Proiect Energie Electrică

Coala

Mod Coala Nr. Doc. Semnăt. Data

INTRODUCERESistemul de alimentare cu energie electrică (SAEE) a întreprinderii industriale

este destinat pentru asigurarea cu energie electrică a consumatorilor acesteea. SAEE

a întreprinderii este racordat la SEE şi asigură functionarea sistemului tehnologic al

întreprinderii, adică prezintă veriga de legatură dintre ultimile două. Din aceste

considerente ele asigură eficienţa procesului de producere al întreprinderii.

Asigurarea cu energie electrică la parametrii calitativi şi cantitativi ceruţi îi revine

sistemului electroenergetic care prezintă ansamblul instalaţiilor utilizate pentru

producerea, transformarea (conversia), transportul şi distribuţia energiei electrice,

legate printr-un proces comun de funcţionare.

De aceea la proiectarea SAEE a întreprinderilor industriale se va realiza o tratare

ingenerească a problemelor ce vizează de a fi rezolvate şi ordonarea activităţii în

acest domeniu.

La întreprinderile cu puterile relativ mari racordarea la sistemul

electroenergetic se efectuează la tensiunea 35-110-220 kV. Atunci la întreprindere

există staţie principală coborîtoare (SPC) pentru alimentarea unor grupe de receptoare

electrice de 10 kV şi a posturilor de transformare. Receptoarele electrice de 10 kV se

pot alimenta direct de la SPC sau PCD.

Pentru a prelua din SEE energia electrică necesară unei întreprinderi industriale

se realizează linii şi staţii de racordare la sistem.

În secţii se amplasează posturi de transformatoare cu ID-0,4 kV. Unele receptoare

electrice se alimentează de la aceste ID, altele de la dulapurile de putere sau de la

conductoare-bare.

Schema de principiu a unui sistem de alimentare cu energie electrică a

întreprinderii este complicată deoarece conţine un numar mare de receptoare

electrice, respectiv dulapuri de distribuţie şi instalaţii de distribuţie. Dimensionarea

reţelelor electrice şi dezvoltarea acestora se efectueaza prin calcule, evaluari şi

comparări tehnico-economice. În rezultat asigurînduse un SAEE a întreprinderii

fiabil, optim, cu o siguranţă înaltă în funcţionare.

Coala


1.CARACTERISTICA ÎNTREPRINDERII ŞI A SECŢIILOR 1.1. Paricularităţile sursei de alimentare din sistemul extern.

1)AEE poate fi efectuata de la stația raională în care sunt instalate 2 transformatoare

cu puterea 15000 kVA fiecare și cu tensiunea primară de 110kV,medie 35,2 kV și 10kV.

2) P=700 MVA ,reactanța sistemului la tensiunea 110 kV raportată la punerea sistemului 0,8.

3)Diastanța de la stația raională pînă la uzină este de 6 km.

Tabelul 1.1.1 Sarcina individuală

Nr. d/o Denumirea secţiei Puterea instalată, kW1 Sectia electrica 3802 Sectia instrumentala 10003 Sectia de prelucrare termica 18004 Sectia de echipament nestandardizat 4005 Sectia de strunguri automatizate 24706 Sectia de asamblare 8007 Sectia de ștanțare 20008 Sectia mecanica 26009 Sectia de galvanizare 234410 Sectia de compresoare 45011 Sectia de forjare 380012 Sectia turnatorie 168913 Sectia de carton 20014 Depozit 6015 Bloc administrativ 16016 Cantina 32017 Sectia ЦЗЛ 300

Coala


1.2 Caracteristica întreprinderii, a secţiilor şi a receptoarelor din

Uzina mecanica executa o gama variata de lucrări cuprinzînd

confecții,reparații,modernizări de vehicule pentru transpot public,vopsire ,turnare,

forjare,sudură ,tratament termic și preclucrari mecanice.După continuitatea în AEE

face parte din categoria I de receptoare ,deci alimentarea cu energie electrica se va

raliza prin 2 căi.

Caracteristica secțiilor:

1)Sectia de turnare realizeaza turnarea metalelor în forme ca mai apoi sa treaca

prin sectia de ștanțare .Dupa continuitatea în AEE fac parte din cat.I de

alimenatrea se va realiza prin 2 căi .

2)Pentru prevenirea coroziunii metalul turnat este galvanizat în sectia de

galvanizare .AEE la fel se va realize prin 2 cai.

3)Sectiile mecanica rspectiv electrica realizeaza reparatia apărăturii electrice si a

diferitor agregate .Dupa continuitea în AEE face parte din cat.II .

4)Sectia de compresoare asigura fuctionarea integra a întreprinderii de aceea

alimentarea cu AEE se va realize obligatoriu prin 2 căi.

5)Din blocul administrativ fac parte cantina si încaperile pentru personal.După

continuitatea în AEE face parte de categoria III.

Coala


Tabelul 1.2.1 Clasificarea secţiilor

Nr. secţiei

pe planMediul Categoria receptoarelor

după continuitate

Categoria de incendiu

si explozii1. Uscat II -

2. Uscat II -

3. Torid I П-II,B-II

4. Uscat II П-II

5. Uscat II -

6. Torid I П-I,B-I

7. Uscat III -

8. Uscat II -

9. Torid I П-I,B-I

10. Uscat I -

11. Torid I П-II

12. Torid I П-II

13. Torid II П-II

14. Uscat II -

15. Uscat III -

16. Uscat III -

17. Uscat II -

[1,p.30-32]

Coala


2.DETERMINAREA SARCINILOR ELECTRICE DE CALCUL

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

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

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

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

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

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

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

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

unde : Pinst – puterea instalată a receptoarelor de forţă; determină cu relaţia :

Pcalc = Kc * Pinst ; Qcalc = Pcalc * tgϕ

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

de încărcare al acestora, din [2. tab.3,2] din [4. tab.1.3]

Puterea activă de calcul pentru receptoare de iluminat din secţie :

Pc. il=Kc.il*po.il * F

unde : Kc. il – coeficientul de cerere pentru instalaţii de iluminat, [1,p16, tab.1.6.]

po. il – puterea specifică pentru instalaţii de iluminat; [1. tab.1.10.]

F – suprafaţa secţiei calculate reprezentată în tab 2.1.

Puterea activă totală de calcul:

Pc tot=Pcalc+Pc il.

Valoarea puterii reactive de calcul:

Qcalc=P c tot *tgφ,

unde: tgφ= √ 1cos2 φ

−1

cosφ – factorul de putere;

tgφ1= √ 1cos2 φ

−1

Puterea aparentă pentru receptoarele din secţiile întreprinderii se va determina:

Coala


Scalc. = √ Pc .tot .2 +Qcalc

2

Pentru cartograma sarcinilor electrice se calculează raza circumferinţei după

următoare relaţia de calcul:

r = √ Pinst

m∗π ,

unde : m = are valori : 0,5..1, [kWmm2 ]

Datele iniţiale pentru determinarea sarcinilor electrice de calcul după metoda

coeficientului de cerere sunt reprezentate în tabelul 2.1.

Sarcinile electrice de calcul pentru o secţie se determină după următoarele

formule:

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

determină :

Pcalc 1 = Kc.*Pinst= 0,35*380=133[kW]

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

Pc.il 1 = Kc.il 1 *pc.il 1 * F1= 0,9*0,016*2073 =28,19[kW]

Puterea activă totală de calcul secţia nr. 1:

Pc tot 1 =Pcalc.1+Pc il.1=133+28,19= 161,19[kW]

Valoarea puterii reactive de calcul:

Qcalc.1 =P c .tot. 1 *tgφ1 =161,19*0,4=64,5[kVAR]

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

Scalc.1 = √ Pc .tot .2 +Qcalc

2

Scalc.1 = √161,192+64,52 =187,5 [kVA]

Se calculează raza circumferinţei după următoare relaţie de calcul:

r = √ Pinst

m∗π , r1 = √ 380

0,5∗3,14 = 9,12 [mm]

Coala


Determinarea sarcinilor electrice de calcul pentru toate secţiile se determină analogic

şi rezultatele calculelor sunt prezentate în tabelul 2.2.

Tabelul 2.1 Date iniţiale la determinarea sarcinilor electrice de calcul

Nr. pe

Plan

Pinst

[kW]

Kc tgφ Kc,il Po,il

[kW/m2]

F

[m2]

X

[m]

Y

[m]1. 380 0,35 0,4 0,85 0,016 2073 792 714

2. 1000 0,25 0,4 0,9 0,016 3300 792 632

3. 1800 0,35 0,3 0,85 0,017 2800 792 412

4. 400 0,5 0,18 1 0,018 2750 975 412

5. 2470 0,2 0,88 0,85 0,016 3300 975 685

6. 800 0,5 0,88 0,85 0,025 3500 1150 412

7. 2000 0,4 0,88 0,85 0,015 2800 1150 635

8. 2600 0,4 0,48 0,9 0,011 2800 1150 714

9. 2344 0,4 0,88 0,85 0,015 2950 1225 638

10. 450 0,7 0,75 0,85 0,012 1400 1225 725

11. 3800 0,4 0,48 0,85 0,012 1670 792 204

12. 1689 0,4 0,48 0,9 0,011 1670 975 204

13. 200 0,6 0,75 0,95 0,018 1475 1150 204

14. 60 0,4 0,48 0,85 0,012 1475 1225 204

15. 160 0,4 0,88 1 0,016 1400 813 945

16. 320 0,3 0,75 0,85 0,017 1400 1005 945

17. 300 0,4 0,48 1 0,011 1400 1185 945

[1,p.16,tab.1.6.;p.22,tab.1.10.]

Coala


Tabelul 2.2 Rezultatele calculului sarcinilor pe secţii

Nr.pe

plan

Pcalc.

[kW]

Pc.il [kW] Pc.tot

[kW]

Qcalc.

[kvar]

Scalc.

[kVA]

R

[mm]

1. 133 28,1928 161,1928 64,47712 187,5 9,12

2. 250 47,52 297,52 119,008 346,61 10,13

3. 630 40,46 670,46 201,138 739,45 14,5

4. 200 49,5 249,5 44,91 258 9,35

5. 494 44,88 538,88 474,2144 825,39 12,76

6. 400 74,375 474,375 417,45 785 11,39

7. 800 35,7 835,7 735,416 1125 16,81

8. 1040 27,72 1067,72 512,5056 1324 25,47

9. 937,6 37,6125 975,2125 858,187 1189,92 21,2

10. 315 14,28 329,28 246,96 435,14 11,03

11. 1520 17,034 1537,034 737,7763 1796 37,5

12. 675,6 16,533 692,133 332,2238 732,2 15,4

13. 120 25,2225 145,2225 108,9169 202,83 8,93

14. 24 15,045 39,045 18,7416 57,3 4,24

15. 64 22,4 86,4 76,032 94,6 6,35

16. 96 20,23 116,23 87,1725 139,14 7,21

17. 120 15,4 135,4 64,992 167,46 9,04

∑ 8915,51 6620

Pentru dimensionarea staţiei principale coborîtoare se va determina puterea aparentă

totală de calcul pentru toată întreprinderea :

Sc într . = K s * √¿¿

Coala


unde :

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

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

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

activă transportată.

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

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

capacitatea de transport a puterii reactive prin transformatoare :

Qc .toti = √¿¿

În care : Kînc. - coeficientul de încărcare a transformatoarelor ;

n - numărul transformatoarelor din SPC ;

Snt - puterea nominală a transformatoarelor din SPC.

K s - coeficientul de simultanietate , egal cu 0,92

Sarcina activă sumară a întreprinderii la barele de medie tensiune a staţiei de

transformare se determină după sarcinile active a secţiilor având în vedere sarcinile la

iluminatul electric, pierderile puterii active. Deasemenea se ia în vedere coeficientul

de simultanitate Ks= 0,9.

Sc. într= 0,92 * √¿¿ =

= 10112,36 [kVA]

3. ALEGEREA TENSIUNII DE ALIMENTARE

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

folosi de relaţia aproximativă a lui Still:

Coala


U c=4 , 34√l+16 P , unde

P=Sc . într

2

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

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

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

aleg două variante posibile ale tensiunii de alimentare a întreprinderii.

Aici este posibila compararea tehnico-economică a cel puțin două variante stabilite în

baza rezultatului obținut a tensiunii de calcul:

U c=4 , 34√6+16∗10 , 11

2=43 , 28[ kV ]

Varianta I Uc ≤ Un = 110 [kV]

Varianta II Uc ≥ Un = 35 [kV]

I. Efectuăm calculul tensiunii de alimentare pentru prima variantă:

Un= 110 [kV]

I c=Sc. într . /2√3∗U n

=10112,36 /2√3∗110

=33,46[A ]

Fcalc .=I c

J ec

F calc .=33,46

1,1=30,4[mm2]

Fc = 35 [mm2

] – din [5,p.361,tab.П1-1 ]

ro = 0,83 [Ω /Km] – din [5,p.361,tab.П1-1 ]

xo = 0,429[Ω /Km] – din [5,p.363,tab.П1-3 ]

d = 7,5 [mm] - din [5,p.361,tab.П1-1 ]

Calculăm parametrii conductoarelor pentru varianta I

R=r0∗l R= 0,83*6=4,98 [Ω ]

Coala


X=x0∗l X = 0,429*6=2,574 [Ω]

Valoarea pierderilor de tensiune pentru varianta I :

∆ U=∑ Pc .tot

'

2∗R+∑ QC . tot

'

2∗X

Un=[V ]

∆ U =4457,7∗4,98+3310,9∗2,574110

=297,65 [V ]

Calculăm pierderile de tensiune în % la 110 kV după formula:

∆ U =∆ UU n

∗100 [ % ] ∆ U=0,297110

∗100=0,27 [ % ]

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

I c=

10112,362

1,73∗35=73,28 [ A ] F c=

73,281,1

=66,61 [mm2 ]

Fst = 70 mm2

, calculăm parametrii conductoarelor pentru varianta II:

R = 0,412*6= 2,472[Ω]

X = 0,419* 6= 2,514[Ω]

Valoarea pierderilor de tensiune pentru varianta II :

∆ U =4457,7∗2,472+3310,9∗2,51435

=534,47 [V ]

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

∆ U=0,5335

∗100=1,51 [ % ]

Concluzii: Pentru intreprinderea dată am ales tensiunea de alimentare de 35 kV

deoarece pierderile care vor apărea se includ în limitele admisibile chiar dacă pe

viitor mărim puterea întreprinderii,în plus reducem cheltuielile pentru utilajul necesar

(transformatoare ,aparate electrice)

Coala


4. DIMENSIONAREA STAŢIEI PRINCIPALE COBORÎTOARE

Puterea de calcul a transformatoarelor din staţia principală coborîtoare se

determină în prealabil după relaţia :

Sc .tr=Sc .într

n∗K înc

unde: Sc . într . – puterea de calcul pentru întreprindere ;

n – numărul de transformatoare n=2;

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

Pentru alegerea puterii nominale a transformatoarelor din SPC se vor stabili cel

puțin două variante posibile, stabilite în funcție de puterea de calcul ale

transformatoarelor obținută conform relației:

Sc .tr=10112,36

1,4=7222,85 [ kVA ]

Varianta I Snom≤Sctr

Varianta II Snom≥Sctr

Puterea nominală aleasă trebuie să asigure supraîncărcarea transformatorului

în caz de avarie cu cel mult de 40%. Dacă condiţia nu se respectă se aleg

transformatoare cu puterea mai mare.

După alegerea puterii nominale a transformatoarelor din SPC se recalculează

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

în regim normal: K înc=

Sc . într

n⋅Snom.tr

SnT = 6300 [kVA]

SnT= 10000 [kVA]

Coala


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

K încav ≤1,4

K încav =

Sc . într

(n−1 )⋅Snom. tr

Calculele coeficientului de încărcare pentru varianta I

K înc=10112,362∗6300

=0,8 K încav =10112,36

6300=1,6

Calculele coeficientului de încărcare pentru varianta II

K înc=10112,362∗10000

=0,5 K încav =10112,36

10000=1

Concluzii:Puterea nominală a transformatorului ales este de 10000 kVA.În regim de

avarie K încav =0,96 ceea ce satisface condițiilor cerute (K înc

av ≤1,4).Datele tehnice ale

transformatorului ales:ТДНС 10000/35 : i0=0,75 % ,U SC=14 % , ∆ PSC=81kW , ∆ Pm.g=12 kW .

Determinăm centrul de greutate a sarcinii.

Construirea cartogramei sarcinilor electrice se efectuează pe baza puterilor de

calcul pentru fiecare secţie.

Coordonatele centrului de greutate a sarcinilor electrice pentru întreprindere se

determină conform formulei:

X=∑

1

n

P i⋅X

∑1

n

Pi

Y=∑

1

n

Pi⋅Y

∑1

n

Pi

Unde : Pi – puterea instalată secţiilor ;

n – numărul secţiilor;

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

conformitate cu planul general al întreprinderii.

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

Coala


X=275171016010

=171,9 [ m ] Y=391115016010

=244,3 [ m ]

5.DIMENSIONAREA POSTURILOR DE TRANSFORMAREPuterile nominale a transformatoarelor din posturile de transformare din incinta

întreprinderii se vor alege reeşind din considerentele economice pentru realizarea

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

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

spre minimul necesar .

Pentru determinarea numărului şi puterilor pentru transformatoarele din PT

sunt valabile aceleaş relaţii de calcul cu verificarea la supraîncărcarea trafo, mai

jos se reprezintă calculul coeficienţilor de încărcare.

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

tablelul 5.1 cu rezultatele dimensionării posturilor de transformare.

Sc .tr=Scalc .

n∗K încSc .tr=

13511,4

=965 [ kVA ]

K înc .=Scalc .

n∗Snom. tr K înc=

13512∗1000

=¿ 0,67

K înc .av . =

Scalc .

(n−1)∗Snom .tr K înc

av =13511000

=1,34

Coala


Tabelul 5.1 Rezultatele grupării secţiilor în PT

PT

Grupuri de

sarcină

Categoria după

continuitatea în AEE

Sarcina asigurată nxSnT

Kînc Kînc

Avarie

Pdeconectată

în regim avarie

[kW]

14,5,16

I,II 1351 2x1000 0,67 1,34-

2 1,2,3,17 I,II 1312,17 2x1000 0,62 1,24 -

3 11,12,13 I,II 2567,17 2x2500 0,61 1,22-

4 6,7,8,15 II 2975,344 2x2500 0,66 1,32 -

5 9,10,14 I,II 1513,15 2x1000 0,69 1,38 -

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

Pdec = 1.4 * Snom – Pc.tot

Coala


6. ELABORAREA REŢELEI DE MEDIE TENSIUNEÎntre 40-60% din consumul întreprindelor se realizează în reţelele de joasă

tensiune fapt care necesită cantităţi importante de cablu şi conductoare, aparate de

comutaţie şi instalaţii de distribuţie. În aceste condiţii realizarea unor scheme similare

şi fiabile capătă o importanţă deosebită din punct de vedere economic.

În practică se desting reţele de joasă tensiune realizate după scheme de tip radial , de

tip magistral şi scheme buclate.

Particularităţile schemelor de tip radial : sunt utilizate în special pentru

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

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

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

În comparaţie cu schemele radiale schemele de tip magistral prezintă

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

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

pierderilor de putere şi tensiune.

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

realizare a unor bare conductoae.

Schemele buclate sunt economice şi sigure în exploatare. Buclarea reţelei de

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

transformare apropiate.

Reţelele de distribuţie în medie tensiune la posturile de transformare sau

receptoarele de medie tensiune se realizează cu linii radiale sau linii principale.

Alegerea unea dintre aceste două variante se face în funcţie de gradul dorit de

asigurare a continuităţii în alimentăre, de amplasarea teritorială a sarcinilor principale

Coala


şi pe baza comparării indicatorilor tehnico-economici ai variantelor propuse. Schema

este reprezentată în anexa 1 şi pe coala 1 din partea grafică a proiectului de curs.

7. CALCULUL REŢELEI DE MEDIE TENSIUNE Calculul reţelei de medie tensiune constă în determinarea curenţilor care

parcurg prin cablurile de distribuţie şi alegerea tipului şi secţiunii. Determinăm

curentul de sarcină în linia de distribuţie având în vedere stabilirea anterior a opțiunii

de compensare a puterii reactive din partea de joasă/medie tensiune.

Etapele de dimensionare a cablurilor din reţeaua de distribuţie la 10 kV:

- determinarea sarcinii tranzitate pe porţiuni de reţea: Sc , tronson 0-i ;

- determinarea valorii curentului;

I c=Sc

√3 Un

[ A ]

- calculul secţiunii: Fc=

I c

jec ¿[ mm2 ]¿

unde: jec – densitatea economică a curentului = 1,4 [A/mm2] – din

[3,p.233,tab.4.5]

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

Ic ¿ Iadm

Se prezintă calculul curentului și secțiunii de calcul pe tronsoanele stabilite

după planul de situație (coala nr. 1):

I c=Sc

√3∗U n

I c=1331

√3∗10=69,7[A]

Coala


F ec .=69,71,4

=49,7[ A]

Rezultatele calculelor sunt prezentate în tabelul 7.1, în care se înscriu şi parametrii

pentru secţiunea nominală şi tipul cablului aleas.

Tabelul 7.1 Rezultatele calculului reţelei de medie tensiune

TronsonulSarcina

tranzitată

Ic

[A]

Fec

[mm2]

Tipul şi

secţ.

cablului

Iadm

[A]

ro

Ωkm

xo

Ωkm

L

[km]

SPC-PT2 1331 69,7 49,7 ААШв

50

140 0,62 0,09 0,08

PT2-PT1 675,5 30,6 21,8 ААШв

35

115 0,89 0,095 0,1

SPC-PT3 1283 61,16 44,6 ААШв

50

140 0,62 0,09 0,19

SPC-PT4 224 107,9 77,1 ААШв

95

205 0,326 0,083 0,39

PT4-PT5 756,5 39,7 31,2 ААШв

35

115 0,89 0,095 0,11

[4,p.369,tab.П.1-9;p.373,tab.П.2-6]

Coala


8. ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE ALIMENTARE

Întreprinderile industriale sînt alimentate din reţelele sistemului energetic, la

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

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

variantelor raţionale, care pot fi adoptate .

Instalaţia electrică de înaltă tensiune a unei întreprinderi industriale se compune

din următoarele părţi, avînd funcţionalităţi distincte:

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

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

transformare a întreprinderii (staţia principală de coborîre);

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

întreprinderii, reprezentînd totalitatea reţelelor care leagă posturile de transformare şi

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

Determinarea structurii reţelei şi alegerea numărului şi amplasamentului staţiilor

de primire a consumatorilor se va face ţinînd seama de :

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

a regiunii pentru următorii 10-15 ani ;

- importanţa consumatorului, caracterizată prin categoria acestuea;

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

să asigure obligatoriu o alimentare de bază corespunzătoare puterii maxime

absorbite ;

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

următoarelor elemente : funcţia staţiei ; elasticitatea în exploatare ; simplitatea

Coala


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

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

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

muncii. Schema electrică monofilară este reprezentată în anexa nr.2 şi pe coala 2.

9. CALCULUL CURENŢILOR DE SCURTCIRCUIT

Calculul curenţilor de scurtcircuit este necesar pentru verificarea elementelor ale

instalaţiilor electrice la stabilitatea termică şi electrodinamică, alegerea şi reglarea

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

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

solicitarea maximă posibilă a elementului. Pentru determinarea valorilor curenţilor de

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

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

la tensiuni mai mult de 1kV.

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

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

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

scurcircuit , a curentului de şoc.

Se elaborează schema electrică monofilară în care sunt incluse toate elementele

reţelei parcurse de curenţi de scurtcircuit.

După schema electrică monofilară se alcătuieşte schema echivalentă.

În schema echivalentă toate elementele sunt înlocuite prin rezistenţe active şi

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

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

obicei calculul se efectuează în unităţi relative.

Reactanţa inductivă a liniilor aeriene şi în cablu în unităţi relative se

determină:xL=xo⋅l⋅

Sb

U med2

K

Eech

Zech

Coala


unde : l – lungimea liniei, km;

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

Umed – valoarea tensiunii medie pentru tensiunea nominală în punctul de

scurtcircuit.

Tabelul 9.1

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

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

xo – reactanţa specifică pentru un 1km,

Pentru transformator:

xo=U sc

100⋅

Sb

Snom

unde: usc – tensiunea de scurtcircuit a transformatorului se ia din catalog

în dependenţă de tipul;

Snom – puterea nominală a transformatorului.

Reactanţa sistemului:

x=Sb

Ssc sau x=xs⋅

Sb

Snom

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

După aceasta se efectuează transformarea schemei echivalente pentru toate punctele

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

echivalentă şi impendanţa echivalentă.

unde: Eech – este forţa electromotoare sumară

Coala


Zech=√rech2 +xech

2 - impendanţa echivalentă dacă rezistenţele active se

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

bază:

I b=Sb

√3⋅U b

unde: Sb – este puterea de bază, aleasă la începutul calculului, MVA

Ub – tensiunea medie în punctul de scurtcircuit, kV.

Se determină curentul supratrazitoriu pentru fiecare punct de scurtcircuit:

I ''=Eech

Zech⋅I b ,[ kA ]

Pentru fiecare punct de scurtcircuit să determină curentul de şoc:

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

Valoarea curentului total de scurtcircuit se determină:

Isc =√2*I p.o +i a,t

unde: I p,t – componenta periodică, în momentul t de deconectare al scurtcircuitului,

I p,t = I p.o =III

ia,t – componenta aperiodică

ia ,t=√2∗I p . o∗e−t sc

T a

în care: tsc-timpul minim de deconectare a scurtcircuitului,

tsc=0,01+tpropriu de deconectare a întreruptoarelor

Ta-componenta de amortizare, se alege din - [3, p.150,tab.3.8.]

Coala


Fig. 9.1 Schema de calcul Schema echivalenta

Efectuam calculele reactanțelor:Sb=100 MVA deoarece Sn . sist<1500 MVA ,X s=0,8

X sist=X s∗Sb

Ss=0,8∗100

600=0,13

Coala


X L=x0∗L∗Sb

U med2 =0,4∗6∗100

372 =0,36

X SPC=U sc∗Sb

100∗Str . spc=14∗100

100∗10=1,4

X L1=x01∗L1∗Sb

Umed2 = 0,083∗0,39∗100

10,52 =0,042

X L2=X 02∗L2∗Sb

Umed2 =0,09∗0,11∗100

10,52 =0,007

X PT=U sc∗Sb

100∗S tr . PT=6,5∗100

100∗2,5=4,06

Transformarea schemei echivalente față punctul de scurtcircuit K1:

X rez 1=XPT

2

2 XPT+

XL 22

2 XL 2+

X L12

2 XL 1+

X SPC2

2 X SPC+

X L2

2 XL+X sist=

16,488,12

+ 0,0000490,014

+ 0,0020,004

+ 1,962,8

+ 0,130,72

+0,13=3,559

I b=

Sb

√3∗U b

∗U2

U 1=

1001,73∗0,42∗0,4

10 =¿5,5[kA]

I p .0=E s

X rez 1∗I b=

13,559

∗5,5=1,55 [ kA ]

iș=√2∗K ș∗I p . o=1,41∗1,369∗1,55=2,99 [kA ]

Pentru K2

X rez 2=X rez1−X2

PT

2 X PT=3,559− 16,48

8,12=1,529

Coala


I b=Sb

√3∗U b

= 1001,73∗10,5

=5,505 [ kA ]

I p .0=E s

X rez 2∗I b=

11,529

∗5,505=3,6 [ kA ]

iș=√2∗K ș∗I p .0=1,41∗1,369∗3,6=6,95 [kA ]

PentruK3

X rez 3=XSPC

2

2 XSPC+

XL2

2 X L+ X sist=

1,962,8

+ 0,130,72

+0,13=1,01

I b=Sb

√3∗U b

= 1001,73∗10,5

=5,505 [ kA ]

I p .0=E s

X rez 3∗I b=

11,01

∗5,505=5,45 [ kA ]

iș=√2∗K ș∗I p .0=1,41∗1,608∗5,45=12,35 [ kA ]

Rezultatele calculelor sunt reprezentate in tabelul 9.2

Tabelul 9.2

Punctul

de S/C

I p .o , [kA ] K ș T a , S iș ,[kA ]

K 1 1,55 1,369 0,01 2,99K 2 3,6 1,369 0,01 6,95K3 5,45 1,608 0,01 12,35

10.ALEGEREA ŞI VERIFICAREA APARATELOR

Coala


ELECTRICE

Aparatul electric dintr-o instalaţie electrică trebuie ales astfel încît să satisfacă

următoarele condiţii :

- Parametrii nominali ai echipamentului să corespundă parametrilor locului în

care se instalează;

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

regimurile de avarie.

Verificarea aparatelor electrice la solicitări mecanice şi termice în cazul

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

încărcare.

La etapa de proiectare a schemei electrice de alimentare a unui consumator

industrial aparate electrice se vor alege în baza următoarelor condiţii :

- după tensiunea instalaţiei : UinstUnom

- după curentul de lucru : Il Inom

- după capacitatea de rupere : Isc Inom.rup.

- după stabilitatea electrodinamică: iş ilim.din.

- după stabilitatea termică : Bsc I2term.* tterm.

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

mai multe în funcţie de destinaţia şi locul de instalare. De exemplu: întrerupătoarele

se aleg după toate condiţiile, iar separatoarele nu se verifică la capacitatea de

deconectare.

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

din catalog se reprezintă în tabele.

Alegerea aparatelor electrice la tensiunea de alimentare din sistem.

Coala


Un =35 kV.Tabela 10.1.Separator

Parametrii de calculTipul: PHДЗ-1-35/1000 Y1

Parametrii nominaliUins= 35 [kV] Unom= 35 [kV]

Il= 165 [A] Imax= 261 [A] Inom= 1000 [A]iş= 12,35 [kA] ilim.dim. = 63 [kA]

Bsc= 89 [kA2*s] I2term tterm= 2500 [kA2*s]

[ 5,p.267,tab.5.5. ]

I l=Snt

√3∗U n

= 100001,73∗35

=165 [ A ]

I max=1,4 Snt

√3∗Un

=1,4∗100001,73∗35

=261 [ A ]

Bsс= I p .o2 (t ppr+t decon .)=5,452∗3=89 [kA2∗s ]

Tabela 10.2. Scurtcircuitor

Parametrii de calcul Tipul: KPH-35У1Parametrii nominali

Uins= 35 [kV] Unom= 35 [kV]iş= 12,35 [kA] ilim.dim.= 42 [kA]Bsc= 89 [kA2*s] I2

term tterm= 2500 [kA2*s] [1,p.180,tab.7.11.]

Tabela 10.3. Descarcator

Parametrii de calculTipul: PBO-3Y1

Parametrii nominaliUins=35 [kV] Unom= 35 [kV]

Il=165 [A] Imax= 261 [A] Inom= 400 [A]iş = 12,35 [kA] ilim.dim.= 46 [kA]Bsc= 89 [kA2*s] I2

termtterm= 900 [kA2*s][ 5, pag 364 , tab 5.20 ]

Alegerea aparatelor electrice la tensiunea 10 kV.

Coala


Tabela 10.4.1 Întrerupător

Parametrii de calculTipul: ВMПЭ-20


Il= 578 [A] Imax= 809 [A] Inom= 1000 [A]Isc= 5,45 [kA] Inom.rup.= 20 [kA]

iş = 12,35 [kA] ilim.dim.= 52 [kA]Bsc= 89 [kA2*s] I2

termtterm= 1600 [kA2∗¿s] [3, pag.630, tab.Π4-4]

I l=Snt

√3∗U n

= 100001,73∗10

=578 [ A ]

I max=1,4 Snt

√3∗Un

=1,4∗100001,73∗10

=809 [ A ]


Tabela 10.4.2 Întrerupător

Parametrii de calculTipul: ВММ-10-10


Il= 92,4 [A] Imax= 129,36 [A] Inom= 200 [A]Isc= 3,6 [kA] Inom.rup.= 10 [kA]

iş =6,95 [kA] ilim.dim.= 25 [kA]Bsc= 39 [kA2*s] I2

termtterm= 400 [kA2*s][3, pag.630, tab.Π4-4]

I l=Snt

√3∗U n

= 16001,73∗10

=92,4 [ A ]

I max=1,4 Snt

√3∗Un

=1,4∗16001,73∗10

=129,36 [ A ]


Tabelul 10.5. Separator

Parametrii de calcul Tipul: PBЗ-10/400 IIIY3

Coala



Il= 92,4 [A]; Imax= 129,36 [A] Inom= 400 [A]iş = 2,99 [kA] ilim.dim.= 41 [kA]

Bsc= 7,2 [kA2*s] I2term. tterm.= 1024 [kA2*s]

[ 5,p.267,tab5.5 ]

I l=Snt

√3∗U n

= 25001,73∗10

=92,4 [ A ]

I max=1,4 Snt

√3∗Un

=1,4∗25001,73∗10

=129,36 [ A ]

Bsс= I p .o2 (t ppr+t decon .)=1,552∗3=7,2 [kA2∗s]

Tabelul 10 .6.1 Transformatorul de curent

Parametrii de calculTipul: ТПЛK-10-УЗ


Il= 578 [A]; Imax= 809 [A] Inom1= 1000 Inom2= 5 [A]iş = 12,35[kA] ilim.din.= 74.5 [kA]

Bsc= 89 [kA2*s] I2term tterm.= 2187 [kA2*s]

r2=2,3 [Ω] r2.adm=4 [Ω][ 3,p.632,tab.4.5 ]

r2=rap .+rcond .+rcont .=Sap .

I 22 +rcond .+rcont .=0,4+1,8+0,1=2,3 [Ω ]

Tabelul 10 .6.2 Transformatorul de curent

Coala


Parametrii de calculTipul: TЛM-10-У3


Il= 92,4 [A]; Imax= 129,36 [A] Inom1= 200 Inom2= 5 [A]iş = 6,95 [kA] ilim.din.= 17.6 [kA]

Bsc= 39 [kA2*s] I2term tterm.= 300 [kA2*s]

r2=2,8 [Ω] r2.adm=6 [Ω][ 3,p.632,tab.4.5 ]


I 22 +rcond .+rcont .=0,4+2,3+0,1=2,8 [Ω ]

Tabela 10.7. Transformatorul de tensiune

Parametrii de calculTipul: HTMИ-10

Parametrii nominaliUins= 10[kV] Unom= 10 [kV]

S2=24,96 [V∗A] S2.nom=500 [V∗A]

[1,p.188,tab.7.17.] S2=√Pap .

2+Q ap.2=√232+9,72=24,96[V*A]

Tabela 10.8. Siguranţa fuzibilă

Parametrii de calculTipul: ПКТ 104-10-160-20Y3

Parametrii nominaliUins= 10 [kV ] Unom= 10 [kV]

Il= 92,4[A]; Imax= 129,36 [A] Inom= 160 [A]Isc=1,55 [kA] Inom.rup.= 20 [kA]

[5, pag.255, tab.5.4]

Alegerea aparatelor electrice la tensiunea de 0,4 kV.

Tabela 10.9. Întrerupător automat

Coala


Parametrii de calculTipul: Э25

Parametrii nominaliUins= 0,4 [kV] Unom= 0,66 [kV]

Il= 2312 [A] Imax= 3236 [A] Inom= 2500 [A]Isc= 1,55 [kA] Inom.rup.= 50 [kA]

[1,p.91,tab.4.10]

I l=Snt

√3∗U n

= 25001,73∗0,4

=2312 [ A ]

I max=1,4 Snt

√3∗Un

=1,4∗25001,73∗0,4

=3236 [ A ]

Tabelul 10 .10. Transformatorul de curent

Parametrii de calculTipul: ТНШЛ-066

Parametrii nominaliUins= 0.4 [kV] Unom= 0,6 [kV]

Il=2312 [A]; Imax=3236 [A] Inom1= 3000, Inom2= 5 [A]iş = 2,99 [kA] ilim.din.= 17.6 [kA]

Bsc= 7,2 [kA2*s] I2term tterm.= 2187 [kA2*s]

r2=3 [Ω] r2.adm=6 [Ω] [ 6,p.632,tab.4.5 ]


I 22 +rcond .+rcont .=0,6+2,3+0,1=3 [ Ω ]

Bsс= I p .o2 (t ppr+t decon .)=1,552∗3=7,2 [kA2∗s]

Concluzie:

Coala


În proiectul de curs a fost efectuată alimentarea cu energiei electrică a uzinei

mecanice . Alimentarea cu e.e poate fi efectuata de la statia raionala a SEE,in care

sint instalate doua transfoarmatoare de putere de 15000 kVA

Alegerea tensiunii de alimantare a întrprinderii a fost argumentată din punct de

vedere tehnico-economic.Alegînd tensiunea de alimentare 35kV, a fost nevoie

instalarea pe teritoriul întrprinderii o staţie principala coborîtoare, cu două

transformatoare de putere TДHC-10000/35.

Din cauza lipsei de teritoriu SPC n-a fost amplasată lîngă centrul de sarcină, ea

a fost amplasată la hotarele fabricii în partea direcţiei de alimentare.Staţia de

transformare a fost construită de tip interior, şi ea se înzestrează cu dulapuri

prefabricate care pot fi montate într-un singur rînd.Pentru ridicarea fiabilităţii în

alimentarea cu energie electrică a fabricii, instalaţia de distribuţie ID-10kV se

secţionează cu întreruptorul, care în regim normal de funcţionare este deconectat.

Pentru comutarea rapidă a consunatorilor la sursa de rezervă, în caz de avarie, este

folosit dispozitivul de anclanşare automată rapidă a rezervei. Schema de alimentare a

secţiilor întreprinderii este magistrală.

Posturile de transfarmare ale secţiilor au fost alese de tip exterior cît interor.

Transfoarmatoarele de putere alese pentru posturile de transformare sunt de 2 tipuri

TM-1000/10 si TM-2500/10.

În fine toate deciziile luate în proiect sînt argumentate luînd în consideraţie

cerinţele NAIE (Norme şi Amenajări în Instalaţiile Electroenergetice).

BIBLIOGRAFIE

Coala


1) Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем

электроснабжения. Томск.2005

2) D. Comşa, S. Darie. Proiectarea instalaţiilor electrice industriale. Cimişlia

“TipCim”, 1994.

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

Москва. Энергоатомиздат, 1987.

4) В.А. Боровиков, В.С. Косарев. Электрические сети энергетических

систем. Энергия. Ленинград, 1977.

5) Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Электическая часть станций и

подстанций. Москва. Энергоатомиздат, 1989.

Documents

Proiect Energie Electrică