul trafo de măsurare, separatorul debroşabil SD2, separatorul de legare la pământ (SP) şi plecare în LEC;

IV – compartimentul circuitelor secundare.6 orificii = 3AA`+3BB`

Printr-un sistem de pârghii orificiile se obturează pe măsură ce scoatem căruciorul (staţia B din laborator) este o măsură de electrosecuritate.

Este o soluţie destul de fiabilă.

LEC

DRI

IB

B’

IV

A

A’

II

TCTT

SP

SD2

III

SD1

IBC

CULOAR

C I I

de interiorcelulăînchisă

TT

SD1

I

BC

TC

LECSp

10÷20kV

SD2

Celulă prefabricată de tip închis: 7,217,5 kV (fig. 8.65)I – compartimentul BC1 (bare de Cu, dispuse pe suporţi de

răşină epoxidică);II – compartimentul BC2;III – compartimentul separatoarelor de bare SBC1, SBC2;IV – compartimentul întreruptorului şi dispozitivului de

acţionare;V – compartimentul circuitelor secundare (protecţie,

comandă-control etc.)VI – compartimentul plecărilor în LEC.

Întreruptorul este cu rupere în SF6. Celula este multiplu compartimentată şi mediul izolant este aerul.

Fig. 8.65. Dispoziţie constructivă şi schemă de umplere pentru celulă de interior cu 2BC, de tip închisă, multiplu

compartimentată.

V

I

DA

IV

TC

TT

VI

LEC

Sp

I

II

BC2

BC1 SBC1

SBC2

III

SD1

SD2

I

SB

C1

SB

C2

LEC

TT

TC

Sp

BC2

BC16-10-20 kV

8.3.3. Dispoziţii constructive pentru PT tip interior

Fig. 8.66. Dispoziţie constructivă pentru PT

Se dispun mai multe PT, în zone urbane, în bucle alimentate de la două capete. Soluţia se abordează şi pentru consumatori industriali. De obicei, se funcţionează în buclă deschisă (în punctul de tensiune minimă) în caz de scurtcircuit se întrerupe numai o parte a buclei (o ramură) continuitate mai mare a alimentării.

Vedere de sus a unei cabine independente cu PT (vezi fig 8.67):

Fig. 8.67. Dispoziţie constructivă şi schemă de umplere pentru PT de interior.

C – baterie de condensatoareSTIRS – separator tripolar de interior rotativ. La unul din capete este şi separator de sarcină (are generator de gaze pentru stingerea arcului electric)STIRSF – are la unul dintre capete, pe acelaşi cadru, siguranţe fuzibile.

Un astfel de PT are .

PT1

Intrare Ieşire

PT3PT2 PT4

6÷20kV 6÷20kV

Celula 3

Celula 2

Celula 1

T

TD

C

Tablou de distribuţie generală

Celula 3Celula 2Celula 1

STIRSF

STIRS}2 LEC JT

TD

400 V6÷20kV

IA

Cabina trebuie să aibă posibilitatea de ventilaţie naturală pentru evacuarea căldurii determinate de pierderile în trafo uşa cabinei are jaluzele + orificii cu jaluzele în spatele trafo. Cabina se realizează din zidărie sau tablă metalică.

PT funcţionează fără personal permanent.

Variante de PT: tip cabină independentă (prezentat anterior): posturi semiindependente tip cabină lipită de hala

industrială; PT se dispune la unul dintre capetele halei.

Fig. 8.68. Posturi semiindependente posturi înglobate introduse în hală sau înglobate în

parterul blocurilor de locuinţe.Probleme în cazul posturilor înglobate:

pericolul exploziei cuvei trafo sau incendiu; zgomot.

se folosesc trafo cu lichide neinflamabile (silicon), gaze (SF6) sau trafo uscat (izolaţie scumpă). Se iau măsuri pentru reducerea zgomotului la valori maxime admise de 60 dB.

Pe plan mondial se extinde folosirea PT înglobate în cămine. Căminul este betonat sau căptuşit cu tablă de OL inoxidabil (fig. 8.69.)

Fig. 8.69. Post de transformare înglobat în cămin

Schema este foarte simplă: cablu bloc cu trafo. Deasupra căminului se dispune aparatajul de distribuţie. Soluţia se

Hala 1PT

Hala 2

Distanţa este prevăzută prin norme PSI

T

Aparataj

foloseşte, de exemplu în ţările scandinave, pentru clădiri cu 1÷2 nivele (vile). Tendinţa este de reducere a suprafeţei posturilor.

8.3.4. Dispoziţii constructive de staţii interioare de 6 ÷ 20 kV

Dispoziţii constructive pe un singur nivel, folosite la staţii care nu au bobine limitatoare pe linii şi celulele pot fi de tip prefabricat (fig. 8.70).

Fig. 8.70. Dispoziţie constructivă pentru o staţie interioarăcu echipamentele dispuse pe un singur nivel. Secţiune

Pentru staţiile cu această dispunere a echipamentelor, barele colectoare pot fi dispuse constructiv în variantele prezentate în continuare.

Varianta 1, dispunere constructivă a barelor în formă de “potcoavă”:

avantaj: circulaţie uniformă de curenţi, dezavantaj: două supratraversări ale culoarului central

(dintre şirurile de celule) la părţile extreme ale staţiei.

Fig. 8.71. Dispunere în formă de potcoavă

T1 T2

Varianta 2, dispunere constructivă a barelor în formă de „U”:

dezavantaj: zona de la capătul staţiei („U”) este foarte încărcată din punctul de vedere al tranzitului de sarcină.

Fig. 8.72. Dispunere în formă U

Varianta 3, dispunere constructivă a barelor în formă de „H”. Soluţia asigură o circulaţie uniformă de curenţi. Trecerile barelor colectoare pe deasupra culoarului central se realizează prin poduri de bare.

Fig. 8.73. Dispunere în formă H

Dispoziţii constructive pe un singur nivel şi 2 TID-uri2 sau 2T+2BPM3 pentru limitarea curenţilor de scurtcircuit (figura 8.74).

a.

b.

Fig. 8.74. Staţie pe un singur nivel şi cu echipamente de limitarea curenţilor de scurtcircuit. a) Schemă de principiu, b) Dispoziţie

constructivă. Secţiune

2 TID=transformator cu înfăşurarea secundară divizată.3 BMP=bobină cu priză mediană.

T1 T2

SBC1 SBC2

SBC3SBC4

CL

CL

BPM

SEN

110kV

SBC1 SBC2

SBC3 SBC4

CL

CL 6-20 kV

BPM

TID

Dispoziţii constructive pe două niveluri, pentru staţii echipate cu bobine limitatoare a curenţilor de scurtcircuit (BL), dispuse pe grupe de câte 2÷3_LES4 (LEC5). Celulele sunt dispuse pe două şiruri faţă de axul de simetrie al staţiei.

a)

4 LES=linie electrică subterană5 LEC=linie electrică în cablu

A

B

C

Uşă

CII

Canal de ventilaţie

X X

Z

Z

YY

culoarSB1 SB2culoar

BC1 BC2

Etaj 2

Etaj 1

BL

b)

Fig. 8.75. Staţie pe două niveluri şi cu echipamentede limitare a curenţilor de scurtcircuit. a) Dispoziţie

constructivă. Secţiune prin celulă. b) Schema de umplere pentru celulele reprezentative

SB1 SB2

BC1

IT

BC2

ICT

Spaţiu neocupat

Y

X

8.3.5. Dispoziţii constructive pentru staţii interioare de 110 ÷ 220 kV

Se apelează la această soluţie în următoarele situaţii: când atmosfera este poluată; pentru încadrarea în estetica urbană şi reducerea

impactului vizual.

Dispoziţiile constructive ale staţiilor au evoluat pe două direcţii:

la 110 kV şi în anumite cazuri pentru staţii de 220 kV s-au adoptat soluţii de tip înalt (figura 8.76 Anexa 12) BC, SB şi I se găsesc în 3 planuri suprapuse. BC sunt dispuse în U sau H cu celulele dispuse faţă în faţă.

pentru restul staţiilor de 220 kV şi de tensiuni mai mari, s-a considerat mai economică dispunerea pe un singur nivel.

Fig. 8.76 Staţie de interior de 110 kV cu echipamentele dispuseîn soluţia de tip înalt. Secţiune prin pas celular, LEA şi CTV.

8.3.6. Dispoziţii constructive de staţii capsulate în SF6

Acest tip de staţii ar trebui să răspundă unor obiective majore în domeniul electroenergeticii: siguranţa alimentării şi compactarea instalaţiilor.

Staţiile capsulate reprezintă una dintre soluţiile de a răspunde acestor deziderate prin înlocuirea izolantului aer la presiune normală cu un mediu izolant mai eficient. Pe parcursul evoluţiei tehnologice, s-au încercat mai multe medii izolante printre care:

uleiul s-a renunţat la această soluţie din cauza pericolului de explozie şi incendiu;

aerul comprimat, prin folosirea căruia s-a urmărit scurtarea liberului parcurs al electronilor prin creşterea presiunii;

TCC C C

C C

TCI I

CC

CTV LEA

BC1BC2BC1

SB1CT SB2CT

SB2LSB1L

LEA

TT

utilizarea acestuia necesită instalaţii auxiliare şi consum suplimentar de energie pentru servicii proprii;

SF6 (hexafluorură de sulf) gaz macromolecular.

În ultimele decenii, s-a extins utilizarea gazului SF6 datorită calităţilor sale, potrivite obiectivelor urmărite de proiectanţii şi utilizatorii din domeniu:

mediu izolant excelent; mediu de rupere şi stingere a arcului electric foarte bun; bun conducător de căldură bun mediu de răcire; nu este toxic; nu se aprinde, nu propagă incendii; nu transmite zgomote.În această tehnologie, se introduc instalaţiile într-o capsulă

protectoare împotriva agenţilor exteriori, umplută cu SF6. Capsularea se poate face:

monofazat; trifazat.Materialul capsulei trebuie să aibă: rezistenţă mecanică bună; rezistenţă electrică cât mai mică (se induc curenţi în

carcasă şi se doresc pierderi prin efect Joule ).Principalele materiale folosite pentru carcase sunt: tablă nemagnetică; aluminiul.În această tehnologie se aplică o concepţia modulară de

realizare a echipamentelor (fig. 8.77), ceea ce permite: realizarea oricărui tip de schemă de conexiuni dorită, prin

asamblarea acestor module; încadrarea mai uşoară în spaţiul de care se dispune.

I

SL

SB2

SB1

TC

BC2

BC1

LEA

LEC

Fig. 8.77. Dispoziţie constructivă de celulă pentru staţii capsulate în SF6,

cu module monofazate, 362500 kV.

Compartimentele, în afară de cel cu întreruptor (I), sunt umplute cu SF6 la o presiune de 5bar la 20°C. Scăderea presiunii se semnalizează sau dacă scade sub 4 bar se blochează posibilitatea de manevrare a celulei (dispozitivul de acţionare hidraulic al I).

În figura 8.78. se prezintă dispoziţia constructivă cu module trifazate pentru o linie electrică în cablu (LEC). Toate compartimentele sunt umplute cu SF6 la o presiune de 5 bar la 20°C.

Fig. 8.78. Dispoziţie constructivă de celulă pentru staţii capsulate în SF6, cu module trifazate. DA6.

Prin utilizarea acestor instalaţii se reduce volumul clădirilor în mod spectaculos (de 10 ÷ 15 ori faţă de instalaţiile clasice).

6 DA=Dispozitiv de acţionare

I

SL

SB1BC1

BC2 SB2

TC

TT

DA

LEC