Manualul instalatiilor electrice

Acest ghid a fost scris pentru inginerii electricieni care trebuie sŸ proiecteze, sŸ realizeze, sŸ inspecteze, sau sŸ ÁntreÍinŸ instalaÍiile electrice Án conformitate cu standardele internaÍionale ale Comisiei Electrotehnice InternaÍionale (CEI).“Care soluÍie tehnicŸ va garanta cŸ toate criteriile de siguranÍŸ sunt indeplinite?” AceastŸ Ántrebare a fost un ghid permanent Án elaborarea acestui manual.

Un standard internaÍional cum ar fi CEI 60364 “InstalaÍii electrice din clŸdiri” specificŸ Án mod extensiv regulile care trebuie aplicate ÁncÊt sŸ se realizeze siguranÍa Ûi caracteristicile de funcÍionare preconizate pentru toate tipurile de instalaÍii electrice. ÎntrucÊt standardul trebuie sŸ fie extensiv, Ûi trebuie sŸ fie aplicabil la toate tipurile de produse Ûi de soluÍii tehnice care se folo-sesc la nivel internaÍional, textul regulilor din CEI este complex Ûi nu este prezentat Án ordinea de utilizare. Standardul nu poate fi deci considerat drept un manual de lucru, ci numai un document de referinÍŸ.

Scopul prezentului manual este de a pune la dispoziÍie o explicaÍie clarŸ, practicŸ Ûi facutŸ pas cu pas a studiului complet al unei instalaÍii electrice Án conformitate cu CEI 60364 Ûi a altor standarde CEI relevante. De aceea capitolul ÁntÊi (A) prezintŸ metodologiacare trebuie utilizatŸ iar fiecare capitol se ocupŸ cu diverse etapeale studiului. Ultimele douŸ capitole sunt destinate surselor dealimentare, sarcinilor Ûi amplasŸrilor deosebite, precum Ûi compatibilitŸÍii electromagnetice.

Noi toÍi speram cŸ tu, utilizatorule, vei considera acest manual cu adevŸrat util.

Schneider Electric S.A.

EdiÍia Án limba romÊnŸ a acestui manual este rezultatul unui efort colectiv.

Consultant tehnic: Victor IonescuResponsabil ediÍie: Cristian VoicuProducÍie: Tangent Prodimpex SRLEdiÍia Mai 2007PreÍ manual: 120 RONEdiÍia de lux: 150 RON

Manualul instalaÍiilor electrice este un singur document care acoperŸ partea tehnicŸ, reglementŸrile Ûi standardele referitoare la instalaÍiile electrice. Este destinat profesioniÛtilor Án domeniu din Ántreprinderi, birouri de proiectare, organizaÍii de inspecÍie, etc.

Echipamentul electric trebuie deservit de personal de mentenanÍŸ de specialitate (electricieni calificaÍi), iar acest document nu trebuie privit ca un ansamblu de instrucÍiuni suficiente pentru cei care nu sunt calificaÍi ca sŸ opereze, sŸ ÁntreÍinŸ sau sŸ asigure operaÍiile de mentenanÍŸ pentru echipamentul discutat mai sus. DeÛi s-a acordat o deosebitŸ atenÍie pentru a asigura o informare exactŸ Ûi corectŸ Án acest document, Schneider Electric nu ÁÛi asumŸ nici o responsabilitate pentru nici un fel de consecinÍe care ar decurge din utilizarea acestui material.

AceastŸ nouŸ ediÍie a fost publicatŸ pentru a se Íine seama de schimbŸrile din tehnicŸ, standarde Ûi reglementŸri, Ûi Án special standardul CEI 60364 pentru instalaÍii electrice.

Aducem mulÍumiri tuturor cititorilor ediÍiei anterioare a acestui manual pen-tru comentariile lor care ne-au ajutat sŸ ÁmbunŸtŸÍim prezenta ediÍie.MulÍumim de asemenea multor persoane Ûi organizaÍii, prea numeroase ca sŸ fie enumerate aici, care au contribuit Ántr-un fel sau altul la pregŸtirea acestui manual.

MIE052007NORO

Bd. Ficusului nr.40, ClŸdirea “Apimondia”, Sector 1, BucureÛti Tel : (40) 21 203.06.60 Fax : (40) 21 232.15.98 www.schneider-electric.ro

Centrul Suport ClienÍiTel : (40) 21 [email protected]

În conformitate cu evoluÍia normelor Ûi a produselor, datele indicate în textul Ûi imaginile din acest material nu ne angajeazŸ decât dupŸ consultarea agenÍiilor Schneider Electric.

Schneider Electric RomÊnia S.R.L.

05/2007

A1

Capitolul AReguli generale pentru proiectarea instalaÍiilor electrice

Cuprins

Metodologie A2

Reguli Ûi norme statutare A4 2.1 Definirea treptelor de tensiuni A4

2.2 Reguli A5

2.3 Standarde A5

2.4 Calitatea Ûi siguranÍa Án funcÍionare a unei instalaÍii electrice A6

2.5 Verificarea iniÍialŸ a unei instalaÍii electrice A6

2.6 Verificarea Ûi testarea periodicŸ a unei instalaÍii electrice A7

2.7 Conformitatea cu standardele Ûi specificaÍiile tehnice A7 a echipamentelor utilizate Ántr-o instalaÍie electricŸ

2.8 CondiÍii de mediu A8

Tipuri de sarcini - Caracteristici A10 3.1 Motoare asincrone A10

3.2 Sarcini de tip rezistiv: sisteme de ÁncŸlzire A12 Ûi lŸmpi cu incandescenÍŸ (convenÍionale sau cu halogen)

Puterea cerutŸ de o instalaÍie electricŸ A15 4.1 Puterea instalatŸ (kW) A15

4.2 Puterea aparentŸ instalatŸ (kVA) A15

4.3 Estimarea cererii maxime de putere aparentŸ A16 4.4 Exemple de aplicare a coeficientului de utilizare (ku) A18 Ûi de simultaneitate (ks) 4.5 Coeficientul de diversitate A18

4.6 Alegerea puterii nominale a transformatorului A19

4.7 Alegerea surselor de alimentare A20

1

2

3

4

A2

A - Reguli generale pentru proiectarea instalaÍiilor electrice

Pentru cele mai bune rezultate legate de proiectarea instalaÍiilor electrice se recomandŸ studierea tuturor capitolelor, Án ordinea Án care acestea sunt prezentate.

Lista cererilor de putereStudierea unei instalaÍii electrice necesitŸ o ÁnÍelegere adecvatŸ a tuturor regulilor Ûi normativelor ce o guverneazŸ.Cererea totalŸ de putere poate fi calculatŸ pornind de la date legate de amplasarea Ûi puterea fiecŸrui receptor Ûi, de asemenea, ÁnÍelegÊndu-i modul de funcÍionare (ex: cererea Án regim permanent, condiÍii de pornire sau legate de simultaneitate, etc).Pornind de la aceste date rezultŸ cu uÛurinÍŸ puterea cerutŸ de la sursa de alimentare sau (acolo unde este cazul) numŸrul de surse necesare pentru o alimentare corespunzŸtoare cu energie electricŸ.InformaÍii locale referitoare la modalitŸtile de tarifare sunt necesare de asemenea, pentru a permite cea mai bunŸ alegere a conexiunilor cu reÍelele de alimentare cu energie electricŸ de joasŸ sau medie tensiune.

Conectarea la reÍeaConectarea poate fi fŸcutŸ Án reÍeaua de:n Medie Tensiune(1)

Un post de transformare tip consumator (abonat) va fi deci de proiectat, construit Ûi echipat. Acest post de transformare poate fi o instalaÍie exterioarŸ sau interioarŸ Án conformitate cu standardele Ûi normele Án vigoare corespunzatoare (partea de joasŸ tensiune poate fi studiatŸ separat, la nevoie). În acest caz, contorizarea este posibilŸ atÊt pe medie cÊt Ûi pe joasŸ tensiune. n JoasŸ TensiuneInstalaÍia va fi conectata la reÍeaua localŸ de energie electricŸ Ûi va fi contorizatŸ (dacŸ este necesar) Án conformitate cu tarifele pe joasŸ tensiune.

Arhitectura distribuÍiei electriceÎntreaga instalaÍie de distribuÍie este studiatŸ ca un sistem complet.Pentru alegerea celei mai potrivite arhitecturi este propus un ghid de selecÍie. Acesta acoperŸ distribuÍia principala MT/JT Ûi nivelele de distribuÍie de putere pe JT.Sistemul de tratare al neutrului este ales Án conformitate cu regulile locale, cu restricÍiile Án funcÍie de sursele de alimentare Ûi tipurile de sarcini. Echipamentele de distribuÍie (tablourile electrice, aparatajul de comutaÍie, conectarea circuitelor, etc.) sunt determinate de planurile de construcÍie ale clŸdirii, de amplasarea Ûi de modul de grupare a consumatorilor.Amplasarea Ûi tipul acestor echipamente determinŸ comportarea lor la diverse influenÍe externe.

ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electric În funcÍie de sistemul de tratare a neutrului utilizat, (TT, IT, TN), se vor implementa mŸsuri adecvate de protecÍie Ámpotriva pericolului de atingere accidentalŸ directŸ sau indirectŸ.

Circuite Ûi aparate de comutaÍie Fiecare circuit se studiazŸ apoi Án detaliu. CunoscÊndu-se curentul nominal al sarcinii, valorile curenÍilor de scurtcircuit, tipul de protecÍie Ûi, ÍinÊnd cont de tipul de cablu Ûi de modul sŸu de pozare (care influenÍeazŸ curentul admis de conductor), se poate determina secÍiunea cablului.Înainte de a se adopta secÍiunea cablului Án conformitate cu cele menÍionate mai sus se vor verifica urmŸtoarele cerinÍe:n cŸderea de tensiune sŸ corespundŸ standardelor Án vigoare;n pornirea motorului sŸ fie posibilŸ;n protecÍia Ámpotriva Ûocului electric sŸ fie asiguratŸ.Se determinŸ apoi curentul de scurtcircuit Isc Ûi se verificŸ comportarea circuitului la solicitŸrile termice Ûi electrodinamice.Aceste calcule pot impune utilizarea unui cablu de secÍiune mai mare decÊt cea aleasŸ iniÍial.CerinÍele impuse aparatelor de comutaÍie vor determina tipul Ûi caracteristicile acestora.La alegerea fuzibilelor Ûi a dispozitivelor de declanÛare ale Ántreruptoarelor se vor utiliza tehnicile de filiaÍie Ûi selectivitate.

1 Metodologie


B - Conectarea la reÍeaua de distribuÍie de medie tensiune

C - Conectarea la reÍeua de distribuÍie de joasŸ tensiune

D - Ghid de selectie a arhitecturilor de joasŸ Ûi medie tensiune

F - ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electric

G - Dimensionarea Ûi protecÍia conductoarelor

H - Aparate de comutaÍie de joasŸ tensiune: funcÍii Ûi selecÍie

E - DistribuÍia de joasŸ tensiune

(1) În Romania, tensiunile cuprinse Ántre 1 Ûi 35 kV sunt denumite MedieTensiune.

A3ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor Loviturile de trŸsnet directe sau indirecte pot avaria echipamentele electrice la distanÍŸ de cÊÍiva kilometri. Supratensiunile interne de comutaÍie Ûi cele tranzitorii de frecvenÍŸ industrialŸ pot conduce, de asemenea, la aceleaÛi consecinÍe. Sunt analizate efectele Ûi sunt propuse soluÍii.

EficienÍa energeticŸ Án distribuÍia energieiImplementarea Án instalaÍiile electrice a dispozitivelor de mŸsurare avÊnd sisteme de comunicaÍie adecvate poate avea avantaje majore pentru utilizatorul sau proprietarul acestora: reducerea consumului de putere, reducerea costurilor legate de energie, utilizarea eficientŸ a echipamentelor electrice.

Energia reactivŸ Compensarea factorului de putere al unei instalaÍii electrice se realizeazŸ local, global sau printr-o combinaÍie a celor douŸ metode.

ArmonicileArmonicile din reÍea afecteazŸ calitatea energiei Ûi determinŸ numeroase efecte negative precum suprasarcini, vibraÍii, ÁmbŸtrÊnirea echipamentelor, perturbaÍii ale echipamentelor sensibile Án reÍelele de calculatoare Ûi telefonice. Acest capitol se referŸ la originea Ûi efectele armonicilor, explicŸ modul cum acestea pot fi mŸsurate Ûi prezintŸ soluÍii.

Surse de alimentare Ûi sarcini particulareSunt studiate cazuri Ûi/sau echipamente particulare:n surse particulare precum generatoare sincrone sau invertoare;n sarcini particulare avÊnd caracteristici speciale, precum motoare asincrone, circuite de iluminat sau transformatoare de separaÍie JT/JT;n sisteme speciale, precum reÍele de curent continuu.

AplicaÍii diverse Anumite aplicaÍii sunt supuse unor norme particulare mai stricte: un exemplu comun este cel al construcÍiilor tip locuinÍe.

Linii directoare privind EMCPentru a se asigura compatibilitatea electromagneticŸ trebuie luate Án considerare anumite reguli. Nerespectarea acestora poate avea consecinÍe serioase pentru funcÍionarea instalaÍiei electrice: perturbaÍii Án sistemele de comunicaÍie, declanÛarea intempestivŸ a dispozitivelor de protecÍie Ûi chiar distrugerea echipamentelor sensibile.

Programul de calcul EcodialProgramul de calcul ECODIAL(1) reprezintŸ un instrument de proiectare pentru instalaÍiile electrice de joasŸ tensiune, Án conformitate cu standardele Ûi recomandŸrile CEI.Programul realizeaza urmŸtoarele: n construieÛte schemele monofilare;n calculeazŸ curenÍii de scurtcircuit;n calculeazŸ cŸderile de tensiune;n optimizeazŸ secÍiunile cablurilor;n stabileÛte calibrele aparatelor de comutaÍie Ûi a siguranÍelor fuzibile;n evidenÍiazŸ gradul de selectivitate a protecÍiilor;n utilizeazŸ tehnicile de filiaÍie ale aparatelor;n verificŸ condiÍiile de protecÍie a persoanelor;n prezintŸ Ántr-o manierŸ coerentŸ Ûi completŸ calculele Ûi rezultatele obÍinute.

J - ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor Án distribuÍia electricŸ de JT

L - Compensarea energia reactive Ûi filtrarea armonicilor

N - Surse Ûi sarcini particulare

P - Zone de locuit sau similare Ûi spaÍii speciale

M - DetecÍia Ûi filtrarea armonicilor

(1) Programul de calcul ECODIAL este un produs Merlin Gerin Ûi este disponibil Án limbile englezŸ Ûi francezŸ.

1 Metodologie

K - EficienÍa energeticŸ Án distribuÍia electricŸ

Q - Compatibilitatea electromagneticŸ EMC

A4


InstalaÍiile de joasŸ tensiune se vor conforma unor reguli Ûi recomandŸri care se clasificŸ precum urmeazŸ:n Norme statutare (decrete, etc.);n Reguli de instalare, norme elaborate de instituÍii profesionale;n Standarde naÍionale Ûi internaÍionale pentru instalaÍii;n Standarde naÍionale Ûi internaÍionale de produs.

2.1 Definirea treptelor de tensiuniTensiuni nominale standardizate Ûi recomandŸri, conform CEI

Tab. A1: Tensiuni standardizate cuprinse Ántre 100 Ûi 1000 V (CEI 60038, EdiÍia 6.2 2002-07).

Tab. A2: Tensiuni standardizate peste 1 kV, dar nu mai mari de 35 kV (CEI 60038, EdiÍia 6.2 2002-07).

2 Reguli Ûi norme statutare

Sistem trifazat cu patru sau trei conductoare Sistem monofazat cu trei conductoare Tensiune nominalŸ (V) Tensiune nominalŸ (V) 50 Hz 60 Hz 60 Hz- 120/208 120/240- 240 -230/400(1) 277/480 -400/690(1) 480 -- 347/600 -1000 600 -

(1) Sistemele avÊnd tensiunea nominalŸ de 220/380 V Ûi 240/415 V vor evolua cŸtre valorile recomandate de 230/400 V. Perioada de tranziÍie va fi cÊt se poate de scurtŸ Ûi nu va depŸÛi anul 2008. În aceastŸ perioadŸ, ca etapŸ, autoritŸÍile naÍionale cu rŸspundere Án ceea ce priveÛte furnizarea de energie electricŸ din ÍŸrile cu sisteme 220/380 V trebuie sŸ aducŸ tensiunea Án limitele 230/400 V (+6, -10)%, iar cele din ÍŸrile cu sisteme 240/415 V, Án limitele 230/400 V (+10, -6)%. La capŸtul acestei perioade de tranziÍie trebuie obÍinutŸ toleranÍa de 230/400 V ±10%; apoi se va avea Án vedere reducerea acestei limite de toleranÍŸ. Toate aceste considerente se aplicŸ, de asemenea, Án legŸturŸ cu sistemele existente de 380/660 V Án vederea trecerii la sistemul recomandat de 400/690 V.

Seria I Seria II Tensiune max. ptr. Sistem nominal Tensiune max. ptr. Sistem nominalechipamente (kV) de tensiune (kV) echipamente (kV) de tensiune (kV)3,6(1) 3,3(1) 3(1) 4,40(1) 4,16(1)

7,2(1) 6,6(1) 6(1) - -12 11 10 - -- - - 13,2(2) 12,47(2)

- - - 13,97(2) 13,2(2)

- - - 14,52(1) 13,8(1)

(17,5) - (15) - -24 22 20 - -- - - 26,4(2) 24,94(2)

36(3) 33(3) - - -- - - 36,5 34,540,5(3) - 35(3) - -

Aceste sisteme sunt Án general cu trei conductoare, dacŸ nu se indicŸ altfel.Valorile de tensiune menÍionate sunt tensiuni Ántre faze.Valorile indicate Án paranteze vor fi considerate nerecomandate.Este recomandat ca aceste valori sŸ nu fie utilizate pentru sistemele ce urmeazŸ a fi construite Án viitor.Nota 1: Pentru orice ÍarŸ este recomandat ca raportul dintre douŸ tensiuni nominale adiacente sŸ nu fie mai mic decÊt 2.Nota 2: În sistemele normale din Seria I tensiunile maximŸ Ûi minimŸ nu vor diferi cu mai mult decÊt ±10% faÍŸ de tensiunea nominalŸ a sistemului. În sistemele normale din Seria II tensiunea maximŸ nu va diferi cu mai mult de +5%, iar cea minimŸ cu mai mult de -10% Án raport cu tensiunea nominalŸ a sistemului.(1) Aceste valori nu vor fi utilizate pentru sistemele de distribuÍie publicŸ.(2) Aceste sisteme sunt, Án general cu 4 conductoare.(3) Se are Án vedere unificarea acestor valori.

A52.2 Reguli În cele mai multe ÍŸri, instalaÍiile electrice trebuie sŸ fie Án conformitate cu mai mult decÊt un set de norme elaborate de cŸtre AutoritŸÍile NaÍionale sau de cŸtre organisme private recunoscute. Este important de avut Án vedere toate aceste prevederi Ánainte de Ánceperea activitŸÍii de proiectare.

2.3 StandardeAcest Ghid are la bazŸ standardele CEI Án vigoare, Án mod special CEI 60364. CEI 60364 a fost elaborat de cŸtre un colectiv de experÍi din domeniul medical Ûi cel al ingineriei din Ántreaga lume, pe baza experienÍei ÁmpŸrtŸÛite la nivel internaÍional. În mod curent, principiile de siguranÍŸ ale CEI 60364 Ûi CEI 60479.1 reprezintŸ fundamentele pentru majoritatea standardelor din domeniu din Ántreaga lume (a se vedea tabelul de mai jos).

CEI 60038 Tensiuni standardizateCEI 60076-2 Transformatoare de putere - CreÛterea temperaturiiCEI 60076-3 Transformatoare de putere - Nivele de izolare, ÁncercŸri dielectrice Ûi distanÍe de izolare CEI 60076-5 Transformatoare de putere - Capacitatea de Íinere la scurtcircuitCEI 60076-10 Transformatoare de putere - Determinarea nivelului de zgomotCEI 60146 Convertoare cu semiconductoare - CondiÍii generale Ûi convertoare cu comutaÍie de la reÍeaCEI 60255 Relee electriceCEI 60265-1 Întreruptoare de ÁnaltŸ tensiune - Întreruptoare de ÁnaltŸ tensiune pentru tensiuni peste 1 kV Ûi sub 52 kVCEI 60269-1 SiguranÍe fuzibile de joasŸ tensiune - CondiÍii generaleCEI 60269-2 SiguranÍe fuzibile de joasŸ tensiune - CondiÍii suplimentare pentru siguranÍe fuzibile Án cazul utilizŸrii lor de cŸtre persoane neautorizate (siguranÍe fuzibile pentru ÁntrebuinÍŸri casnice sau similare) CEI 60282-1 SiguranÍe fuzibile de joasŸ tensiune - SiguranÍe limitatoare de curentCEI 60287-1-1 Cabluri electrice - Calculul curentului nominal - EcuaÍiile curentului nominal (coeficient de ÁncŸrcare 100%) Ûi calculul pierderilor - GeneralitŸÍiCEI 60364 InstalaÍii electrice pentru clŸdiriCEI 60364-1 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Principii fundamentaleCEI 60364-4-41 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electricCEI 60364-4-42 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva efectelor termiceCEI 60364-4-43 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva supracurenÍilorCEI 60364-4-44 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva perturbatiilor electromagnetice Ûi de tensiuneCEI 60364-5-51 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Reguli generaleCEI 60364-5-52 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Cablajul electricCEI 60364-5-53 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Aparate de comutaÍie Ûi comandŸCEI 60364-5-54 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Sisteme de tratare a neutruluiCEI 60364-5-55 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Alte echipamente CEI 60364-5-61 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - VerificŸri Ûi testŸri - Verificarea iniÍialŸ CEI 60364-7-701 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - BŸi sau duÛuri CEI 60364-7-702 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - Bazine de Ánot sau alte bazineCEI 60364-7-703 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - SauneCEI 60364-7-704 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - OrganizŸri de ÛantierCEI 60364-7-705 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - InstalaÍii electrice pentru agriculturŸ Ûi horticulturŸCEI 60364-7-706 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - Zone cu restricÍiiCEI 60364-7-707 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - CerinÍe de legare la pŸmÊnt Án instalaÍii cuprinzÊnd

sisteme de dateCEI 60364-7-708 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - InstalaÍii electrice pentru parcuri de rulote Ûi ruloteCEI 60364-7-709 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - Zone marine Ûi aparate de zbor de agrementCEI 60364-7-710 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - InstalaÍii electrice Án mediul medicalCEI 60364-7-711 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - ExpoziÍii, spectacoleCEI 60364-7-712 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - Sisteme solare - fotovoltaice (PV) de alimentare cu

energie CEI 60364-7-713 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - MobilŸCEI 60364-7-714 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - Sisteme de iluminat exteriorCEI 60364-7-715 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - InstalaÍii de iluminat de foarte joasŸ tensiuneCEI 60364-7-717 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - UnitŸÍi mobile sau transportabileCEI 60364-7-740 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - InstalaÍii electrice temporare pentru amenajŸri de

tÊrguri, parcuri de distracÍii, circuri CEI 60427 Întreruptoare de curent alternativ de ÁnaltŸ tensiune (circuit-breaker) CEI 60439-1 Ansambluri de aparataj de comutaÍie Ûi comandŸ de joasŸ tensiune. Ansambluri prefabricate - Testate de tip, total sau parÍial CEI 60439-2 Ansambluri de aparataj de joasŸ tensiune. CondiÍii speciale pentru sistemele de bare capsulateCEI 60439-3 Ansambluri de aparataj de joasŸ tensiune. CondiÍii speciale pentru ansambluri prefabricate de aparataj de joasŸ tensiune care urmeazŸ a fi

instalate Án locuri Án care persoane neautorizate au acces spre a le utiliza - Tablouri de distribuÍieCEI 60439-4 Ansambluri de aparataj de joasŸ tensiune. CerinÍe speciale pentru ansambluri de aparataj de joasŸ tensiune utilizate pentru organizŸri de ÛantierCEI 60439-5 Ansambluri de aparataj de joasŸ tensiune. CondiÍii speciale pentru ansambluri prefabricate de aparataj de joasŸ tensiune care urmeazŸ a fi

instalate Án exterior, Án locuri publice - Dulapuri de distribuÍie (cable distribution cabinets)CEI 60446 Principii de siguranÍŸ ale interfeÍei om-maÛinŸ, marcare Ûi identificare - Identificarea conductoarelor prin culori sau numericCEI 60479-1 Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Aspecte generaleCEI 60479-2 Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Aspecte particulareCEI 60479-3 Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Efectele trecerii curentului electric prin organismele vii

(Continuare pe pagina urmŸtoare)


A6


CEI 60529 Gradele de protecÍie conferite de carcase (codul IP)CEI 60644 SpecificaÍii pentru siguranÍele fuzibile de ÁnaltŸ tensiune destinate aplicaÍiilor de tip motorCEI 60664 Coordonarea izolaÍiei pentru echipamente Án sistemele de joasŸ tensiuneCEI 60715 Dimensiuni ale aparatelor de control Ûi comutaÍie. Montare standardizatŸ pe ÛinŸ a aparatelor de control Ûi comutaÍie Án instalaÍiiCEI 60724 Limitele de temperaturŸ la scurtcircuit pentru cabluri avÊnd tensiuni nominale de 1 kV (Um = 1,2 kV) Ûi 3 kV (Um = 3,6 kV)CEI 60755 CondiÍii generale pentru dispozitivele de protecÍie contra curentului rezidual CEI 60787 Ghid pentru alegerea siguranÍelor fuzibile de ÁnaltŸ tensiune pentru protecÍia transformatoarelorCEI 60831 Condensatoare autoregeneratoare pentru instalaÍiile de curent alternativ avÊnd tensiuni de pÊnŸ la 1000 V inclusiv - CondiÍii generale -

PerformanÍe, teste, calibre - CondiÍii de siguranÍŸ - Ghid de instalare Ûi utilizare CEI 60947-1 Aparate de comutaÍie Ûi control de joasŸ tensiune - CondiÍii generale CEI 60947-2 Aparate de comutaÍie Ûi control de joasŸ tensiune - Întreruptoare automateCEI 60947-3 Aparate de comutaÍie Ûi control de joasŸ tensiune - Întreruptoare, separatoare, separatoare de sarcinŸ Ûi Ántreruptoare cu siguranÍe fuzibile CEI 60947-4-1 Aparate de comutaÍie Ûi control de joasŸ tensiune - Contactoare Ûi startere de motoare - Contactoare electromecanice Ûi startere de motorCEI 60947-6-1 Aparate de comutaÍie Ûi control de joasŸ tensiune - Echipamente multifuncÍionale - Aparate pentru comutare automatŸ (ATS)CEI 61000 Compatibilitatea electromagneticŸ (EMC)CEI 61140 ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice - Aspecte comune pentru echipamente Ûi instalaÍiiCEI 61557-1 SiguranÍa Án sistemele de distribuÍie de joasŸ tensiune pÊnŸ la 1000 V c.a. Ûi 1500 V c.c. - Echipamente pentru testarea, mŸsurarea Ûi

monitorizarea mŸsurilor de protecÍie - CondiÍii generaleCEI 61557-8 SiguranÍa Án sistemele de distribuÍie de joasŸ tensiune pÊnŸ la 1000 V c.a. Ûi 1500 V c.c. - Echipamente pentru testarea, mŸsurarea Ûi

monitorizarea mŸsurilor de protecÍieCEI 61557-9 SiguranÍa Án sistemele de distribuÍie de joasŸ tensiune pÊnŸ la 1000 V c.a. Ûi 1500 V c.c. - Echipamente pentru localizarea defectelor de izolaÍie Án

reÍelele ITCEI 61558-2-6 SiguranÍa tranformatoarelor de putere, surselor de alimentare Ûi similar - CondiÍii speciale de siguranÍŸ pentru transformatoarele de izolaÍie pentru

uz general CEI 62271-1 SpecificaÍii comune pentru standardele aparatelor de comutaÍie Ûi comandŸ de ÁnaltŸ tensiuneCEI 62271-100 Aparate de comutatie Ûi control de ÁnaltŸ tensiune - Întreruptoare de curent alternativ de ÁnaltŸ tensiuneCEI 62271-102 Aparate de comutatie Ûi control de ÁnaltŸ tensiune - Separatoare de sarcinŸ Ûi separatoare de punere la pŸmÊntCEI 62271-105 Aparate de comutatie Ûi control de ÁnaltŸ tensiune - Separatoare cu fuzibileCEI 62271-200 Aparate de comutatie Ûi control de ÁnaltŸ tensiune - Aparataj de comutaÍie Ûi de comandŸ Án carcasŸ metalicŸ pentru tensiuni de peste 1 kV pÊnŸ

la 52 kV inclusivCEI 62271-202 Posturi de transformare de medie tensiune/joasŸ tensiune prefabricate

(SfÊrÛit)

2.4 Calitatea Ûi siguranÍa Án funcÍionare a unei instalaÍii electriceCalitatea Ûi siguranÍa Án funcÍionare a unei instalaÍii electrice poate fi asiguratŸ doar Án condiÍiile Án care:n este asiguratŸ conformitatea instalaÍiei electrice cu standardele Ûi normele Án vigoare, printr-o verificare iniÍialŸ;n echipamentele electrice sunt Án conformitate cu standardele;n se realizeazŸ verificŸri periodice ale instalaÍiei electrice.

2.5 Verificarea iniÍialŸ a unei instalaÍii electriceÎnaintea conectŸrii unei instalaÍii electrice noi la reÍeaua de alimentare trebuie realizate teste preliminare Ûi inspecÍii vizuale de cŸtre furnizorul de energie electricŸ sau de cŸtre agenÍii sŸi autorizaÍi.

Aceste teste se fac Án conformitate cu reglementŸrile locale (guvernamentale Ûi/sau instituÍionale) care pot diferi Án mare mŸsurŸ de la o ÍarŸ la alta. TotuÛi, principiile tuturor acestor reglementŸri sunt comune Ûi se bazeazŸ pe Ándeplinirea riguroasŸ a condiÍiilor de siguranÍŸ Án proiectarea Ûi realizarea instalaÍiilor electrice.

CEI 60364-6-61 Ûi celelalte standarde asociate incluse Án acest ghid se bazeazŸ pe consensul internaÍional legat de aceste teste care trebuie sŸ acopere toate mŸsurile de siguranÍŸ Ûi modul de funcÍionare impus, Án mod normal, de clŸdirile rezidenÍiale, social-culturale, administrative Ûi (Án mare parte) cele industriale. Multe ramuri industriale au, totuÛi, reglementŸri particulare, proprii, legate de un produs particular (petrol, cŸrbune, gaz natural, etc.). Aceste reglementŸri particulare nu sunt incluse Án acest ghid.

Testele electrice preliminare Ûi inspecÍiile vizuale ale instalaÍiilor electrice din clŸdiri includ, Án mod normal, urmŸtoarele:n verificarea rezistenÍei de izolaÍiei ale tuturor cablurilor Ûi conductoarelor din instalaÍia permanentŸ, Ántre faze Ûi Ántre faze Ûi pŸmÊnt;n verificarea continuitŸÍii circuitelor de protecÍie, a conductivitŸÍii electrice a conductoarelor, a legŸturilor echipotenÍiale; n verificarea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt;n verificarea funcÍionŸrii corecte a interblocajelor (dacŸ existŸ);


A7n verificarea numŸrului recomandat de prize pe un circuit;n verificarea secÍiunii tuturor conductoarelor cunoscÊndu-se valorile curenÍilor de scurtcircuit Ûi ÍinÊnd cont de dispozitivele de protecÍie asociate, materialele Ûi modul de pozare (Án aer, Án tub, etc.);n verificarea modului de legare la pŸmÊnt a tuturor pŸrÍilor metalice expuse;n verificarea distanÍelor de izolare Án bŸi, etc.

Aceste teste Ûi verificŸri sunt de bazŸ (dar nu exhaustive) pentru majoritatea instalaÍiilor electrice, Án timp ce numeroase alte teste Ûi reguli sunt incluse Án regulamentele ce se referŸ la cazurile particulare, de exemplu: sistemele de tratare a neutrului TN-, TT-, sau IT, instalaÍii avÊnd clasa 2 de izolaÍie, circuitele de siguranÍŸ cu tensiune foarte joasŸ, zonele speciale, etc.Scopul acestui ghid este sŸ atragŸ atenÍia asupra unor caracteristici principale ale diferitelor tipuri de instalaÍii Ûi sŸ indice regulile esenÍiale care trebuie respectate Án scopul obÍinerii unui nivel satisfŸcŸtor de calitate, ceea ce ÁnseamnŸ siguranÍa Ûi continuitatea Án funcÍionare. Metodele recomandate Án acest ghid, modificate, dacŸ este necesar pentru a corespunde oricŸror cerinÍe impuse de cŸtre autoritatea localŸ furnizoare de energie electricŸ urmŸresc satisfacerea tuturor verificŸrilor Ûi inspecÍiilor preliminare.

2.6 Verificarea Ûi testarea periodicŸ a unei instalaÍiiÎn multe ÍŸri instalaÍiile aferente tuturor clŸdirilor industriale, socio-administrative Ûi comerciale, ÁmpreunŸ cu cele publice trebuie verificate periodic de cŸtre agenÍi autorizaÍi. Tabelul A3 aratŸ frecvenÍa recomandatŸ a verificŸrilor, Án conformitate cu tipul de instalaÍie Án cauzŸ.

Tab. A3: FrecvenÍa recomandatŸ a verificŸrilor pentru o instalaÍie electricŸ.

2.7 Conformitatea cu standardele Ûi specificaÍiile tehnice a echipamentelor utilizate Ántr-o instalaÍie electricŸCertificarea conformitŸÍii Conformitatea unui echipament cu standardele asociate poate fi certificatŸ astfel:n printr-un marcaj de conformitate oficial acordat de cŸtre organismul de certificare implicat;n printr-un certificat de conformitate eliberat de un organism de certificare, saun printr-o declaraÍie de conformitate a producŸtorului.Primele douŸ modalitŸÍi nu pot fi aplicate pentru echipamentele de medie tensiune.

DeclaraÍia de conformitateÎn cazul Án care echipamentele Án cauzŸ vor fi utilizate de cŸtre personal autorizat sau instruit, declaraÍia de conformitate a producŸtorului (care este inclusŸ Án documentaÍia tehnicŸ) este, de obicei recunoscutŸ ca un atestat valid. Acolo unde, ÁnsŸ, competenÍa producŸtorului este pusŸ la ÁndoialŸ, va fi elaborat un certificat de conformitate pentru a susÍine declaraÍia producŸtorului.

Conformitatea echipamentelor cu standardele asociate Án vigoare poate fi certificatŸ Án mai multe moduri

Tip de instalaÍie FrecvenÍa verificŸrilorInstalaÍii care necesitŸ n zone Án care existŸ risc de degradare, anual protecÍia angajaÍilor de incendiu sau de explozie n instalaÍii provizorii sau organizŸri de Ûantier n zone Án care existŸ instalaÍii de MT n zone restricÍionate unde se foloseÛte echipament mobil alte cazuri la fiecare 3 aniInstalaÍii Án clŸdiri publice Án funcÍie de tipul Ûi de capacitatea de la 1 la 3 ani unde este necesarŸ clŸdirii protecÍia Ámpotriva incendiilor sau a riscului de panicŸ InstalaÍii Án clŸdiri rezidenÍiale Án conformitate cu reglementŸrile locale


A8


Note: Marcajul èDirectivele Europene cer producŸtorilor sau reprezentanÍelor autorizate sŸ ataÛeze marcajul è pe produse, pe rŸspunderea lor. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ:n produsele Ándeplinesc condiÍiile legale;n se presupune cŸ pot fi comercializate Án Europa.Marcajul è nu reprezintŸ nici o garanÍie a originii Ûi nici o marcŸ de conformitate.

Marca de conformitateMarca de conformitate se ataÛeazŸ aparatelor Ûi echipamentelor utilizate, Án general de persoane neautorizate Ûi neinstruite (ex.: Án cazul aparatelor pentru uz casnic). Marca de conformitate este eliberatŸ de un organism de certificare dacŸ echipamentul ÁndeplineÛte condiÍiile unui standard aplicabil Ûi dupŸ verificarea sistemului de management de calitate al producŸtorului.

Certificatul de calitateStandardele definesc cÊteva metode pentru asigurarea calitŸÍii care corespund mai curÊnd cÊtorva situaÍii, decÊt diferitelor nivele de calitate.

GaranÍiaUn laborator de testare a unor mostre nu poate certifica conformitatea unui Ántreg lot de fabricaÍie: aceste teste se numesc teste de tip. În cazul anumitor teste care sŸ ateste conformitatea cu standardele, mostrelele sunt distruse (ex.: cazul fuzibilelor). Doar producŸtorul poate certifica faptul cŸ produsele au, de fapt, caracteristicile specificate.Certificatul de asigurare a calitŸÍii are ca scop sŸ completeze declaraÍia iniÍialŸ sau certificatul de conformitate.Ca o dovadŸ a faptului cŸ toate mŸsurile necesare asigurŸrii calitŸÍii fabricaÍiei au fost luate, producŸtorul obÍine certificarea sistemului de control a calitŸÍii care monitorizeazŸ fabricaÍia produsului Án cauzŸ. Aceste certificate sunt elaborate de organisme specializate Án controlul calitŸÍii Ûi au la bazŸ standardul internaÍional ISO 9000.Aceste standarde definesc trei modele de bazŸ de control a asigurŸrii calitŸÍii corespunzÊnd mai curÊnd unor situaÍii diferite decÊt unor nivele diferite de calitate:n Modelul 3 defineÛte asigurarea calitŸÍii prin inspectarea Ûi verificarea produsului finit;n Modelul 2 include suplimentar inspectŸrii Ûi verificŸrii produsului finit, verificarea procesului de fabricaÍie. De exemplu, aceastŸ metodŸ se aplicŸ producŸtorilor de fuzibile ÁntrucÊt, Án acest caz, nu poate fi verificatŸ calitatea produsului fŸrŸ distrugerea sa;n Modelul 1 corespunde modelului 2, dar cu cerinÍa suplimentarŸ ca Ûi calitatea procesului de proiectare sŸ fie riguros urmŸritŸ; de exemplu, acolo unde nu se intenÍioneazŸ sŸ se fabrice Ûi sŸ se testeze prototipuri (cazul execuÍiei unui produs la cererea beneficiarului, Án conformitate cu cerinÍele acestuia).

2.8 CondiÍii de mediuSistemele de management al mediului pot fi certificate de cŸtre un organism independent dacŸ acestea corespund cerinÍelor stipulate Án ISO 14001. Acest tip de certificare se referŸ, Án special, la locaÍiile industriale dar pot fi, de asemenea, acordate mediilor unde produsele sunt proiectate. Un “eco-design” este o abordare de dezvoltare durabilŸ cu obiective ca proiectarea produselor/serviciilor sŸ corespundŸ cÊt mai bine cerinÍelor clienÍilor, Án acelaÛi timp reducÊndu-li-se impactul asupra mediului Án timpul Ántregului lor ciclu de viaÍŸ. Metodologiile utilizate Án acest scop conduc la alegerea arhitecturii echipamentelor ÁmpreunŸ cu componentele Ûi materialele ÍinÊnd cont de influenÍa produsului asupra mediului pe parcursul Ántregii sale durate de viaÍŸ (ex.: producÍie, transport, distribuÍie, dupŸ perioada de utilizare, etc.).

În Europa au fost publicate douŸ directive:n Directiva RoHS (Restriction of Hazardous Substances, restricÍii ale substanÍelor periculoase), care se aplicŸ ÁncepÊnd cu 01 iulie 2006 (intrarea Án vigoare a fost 13 februarie 2003, dar data de aplicare a fost 01 iulie 2006), are ca scop eliminarea a Ûase substanÍe periculoase: plumbul, mercurul, cadmiul, crom hexavalent, bifeniluri polybrominate (PBB) sau eteruri difenil polybrominate (PBDE).


A9n Directiva WEEE (Waste of Electrical and Electronic Equipment - deÛeuri ale echipamentelor electrice Ûi electronice), care se aplicŸ ÁncepÊnd cu august 2005 (intrarea Án vigoare a fost 13 februarie 2003, dar data de aplicare a fost 13 august 2005), are ca scop urmŸrirea deÛeurilor la scoaterea din uz a echipamentelor de uz casnic Ûi nu numai.În alte pŸrÍi ale lumii, noi iniÍialive legislative urmŸresc aceleaÛi obiective.ÎmpreunŸ cu acÍiunile producŸtorilor orientate Án favoarea fabricaÍiei unor produse “eco-design” contribuÍia Ántregii instalaÍii electrice la o dezvoltare durabilŸ poate fi semnificativ mŸritŸ prin modul de proiectare a instalaÍiei. Astfel, s-a arŸtat cŸ o concepÍie optimŸ a instalaÍiei electrice care Íine cont de condiÍiile de funcÍionare, de amplasare a posturilor de transformare MT/JT Ûi de sistemul de distribuÍie (tablouri electrice, bare capsulate, cabluri) poate conduce la o reducere substanÍialŸ a impactului asupra mediului (reducerea consumurilor de materii prime, de energie, etc.).

A se vedea capitolul D Án legŸturŸ cu amplasarea postului de transformare Ûi a tabloului general de distribuÍie de joasŸ tensiune.


A10

A - Reguli generale pentru proiectarea instalaÍiilor electrice 3 Tipuri de sarcini -

Caracteristici

Analiza valorii puterii aparente absorbite de fiecare receptor permite stabilirea:n cererii declarate de putere care determinŸ contractul de furnizare de energie electricŸ;n puterii nominale a transformatorului MT/JT, acolo unde este necesar (permiÍÊnd eventuale creÛteri de consum);n valorile curentului de sarcinŸ la nivelul fiecŸrui tablou de distribuÍie.

3.1 Motoare asincroneCurent absorbitCurentul nominal Ia al unui motor se calculeazŸ cu urmŸtoarele formule: n motor trifazat: Ia = Pn x 1.000/(√3 x U x η x cos ϕ)n motor monofazat: Ia = Pn x 1.000/(U x η x cos ϕ),unde: Ia: curentul nominal al motorului (A) Pn: puterea nominalŸ a motorului (kW) U: tensiunea de linie, Án cazul motorului trifazat, respectiv tensiunea la borne, Án cazul motorului monofazat (V). Un motor monofazat poate fi conectat Ántre o fazŸ Ûi nul sau Ántre douŸ faze η: randamentul motorului, exprimat ca kW ieÛire/kW intrare cos ϕ: factorul de putere al motorului, exprimat ca: kW intrare/kVA intrare

Curentul la conectare Ûi reglajul protecÍiilorn Valoarea de vÊrf a curentului la conectare al unui motor poate fi foarte mare: valorile tipice sunt Ántre 12 la15 ori curentul efectiv al valorii nominale Inm. Uneori aceastŸ valoare poate ajunge la de 25 de ori Inm.n Întreruptoarele automate Merlin Gerin, contactoarele Telemecanique Ûi releele termice sunt proiectate astfel ÁncÊt sŸ suporte porniri de motoare avÊnd curenÍi de pornire de valori foarte mari (curenÍi de pornire de vÊrf de pÊnŸ la 19 ori Inm).n DeclanÛŸrile intempestive ale protecÍiilor la supracurenÍi Án cazul pornirii motoarelor semnificŸ existenÍa unor curenÍi la pornire mai mari decÊt limitele normale. Ca urmare, anumite aparate de comutaÍie pot fi intens solicitate, prin urmare durata lor de viaÍŸ se va reduce sau chiar se pot distruge. Pentru a evita aceste lucruri se poate avea Án vedere o supradimensionare a aparatelor de comutaÍie.n Aparatele de comutaÍie Merlin Gerin Ûi Telemecanique sunt proiectate pentru a asigura protecÍia starterelor de motoare Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit. În funcÍie de riscul de defect, existŸ tabele care aratŸ combinaÍia de Ántreruptor automat, releu termic Ûi contactor care trebuie utilizatŸ Án funcÍie de puterea motorului, pentru a obÍine coordonare tip 1 sau 2 (vezi capitolul N).

Curentul de pornire al motoruluiDeÛi pe piaÍa pot fi gŸsite motoare cu randament ridicat, curenÍii de pornire ai motoarelor performante au valori la fel de mari ca cei ai motoarelor standard.Prin utilizarea pornirilor stea-triunghi, a soft-starterelor sau a variatoarelor de turaÍie se pot reduce semnificativ valorile acestor curenÍi de pornire (exemplu: 4 Ia Án loc de 7,5 Ia).

Compensarea puterii reactive furnizate motoarelor asincroneEste, Án general, avantajos din motive tehnice Ûi financiare sŸ se reducŸ curentul furnizat motoarelor. Aceasta poate fi realizatŸ utilizÊnd condensatoare, fŸrŸ consecinÍe asupra puterii mecanice a motoarelor.Aplicarea acestui principiu Án funcÍionarea motoarelor asincrone este cunoscutŸ, Án general Án termeni de “compensarea energiei reactive“ sau “corecÍia factorului de putere“.AÛa cum se prezintŸ Án capitolul L, puterea aparentŸ exprimatŸ Án kVA care se furnizeazŸ motorului asincron poate fi semnificativ redusŸ prin utilizarea unor condensatoare conectate Án paralel. Reducerea puterii aparente (kVA) furnizateÁnseamnŸ, Án mod corespunzŸtor Ûi reducerea curentului de lucru (atÊt timp cÊt tensiunea de alimentare rŸmane aceeaÛi).Compensarea puterii reactive este, Án mod special, recomandatŸ pentru motoarele care funcÍioneazŸ la putere redusŸ perioade lungi de timp.

Cum s-a menÍionat mai sus,

deci o reducere a puterii aparente

la intrare va conduce la creÛterea (ÁmbunŸtŸÍirea) valorii cos ϕ.

Examinarea cererilor de putere aparentŸ adiferitelor tipuri de sarcini: un pas preliminar necesar Án proiectarea unei instalaÍii de joasŸ tensiune.

Puterea nominalŸ a unui motor, exprimatŸ Án kW (Pn) este o mŸsurŸ a puterii sale mecanice echivalente la ieÛire. Puterea aparentŸ, exprimatŸ Án kVA, (Pa) furnizatŸ motorului este funcÍie de puterea nominalŸ a motorului, de randamentul Ûi de factorul de putere al motorului.

Pa =Pn

η cos ϕ

A11Curentul furnizat motorului dupŸ corecÍia factorului de putere, I'a, este dat de:

I'a = Iacos ϕcos ϕ'

unde cos ϕ este factorul de putere Ánainte de compensare, iar cos ϕ’ este factorul de putere dupŸ compensare, Ia fiind curentul iniÍial, Ánainte de compensare.De menÍionat faptul cŸ variatoarele de vitezŸ realizeazŸ Ûi compensarea energiei reactive.

Tabelul A4 de mai jos indicŸ, Án funcÍie de puterea motorului, curenÍii standard nominali ai motorului, la diferite valori ale tensiunii de alimentare.

3 Tipuri de sarcini - Caracteristici

kW CP 230 V 380 - 400 V 440 - 500 V 690 V 415 V 480 V A A A A A A0,18 - 1,0 - 0,6 - 0,48 0,35 0,25 - 1,5 - 0,85 - 0,68 0,49 0,37 - 1,9 - 1,1 - 0,88 0,64- 1/2 - 1,3 - 1,1 - - 0,55 - 2,6 - 1,5 - 1,2 0,87 - 3/4 - 1,8 - 1,6 - -- 1 - 2,3 - 2,1 - - 0,75 - 3,3 - 1,9 - 1,5 1,1 1,1 - 4,7 - 2,7 - 2,2 1,6- 1-1/2 - 3,3 - 3,0 - - - 2 - 4,3 - 3,4 - - 1,5 - 6,3 - 3,6 - 2,9 2,12,2 - 8,5 - 4,9 - 3,9 2,8 - 3 - 6,1 - 4,8 - - 3,0 - 11,3 - 6,5 - 5,2 3,83,7 - - - - - - - 4 - 15 9,7 8,5 7,6 6,8 4,9 5,5 - 20 - 11,5 - 9,2 6,7- 7-1/2 - 14,0 - 11,0 - - - 10 - 18,0 - 14,0 - - 7,5 - 27 - 15,5 - 12,4 8,911 - 38,0 - 22,0 - 17,6 12,8 - 15 - 27,0 - 21,0 - - - 20 - 34,0 - 27,0 - -15 - 51 - 29 - 23 17 18,5 - 61 - 35 - 28 21 - 25 - 44 - 34 -22 - 72 - 41 - 33 24 - 30 - 51 - 40 - - - 40 - 66 - 52 - -30 - 96 - 55 - 44 32 37 - 115 - 66 - 53 39 - 50 - 83 - 65 - -- 60 - 103 - 77 - - 45 - 140 - 80 - 64 47 55 - 169 - 97 - 78 57- 75 - 128 - 96 - - - 100 - 165 - 124 - - 75 - 230 - 132 - 106 7790 - 278 - 160 - 128 93 - 125 - 208 - 156 - - 110 - 340 - 195 156 113- 150 - 240 - 180 - - 132 - 400 - 230 - 184 134 - 200 - 320 - 240 - -150 - - - - - - - 160 - 487 - 280 - 224 162 185 - - - - - - -- 250 - 403 - 302 - - 200 - 609 - 350 - 280 203 220 - - - - - - -- 300 - 482 - 361 - - 250 - 748 - 430 - 344 250 280 - - - - - - -- 350 - 560 - 414 - - - 400 - 636 - 474 - - 300 - - - - - - -

Tab. A4: Puteri Ûi curenÍi nominali pentru motoare asincrone (continuare pe pagina urmŸtoare).

A12


kW CP 230 V 380 - 400 V 440 - 500 V 690 V 415 V 480 V A A A A A A315 - 940 - 540 - 432 313 - 540 - - - 515 - - 335 - - - - - - -355 - 1061 - 610 - 488 354 - 500 - 786 - 590 - - 375 - - - - - - -400 - 1200 - 690 - 552 400 425 - - - - - - - 450 - - - - - - -475 - - - - - - - 500 - 1478 - 850 - 680 493 530 - - - - - - -560 - 1652 - 950 - 760 551 600 - - - - - - - 630 - 1844 - 1060 - 848 615670 - - - - - - - 710 - 2070 - 1190 - 952 690 750 - - - - - - -800 - 2340 - 1346 - 1076 780 850 - - - - - - - 900 - 2640 - 1518 - 1214 880950 - - - - - - - 1000 - 2910 - 1673 - 1339 970

Tab. A4: Puteri Ûi curenÍi nominali pentru motoare asincrone (sfÊrÛit).

3.2 Sarcini de tip rezistiv: sisteme de ÁncŸlzire Ûi lŸmpi cu incandescenÍŸ (convenÍionale sau cu halogen)Curentul absorbit de sarcini tip aparate de ÁncŸlzire sau lŸmpi cu incandescenÍŸ se calculeazŸ rapid Án funcÍie de puterea nominalŸ datŸ de producŸtor (cos ϕ = 1) (vezi Tab. A5).

Tab. A5: Curentul nominal al sistemelor de ÁncŸlzire rezistive Ûi al lŸmpilor cu incandescenÍŸ (convenÍionale sau cu halogen).

Putere Curent nominal (A)nominalŸ monofazat monofazat trifazat trifazat (kW) 127 V 230 V 230 V 400 V0,1 0,79 0,43 0,25 0,140,2 1,58 0,87 0,50 0,290,5 3,94 2,17 1,26 0,721 7,9 4,35 2,51 1,441,5 11,8 6,52 3,77 2,172 15,8 8,70 5,02 2,892,5 19,7 10,9 6,28 3,613 23,6 13 7,53 4,333,5 27,6 15,2 8,72 5,054 31,5 17,4 10 5,774,5 35,4 19,6 11,3 6,55 39,4 21,7 12,6 7,226 47,2 26,1 15,1 8,667 55,1 30,4 17,6 10,18 63 34,8 20,1 11,59 71 39,1 22,6 1310 79 43,5 25,1 14,4


A13Curentul nominal se calculeazŸ cu relaÍiile:

n pentru un sistem trifazat:

n pentru un sistem monofazat:

unde U este tensiunea de alimentare la bornele echipamentului.Pentru lŸmpile cu incandescenÍŸ, utilizarea halogenului creazŸ o sursŸ de luminŸ mult mai concentratŸ. Fluxul luminos este superior iar durata de viaÍŸ a lŸmpii se dubleazŸ.NotŸ: La conectare, filamentul rece creazŸ un vÊrf de curent de valoare foarte mare dar de duratŸ foarte micŸ.

LŸmpi fluorescente Ûi echipamentul aferentPuterea Pn (W) indicatŸ pe lampa fluorescentŸ nu include Ûi puterea disipatŸ Án balast. Curentul absorbit este dat de:

Ia = Pbalast + Pn

U cos ϕ

unde U este tensiunea de alimentare la bornele echipamentului.DacŸ nu este indicatŸ valoarea pierderilor Án balast, aceasta se va considera 25% din Pn.

LŸmpi fluorescente tubulare standardAvÊnd (dacŸ nu este indicat altfel):n cos ϕ = 0,6 fŸrŸ condensator pentru compensarea(2) factorului de putere (FP);n cos ϕ = 0,86 cu compensarea(2) factorului de putere (FP) (unul sau douŸ tuburi);n cos ϕ = 0,96 pentru balast electronic.DacŸ nu sunt indicate pierderi de putere pentru balast, o valoare de 25% din Pn poate fi luatŸ Án considerare.Tabelul A6 indicŸ aceste valori pentru diferite tipuri de balast.

(1) Ia exprimat Án A, U exprimat Án V, Pn exprimat Án W. DacŸ Pn este exprimat Án kW, atunci relaÍia se ÁnmulÍeÛte cu 1.000.(2) “CorecÍia factorului de putere” se referŸ adesea la “compensare” Án terminologia lŸmpilor de iluminat cu descŸrcare. Cos ϕ este aproximativ 0,95 (valorile “zero” ale tensiunii Ûi curentului sunt aproape fazate), dar factorul de putere este 0,5 datoritŸ formei Án impulsuri a curentului, al cŸrui vÊrf apare „tÊrziu”, la fiecare jumŸtate de perioadŸ.

Tab. A6: Curentul nominal Ûi puterea consumatŸ de cŸtre lŸmpile fluorescente uzuale (la 230 V, 50 Hz).

LŸmpi fluorescente compacteLŸmpile fluorescente compacte au aceleaÛi caracteristici Án ce priveÛte durata de viaÍŸ Ûi economia de energie ca Ûi lŸmpile fluorescente clasice.Ele sunt utilizate Án locurile publice permanent iluminate (ex.: holuri, baruri, coridoare de trecere) Ûi pot fi montate Án locuri altfel iluminate cu lŸmpi cu incandescenÍŸ (vezi Tab. A7 de pe pagina urmŸtoare).


Aranjamentul Putere Curent (A) la 230 V Lung.lŸmpilor, lampŸ Balast electromagnetic Balast tub starterelor (W)(3) electronic (cm)Ûi balastului FŸrŸ condens. Cu condens. pentru pentru compensare compensareUn singur tub 18 0,20 0,14 0,10 60 36 0,33 0,23 0,18 120 58 0,50 0,36 0,28 150DouŸ tuburi 2 x 18 0,28 0,18 60 2 x 36 0,46 0,35 120 2 x 58 0,72 0,52 150

(3) Puterea Án W indicatŸ pe lampŸ.

A14


Puterea Án W indicatŸ pe tubul unei lŸmpi cu descŸrcŸri nu include Ûi puterea disipatŸ Án balast.

Tab. A7: Curentul absorbit Ûi puterea consumatŸ de cŸtre lampile fluorescente compacte (la 230 V, 50 Hz).

Tip Putere lampŸ Curent la 230 V lampŸ (W) (A)Cu balast 10 0,080 separat 18 0,110 26 0,150 Cu balast 8 0,075 incorporat 11 0,095 16 0,125 21 0,170

Tab. A8: Curentul absorbit de diferite tipuri de lŸmpi cu descŸrcŸri.

LŸmpi cu descŸrcŸriTabelul A8 indicŸ curentul nominal al unei lŸmpi echipate cu aparatajul auxiliar.FuncÍionarea acestor lŸmpi depinde de descŸrcarea electricŸ luminiscentŸ care are loc Ántr-un gaz sau vaporii unui compus metalic, Ánchis ermetic Ántr-o incintŸ transparentŸ, la o presiune prestabilitŸ. Aceste lŸmpi au un timp de pornire lung Án timpul cŸruia curentul Ia este mai mare decÊt curentul nominal In.Puterea Ûi curentul sunt date pentru diferite tipuri de lŸmpi (valorile medii tipice pot varia uÛor de la un producŸtor la altul).


Tip Putere Curent In (A) Pornire EficienÍŸ DuratŸ UtilizarelampŸ (W) cerutŸ (W) FP FP Ia/In PerioadŸ luminoasŸ medie de la necomp. comp. (min.) (lm/W) viaÍŸ (h) 230 V 400 V 230 V 400 V 230 V 400 V

LŸmpi cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu de ÁnaltŸ presiune50 60 0,76 0,3 1,4 la 1,6 4 la 6 80 la 120 9000 n iluminat holuri mari70 80 1 0,45 n iluminat exterior100 115 1,2 0,65 n iluminat public150 168 1,8 0,85 250 274 3 1,4 400 431 4,4 2,2 1000 1055 10,45 4,9 LŸmpi cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu de joasŸ presiune 26 34,5 0,45 0,17 1,1 la 1.3 7 la 15 100 la 200 8000 n iluminat autostrŸzi36 46,5 0,22 la 12000 n iluminat de siguranÍŸ66 80,5 0,39 n platforme, depozite91 105,5 0,49 131 154 0,69LŸmpi cu descŸrcari Án vapori de mercur + halogeni metalici 70 80,5 1 0,40 1,7 3 la 5 70 la 90 6000 n iluminat suprafeÍe150 172 1,80 0,88 6000 foarte mari cu ajutorul250 276 2,10 1,35 6000 proiectoarelor 400 425 3,40 2,15 6000 (ex.: stadioane, etc.) 1000 1046 8,25 5,30 6000 2000 2092 2052 16,50 8,60 10,50 6 2000 LŸmpi cu descŸrcŸri Án vapori de mercur cu substanÍŸ fluorescentŸ (fluorescent bulb) 50 57 0,6 0,30 1,7 la 2 3 la 6 40 la 60 8000 n ateliere cu plafoane80 90 0,8 0,45 la 12000 foarte Ánalte (ex.: holuri,125 141 1,15 0,70 hangare, etc.)250 268 2,15 1,35 n iluminat exterior400 421 3,25 2,15 n iluminat de 700 731 5,4 3,85 intensitate redusŸ(1)

1000 1046 8,25 5,30 2000 2140 2080 15 11 6,1

(1) Înlocuite cu lŸmpi cu vapori de sodiu.NotŸ: Aceste lŸmpi sunt sensibile la cŸderile de tensiune. Ele se sting dacŸ tensiunea de alimentare scade sub 50% din valoarea nominalŸ Ûi nu se mai reaprind Ánainte de rŸcire (aprox. 4 minute).NotŸ: LŸmpile cu vapori de sodiu de joasŸ presiune au o eficienÍŸ luminoasŸ superioarŸ altor tipuri de lŸmpi. TotuÛi, utilizarea acestui tip de lampŸ este restricÍionatŸ ÁntrucÊt datoritŸ culorii luminii emise, galben-oranj, factorul de redare a culorii este scŸzut.

A15Pentru a proiecta o instalaÍie electricŸ, trebuie stabilitŸ sarcina maximŸ, realŸ, posibilŸ, care va fi solicitatŸ sistemului de alimentare.A proiecta o instalaÍie electricŸ doar pe baza sumei aritmetice a tuturor sarcinilor existente este absolut neeconomic Ûi dovedeÛte o insuficientŸ practicŸ inginereascŸ.Scopul acestui capitol este de a arŸta modul Án care pot fi stabiliÍi coeficientul de simultaneitate (funcÍionarea nesimultanŸ a sarcinilor) Ûi coeficientul de utilizare (de ex. un motor nu funcÍioneazŸ, de obicei, la Ántreaga sa capacitate de ÁncŸrcare) al tuturor receptorilor existenÍi. Valorile recomandate se bazeazŸ pe experienÍŸ Ûi pe ÁnregistrŸri ale consumurilor unor instalaÍii existente. Suplimentar faÍŸ de datele de proiectare aferente fiecŸrui circuit, rezultatele vor furniza o valoare globalŸ pentru Ántreaga instalaÍie, pentru care se va solicita alimentarea cu energie electricŸ (din reÍeaua de distribuÍie, transformator MT/JT sau grup electrogen).

4.1 Puterea instalatŸ (kW) Marcajul majoritŸÍii echipamentelor si aparatelor electrice indicŸ puterea lor nominalŸ (Pn).Puterea instalatŸ este suma puterilor nominale ale sarcinilor din instalaÍie. În practicŸ, aceasta nu reprezintŸ totuÛi, puterea necesarŸ a fi furnizatŸ.Acesta este cazul motoarelor electrice Án care puterea nominalŸ se referŸ la puterea livratŸ la arborele maÛinii.Puterea consumatŸ de motor este, evident mai mare. LŸmpile fluorescente Ûi cu descŸrcŸri Án vapori de gaze, asociate cu balasturi reprezintŸ alte cazuri Án care puterea nominalŸ indicatŸ pe lampŸ este mai micŸ decÊt puterea consumatŸ de lampŸ ÁmpreunŸ cu balastul aferent.Metodele de stabilire a puterilor consumate de motoare Ûi corpuri de iluminat au fost prezentate Án secÍiunea 3 a acestui capitol.Cererea de putere (kW) este necesarŸ pentru alegerea puterii nominale a grupului electrogen sau a bateriilor. Pentru o sursŸ de putere provenitŸ de la reÍeaua publicŸ de joasŸ tensiune sau printr-un transformator MT/JT, se vorbeÛte despre puterea aparentŸ, Án kVA.

4.2 Puterea aparentŸ instalatŸ (kVA)Puterea aparentŸ instalatŸ se presupune a fi suma aritmeticŸ a puterilor aparente a sarcinilor. Puterea maximŸ estimatŸ, Án kVA, necesarŸ a fi furnizatŸ nu este egalŸ, totuÛi cu puterea totalŸ instalatŸ, Án kVA.Puterea aparentŸ a unei sarcini (care poate fi un singur aparat) se obÍine din puterea sa nominalŸ corectatŸ, dacŸ este necesar, aÛa cum s-a menÍionat Án cazul motoarelor, etc.), prin aplicarea urmŸtorilor coeficienÍi:η = randament = kW ieÛire/kW intrarecos ϕ = factor de putere = kW/kVA

Puterea aparentŸ kVA cerutŸ de sarcinŸ va fi:Pa = Pn/(η x cos ϕ)Pornind de la aceastŸ valoare, curentul nominal Ia (A)(1) absorbit de sarcinŸ va fi:

n

pentru o sarcinŸ monofazatŸ conectatŸ Ántre fazŸ Ûi neutru

n pentru o sarcinŸ trifazatŸ echilibratŸ, unde: V = tensiunea de fazŸ Ántre fazŸ Ûi neutru (V) U = tensiunea dintre faze (V)Se menÍioneazŸ totuÛi cŸ, teoretic, totalul puterii aparente, kVA nu este suma aritmeticŸ a puterilor individuale calculate, kVA (dacŸ nu toate sarcinile au acelaÛi factor de putere).Este o practicŸ comunŸ de a face o simplŸ sumŸ aritmeticŸ; rezultatul va da o valoare Án kVA care este superioarŸ valorii reale, reprezentÊnd o “marjŸ de proiectare“. CÊnd nu se cunosc, parÍial sau total caracteristicile sarcinilor, valorile indicate Án Tab. A9 pot fi utilizate pentru a da o valoare estimatŸ aproximativŸ a puterii aparente cerute, VA (sarcinile individuale sunt, Án general, prea mici pentru a fi exprimate Án kVA sau kW). EstimŸrile sarcinilor de iluminat se fac pe baza unitŸÍii de suprafaÍŸ de 500 m2.

(1) Pentru o mai bunŸ precizie trebuie sŸ se ÍinŸ seama de coeficientul de maximŸ utilizare, aÛa cum va fi explicat pe pagina urmŸtoare, Án 4.3.

4 Puterea cerutŸ de o instalaÍie electricŸ

Puterea instalatŸ este suma puterilor nominale ale tuturor receptorilor din instalaÍie. În practicŸ, aceasta nu reprezintŸ totusi, puterea necesarŸ a fi furnizatŸ.

Puterea aparentŸ instalatŸ se presupune afi suma aritmeticŸ a puterilor aparente a sarcinilor. Puterea maximŸ estimatŸ, Án kVA, necesarŸ a fi furnizatŸ nu este egalŸ, totuÛi cu puterea totalŸ instalatŸ, Án kVA.

A16


Tab. A9: Estimarea puterii aparente instalate.

4.3 Estimarea cererii maxime de putere aparentŸNu toate sarcinile individuale funcÍioneazŸ neapŸrat la puterea nominalŸ totalŸ Ûi nici Án acelaÛi timp. CoeficienÍii ku Ûi ks permit determinarea cererii reale de putere Ûi putere aparentŸ Án vederea dimensionŸrii instalaÍiei.

Coeficientul de utilizare (ku)În condiÍii normale de funcÍionare, puterea consumatŸ de sarcinŸ este, uneori, mai micŸ decÊt cea indicatŸ ca fiind puterea nominalŸ ceea ce justificŸ aplicarea unui coeficient de utilizare (ku) pentru estimarea valorii reale.Acest coeficient trebuie aplicat pentru fiecare sarcinŸ, cu o atenÍie specialŸ Án ceea ce priveÛte motoarele electrice care funcÍioneazŸ foarte rar la capacitatea nominalŸ.În instalaÍiile industriale acest coeficient poate fi estimat, pentru motoare, la cca. 0,75.Pentru lŸmpile cu incandescenÍŸ, acest coeficient este totdeauna egal cu 1.Pentru circuitele de prizŸ, acest coeficient depinde Án totalitate de tipul de echipament ce este conectat la prizŸ.

Coeficientul de simultaneitate (ks)Este cunoscut din practicŸ faptul cŸ sarcinile electrice ale unei instalaÍii electrice nu funcÍioneazŸ niciodatŸ simultan; de aceea, Án scop de estimare, este luat totdeauna Án calcul un coeficient de simultaneitate (ks).Coeficientul de simultaneitate se aplicŸ pentru un grup de sarcini (ex.: alimentate de la aceeaÛi barŸ de tablou general sau secundar). Valoarea acestui factor este responsabilitatea proiectantului, deoarece impune cunoaÛterea detaliatŸ a instalaÍiei Ûi a condiÍiilor Án care fiecare circuit funcÍioneazŸ. Din acest motiv nu este posibil sŸ se recomande anumite valori pentru aplicaÍii generale.

Coeficientul de simultaneitate pentru un bloc de apartamente CÊteva valori tipice aplicabile pentru consumatori casnici alimentaÍi la 230/400 V(trifazat, 4 conductoare) sunt prezentate Án Tab. A10. În cazul consumatorilor utilizÊnd instalaÍii electrice de ÁncŸlzit cu acumularea cŸldurii pentru ÁncŸlzirea spaÍiilor, se recomandŸ un coeficient de simultaneitate de 0,8 indiferent de numŸrul de consumatori.

LŸmpi fluorescente (corectate la cos ϕ = 0,86) Tip de aplicaÍie Putere aparentŸ estimatŸ (VA/m2) Nivel mediu pentru o lampŸ fluorescentŸ de iluminare cu reflector industrial(1) (lux = lm/m2)Drumuri Ûi autostrŸzi, suprafeÍe de 7 150 depozitare, lucrŸri intermitente CondiÍii de lucru speciale: fabricarea 14 300 Ûi asamblarea pieselor foarte grele Activitate de zi cu zi: birouri 24 500 Ateliere de asamblare de 41 800 ÁnaltŸ precizieCircuite de putere Tip de aplicaÍie Putere estimatŸ (VA/m2) Aer comprimat pentru staÍii de pompare 3 la 6 Ventilarea spaÍiilor 23 Radiatoare prin convecÍie: n case 115 la 146 n apartamente 90 Birouri 25 Dispecerate 50 Ateliere de asamblare 70 Ateliere de service auto 300 Ateliere de picturŸ 350 InstalaÍii de tratamente termice 700

(1) Ex.: Pentru o lampŸ de 65 W (fŸrŸ balast), fluxul luminos este de 5100 lm, eficienÍa luminoasŸ a lŸmpii = 78,5 lm/W.


A17

Exemplu (vezi Fig. A11):Pentru un bloc de apartamente de 5 nivele, cu 25 de apartamente, fiecare avÊnd o putere instalatŸ de 6 kVA. Puterea instalatŸ totalŸ a clŸdirii este: 36 + 24 + 30 + 36 + 24 = 150 kVA.Puterea aparentŸ necesarŸ clŸdirii este: 150 x 0,46 = 69 kVA.Din Fig. A10 este posibil sŸ se determine valoarea absolutŸ a curentului Án diferite secÍiuni ale tabloului general care alimenteazŸ toate etajele. Referitor la coloanele electrice verticale alimentate de la parter, secÍiunea acestora poate fi, evident, redusŸ de la etajele inferioare cŸtre cele superioare.Aceste schimbŸri ale secÍiunii conductoarelor se realizeazŸ, Án mod convenÍional, la un interval de 3 etaje.În exemplu, curentul coloanei verticale, la nivelul parterului este:

150 x 0.46 x 10

400 3

3=100 A

,

Curentul de intrare la nivelul etajului al treilea este:

(36 + 24) x 0.63 x 10

400 3

3= 55 A

,

Fig. A11: Aplicarea coeficientului de simultaneitate (ks) unui bloc de apartamente cu 5 nivele.

Tab. A10: CoeficienÍi de simultaneitate Ántr-un bloc de apartamente.

NumŸr de consumatori Coeficient de simultaneitate (ks)2 la 4 15 la 9 0,7810 la 14 0,6315 la 19 0,5320 la 24 0,4925 la 29 0,4630 la 34 0,4435 la 39 0,4240 la 49 0,41Peste 50 0,40


A18


4.4 Exemple de aplicare a coeficienÍilor de utilizare (ku) Ûi de simultaneitate (ks)Tabelul A14 prezintŸ un exemplu de estimare a cererii maxime de putere aparentŸ kVA la toate nivelele unei instalaÍii, pornind de la fiecare sarcinŸ Ûi pÊnŸ la punctul de alimentare.În acest exemplu, puterea aparentŸ totalŸ instalatŸ este 126,6 kVA ceea ce corespunde unei valori maxime reale, estimate la bornele de joasŸ tensiune ale unui transformator MT/JT de doar 65 kVA.NotŸ: Pentru a alege secÍiunea cablurilor pentru circuitele de distribuÍie ale instalaÍiei, curentul I (Án A) prin circuit se determinŸ din relaÍia:

I = kVA

U

x 103

3I

unde kVA este valoarea puterii maxime aparente aferentŸ circuitului respectiv, iar U este tensiunea de linie (Ántre faze) (Án V).

4.5 Coeficientul de diversitate Termenul de “diversity factor” aÛa cum este definit Án standardele CEI are aceeaÛi semnificatie cu ks din prezentul ghid, secÍiunea 4.3. În anumite ÍŸri de limbŸ englezŸ, “diversity factor” este inversul lui ks, deci este supraunitar.

Coeficientul de simultaneitate pentru un tablou de distribuÍieTabelul A12 prezintŸ valorice ipotetice ale lui ks pentru un tablou de distribuÍie care alimenteazŸ un numŸr de circuite pentru care nu existŸ nici o indicaÍie asupra modului Án care sarcina totalŸ se Ámparte Ántre ele.DacŸ circuitele sunt preponderent circuite de iluminat este prudent sŸ se adopte valori ale ks apropiate de 1.

Tab. A12: CoeficienÍi de simultaneitate pentru tablourile de distribuÍie (CEI 60439).

Tab. A13: Coeficientul de simultaneitate Án funcÍie de destinaÍia circuitului.

Coeficientul de simultaneitate Án funcÍie de destinaÍia circuitului Tabelul A13 prezintŸ factorii de simultaneitate utilizaÍi pentru circuite care alimenteazŸ sarcini uzuale.


NumŸr de Coeficient de circuite simultaneitate (ks)Ansambluri testate Án totalitate 0,9 2 Ûi 34 Ûi 5 0,86 la 9 0,7Peste 10 0,6Ansambluri testate parÍial 1,0

DestinaÍie circuit Coeficient de simultaneitate (ks)Iluminat 1ÎncŸlzire Ûi aer condiÍionat 1Prize 0,1 la 0,2(1)

Lifturi Ûi echipament n pentru motorul cu de ridicat(2) puterea cea mai mare 1 n pentru motorul cu puterea urmŸtoare 0,75 n pentru toate motoarele 0,60

(1) În anumite cazuri, Án special Án instalaÍiile industriale, acest coeficient poate fi mai mare.(2) Curentul de calcul este egal cu valoarea curentului nominal al motorului majorat cu o treime din valoarea curentului de pornire.

A19

Tab A14: Exemplu de estimare a puterii maxime pentru o instalaÍie (valorile utilizate pentru coeficienÍi sunt doar demonstrative).

Utilizare Putere Coef. de Putere Coef. de Putere Coef. de Putere Coef. de Putere aparentŸ utilizare aparentŸ simultaneit. aparentŸ simultaneit. aparentŸ simultaneit. aparentŸ (Pa) max. cerutŸ cerutŸ cerutŸ cerutŸ kVA max. kVA kVA kVA kVA

Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3

4.6 Alegerea puterii nominale a transformatorului În cazul Án care o instalaÍie electricŸ este alimentatŸ direct dintr-un transformator MT/JT Ûi puterea aparentŸ maximŸ a acesteia a fost determinatŸ, parametri nominali ai transformatorului se pot alege luÊnd Án considerare urmŸtoarele (vezi Tab. A15):n posibilitatea de ÁmbunŸtŸÍire a factorului de putere (cos ϕ) al instalaÍiei (a se vedea capitolul L);n extinderile anticipate ale instalaÍiei;n constrÊngerile impuse instalaÍiei (temperaturŸ, etc.);n puterile nominale standard ale transformatoarelor.

Tab. A15: Puteri aparente Ûi curenÍii nominali standard pentru un transformator MT/JT.


Putere aparentŸ In (A)kVA 237 V 410 V100 244 141160 390 225250 609 352315 767 444400 974 563500 1218 704630 1535 887800 1949 11271000 2436 14081250 3045 17601600 3898 22532000 4872 28162500 6090 35203150 7673 4436

A20


Curentul nominal In la bornele de joasŸ tensiune ale unui transformator trifazat este dat de urmŸtoarea relaÍie:

unde: Pa = puterea aparentŸ nominalŸ, Án kVA, a transformatorului U = tensiunea Ántre faze, Án V (237 V sau 410 V) Án gol In este exprimat Án A.

Pentru un transformator monofazat:

unde: V = tensiunea de la bornele transformatorului, Án gol.RelaÍia simplificatŸ pentru 400 V (sarcinŸ trifazatŸ): In = kVA x 1,4Standardul internaÍional pentru transformatoare de putere este CEI 60076.

4.7 Alegerea surselor de alimentare ImportanÍa menÍinerii neÁntrerupte a alimentarii cu energie electricŸ conduce la necesitatea utilizŸrii unei surse de alimentare de rezervŸ. Alegerea Ûi caracteristicile acestei surse alternative depind de arhitectura aleasŸ aÛa cum este descris Án capitolul D.Pentru sursele de alimentare normale alegerea se face, Án general, Ántre conectarea la o reÍea publicŸ existentŸ de medie sau joasŸ tensiune.În practicŸ, conectarea la o reÍea publicŸ de medie tensiune poate fi necesarŸ acolo unde sarcinile depŸÛesc (sau se preconizeazŸ cŸ vor depŸÛi) un anumit nivel - Án general de ordinul a 250 kVA, sau Án condiÍiile Án care calitatea serviciului cerut este mai mare decÊt cea normalŸ disponibilŸ Ántr-o reÍea de joasŸ tensiune.Mai mult, dacŸ instalaÍia conectatŸ la reÍeaua de joasŸ tensiune este posibil sŸ cauzeze perturbaÍii consumatorilor invecinaÍi, autoritatea furnizoare poate propune alimentarea din reÍeaua de medie tensiune.Alimentarea din reÍeaua de medie tensiune poate avea cÊteva avantaje importante; de fapt, un consumator pe medie tensiune:n nu va fi afectat de posibile perturbaÍii produse de alÍi consumatori, aÛa cum se ÁntÊmplŸ Án cazul consumatorilor pe joasŸ tensiune;n poate alege orice sistem de tratare a neutrului pe partea de joasŸ tensiune;n are o gamŸ mai largŸ de alegere a tarifelor;n poate suporta creÛteri masive de putere.Trebuie menÍionat totuÛi faptul cŸ:n consumatorul este proprietarul staÍiei MT/JT Ûi, Án unele ÍŸri, acesta trebuie sŸ suporte cheltuielile de construcÍie Ûi echipare. Autoritatea furnizoare poate, Án anumite cazuri sŸ participe la aceastŸ investiÍie, relativ la linia de medie tensiune, de exemplu;n o parte din costurile de conectare pot fi recuperate, de exemplu de la un alt consumator care se va conecta ulterior la respectiva staÍie; n consumatorul are acces doar la partea de joasŸ tensiune a instalaÍiei, accesul la partea de medie tensiune fiind rezervat doar personalului calificat al autoritŸÍii furnizoare (citirea contoarelor, diverse manevre, etc.). TotuÛi, Án anumite ÍŸri Ántreruptorul de medie tensiune (sau separatorul cu fuzibile) poate fi manevrat de consumator;n tipul Ûi amplasarea postului de transformare se vor decide de comun acord Ántre consumator Ûi autoritatea furnizoare.


B1

Capitolul BConectarea la reÍeaua de distribuÍie de medie tensiune

Cuprins

Alimentarea cu energie la medie tensiune B2 1.1 Caracteristicile alimentŸrii cu energie din reÍeaua B2 de distribuÍie de medie tensiune

1.2 Diferite tipuri de alimentŸri la medie tensiune B11

1.3 Aspecte operaÍionale ale reÍelelor de distribuÍie B12 de medie tensiune

Procedura de instalare a unui post de transformare B14 2.1 InformaÍii preliminare B14

2.2 Studiu de soluÍie B15

2.3 Aplicare B15

2.4 Punerea Án funcÍiune B15

Aspectul protecÍiilor B16 3.1 ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice B16

3.2 ProtecÍia transformatoarelor Ûi circuitelor B17

3.3 Interblocaje Ûi operaÍii condiÍionate B19

Post de transformare tip abonat cu mŸsura pe JT B22 4.1 General B22

4.2 Alegerea celulelor B22

4.3 Alegerea celulei pentru protecÍia transformatorului B25

4.4 Alegerea transformatorului MT/JT B25

Post de transformare tip abonat cu mŸsura pe MT B30 5.1 General B30

5.2 Alegerea celulelor B32

5.3 FuncÍionarea Án paralel a transformatoarelor B33

ComponenÍa diferitelor tipuri de posturi de transformare B35 6.1 Diferite tipuri de posturi de transformare B35

6.2 Posturi de transformare de interior B35

6.3 Posturi de transformare de exterior B37

2

1

3

4

5

6


B2

PÊnŸ acum, nu existŸ nici o ÁnÍelegere internaÍionalŸ relativ la limitele precise de definire a “mediei” tensiuni.Nivelele de tensiune care sunt considerate ca “medii” Án unele ÍŸri, sunt denumite “Ánalte” Án altele. În acest capitol, reÍelele de distribuÍie ce funcÍioneazŸ la tensiuni de 1000 V sau mai mici sunt considerate ca sisteme de JoasŸ Tensiune (JT), Án timp ce sistemele de distribuÍie a energiei electrice care necesitŸ un nivel superior de tensiune, pentru alimentarea prin transformare a reÍelelor de joasŸ tensiune, vor fi denumite sisteme de Medie Tensiune (MT). Din raÍiuni economice, tensiunea nominalŸ limitŸ a sistemelor de distribuÍie de MT, definite mai sus, depŸÛeÛte rareori valoarea de 35 kV. În RomÊnia, acest nivel de tensiune se denumeÛte Medie Tensiune - MT.

1.1 Caracteristicile alimentŸrii cu energie din reÍeaua de distribuÍie de medie tensiune Tensiunea nominalŸ Ûi nivelele de izolaÍie nominale Tensiunea nominalŸ a unui sistem sau a unui echipament este definitŸ Án CEI 60038 ca “tensiunea la care un sistem sau un echipament este proiectat Ûi pentru care sunt definite caracteristicile funcÍionale sigure”. StrÊns ÁnruditŸ cu tensiunea nominalŸ este “cea mai ridicatŸ tensiune a echipamentului” care se referŸ la nivelul de izolaÍie la frecvenÍa normalŸ de lucru Ûi la care alte caracteristici se pot referi Án recomandŸri relevante pentru echipament. “Cea mai ridicatŸ tensiune pentru echipament” este definitŸ Án CEI 60038 ca: “valoarea maximŸ a tensiunii la care echipamentul poate fi utilizat, care apare Án condiÍii normale de funcÍionare, oricÊnd Ûi Án orice punct al sistemului. Ea exclude tensiunile tranzitorii, cum ar fi cele datorate proceselor de comutaÍie Ûi variaÍiilor temporare de tensiune”.

Note:1 - Tensiunea cea mai mare pentru un echipament este indicatŸ numai pentru tensiuni nominale ale sistemului mai mari de 1000 V. Se Ántelege cŸ, Án mod particular pentru anumite tensiuni nominale ale sistemului, funcÍionarea normalŸ a echipamentului nu poate fi asiguratŸ pÊnŸ la valoarea celei mai Ánalte tensiuni a echipamentului, avÊnd Án vedere caracteristicile specifice de tensiune, cum ar fi pierderile condensatoarelor, curentul de magnetizare al transformatoarelor, etc. În asemenea cazuri, recomandŸrile standardelor CEI trebuie sŸ specifice limita la care poate fi asiguratŸ operarea normalŸ a echipamentului. 2 - Se ÁnÍelege cŸ pentru echipamentul care va fi utilizat Án sisteme a cŸror tensiune nominalŸ nu depŸÛeÛte 1000 V, referirile trebuie specificate numai la tensiunile nominale ale sistemului, atÊt din punct de vedere operaÍional, cÊt Ûi pentru izolaÍie. 3 - DefiniÍia pentru “cea mai ridicatŸ tensiune a echipamentului” datŸ Án CEI 60038 este identicŸ cu cea datŸ Án CEI 60694 pentru “tensiunea nominalŸ”. CEI 60694 se referŸ la aparate de comutaÍie pentru tensiuni nominale mai mari de 1000 V. Valorile din Tabelul B1, provenite din CEI 60038, prezintŸ cele mai utilizate nivele standard de distribuÍie la medie tensiune Ûi aratŸ tensiunile nominale ce corespund valorilor standard ale celei mai ridicate tensiuni a echipamentului (tensiune maximŸ de serviciu). Aceste sisteme sunt Án general sisteme trifazate cu trei conductoare Án afara cazurilor unde este indicat altfel.Valorile indicate Án paranteze ar trebui considerate ca valori nerecomandabile (de evitat). Este de dorit ca aceste valori sŸ nu fie utilizate pentru sisteme noi ce vor fi construite Án viitor.

Principalii parametri care caracterizeazŸ un sistem de alimentare cu energie electricŸ sunt: n Tensiunea nominalŸ Ûi nivelele de izolaÍie corespunzŸtoare; n Curentul de scurtcircuit;n Curentul nominal al receptoarelor care fac parte din instalaÍie;n Sistemul de tratare a neutrului.

Tab. B1: RelaÍiile Ántre tensiunea nominalŸ a sistemului Ûi tensiunea maximŸ pentru echipament.

Seria I (pentru reÍele de 50 Ûi 60 Hz)Tensiunea nominalŸ a sistemului Cea mai ridicatŸ tensiune pentru echipament(kV) (kV) (kV)3,3(1) 3(1) 3,6(1) 6,6(1) 6 (1) 7,2(1) 11 10 12 - 15 17,5 22 20 24 33(2) - 36(2) - 35(2) 40,5(2)

(1) Aceste valori nu ar trebui utilizate pentru sisteme de distribuÍie publicŸ.(2) Este Án discuÍie unificarea acestor valori.

1 Alimentarea cu energie la medie tensiune

B3

Este recomandat ca Án orice ÍarŸ raportul dintre douŸ tensiuni nominale adiacente sŸ nu fie mai mic de doi.Pentru asigurarea unei protecÍii adecvate a echipamentului Ámpotriva supratensiunilor temporare Ûi Ámpotriva tensiunilor tranzitorii datorate loviturilor de trŸsnet, proceselor de comutaÍie Ûi condiÍiilor de defect ale sistemului, etc., toate echipamentele de medie tensiune trebuie sŸ aibŸ specificat nivelul nominal de izolaÍie.

Aparate de comutaÍie Tabelul B2 de mai jos, este extras din CEI 60694 Ûi prezintŸ valorile standard ale tensiunilor de Íinere la impuls. Alegerea dintre valorile din Lista 1 Ûi cele din Lista 2 depinde de gradul de expunere la supratensiuni atmosferice Ûi de comutaÍie(1), de tipul sistemului de tratare a neutrului Ûi de tipul aparaturii de protecÍie la supratensiune, etc. (mai multe indicaÍii sunt date Án CEI 60071).

(1) Aceasta ÁnseamnŸ cŸ, Án principiu, Lista 1 se aplicŸ Án general aparatajului utilizat Án reÍele de cabluri subterane Án timp ce Lista 2 este utilizatŸ pentru aparatajul folosit Án reÍelele electrice aeriene.

Tab. B2: Niveluri de izolaÍie nominalŸ ale aparatajului de comutaÍie.

Ar trebui notat cŸ, pentru valorile de tensiune citate, nu se dau valori ale supratensiunii de comutaÍie, deoarece supratensiunile datorate proceselor de comutaÍie sunt mai puÍin periculoase la aceste valori de tensiune decÊt cele datorate supratensiunilor atmosferice.

Transformatoare Tabelul B3 de mai jos, este extras din CEI 60076-3.SemnificaÍia listei 1 Ûi a listei 2 este aceeaÛi cu cea din tabelul aparatelor de comutaÍie, de exemplu alegerea depinde de gradul de expunere la lovitura de trŸsnet, etc.

Tab. B3: Niveluri de izolaÍie nominalŸ ale transformatoarelor.


Tensiune Tensiune nominalŸ de Íinere la impuls Tensiune nominalŸ de nominalŸ de trŸsnet (valoare de vÊrf) Íinere la impuls de scurtŸ U (valoare duratŸ de frecvenÍŸ ind.eficace) Lista 1 Lista 2 (valoare eficace) La pŸmÊnt, Peste La pŸmÊnt, Peste La pŸmÊnt, Peste Ántre poli Ûi distanÍa Ántre poli Ûi distanÍa Ántre poli Ûi distanÍa contactele de izolare contactele de izolare contactele de izolare deschise deschise deschise ale unui ale unui ale unui disp. de disp. de disp. de comutaÍie comutaÍie comutaÍie (kV) (kV) (kV) (kV) (kV) (kV) (kV)3,6 20 23 40 46 10 127,2 40 46 60 70 20 2312 60 70 75 85 28 3217,5 75 85 95 110 38 4524 95 110 125 145 50 6036 145 165 170 195 70 8052 - - 250 290 95 11072,5 - - 325 375 140 160

NotŸ: Tensiunile de Íinere “peste distanÍa de izolaÍie” sunt valabile numai pentru aparatajul de comutaÍie unde distanÍele Ántre contactele deschise trebuie sŸ indeplineascŸ cerinÍele de securitate pentru separatoare.

Tensiunea cea mai mare Tensiune nominalŸ de Íinere Tensiune nominalŸ de pentru echipament la impuls de scurtŸ duratŸ de Íinere la impuls de trŸsnet (valoare eficace) frecvenÍa industrialŸ Um (valoare de vÊrf) (valoare eficace) Lista 1 Lista 2 (kV) (kV) (kV) (kV)i 1,1 3 - -3,6 10 20 407,2 20 40 6012 28 60 7517,5 38 75 9524 50 95 12536 70 145 17052 95 25072,5 140 325


B4

Alte componente Este evident cŸ performanÍele izolaÍiei altor componenete de MT asociate cu aceste elemente majore, cum sunt de exemplu izolatoarele de sticlŸ sau porÍelan, cablurile de MT, transformatoarele de mŸsurŸ, etc, trebuie sŸ fie compatibile cu cele ale aparatajului de comutaÍie Ûi ale transformatoarelor menÍionate mai sus. Tipurile de ÁncercŸri pentru aceste elemente sunt date Án publicaÍiile CEI corespunzŸtoare.

NotŸ generalŸ: Standardele CEI sunt gÊndite Án sensul unei aplicabilitŸÍi universale Ûi, Án consecinÍŸ, cuprind un numŸr mare de nivele de tensiune Ûi de curenÍi. Acestea reflectŸ practicile diferite adoptate Án ÍŸri cu diferite condiÍii meteorologice, geografice Ûi economice. Standardele naÍionale ale unei anumite ÍŸri sunt Án mod obiÛnuit elaborate sŸ includŸ doar unul sau douŸ valori ale tensiunii, curentului Ûi curentului de defect, etc.

Curentul de scurtcircuit Valorile standard ale capacitŸÍii de Ántrerupere a curentului de scurtcircuit pentru un Ántreruptor sunt exprimate Án mod normal Án kilo-amperi (kA). Aceste valori se referŸ la condiÍii de scurtcircuit trifazat Ûi se exprimŸ ca o medie a valorilor eficace ale componentei de c.a. a curentului Án fiecare din cele 3 faze. Pentru Ántreruptoarele de tensiuni nominale considerate Án acest capitol, Tabelul B4 prezintŸ valorile standard ale curentului de rupere la scurtcircuit.

Standardele naÍionale ale unei anumite ÍŸri sunt Án mod obiÛnuit elaborate sŸ includŸ doar unul sau douŸ nivele de tensiune, curent Ûi niveluri de defect, etc.

Un Ántreruptor automat (sau o siguranÍŸ fuzibilŸ, Ántr-un domeniu limitat al tensiunii) este singura formŸ de aparataj de comutaÍie capabilŸ de Ántrerupere sigurŸ a valorilor foarte ridicate de curent Án cazul defectelor de scurtcircuit ce apar Ántr-o reÍea electricŸ de distribuÍie.

Tab. B4: Valorile standard ale curentului de rupere la scurtcircuit a Ántreruptoarelor.

Calculul curenÍilor de scurtcircuit Regulile pentru calculul curenÍilor de scurtcircuit Ántr-o instalaÍie electricŸ sunt prezentate Án standardul CEI 60909.Calculul curenÍilor de scurtcircuit se poate transforma Ántr-o sarcinŸ dificilŸ cÊnd instalaÍia este complicatŸ.Utilizarea unor programe de calcul poate accelera acest proces.Acest standard general, aplicabil pentru toate sistemele de alimentare, radiale sau buclate, 50 sau 60 Hz Ûi pÊnŸ la 550 kV, este foarte precis Ûi conservator.El poate fi utilizat pentru diferitele tipuri de scurtcircuite (simetrice sau asimetrice) care pot apŸrea Ántr-o instalaÍie electricŸ:n scurtcircuit trifazic (toate trei fazele), Án general tipul care produce cei mai importanÍi curenÍi;n scurtcircuit bifazic (Ántre douŸ faze), curenÍii sunt mai mici decÊt Án cazul precedent;n scurtcircuit bifazic cu punere la pŸmÊnt (Ántre douŸ faze Ûi pŸmÊnt); n punere la pŸmÊnt (Ántre o fazŸ Ûi pŸmÊnt), cel mai frecvent tip (80% din cazuri).

La apariÍia unui defect, curenÍii tranzitorii de scurtcircuit sunt o funcÍie de timp Ûi conÍin douŸ componente (vezi Fig. B5):n o componentŸ alternativŸ, descrescÊnd cŸtre o valoare stabilŸ, Án funcÍie de constanta de timp a maÛinilor electrice aflate Án rotaÍie; n o componentŸ continuŸ, descrescÊnd cŸtre zero, cauzatŸ de creÛterea bruscŸ de curent, care este funcÍie de impedanÍa circuitului.

Din punct de vedere practic trebuie sŸ definim valorile curenÍilor de scurtcircuit care se utilizeazŸ la alegerea echipamentelor Ûi a sistemelor de protecÍii:n I’’k: valoarea eficace a curentului iniÍial simetric;n I’’b: valoarea eficace a curentului simetric Ántrerupt de aparatul de comutaÍie cÊnd primul pol deschide la tmin (temporizare minimŸ);n Ik: valoarea eficace a curentului stabil simetric;n Ip: valoarea maximŸ instantanee a curentului la primul vÊrf;n IDC: valoarea instantanee a componentei continue a curentului Án momentul Ántreruperii (la tmin).


Fig. B5: Reprezentare graficŸ a curentului de scurtcircuit conform CEI 60909.

Curent (I)

Timp (s)

tmin

IDC

2√2I"k

2√2I"b

2√2I"k

Ip

kV 3,6 7,2 12 17,5 24 36 52kA 8 8 8 8 8 8 8(eficace) 10 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 16 16 16 16 16 16 20 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 50

B5

CurenÍii sunt identificaÍi prin indicii 3, 2, 2E, 1, depinzÊnd de tipul scurtcircuitului respectiv trifazic, bifazic, bifazic cu pŸmÊntul, fazŸ cu pŸmÊntul.Metoda, bazatŸ pe teorema superpoziÍiei Thevenin Ûi descompunerea Án componente simetrice, constŸ Án aplicarea Án punctul de scurtcircuit a unei surse echivalente de tensiune Án vederea determinŸrii curentului. Calculul se efectueazŸ Án trei paÛi.n Definirea sursei echivalente de tensiune de aplicat la punctul de defect. ReprezintŸ tensiunea existentŸ Ánainte de defect Ûi este definitŸ ca Ûi tensiunea nominalŸ multiplicatŸ cu un factor care ia Án considerare variaÍiile sursei, comutatoarele de ploturi sub sarcinŸ ale transformatoarelor Ûi comportarea subtranzitorie a maÛinilor.n Calcularea impedanÍelor, aÛa cum se vŸd din punctul de defect, pe fiecare ramurŸ ce ajunge Án punctul de defect. Pentru sistemele de secvenÍŸ pozitivŸ Ûi negativŸ, calculul nu ia Án considerare capacitŸÍile liniei Ûi admitanÍele sarcinilor nerotative, montate Án paralel.n OdatŸ ce tensiunea Ûi impedanÍa sursei este definitŸ, se calculeazŸ valorile caracteristice, minime Ûi maxime, ale curenÍilor de scurtcircuit.

Valorile diferiÍilor curenÍi Án punctul de defect sunt calculate utilizÊnd:n ecuaÍiile furnizate;n o sumŸ a curenÍilor care circulŸ prin ramurile conectate la nod:o I’’k: (vezi Fig. B6 pentru calculul I’’k, unde factorul de tensiune c este definit de standard; sumŸ algebricŸ sau geometricŸ),o Ip = κ x 2 x I’’k, unde κ este mai mic decÊt 2 depinzÊnd de raportul R/X al impedanÍei de secvenÍŸ directŸ pentru ramura datŸ; suma vÊrfurilor,o Ib = μ x q x I’’k, unde μ Ûi q sunt mai mici decÊt 1, depinzÊnd de generatoare Ûi de motoare Ûi de curentul minim temporizat la Ántrerupere; sumŸ algebricŸ,o Ik = I’’k cÊnd defectul este departe de generator,o Ik = λ x Ir, pentru un generator, unde Ir este curentul nominalal generatorului Ûi λ este un factor depinzÊnd de inductanÍa sa de saturaÍie; sumŸ algebricŸ.

Tab. B6: Curentul de scurtcircuit conform CEI 60909.

CaracterizareÎn sistem existŸ douŸ tipuri de echipamente, Án funcÍie de reacÍia la apariÍia unui defect.

Echipamente pasiveAceastŸ categorie cuprinde toate echipamentele care, datoritŸ funcÍiei lor, trebuie sŸ aibŸ capacitatea de transport atÊt a curenÍilor normali cÊt Ûi a curenÍilor de scurtcircuit. Aceste echipamente includ cablurile, liniile aeriene, barele, separatoarele, separatoarele de sarcinŸ, transformatoarele, reactanÍele serie Ûi condensatoarele, transformatoarele de mŸsurŸ.

Pentru aceste echipamente capacitatea de a rezista distrugerilor provocate de un scurtcircuit este definitŸ Án termeni de:n RezistenÍa electrodinamicŸ (“curent de Íinere la valoarea de vÊrf”; valoarea de vÊrf a curentului exprimata Án kA), caracterizÊnd rezistenÍa mecanicŸ la solicitŸri electrodinamicen RezistenÍa termicŸ (“curent de Íinere de scurtŸ duratŸ”; valoare eficace exprimatŸ Án kA pentru durate Ántre 0,5 Ûi 3 secunde, cu valoare mai des ÁntalnitŸ de 1 secundŸ), caracterizÊnd disiparea de caldurŸ maxim admisŸ.


Tipul scurtcircuitului I’’k SituaÍie generalŸ Defecte ÁndepŸrtate

3 faze

2 faze

2 faze Ûi pŸmÊnt

FazŸ Ûi pŸmÊnt


B6

Echipamente activeAceastŸ categorie cuprinde echipamentele desemnate sŸ elimine curenÍii de scurtcircuit adicŸ Ántreruptoarele automate Ûi fuzibilele. AceastŸ proprietate este exprimatŸ prin capacitatea de rupere Ûi, dacŸ este nevoie, de capacitatea de Ánchidere pe scurtcircuit la apariÍia unui defect.n Capacitatea de rupere (vezi Fig. B7)Caracteristica de bazŸ a unui dispozitiv destinat sŸ ÁntrerupŸ curenÍii de defect este curentul maxim (valoare eficace exprimatŸ Án kA) pe care este capabil sŸ-l ÁntrerupŸ Án condiÍii specifice definite de standarde; standardul CEI se referŸ la valoarea eficace a componentei periodice a curentului de scurtcircuit. În alte standarde, valoarea eficace a sumei dintre componenta periodicŸ Ûi componenta aperiodicŸ este specificatŸ, caz Án care este vorba de “curent asimetric”. Capacitatea de rupere depinde de alÍi factori ca:o tensiune,o raportul R/X al circuitului de Ántrerupt,o frecvenÍa naturalŸ a sistemului de alimentare,o numŸrul de deschideri la curent maxim, de exemplu ciclul D - I/D - I/D (D - deschidere, I - Ánchidere)o starea dispozitivului dupŸ test.Capacitatea de rupere este o caracteristicŸ dificil de definit Ûi, Án consecinÍŸ, nu trebuie sŸ surprindŸ faptul cŸ aceluiaÛi aparat i se pot asocia diferite capacitŸÍi de rupere Án funcÍie de standardul Án care sunt definite.n Capacitatea de Ánchidere pe scurtcircuitÎn general aceastŸ caracteristicŸ este implicit definitŸ de capacitatea de rupere deoarece un aparat trebuie sŸ ÁnchidŸ pe un curent pe care Ál poate Ántrerupe.CÊteodatŸ capacitatea de Ánchidere trebuie sŸ fie mai mare, de exemplu pentru Ántreruptoare automate care protejeazŸ generatoare.Capacitatea de Ánchidere este definitŸ Án funcÍie de valoarea de vÊrf (exprimatŸ Án kA) deoarece primul vÊrf asimetric este cel mai solicitant din punct de vedere electrodinamic.De exemplu, conform standardului CEI 62271-100, un Ántreruptor automat utilizat Ántr-un sistem energetic cu frecvenÍa de 50 Hz trebuie sŸ fie capabil sŸ ÁnchidŸ pe o valoare de vÊrf a curentului egalŸ cu 2,5 ori valoarea eficace a curentului de rupere (2,6 ori pentru sistemele de 60 Hz).Capacitatea de Ánchidere mai este cerutŸ pentru separatoare de sarcinŸ Ûi separatoare, chiar dacŸ aceste dispozitive nu sunt capabile sŸ ÁntrerupŸ curentul.n Curentul de rupere la scurtcircuit prezumatAnumite dispozitive au capacitatea de a limita curentul de defect ce urmeazŸ sŸ fie Ántrerupt.Capacitatea lor de rupere este definitŸ ca maximul curentului de scurtcircuit prezumat care s-ar fi dezvoltat Án timpul unui scurtcircuit net Ántre terminalele amonte ale dispozitivului.

Caracteristicile diferitelor dispozitiveFuncÍiunile diferitelor dispozitive ce Ántrerup curenÍi Ûi principalele lor caracterizŸri sunt prezentate Án Tabelul B8.

Tab. B8: FuncÍiile diferitelor dispozitive de Ántrerupere.


Fig. B7: Curentul de rupere nominal al unui Ántreruptor automat Án caz de scurtcircuit, conform CEI 60056.

Curent (I)

Timp (s)

IAC

IDC

IAC: VÊrful componentei periodice.IDC: Componenta aperiodicŸ.

Dispozitiv Separare vizibilŸ CondiÍii de Caracteristici principale Ántre douŸ reÍele manevrare sub tensiune Normale Defect Separator Da Nu Nu Separare vizibilŸ longitudinalŸÎntreruptor Nu Da Nu Capacitate de rupere Ûi de Ánchidere Separator a sarcinii de sarcinŸ Capacitate de Ánchidere pe scurtcircuitContactor Nu Da Nu Capacitate de rupere Ûi de Ánchidere a curentului nominal Capacitate de rupere Ûi de Ánchidere maximŸ Caracteristici de anduranÍŸ Întreruptor Nu Da Da Capacitate de rupere a curentului automat de scurtcircuit Capacitate de Ánchidere a curentului de scurtcircuit Fuzibil Nu Nu Da Capacitate de rupere a curentului de scurtcircuit minimŸ Capacitate de rupere a curentului de scurtcircuit maximŸ

B7

Curentul nominal Curentul nominal normal este definit ca “valoarea eficace a curentului care poate fi suportat Án mod continuu la frecvenÍa nominalŸ cu o creÛtere a temperaturii ce nu o depŸÛeÛte pe aceea specificatŸ de standardul specific de producÍie”. CurenÍii nominali ceruÍi pentru aparatajul de comutaÍie sunt stabiliÍi Án etapa de proiectare a postului de transformare.Curentul nominal cel mai utilizat pentru aparatul de comutaÍie folosit Án reÍelele de distribuÍie la MT de utilitate generalŸ, este de 400 A. În zonele industriale Ûi Án cele urbane cu o ÁncŸrcare mare, uneori sunt cerute circuite nominale la 630 A. La staÍiile de alimentare principale de MT Ûi Án posturile de transformare, valorile nominale standard pentru circuitele celulelor de sosire de la transformatoare de IT, pentru Ántreruptoare de putere de cuplŸ Ûi de bare colectoare sunt 800 A; 1250 A; 1600 A; 2500 A Ûi 4000 A. La posturile de transformare de MT/JT care includ un transformator cu un curent nominal Án primar mai mic de 60 A (Án general cÊnd puterea transformatorului este mai micŸ de 1000 kVA), un separator de sarcinŸ MT asociat cu un set de 3 siguranÍe fuzibile (sau o combinaÍie similarŸ) este Án general folositŸ pentru controlul Ûi protecÍia transformatorului, ca o alternativŸ mai economicŸ la Ántreruptorul de putere. Pentru curenÍi primari mai mari (transformatoare cu putere nominalŸ egalŸ sau mai mare de 1000 kVA), combinaÍia fuzibili - separator de sarcinŸ nu asigurŸ performanÍele cerute.Nu existŸ tabele de valori ale curentului normal nominal recomandate de CEI pentru combinaÍia fuzibili - separator de sarcinŸ. Valoarea nominalŸ actualŸ va fi datŸ de fabricantul separatorului de sarcinŸ cu siguranÍe fuzibile, Án concordanÍŸ cu caracteristicile siguranÍei fuzibile Ûi a datelor transformatorului, cum ar fi: n curentul normal la MT; n supracurentul permis Ûi durata sa; n vÊrful maxim Ûi durata Ûocului de curent de magnetizare la conectarea transformatorului; n modul de acÍionare a protecÍiei Ûi a aparatelor de comutaÍie pe partea de MT, etc. aÛa cum se aratŸ Án exemplul dat Án Anexa A a CEI 62271-105.

Într-o astfel de schemŸ, separatorul de sarcinŸ trebuie sŸ fie capabil sŸ declanÛeze automat, de exemplu prin relee, la valori scŸzute ale curentului de defect, care trebuie sŸ acopere (prin valori apropiate) curentul nominal minim de Ántrerupere al siguranÍelor fuzibile de MT. În acest fel, valorile ridicate ale curentului de defect care sunt dincolo de capacitatea de rupere a separatorului de sarcinŸ, vor fi deconectate cŸtre siguranÍele fuzibile Án timp ce valorile scŸzute ale curenÍilor de defect, care nu pot fi Ántrerupte de cŸtre siguranÍele fuzibile, vor fi eliminate de cŸtre separatorul de sarcinŸ acÍionat prin releu.

InfluenÍa temperaturii mediului ambiant Ûi a altitudinii asupra curentului nominal Valorile curentului nominal sunt atribuite pentru toate dispozitivele electrice prin care circulŸ curent, iar limitele superioare ale acestora sunt stabilite de creÛterea temperaturii datoratŸ puterii I2R (Watt) disipate Án conductoare (unde I = valoarea eficace a curentului, Án Amperi Ûi R = rezistenÍa conductorului, Án Ohmi), ÁmpreunŸ cu cŸldura produsŸ prin histerezis magnetic Ûi pierderile prin curenÍi turbionari la motoare, transformatoare, etc., precum Ûi pierderilor dielectrice Án cabluri Ûi condensatoare, acolo unde este cazul.CreÛterea de temperaturŸ peste temperatura mediului ambiant va depinde, Án principal, de modul Án care cŸldura este disipatŸ. De exemplu, curenÍi mari pot fi trecuÍi prin ÁnfŸÛurŸrile motorului electric fŸrŸ a produce supraÁncŸlziri, deoarece un simplu ventilator de rŸcire fixat pe axul motorului ÁndepŸrteazŸ cŸldura cu aceeaÛi ratŸ cu care ea este produsŸ Ûi astfel temperatura atinge o valoare stabilŸ inferioarŸ celei care ar putea deteriora izolaÍia Ûi ar conduce la “arderea” motorului.Transformatoarele cu rŸcire Án ulei sau Án aer sunt printre cele mai cunoscute exemple de asemenea tehnici de rŸcire forÍatŸ. Valorile curenÍilor nominali recomandate de CEI sunt bazate pe temperaturi normale ale aerului Án climŸ temperatŸ Ûi la altitudini ce nu depŸÛesc 1000 m, astfel ÁncÊt echipamentele care depind de rŸcirea naturalŸ prin radiaÍie Ûi convecÍie a aerului se vor ÁncŸlzi dacŸ funcÍioneazŸ la curentul nominal la climŸ tropicalŸ Ûi/sau la altitudini ce depŸÛesc 1000 m. În astfel de situaÍii, echipamentele trebuiesc declasate la o valoare nominalŸ a curentului mai micŸ decÊt cea nominalŸ descrisŸ Án caracteristici.SituaÍia transformatoarelor este reglementatŸ Án standardul CEI 60076-2.În cazul transformatoarelor cu rŸcire forÍatŸ, Án general este suficient sŸ se furnizeze ecrane protectoare la radiaÍia solarŸ, sŸ se mŸreascŸ suprafeÍele radiatorului de ulei de rŸcire, sŸ se mŸreascŸ puterea pompelor de circulaÍie a uleiului precum Ûi dimensiunea ventilatoarelor de aer, pentru menÍinerea valorilor iniÍiale nominale conform CEI. Pentru aparatajul de comutaÍie, fabricantul trebuie consultat asupra declasŸrii corecte ce trebuie efectuatŸ pentru condiÍiile de funcÍionare reale.

Curentul nominal cel mai utilizat pentru aparatul de comutaÍie folosit Án reÍelele de distribuÍie de MT de uz general, este de 400 A.


În RomÊnia curentul nominal cel mai utilizat este de 630 A.


B8

Legarea la pŸmÊnt Sistemul de legare la pŸmÊnt Ûi echipamentul de ÁmpŸmÊntare necesitŸ o abordare atentŸ, Án mod particular datoritŸ siguranÍei consumatorului de JT Án timpul unui scurtcircuit la pŸmÊnt pe partea de MT. Prizele de pŸmÊnt În general este preferabil, acolo unde este posibil din punct de vedere fizic, sŸ sesepare priza de pŸmÊnt destinatŸ pentru legarea la pŸmÊnt a pŸrÍilor metalice aferente echipamentelor de MT de priza de pŸmÊnt a sistemului de legare la pŸmÊnt a conductorului de nul la JT. Aceasta este practica comunŸ Án sistemele de distribuÍie rurale, unde electrozii prizei de pŸmÊnt a reÍelei de JT sunt instalaÍi la distanÍŸ de una sau douŸ deschideri faÍŸ de postul de transformare.În multe cazuri spaÍiul limitat disponibil din posturile de transformare urbane ÁmpiedicŸ o asemenea practicŸ; de exemplu, nu existŸ posibilitatea separŸrii conductorului de protecÍie la MT de cel de JT pentru evitarea transferurilor de tensiune (posibil periculoase) Án sistemul de JT.

Curentul de punere la pŸmÊnt Valorile curentului de punere la pŸmÊnt la MT sunt Án general (mai puÍin acolo unde existŸ restricÍii speciale Án acest sens) comparabile cu acelea ale scurtcircuitului trifazat. AceÛti curenÍi trecÊnd prin priza de pŸmÊnt vor ridica tensiunea acesteia la o valoare ridicatŸ faÍŸ de potenÍialul de referinÍŸ. De exemplu, un curent de punere la pŸmÊnt de 10000 A ce trece printr-un electrod de ÁmpŸmÊntare cu o rezistenÍŸ de 0,5 Ω (rezistenÍŸ deosebit de micŸ) Ái va mŸri tensiunea la 5000 V. DacŸ toate pŸrÍile metalice expuse din postul de transformare sunt conectate ÁmpreunŸ Ûi apoi legate la priza de pŸmÊnt iar electrodul (platbandŸ, prizŸ de pŸmÊnt) este Án forma de (sau este conectat la) o plasŸ de conductoare situate sub podeaua postului de transformare, atunci nu este nici un pericol pentru personalul de exploatare, de vreme ce aceastŸ configuraÍie formeazŸ o cuÛcŸ echipotenÍialŸ Án care toate materialele conducatoare de electricitate inclusiv personalul, sunt ridicate la acelaÛi potenÍial.

PotenÍial transferat De remarcat cŸ un pericol existŸ totuÛi datoritŸ problemei cunoscute sub numele de ”potenÍial transferat”. Se va vedea Án Figura B9 cŸ punctul neutru al ÁnfŸÛurŸrii de JT a transformatorului de MT/JT este, de asemenea, conectat la priza de pŸmÊnt comunŸ a postului de transformare, astfel ÁncÊt conductorul neutru, ÁnfŸÛurŸrile fazelor de JT Ûi toate conductoarele de fazŸ sunt, de asemenea, ridicate la potenÍialul prizei de pŸmÊnt. Cablurile de distribuÍie la JT ce pŸrŸÛesc postul de transformare vor transfera acest potenÍial instalaÍiilor consumatorilor. Se poate observa cŸ nu va exista nici un defect de izolare pe partea de JT, Ántre faze sau Ántre o fazŸ Ûi conductorul de nul din moment ce toate sunt la acelaÛi potenÍial. Totusi, este probabil ca izolaÍia dintre faze Ûi pŸmÊnt a cablului sau a unei pŸrÍi a instalaÍiei va ceda.

SoluÍii posibile Primul pas pentru minimizarea pericolelor evidente ale potenÍialelor transferate este sŸ se reducŸ mŸrimea curenÍilor de punere la pŸmÊnt pe partea de MT. Acestea se realizeazŸ Án mod normal prin legarea la pŸmÊnt a sistemelor de MT prin intermediul rezistenÍelor sau bobinelor de reactanÍŸ legate la conexiunile tip stea ale cÊtorva transformatoare(1), amplasate Án posturile de transformare principale sau Án staÍiile de alimentare cu energie electricŸ. Un potenÍial transferat relativ important nu poate fi complet evitat prin aceste mijloace, totuÛi o astfel de strategie a fost adoptatŸ Án cÊteva ÍŸri.InstalaÍia echipotenÍialŸ de legare la pŸmÊnt Án spaÍiile corespunzŸtoare consumatorilor poate fi consideratŸ la potenÍial zero. TotuÛi, dacŸ acestŸ instalaÍie de legare la pŸmÊnt ar fi conectatŸ la priza de pŸmÊnt a postului de transformare printr-un conductor cu impendanÍŸ micŸ, atunci condiÍiile echipotenÍiale existente Án postul de transformare vor exista, de asemenea, la instalaÍiile consumatorului.

Legarea la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ redusŸAceastŸ legŸturŸ cu impedanÍa de valoare scŸzutŸ este obÍinutŸ prin conectarea conductorului neutru la instalaÍia echipotenÍialŸ a consumatorului Ûi rezultatul este cunoscut ca schema TN (CEI 60364), dupŸ cum se aratŸ Án diagrama A din Figura B10.Schema TN este asociatŸ, Án general, cu o schemŸ de protecÍie cu conectare la pŸmÊnt multiplŸ, Án care conductorul de nul este conectat la pŸmÊnt de-a lungul lungimii sale (la fiecare al treilea sau al patrulea stÊlp al liniei aeriene de distribuÍie, la JT) Ûi Án fiecare loc de conectare al consumatorilor.Se poate observŸ, cŸ o reÍea de conductoare de nul plecÊnd dintr-un post de transformare, fiecare din acestea fiind conectat la pŸmÊnt la intervale regulate constituie, ÁmpreunŸ cu conectarea la pŸmÊnt a postului de transformare, o foarte eficientŸ prizŸ de pŸmÊnt, de rezistenÍŸ scŸzutŸ.(1) Celelalte transformatoare nefiind legate la pŸmÊnt. Un caz

particular al limitŸrii curentului de punere la pŸmÊnt este prin intermediul bobinei Petersen.

Defectele de punere la pŸmÊnt la sisteme de MT pot induce valori periculoase de tensiune pe partea de JT a instalaÍiilor. Consumatorii de JT (Ûi personalul de exploatare) pot fi protejaÍi Ámpotriva acestui pericol prin: n limitarea mŸrimii curenÍilor de punere la pŸmÊnt pe partea de MT;n reducerea rezistenÍei de legare la pŸmÊnt a posturilor de transformare pÊnŸ la cea mai micŸ valoare posibilŸ; n crearea condiÍiilor de echipotenÍialitate Ántre postul de transformare Ûi instalaÍia consumatorului.

Fig. B9: PotenÍial transferat pe JT.


B9

CombinaÍia dintre limitarea curenÍilor de defect la punerea la pŸmÊnt, legŸturile echipotenÍiale Ûi sistemul de legare la pŸmÊnt de rezistenÍŸ redusŸ al postului de transformare are ca rezultat o reducere importantŸ a valorilor supratensiunilor Ûi o limitare a solicitŸrilor pe care trebuie sŸ le suporte izolaÍia dintre fazŸ Ûi pŸmÊnt pe perioada punerilor la pŸmÊnt pe partea de MT, descrise mai sus.

Limitarea curentului de punere la pŸmÊnt la MT Ûi rezistenÍa prizei de pŸmÊnt a postului de transformare Un alt sistem de legare la pŸmÊnt, larg utilizat, este arŸtat Án diagrama C a Fig. B10. Se observŸ cŸ Án sistemul TT, instalaÍia de legare la pŸmÊnt a consumatorului (fiind izolatŸ faÍŸ de cea a postului de transformare), constituie un potenÍial de referinÍŸ. Asta ÁnseamnŸ cŸ, deÛi potenÍialul transferat nu va solicita suplimentar izolaÍia dintre faze a echipamentului consumatorului, izolaÍia dintre fazŸ Ûi pŸmÊnt a tuturor celor trei faze va fi supusŸ unei supratensiuni.

Fig. B10: Valoarea maximŸ a rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt Ántr-un post de transformare MT/JT pentru asigurarea securitŸÍii Án timpul unui scurtcircuit cu punere la pŸmÊnt pe partea de medie tensiune, pentru diferite sisteme de tratare a neutrului.

Note:n Pentru TN-a Ûi IT-a, pŸrÍi conductoare expuse de joasŸ Ûi medie tensiune din postul de transformare Ûi cele din instalaÍia consumatorului ÁmpreunŸ cu nulul transformatorului sunt legate ÁmpreunŸ la priza de pŸmÊnt a postului de transformare.n Pentru TT-a Ûi IT-b, pŸrÍi conductoare expuse de joasŸ Ûi medie tensiune din postul de transformare ÁmpreunŸ cu nulul transformatorului sunt legate la priza de pŸmÊnt a postului de transformare.n Pentru TT-b Ûi IT-c, nulul transformatorului este legat la pŸmÊnt, separat, Án afara zonei de influenÍŸ a prizei de pŸmÊnt a postului de transformare. Uw Ûi Uws sunt ambele date Án CEI 60364-4-44 la valoarea de Uo+1200 V, unde Uo este tensiunea nominalŸ fazŸ-neutru a sistemului JT.


Cazurile A Ûi BÎn aceste cazuri nu este impusŸ o valoareparticularŸ a rezistenÍei

Cazurile C Ûi D

Unde

UW = tensiunea nominalŸ de Íinere la frecvenÍŸ industrialŸ pentru echipament de joasŸ tensiune Án instalaÍiile

consumatoruluiUO = tensiunea fazŸ-neutru Án instalaÍiile

consumatoruluiIm = valoarea maximŸ a curentului de

punere la pŸmÊnt pe partea demedie tensiune

RS i UW - UO

Im

Cazurile E Ûi F

Unde

UWS = tensiunea nominalŸ de Íinere la frecvenÍŸ industrialŸ pentru echipament de

joasŸ tensiune Án postul de transformareU = tensiunea fazŸ-neutru Án postul de

transformare pentru sistemul TT Ûi tensiunea fazŸ-fazŸ Án postul de

transformare pentru sistemul ITIm = valoarea maximŸ a curentului de

punere la pŸmÊnt pe partea demedie tensiune

RS i UWS - UIm

În cazurile E Ûi F conductorul de protecÍie de joasŸ tensiune (legat ÁmpreunŸ cu celelalte pŸrÍi conductoare expuse) din postul de transformare este legat la priza de pŸmÊnt a postului de transformare Ûi de aceea echipamentul de joasŸ tensiune din postul de transformare poate fi supus unei supratensiuni.


B10

Strategia Án aceastŸ situaÍie este reducerea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt a postului de transformare, astfel ÁncÊt valoarea standard a tensiunii de Íinere timp de 5 secunde, Ántre fazŸ Ûi pŸmÊnt, pentru aparatele Ûi echipamentele de JT, nu va fi depŸÛitŸ. Valorile practice adoptate de o autoritate naÍionalŸ de furnizare a energiei electrice, la sistemele de distribuÍie de 20 kV, sunt urmŸtoarele: n curentul maxim de punere la pŸmÊnt la sistemele de distribuÍie cu linii electrice aeriene sau combinate (linii electrice aeriene Ûi linii electrice subterane LEA Ûi LES) este 300 A;n curentul maxim de defect la pŸmÊnt la sistemele subterane (LES) este 1000 A.

RelaÍia necesarŸ pentru determinarea valorii maxime a rezistenÍei prizei de legare la pŸmÊnt Rs a postului de transformare, pentru a fi siguri ca tensiunea de Íinere la JT nu va fi depŸÛitŸ, este:

Án Ohmi (vezi cazurile C Ûi D din Figura B10).

unde: Uw = cea mai micŸ valoare standardizata (Án VolÍi) a tensiunii de Íinere de scurtŸ duratŸ (5 s) pentru instalaÍiile Ûi echipamentele consumatorului = Uo + 1200 V (CEI 60364-4-44) Uo = tensiunea fazŸ-nul (Án VolÍi) corespunzŸtoare locului de conectare a consumatorului de JT Im = curentul maxim de defect la pŸmÊnt pe partea de MT a sistemului (Án Amperi). Curentul maxim de defect la pŸmÊnt Im este suma vectorialŸ dintre curentul maxim de defect la pŸmÊnt Án conexiunea neutrului Ûi curentul capacitiv nesimetric al Ántregii reÍele.A treia modalitate de legare la pŸmÊnt, denumitŸ Án CEI 60364 ca schema “IT”, este utilizatŸ Án mod obiÛnuit acolo unde continuitatea Án alimentare cu energie electricŸ este esenÍialŸ, de exemplu Án spitale, fabrici cu proces de fabricaÍie continuu, etc. Principiul constŸ Án alimentarea de la o sursŸ nelegatŸ la pŸmÊnt, de regulŸ un transformator, la care ÁnfŸÛurarea secundarŸ nu este legatŸ la pŸmÊnt sau legatŸ la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ de valoare mare (u 1000 Ω). În aceste cazuri, un defect de izolaÍie, de punere la pŸmÊnt, Án circuitele de joasŸ tensiune alimentate de la ÁnfŸÛurŸrile secundare va avea ca rezultat un curent de defect practic zero, sau de valoare neglijabilŸ, care poate sŸ fie tolerat pÊnŸ cÊnd este posibil tehnologic sŸ fie Ántrerupt circuitul afectat, pentru executarea reparaÍiei.

Diagramele B, D Ûi F (Figura B10) AratŸ sistemele IT Án care rezistenÍe (de aproximativ 1000 Ω) sunt incluse Án circuitul de punere la pŸmÊnt a neutrului. DacŸ aceste rezistenÍe ar fi ÁnlŸturate, astfel ÁncÊt sistemul nu ar fi legat la pŸmÊnt, se aplicŸ urmŸtoarele observaÍii.

Diagrama B (Figura B10)Toate conductoarele de fazŸ Ûi neutru sunt Án echilibru faÍŸ de pŸmÊnt la care sunt conectate prin (normal foarte mari) rezistenÍe de izolaÍie Ûi (normal foarte mici) capacitanÍe Ántre conductoare Ûi pŸrÍile metalice puse la pŸmÊnt.ConsiderÊnd izolaÍia ca fiind perfectŸ, potenÍialele tuturor conductoarelor de fazŸ Ûi neutru vor fi ridicate prin influenÍa electrostaticŸ pÊnŸ la un potenÍial apropiat de cel al conductoarelor echipotenÍiale.În practicŸ, din cauza numeroaselor scurgeri spre pŸmÊnt ale tuturor conductoarelor active Ántr-un numŸr de circuite funcÍionÊnd Án paralel, sistemul se comportŸ Án mod similar cu cazul Án care este prezentŸ o rezistenÍŸ de legare la pŸmÊnt a nulului; de exemplu toate conductoarele vor fi ridicate la potenÍialul prizei de pŸmÊnt a postului de transformare .În acet caz solicitŸrile de supratensiune asupra izolaÍiei la JT sunt mici sau nu existŸ.

Diagramele D Ûi F (Figura B10)În aceste cazuri, potenÍialul ridicat al sistemului de legare la pŸmÊnt al postului de transformare acÍioneazŸ asupra izolaÍiei fazelor de JT Ûi pe conductoarele neutre: n prin capacitatea dintre ÁnfŸÛurŸrile de JT ale transformatorului Ûi cuva transformatorului;n prin capacitatea dintre conductoarele echipotenÍiale din postul de transformare Ûi conductorul cablurilor de distribuÍie de JT ce pŸrŸsesc postul de transformare; n prin cŸile de scurgere a curentului Án izolaÍie, Án fiecare caz. În spaÍiile din afara zonei de influenÍŸ a sistemului de legare la pŸmÊnt al postului de transformare, prezintŸ importanÍŸ capacitŸÍile Ántre conductoare Ûi pŸmÊnt la potenÍial zero (capacitŸÍile dintre miezuri nu sunt relevante - toate miezurile sunt la acelaÛi potenÍial). Rezultatul este Án sine un divizor de tensiune capacitiv, unde fiecare “condensator“ este Ûuntat prin cŸile de scurgere rezistive. În general, capacitŸÍile faÍŸ de pŸmÊnt ale cablurilor Ûi conductoarelor din instalaÍiile de JT sunt mult mai mari, iar rezistenÍele izolaÍiei la pŸmÊnt sunt mult mai mici decÊt acelea ale parametrilor corespunzŸtori la posturile de transformare, astfel ÁncÊt solicitŸrile dielectrice importante care apar Án postul de transformare, sunt Ántre cuva transformatorului Ûi ÁnfŸÛurarea de JT.


B11

CreÛterea de potenÍial Án instalaÍiile consumatorului nu constitue o problemŸ acolo unde nivelul curentului de punere la pŸmÊnt pe partea de MT este limitat, aÛa cum a fost menÍionat anterior. Toate transformatoarele conectate Án sistem IT, chiar dacŸ punctul neutru este izolat sau conectat la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ de valoare mare, sunt Án practicŸ prevŸzute cu un aparat de limitare a supratensiunii care va conecta Án mod automat punctul neutru direct la pŸmÊnt dacŸ o supratensiune se apropie de tensiunea de Íinere a izolaÍiei sistemului de JT.În completarea elementelor menÍionate mai sus, sunt prezentate Án subparagraful 3.1 mai multe moduri Án care pot apare aceste supratensiuni. Acest tip de defect de punere la pŸmÊnt este destul de rar Ûi atunci cÊnd apare este repede detectat Ûi eliminat de cŸtre sistemul de declanÛare automatŸ a Ántreruptorului dintr-o instalaÍie proiectatŸ Ûi construitŸ corespunzŸtor. SiguranÍa Án exploatare Án situaÍiile de potenÍial ridicat depinde Án Ántregime de dispunerea zonelor echipotenÍiale ce trebuie stabilite Án mod corespunzŸtor. Acestea se bazeazŸ Án principal pe utilizarea unor conductoare de cupru Án formŸ de grilaj, conectate la bare de oÍel cuprat, dispuse vertical. Criteriul echipotenÍialitŸÍii ce trebuie respectat este cel menÍionat Án capitolul F referitor la protecÍia Ámpotriva Ûocului electric prin contact indirect, definit astfel: potenÍialul dintre douŸ pŸrÍi metalice expuse care pot fi atinse simultan de orice parte a corpului uman nu trebuie, Án nici o circumstanÍŸ, sŸ depŸÛeascŸ 50 V Án condiÍii uscate sau 25 V Án condiÍii de umiditate. MŸsuri speciale ar trebui luate la limita zonelor echipotenÍiale, pentru a evita diferenÍe mari de potenÍial pe suprafaÍa solului, care pot ajunge la valori periculoase ale “tensiunii de pas”. Problema este Án strÊnsŸ legŸturŸ cu legarea la pŸmÊnt de protecÍie a gardurilor de Ámprejmuire Ûi este prezentatŸ Án detaliu Án subcapitolul 3.1.

1.2 Diferite tipuri de alimentŸri la medie tensiuneUrmŸtoarele scheme de alimentare cu energie electricŸ sunt adoptate Án mod obiÛnuit Án concordanÍŸ cu tipul reÍelei de medie tensiune.

Alimentarea Án vÊrf (radialŸ)Postul de transformare este alimentat de un singur circuit de la un distributor de MT (cablu sau linie). În general partea de MT este conectatatŸ Ántr-o celulŸ conÍinÊnd un separator de sarcinŸ cu siguranÍe fuzibile de protecÍie Ûi separator de punere la pŸmÊnt, dupŸ cum se observŸ Án Fig. B11. În unele ÍŸri un transformator montat pe un stÊlp fŸrŸ aparate de comutaÍie sau siguranÍe fuzibile la MT constituie “postul de transformare”. Acest tip de instalaÍie de MT este foarte comun Án zonele rurale. Aparatul de protecÍie Ûi de comutaÍie este plasat la mare distanÍŸ faÍŸ de transformator Ûi controleazŸ Án general o linie electricŸ aerianŸ principalŸ, de la care un numŸr de astfel de linii secundare sunt conectate Án derivaÍie.

Alimentarea Án buclŸEchipamentele de reÍea de tip “inel principal” (Ring Main Units - RMU) sunt Án mod normal conectate sŸ formeze un inel principal la MT(2) sau un distribuitor-interconector(2) astfel ÁncÊt barele colectoare aferente RMU transportŸ tot curentul inelului principal sau al interconectorului (Fig. B12) . Tipul RMU constŸ din trei compartimente integrate astfel ÁncÊt sŸ formeze un singur ansamblu.Acestea sunt: n 2 celule de intrare, fiecare conÍinÊnd cÊte un separator de sarcinŸ Ûi un separator de punere la pŸmÊnt; n o celulŸ de ieÛire Ûi protecÍie conÍinÊnd separator de sarcinŸ plus siguranÍe fuzibile sau o combinaÍie separator de sarcinŸ echipat cu siguranÍe fuzibile sau un Ántreruptor de putere Ûi un separator de linie, Ámpreuna cu un separator de punere la pŸmÊnt. Toate dispozitivele de manevrare Án sarcinŸ Ûi separatoarele de punere la pŸmÊnt sunt dimensionate sŸ reziste la solicitŸrile produse de curentul de scurtcircuit. AceastŸ schemŸ de funcÍionare pune la dispoziÍia utilizatorului douŸ surse de alimentare cu energie electricŸ, Án felul acesta reducÊndu-se Án mod considerabil probabilitatea de Ántrerupere a alimentŸrii, datoratŸ defectelor din sistem sau unor manevre greÛite din partea furnizorului de energie, etc. Schemele Án inel au ca principal domeniu de aplicaÍie distribuÍia publicŸ, prin reÍelele de cabluri subterane, din zonele urbane.

(1) Cuprul este electronegativ faÍŸ de majoritatea celorlalte metale Ûi astfel rezistŸ la cororoziune. (2) O reÍea buclatŸ este un distribuitor continuu Án formŸ de buclŸ ÁnchisŸ la ambele capete, care Áncepe Ûi se terminŸ pe aceleaÛi bare. Fiecare capŸt al buclei este controlat de cŸtre un Ántreruptor. Pentru a ÁmbunŸtŸÍi flexibilitatea operaÍionalŸ adeseori barele sunt divizate Án douŸ secÍiuni de un Ántreruptor Án poziÍie normal deschis Ûi fiecare capŸt al buclei este conectat la o secÍiune diferitŸ.Un interconector este un circuit continuu care conecteazŸ barele colectoare din douŸ posturi de transformare. Fiecare capŸt al unui interconector este este controlat de obicei de un Ántreruptor.Un interconector-distribuitor este un interconector care alimenteazŸ unul sau mai multe posturi de transformare de-a lungul traseului.

Fig. B11: ReÍea radialŸ.

Fig. B12: ReÍea buclatŸ.



B12

DublŸ alimentare Acolo unde este posibil ca alimentarea pe partea de MT sŸ fie fŸcutŸ prin douŸ linii sau cabluri de la acelaÛi sistem de bare colectoare ale unui post de transformare, se utilizeazŸ Án mod obiÛnuit o schemŸ similarŸ cu cea a RMU (vezi Fig. B13). Principala diferenÍŸ operaÍionalŸ dintre aceastŸ schemŸ Ûi cea a RMU este cŸ cele douŸ cŸi de intrare sunt interblocate, astfel ÁncÊt doar o cale de intrare poate fi conectatŸ la un moment dat (adicŸ conectarea unei cŸi ÁmpiedicŸ conectarea celeilalte). La Ántreruperea alimentŸrii cu energie electricŸ, calea de intrare care era Án funcÍiune trebuie sŸ fie deconectatŸ Ûi celŸlalt separator de sarcinŸ (anterior Án poziÍia “deschis”) poate fi conectat. AceastŸ secvenÍŸ poate fi executatŸ manual sau automat.Acest tip de schemŸ de conexiune este folositŸ Án mod particular Án reÍelele cu o densitate mare a consumatorilor Ûi Án zonele urbane cu o rapidŸ extindere, alimentate de cŸtre sisteme de cabluri subterane de MT .

1.3 Aspecte operaÍionale ale reÍelelor de distribuÍie de medie tensiuneLinii electrice aeriene (LEA) VÊnturile puternice, formarea chiciurii, etc., pot provoca atingerea Ántre ele a conductoarelor liniilor aeriene (LEA), avÊnd ca efect producerea unui scurtcircuit momentan (nepermanent). Defectele de izolaÍie datorate spargerii izolatoarelor de sticlŸ sau porÍelan din cauza unor particule purtate de vÊnt sau a utilizŸrii neglijente a armamentului, etc., precum Ûi poluarea masivŸ a suprafeÍelor izolatoarelor, pot avea ca efect un scurtcircuit la pŸmÊnt (monofazat). Multe din aceste avarii dispar Án mod spontan. De exemplu, Án condiÍii uscate, izolatoarele sparte pot rŸmÊne adeseori Án serviciu fŸrŸ a fi detectate, dar este posibil sŸ conturneze (ex. cŸtre o structurŸ de fixare metalicŸ) pe duratŸ unei ploi torenÍiale. Mai mult, suprafeÍele poluate produc Án general conturnŸri doar Án condiÍii de umiditate. Trecerea curentului de defect ia aproape Án mod invariabil forma unui arc electric, a cŸrui cŸldurŸ intensŸ usucŸ calea de curent Ûi, Ántr-o anumitŸ mŸsurŸ, restabileÛte proprietŸÍile izolatoare. În acest timp, de obicei, aparatura de protecÍie a acÍionat pentru a indepŸrta defectul, de ex. siguranÍele fuzibile s-au ars sau Ántreruptorul a declanÛat.ExperienÍa aratŸ cŸ, Án marea majoritate a cazurilor, realimentarea circuitului, prin Ánlocuirea siguranÍelor fuzibile sau prin Ánchiderea Ántreruptorului, va avea succes. Din acest motiv, a fost posibil sŸ se ÁmbunŸtŸÍeasca considerabil continuitatea serviciului Án cazul reÍelelor de distribuÍie de MT care conÍin linii electrice aeriene prin aplicarea unei scheme de reanclanÛare automatŸ rapidŸ (RAR) a Ántreruptorului care comandŸ un astfel de circuit.Aceste scheme automate permit un numŸr de operaÍii de reanclanÛare, dacŸ prima Áncercare eÛueazŸ, cu un timp reglabil de ÁntÊrziere Ántre ÁncercŸrile succesive (pentru a permite deionizarea aerului la locul de defect), Ánainte ca Ántreruptorul sŸ fie definitiv deconectat dupŸ toate ÁncercŸrile nereuÛite (Án general 3). Alte ÁmbunŸtŸÍiri Án continuitatea alimentŸrii sunt obÍinute prin utilizarea separatoarelor de linie acÍionate de la distanÍŸ Ûi prin utilizarea unor separatoare de izolare automatŸ, ce funcÍioneazŸ ÁmpreunŸ cu un Ántreruptor cu reanclanÛare automatŸ rapidŸ (Án pauzŸ de RAR). AceastŸ ultimŸ schemŸ este exemplificatŸ prin ultima parte a Figurii B14 (pagina urmŸtoare).Principiul este urmŸtorul: DacŸ dupŸ douŸ ÁncercŸri de reanclanÛare circuitul nu se restabileÛte Ûi defectul se dovedeÛte a fi permanent separatorul se va deschide (Án a doua pauzŸ de RAR) Ûi va izola o secÍiune a reÍelei, Ánainte ca a treia (Ûi ultima) Áncercare de reanclanÛare sŸ aiba loc.ExistŸ, deci, douŸ posibilitŸÍi: n defectul este Án secÍiunea care a fost izolatŸ de separatorul automat de linie (ALS, Automatic Line Switch) Ûi alimentarea este restabilitŸ pentru ceilalÍi consumatori conectaÍi la celelalte secÍiuni, saun defectul este Ántr-o secÍiune Án amonte de separator (ALS) Ûi Ántreruptorul va deconecta definitiv. O schemŸ prevŸzutŸ cu un astfel de separator automat (ALS) permite astfel, Án eventualitatea unui defect permanent, posibilitatea restabilirii alimentŸrii pentru o parte din consumatori.

Fig. B13: DublŸ alimentare.


B13

În timp ce aceste mŸsuri au ÁmbunŸtŸÍit cosiderabil fiabilitatea alimentŸrii sistemelor cu linii electrice aeriene de MT, acolo unde se considerŸ necesar, consumatorii trebuie sŸ-Ûi ia propriile mŸsuri pentru a evita efectele Ántreruperii momentane a alimentŸrii (Ántre reanclanÛŸri), cum ar fi: n surse de energie neÁntreruptibile pentru cazurile de urgenÍŸ; n sisteme de iluminat care nu necesitŸ sŸ fie rŸcite Ánaintea reamorsŸrii.

ReÍelele de cabluri subterane Defectele pe reÍelele de cabluri subterane sunt uneori rezultatul executŸrii neÁngrijite a lucrŸrilor de manÛonare a cablurilor, sau de pozare a acestora, etc. dar cele mai uzuale sunt datorate deteriorŸrilor produse de bare metalice, ciocane pneumatice, excavatoare Ûi aÛa mai departe, folosite la executarea diferitelor lucrŸri. Uneori defectele de izolaÍie apar Án capetele terminale ale cablurilor datoritŸ supratensiunii, Án particular Án punctele sistemului de MT Án care o linie electricŸ aerianŸ este conectata cu un cablu subteran. Supratensiunea Ántr-un asemenea caz este Án general de origine atmosfericŸ Ûi efectele de reflexie a undei electromagnetice la cutia de joncÍiune (unde impedanÍa circuitului se schimbŸ brusc) pot avea ca rezultat o supratensiune Án izolaÍia cablului, la punctul de defect. Aparatele de protecÍie la supratensiune, cum sunt descŸrcŸtoarele, sunt Án mod frecvent instalate Án astfel de puncte.Defectele ce apar Án reÍelele de cabluri sunt mai puÍin frecvente decÊt cele ce apar la sistemele de linii electrice aeriene (LEA), dar sunt aproape invariabil defecte permanente care necesitŸ mai mult timp pentru localizare Ûi reparare decÊt cele de pe LEA. Atunci cÊnd un defect Án cablu apare pe un “inel principal”, alimentŸrile pot fi repede refŸcute pentru toÍi consumatorii, atunci cÊnd secÍiunea defectŸ a cablului a fost determinatŸ. Atunci cÊnd defectul apare pe un distribuitor radial, ÁntÊrzierea Án localizarea defectului Ûi realizarea reparaÍiei poate dura cÊteva ore Ûi va afecta toÍi consumatorii situaÍi Án aval de poziÍia defectului. În orice caz, dacŸ continuitatea Án alimentare este esenÍialŸ pentru toatŸ instalaÍia sau pentru o parte a ei, atunci trebuie prevŸzutŸ o sursŸ de alimentare de rezervŸ.

Comanda de la distanÍŸ a reÍelelor de MTControlul de la distanÍŸ a liniilor de MT este util pentru reducerea timpilor de Ántrerupere Án cazul unor defecte Án cabluri prin reconfigurarea rapidŸ a reÍelei. Pentru aceasta este nevoie de separatoare de sarcinŸ motorizate, telecomandate, Án anumite puncte ale reÍelei. Posturile de transformare comandate de la distanÍŸ vor putea fi realimentate rapid Án timp ce pentru celelalte trebuie deplasatŸ echipa de intervenÍie.

Fig. B14: Ciclul de RAR al unui Ántreruptor controlÊnd o reÍea aerianŸ radialŸ de MT Ûi corelat cu un separator de secÍionare.

Controlul centralizat bazat pe sistemele SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition - Supraveghere Control Ûi AchiziÍie de Date) Ûi pe recentele dezvoltŸri ale tehnicilor IT (Information Technology - Tehnologia informaÍiei) devine din ce Án ce mai folosit Án ÍŸrile unde complexitatea reÍelelor interconectate justificŸ cheltuielile.



B14

Marii consumatori de electricitate sunt Án mod invariabil alimentaÍi la MT. În sistemele de JT, funcÍionÊnd la 120/208 V (3 faze, 4 conductoare), o sarcinŸ de 50 kVA poate fi consideratŸ ca fiind “mare”, Án timp ce Án sistemele trifazate la 240/415 V un consumator “mare” poate avea o sarcinŸ de 100 kVA. Ambele sisteme de distribuÍie la JT sunt obiÛnuite Án multe pŸrÍi ale lumii. Este de semnalat faptul cŸ CEI recomandŸ un standard “mondial” de 230/400 Vpentru sistemele trifazate cu 4 conductoare. Acesta reprezintŸ un nivel de compromis Ûi va permite sistemelor existente care funcÍioneazŸ la 220/380 V Ûi la 240/415 V (sau la alte valori apropiate acestora) sŸ se punŸ de acord cu standardul propus, prin ajustarea dispozitivelor de reglaj de tensiune ale transformatoarelor de distribuÍie standard. DistanÍa pÊnŸ la care energia trebuie sŸ fie transportatŸ este un factor suplimentar pentru alegerea alimentŸrii la JT sau MT. InstalaÍiile pentru consumatorii rurali mici dar izolaÍi sunt exemple evidente Án acest sens.Decizia asupra alimentŸrii la JT sau la MT va depinde de circumstanÍele locale Ûi de o serie de consideraÍii Án sensul celor menÍionate mai sus Ûi va fi impusŸ, Án general, de cŸtre autoritatea de alimentare cu energie electricŸ a zonei respective. Atunci cÊnd a fost luatŸ decizia de alimentare cu energie electricŸ la MT, existŸ douŸ soluÍii constructive realizabile conform urmŸtoarelor proceduri: (1) Furnizorul de energie electricŸ construieÛte un post de transformare standard Án apropiere de zona consumatorului dar transfomatorul este situat Ántr-o camerŸ din incinta consumatorului, Án apropiere de centrul de greutate al sarcinii electrice.(2) Consumatorul ÁÛi construieÛte Ûi ÁÛi echipeazŸ propriul post de transformare, pe domeniu privat, la care se conecteazŸ furnizorul de energie electricŸ cu partea de MT. În metoda (1) furnizorul de electricitate deÍine postul de transformare, cablul cŸtre transformator, transformatorul precum Ûi camera transformatorului, la care are un acces nelimitat. Camera transformatorului este construitŸ de cŸtre consumator (pe baza planurilor Ûi regulilor puse la dispoziÍie de cŸtre furnizor) Ûi include socluri, baÛe pentru scurgeri de ulei, pereÍi Ûi celule antifoc, plafoane, ventilaÍie, sistem de iluminat Ûi sistem de legare la pŸmÊnt, toate trebuind sŸ fie aprobate de cŸtre autoritatea de furnizare a energiei electrice.Structura tarifului poate acoperi, conform unei ÁnÍelegeri, o parte a cheltuielilor necesare pentru asigurarea alimentŸrii cu energie electricŸ.În marea majoritate a situaÍiilor, aceleaÛi principii se aplicŸ Án concepÍia Ûi realizarea unui astfel de proiect. UrmŸtoarele note se referŸ la procedura nr. (2).

2.1 InformaÍii preliminare Înainte ca orice negocieri sau discuÍii sŸ poatŸ fi iniÍiate cu autoritŸÍile de furnizare a energiei electrice, urmŸtoarele elemente de bazŸ trebuiesc stabilite:

Puterea maximŸ prezumatŸ (kVA) Determinarea acestui parametru este descrisŸ Án capitolul A, Ûi trebuie sŸ ia Án considerare posibilitatea unei cereri de introducere a unor sarcini suplimentare Án viitor. Factorii care trebuie estimaÍi Án aceastŸ etapŸ sunt: n coeficientul de utilizare (ku); n coeficientul de simultaneitate (ks).

Planurile de ansamblu Ûi de detaliu arŸtÊnd amplasarea postului de transformare propus Planurile ar trebui sŸ indice clar cŸile de acces la postul de transformare, cu posibilele restricÍii, de ex. coridoarele de intrare Ûi ÁnŸlÍimea plafonului, ÁmpreunŸ cu limitele posibile locale de greutate, avÊnd Án vedere de asemenea cŸ: n personalul furnizorului de energie electricŸ trebuie sŸ aibŸ oricÊnd acces liber Ûi nerestricÍionat la echipamentele de MT din postul de transformare; n numai personalului autorizat Ûi calificat al consumatorului Ái este permis accesul la postul de transformare; n existŸ furnizori de energie electricŸ care cer ca partea de instalaÍie exploatatŸ de cŸtre ei sŸ fie situatŸ Ántr-o camerŸ (incintŸ) separatŸ faÍŸ de partea de instalaÍie exploatatŸ de cŸtre consumator.

Gradul de continuitate Án alimentare cerutConsumatorul trebuie sŸ estimeze consecinÍele unei Ántreruperi Án alimentare, Án funcÍie de durata sa: n pierderi de producÍie; n siguranÍa personalului Ûi a echipamentului.

2 Procedura de instalare a unui post de transformare

ÎncŸ de la primele faze ale proiectului consumatorul trebuie sŸ punŸ la dispoziÍia furnizorului de energie electricŸ informaÍii generale asupra necesitŸÍilor sale.

B15

2.2 Studiu de soluÍieÎn urma informaÍiilor puse la dispoziÍie de cŸtre consumator, furnizorul de energie electricŸ trebuie sŸ specifice: Tipul alimentŸrii cu energie electricŸ propus Ûi sŸ specifice: n felul sistemului de alimentare: reÍea cu linii electrice aeriene sau cabluri subterane;n detalii despre schema de legŸturi: alimentare Án vÊrf, alimentare Án buclŸ, alimentare dublŸ, etc.;n limita de putere (kVA) Ûi nivelul curentului de defect.Tensiunea nominalŸ de alimentare Ûi a echipamentului (Tensiunea maximŸ a echipamentului) existent sau viitor, depinzÊnd de dezvoltarea sistemului.Detalii de mŸsurŸ care definesc: n costul conectŸrii la reÍeaua de energie electricŸ; n detalii tarifare (taxele fixe Ûi tarifele de consum).

2.3 AplicareÎnainte de Ánceperea oricŸrei activitŸÍi de instalare trebuie obÍinutŸ o aprobare oficialŸ de la furnizorul de energie electricŸ. Cererea de aprobare trebuie sŸ includŸ urmŸtoarele informaÍii: n localizarea postului de transformare propus; n schema monofilarŸ a circuitelor de putere Ûi a conexiunilor aferente, ÁmpreunŸ cu propuneri asupra circuitelor de legare la pŸmÊnt;n detalii complete despre echipamentul electric ce va fi instalat, ÁncluzÊnd caracteristicile de performanÍŸ; n dispunerea echipamentului Ûi asigurarea componentelor de mŸsurŸ;n mŸsuri de ÁmbunŸtŸÍire a factorului de putere dacŸ acest lucru este necesar;n facilitŸÍi pentru instalarea unor surse de alimentare de rezervŸ, Án caz de urgenÍŸ, dacŸ acest lucru este solicitat.

2.4 Punerea Án funcÍiune Testele premergŸtoare punerii sub tensiune trebuie sŸ fie trecute cu succes Ánainte ca autoritatea sŸ conecteze postul de transformare la sistemul energetic. Testele de verificare includ: n mŸsurarea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt;n continuitatea tuturor conductoarelor de conectare echipotenÍialŸ la pŸmÊnt Ûi de siguranÍŸ;n inspectarea Ûi testarea tuturor componentelor de MT;n verificarea izolaÍiei echipamentului de MT;n testarea rezistenÍei dielectrice a transformatorului Án ulei (Ûi a rigiditŸÍii dielectrice a uleiului dacŸ este cazul);n inspectarea Ûi testarea instalaÍiei de JT din postul de transformare;n verificarea tuturor interblocajelor (mecanice sau electrice) Ûi a tuturor secvenÍelor de lucru automat;n verificarea funcÍionŸrii corecte a releelor de protecÍie Ûi a reglajelor aferente. Este, de asemenea, imperativ necesar sŸ se verifice dacŸ tot echipamentul este furnizat astfel ÁncÊt orice manevrŸ operaÍionalŸ sŸ poate fi executatŸ Án condiÍii sigure. La primirea certificatului de conformitate: n personalul autoritŸÍii furnizoare de electricitate va alimenta cu energie electricŸ echipamentul de MT Ûi va verifica funcÍionarea corectŸ a aparaturii de mŸsurŸ; n contractorul instalaÍiei este responsabil de testarea Ûi conectarea instalaÍiei de JT.CÊnd Án final postul de transformare este funcÍional:n postul de transformare Ûi tot echipamentul aparÍin consumatorului; n autoritatea furnizoare de electricitate are “controlul funcÍional asupra tuturor aparatelor de comutaÍie la MT din postul de transformare”, de ex. cele douŸ separatoare de sacinŸ de intrare Ûi cel corespunzŸtor transformatorului, pe partea de MT, (sau a Ántreruptorului) Án cazul unei scheme Án inel principal, ÁmpreunŸ cu toate separatoarele de punere la pŸmÊnt aferente pŸrÍii de MT;n personalul furnizorului de electricitate are acces liber la echipamentul de MT;n consumatorul are acces independent numai asupra separatorului de MT (sau Ántreruptorului de MT) corespunzŸtor transformatorului;n consumatorul este responsabil pentru ÁntreÍinerea tuturor echipamentelor din postul de transformare Ûi trebuie sŸ cearŸ autoritŸÍii furnizoare de electricitate sŸ izoleze Ûi sŸ conecteze la pŸmÊnt aparatajul de comutaÍie pentru a permite desfŸÛurarea lucrŸrilor de ÁntreÍinere. Furnizorul de electricitate trebuie sŸ ÁnmÊneze un permis de lucru semnat pentru personalul de ÁntreÍinere al consumatorului, ÁmpreunŸ cu informaÍii asupra modului de realizare a distanÍelor de izolare Ûi asupra nivelului de izolaÍie la care a fost realizatŸ instalaÍia.

2 Procedura de instalare a unui post de transformare

Furnizorul de energie electricŸ trebuie sŸ dea informaÍii specifice viitorului consumator.

Fumizorul de energie electricŸ trebuie sŸ aprobe oficial atÊt echipamentul ce va fi instalat Án postul de transformare cÊt Ûi metodele propuse de instalare.

DupŸ testarea Ûi verificarea instalaÍiei de cŸtre o autoritate (Án unele ÍŸri, independentŸ) din acest domeniu, se acordŸ un certificat care permite postului de transformare sŸ fie pus Án funcÍiune.


B16

3 Aspectul protecÍiilor

Subiectul relativ la protecÍia instalaÍiilor electrice industriale este foarte vast; acesta acoperŸ toate aspectele de siguranÍŸ a personalului Ûi protecÍia Ámpotriva deteriorŸrii parametrilor funcÍionali ai echipamentului electric Ûi ai construcÍiilor aferente.Aceste aspecte diferite ale protecÍiei pot fi Án general clasificate Án concordanÍŸ cu urmŸtoarele obiective:n protecÍia utilizatorilor Ûi a animalelor Ámpotriva pericolelor de supratensiuni Ûi Ûoc electric, foc, explozii, gaze toxice, etc.;n protecÍia instalaÍiilor, a echipamentului Ûi componentelor sistemului electroenergetic Ámpotriva solicitŸrilor datorate curenÍilor de scurtcircuit, a supratensiunilor atmosferice (trŸsnetelor) Ûi a instabilitŸÍii sistemului energetic (ieÛirea din sincronism), etc.;n protecÍia personalului Ûi a echipamentului electric Ámpotriva pericolelor de manevrare incorectŸ a sistemului energetic, prin folosirea interblocajelor electrice Ûi mecanice. Toate tipurile de aparate de comutaÍie (incluzÊnd, de ex. comutatoarele de ploturi ale transformatoarelor Ûi altele) trebuie sŸ aibŸ definite limitele de funcÍionare. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ ordinea Án care diferitele tipuri de aparate de comutaÍie pot fi Ánchise sau deschise Án condiÍii de siguranÍŸ, este o chestiune de importanÍŸ vitalŸ. Dispozitivele de interblocare Ûi circuitele de control electric analogice sunt Án mod frecvent utilizate pentru a asigura concordanÍa strictŸ cu succesiunea corectŸ de operare.Descrierea tehnicŸ detaliatŸ a numeroaselor scheme de protecÍie disponibile inginerilor energeticieni depŸÛeÛte scopul acestei lucrŸri, dar se sperŸ cŸ urmŸtoarele secÍiuni se vor dovedi utile, printr-o prezentare a principiilor generale.În timp ce cÊteva din dispozitivele de protecÍie menÍionate au o aplicare universalŸ, descrierile generale se vor limita doar la acelea utilizate Án mod obiÛnuit la sistemele de MT Ûi JT, cum au fost ele definite Án subparagraful 1.1 al acestui capitol.

3.1 ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electriceMŸsurile de protecÍie Ámpotriva Ûocurilor electrice se referŸ la douŸ pericole obiÛnuite: n atingerea de un conductor activ, adicŸ care este la un potenÍial diferit de cel al pŸmÊntului Án condiÍii normale. Aceasta se considerŸ riscul de “atingere directŸ”; n atingerea de o parte conductoare a unui aparat care Án mod normal nu este sub tensiune, dar care poate avea un potenÍial periculos datoritŸ degradŸrii izolaÍiei aparatului respectiv. Este ceea ce numim risc de “atingere indirectŸ”. Ar putea fi de notat cŸ un al treilea tip de risc de Ûoc electric poate sŸ existe Án apropierea prizelor de pŸmÊnt la MT sau JT (sau combinate) care sunt traversate de curenÍi de punere la pŸmÊnt. Acest risc se datoreazŸ gradienÍilor de potenÍial pe suprafaÍa solului Ûi este denumit risc al “tensiunii de pas”; curentul de Ûoc intrŸprintr-un picior Ûi se scurge prin celŸlalt, fiind periculos Án mod particular pentru animalele cu patru picioare. O variantŸ a acestui pericol, cunoscut ca un risc al “tensiunii de atingere” poate sŸ aparŸ, de exemplu, acolo unde o parte metalicŸ conectatŸ la pŸmÊnt este situatŸ Ántr-o zonŸ Án care existŸ gradienÍi de potenÍial. Atingerea acesteia ar putea provoca un Ûoc de curent ce va trece prin mÊnŸ Ûi prin ambele picioare. Animalele cu o lungime relativ mare a deschiderii dintre picioarele din faÍŸ Ûi cele din spate sunt Án mod particular sensibile la riscul tensiunii de pas Ûi au fost cazuri Án care vitele au fost omorÊte de cŸtre gradienÍi de potenÍiali cauzaÍi de o tensiune joasŸ (240/415 V) la care priza de pŸmÊnt era de o rezistenÍŸ insuficient de micŸ.Problemele gradienÍilor de potenÍial de tipul celor menÍionate mai sus nu sunt Án mod normal ÁntÊlnite la instalaÍiile electrice ale clŸdirilor. În acest caz se prevŸd conductoare de egalizare a potenÍialelor care leagŸ Án mod corespunzŸtor pŸrÍile metalice ale echipamentelor Ûi structurilor metalice exterioare la conductorul de protecÍie de legare la pŸmÊnt.

ProtecÍia la atingerea directŸ sau protecÍia de bazŸPrincipala formŸ de protecÍie Ámpotriva riscurilor de atingere directŸ se face prin introducerea tuturor pŸrÍilor active Án materiale izolante sau prin introducerea lor Án carcase metalice legate la pŸmÊnt, prin plasarea acestora Án afara posibilitŸÍii de atingere (Án spatele barierelor izolatoare, Án vÊrful unor stÊlpi) sau prin obstacole specifice. Acolo unde pŸrÍile active izolate sunt introduse Ántr-o carcasŸ metalicŸ, de exemplu transformatoare, motoare Ûi multe alte aparate casnice, carcasa metalicŸ este legatŸ la sistemul de legare la pŸmÊnt. Pentru echipamentele de MT, standardul CEI 62271-200 (Aparataj de comutaÍie Án anvelopŸ metalicŸ pÊnŸ la 52 kV) specificŸ un index de protecÍie minim (sistem IP) de IP2X pentru a fi asiguratŸ protecÍia Ámpotriva contactului direct. Mai mult, anvelopa metalicŸ trebuie sŸ prezinte continuitate electricŸ Ûi o bunŸ separare Ántre interior Ûi exterior. ÎmpŸmÊntarea corespunzŸtoare a carcasei contribuie la protecÍia operatorilor Án condiÍii normale de funcÍionare.Pentru echipamentele de JT aceasta se obÍine prin intermediul contactului lateral al prizei Ûi Ûtecherului.Deteriorarea totalŸ sau parÍialŸ a izolaÍiei poate (depinzÊnd de gradul de rezistenÍŸ al cŸii de scurgere prin izolaÍie, de rezistenÍa dintre carcasa metalicŸ Ûi pŸmÊnt) sŸ mŸreascŸ tensiunea carcasei pÊnŸ la un nivel periculos.

ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice Ûi la supratensiuni este strÊns legatŸ de obÍinerea unui sistem eficient de legare la pŸmÊnt (rezistenÍŸ de dispersie micŸ) Ûi aplicarea efectivŸ a principiului echipotenÍializŸrii mediilor.

B17

ProtecÍia la atingerea indirectŸ sau protecÍia Án caz de defectO persoanŸ care atinge carcasa metalicŸ a unui aparat a cŸrui izolaÍie este defectŸ aÛa cum s-a descris anterior se aflŸ Án situatia de “atingere indirectŸ”. O situaÍie de atingere indirectŸ este caracterizatŸ de faptul cŸ o cale de curent cŸtre pŸmÊnt existŸ (prin conductorul de protecÍie la pŸmÊnt PE) Án paralel cu curentul de Ûoc prin persoana respectivŸ.

Cazul defectului Án sistemele de JT Teste multiple au arŸtat cŸ, Án condiÍiile Án care potenÍialul carcasei metalice faÍŸ de pŸmÊnt nu este mai mare de 50 V(1) sau se asigurŸ distanÍa de protecÍie la orice parte conductoare din punct de vedere electric, nu existŸ nici un pericol.

Riscul atingerii indirecte Án cazul unui defect la MT DacŸ pierderea izolaÍiei Ántr-un aparat este Ántre un conductor de MT Ûi carcasa metalicŸ nu va fi Án general posibil sŸ se limiteze creÛterea de tensiune a carcasei la 50 V Ántr-un mod simplu, prin reducerea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt. SoluÍia Án acest caz este sŸ se creeze o legŸturŸ de egalizare a potenÍialelor, ca cea descrisŸ Án subcapitolul 1.1 “scheme de legare la pŸmÊnt”.

3.2 ProtecÍia transformatoarelor Ûi circuitelorGeneralitŸÍiCircuitele Ûi echipamentul dintr-un post de transformare trebuie sŸ fie protejate astfel ÁncÊt curenÍii Ûi/sau tensiunile excesive sŸ fie rapid eliminate din sistem Ánainte de a genera pericole, daune sau distrugeri. Toate echipamentele utilizate Án mod normal Án instalaÍiile de putere au valori (standardizate) admisibile, de scurtŸ duratŸ, pentru funcÍionarea Án condiÍii de supracurent Ûi supratensiune, iar rolul schemelor de protecÍie este sŸ asigure ca aceste limite nu vor fi depŸÛite. În general asta ÁnseamnŸ cŸ situaÍiile de defect trebuiesc ÁndepŸrtate cÊt mai rapid posibil, fŸrŸ a omite sŸ se asigure coordonarea Ántre dispozitivele montate Án amonte Ûi aval. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ la un defect Án reÍea doar un singur dispozitiv trebuie sŸ acÍioneze, deÛi curentul de defect este simÍit de mai multe aparate.Aceste dispozitive pot fi:n fuzibile care eliminŸ defectul direct sau asociate cu un separator de sarcinŸ printr-un dispozitiv mecanic, care deschide toate cele trei faze;n relee care acÍioneazŸ asupra bobinei de declanÛare a unui Ántreruptor.

ProtecÍia transformatoruluiSolicitŸri datorate reÍelei de alimentareAnumite supratensiuni tranzitorii pot apŸrea Án reÍea:n supratensiuni tranzitorii atmosferice.Supratensiunile tranzitorii atmosferice provin dintr-o loviturŸ de trŸsnet Án apropiere de o linie electricŸ aerianŸ;n supratensiuni tranzitorii de comutaÍie.O schimbare bruscŸ Án condiÍiile de funcÍionare ale unei reÍele electrice produce fenomene tranzitorii. Pentru ambele tipuri de supratensiuni, dispozitivul de protecÍie utilizat este un varistor (descŸrcŸtor cu oxid de zinc, ZnO).În cele mai multe cazuri protecÍia la supratensiuni nu influenÍeazŸ aparatajul de comutaÍie.

SolicitŸri datorate sarciniiFenomenul de suprasarcinŸ este datorat Án mod frecvent cererii concomitente de energie Án cazul unui numŸr mare de mici consumatori sau este datoratŸ creÛterii cererii de putere aparentŸ (kVA) a unei instalaÍii din cauza extinderii unei fabrici, sau ca urmare a extinderii clŸdirilor, etc. ApariÍia suprasarcinilor ridicŸ temperatura conductoarelor din circuitele afectate, precum Ûi pe cea a materialelor izolatoare. CÊnd temperatura depŸÛeÛte limitele normale de proiectare ale echipamentului implicat rata de deteriorare (ÁmbŸtrÊnirea materialelor izolante) creÛte Ûi durata de viaÍŸ a echipamentului este redusŸ Án mod corespunzŸtor.Dispozitivele de protecÍie Ámpotriva suprasarcinilor pot fi amplasate Án partea primarŸ sau secundarŸ a transformatorului. ProtecÍia Ámpotriva suprasarcinii a unui transformator este asiguratŸ de cŸtre unreleu digital care determinŸ deconectarea Ántreruptorului din secundarul transformatorului. Timpul de ÁntÊrziere intrinsec realizat de acest releu determinŸ ca transformatorul sŸ nu fie Án mod necesar deconectat din cauza unor suprasarcini de scurtŸ duratŸ. AÛa numitele relee cu “imagine termicŸ” simuleazŸ temperatura ÍinÊnd cont de constanta transformatorului. Alte relee pot lua Án considerare Ûi efectele curenÍilor armonici datoraÍi sarcinilor neliniare (redresoare, echipament de calcul, variatoare de vitezŸ, etc.). Releele pot, de asemenea, sŸ dea predicÍii ale timpului rŸmas pÊnŸ la declanÛare precum Ûi a timpului de aÛteptare Ánainte de reconectare. Aceste informaÍii sunt de un real folos Án exploatarea echipamentului.


(1) În zone uscate, 25 V Án locuri umede (sŸli de baie, etc.).


B18

În completare, transformatoarele mari cu ÁnfŸÛurŸrile imersate Án ulei au Án mod frecvent termostate cu douŸ nivele, unul pentru alarme Ûi celŸlalt pentru declanÛare. Transformatoarele uscate folosesc senzori de temperaturŸ ÁnglobaÍi Án partea cea mai caldŸ a izolaÍiei ÁnfŸÛurŸrilor, pentru alarme Ûi/sau deconectare.

Defecte interne ProtecÍia transformatoarelor Ámpotriva defectelor interne, prin dispozitive montate pe transformator este asiguratŸ la transformatoarele care sunt prevŸzute cu conservator cu aer la presiunea atmosfericŸ (vezi Figura B15), prin relee mecanice clasice Buchholz. Aceste relee pot detecta o uÛoarŸ acumulare de gaze care rezultŸ din disocierea uleiului sub acÍiunea arcului electric la defectele incipiente din izolaÍia ÁnfŸÛurŸrilor sau din intrarea aerului datoritŸ unei scurgeri de ulei. Primul nivel de detectare dŸ Án general alarma, dar dacŸ condiÍiile de avarie persistŸ, al doilea nivel de detectare va determina deconectarea Ántreruptorului din amonte.O detectare a unui val de ulei de cŸtre releeul Buchholz va deconecta instantaneu Ántreruptorul din amonte, dacŸ valul de ulei apare Án conducta de legŸtura dintre rezervorul principal Ûi conservator. Un asemenea val poate sŸ aparŸ doar datoritŸ deplasŸrii uleiului, deplasare cauzatŸ de o formare rapidŸ a bulelor de gaz generate de cŸtre un arc electric Án ulei, datorat unui curent de scurtcircuit. Toate transformatoarele sunt prevŸzute cu cÊteva tipuri de dispozitive de suprapresiune, care limiteazŸ presiunea maxima la o valoare mult sub cea la care rezervorul transformatorului cedeazŸ din punct de vedere mecanic. Printr-o proiectare specialŸ a elementelor radiatorului de rŸcire a uleiului, tipuri de transformatoare cu “umplere totalŸ” din gama de putere pÊnŸ la 10 MVA sunt acum fabricate Án mod curent.Dilatarea uleiului nu are ca efect o creÛtere excesivŸ a presiunii, datoritŸ efectului “de burduf” al elementelor radiatorului.O descriere completŸ a acestor transformatoare este datŸ Án subcapitolul 4.4 (vezi Figura B16). În mod evident aparatele Buchholz menÍionate mai sus nu pot fi aplicate acestui tip de transformator; totuÛi o alternativŸ modernŸ a fost dezvoltatŸ. Aceasta mŸsoarŸ: n acumularea de gaz;n suprapresiunea;n supratemperatura.Primele douŸ condiÍii deconecteazŸ Ántreruptorul din amonte iar ultima deconecteazŸ Ántreruptorul din avalul transformatorului.Dispozitivul este denumit DGPT (DetecÍie de Gaz, Presiune Ûi TemperaturŸ).

Scurtcircuit intern fazŸ-fazŸ Scurtcircuitul intern fazŸ-fazŸ trebuie detectat Ûi eliminat de cŸtre:n cele trei fuzibile de medie tensiune din amonte de transformator;n un releu maximal de curent care declanÛeazŸ Ántreruptorul din amonte de transformator.

Scurtcircuit intern fazŸ-pŸmÊnt Acesta este cel mai frecvent tip de defect intern. El trebuie detectat de un releu de detecÍie a punerii la pŸmÊnt.Curentul de defect la pŸmÊnt este calculat ca sumŸ a celor trei curenÍi primari (dacŸ sunt utilizate trei transformatoare de curent) sau de cŸtre un transformator sumator (tor homopolar) specific. DacŸ este necesarŸ o sensibilitate deosebitŸ se va utiliza un transformator sumator specific, Án combinaÍie cu douŸ transformatoare pe douŸ faze, pentru protecÍia la scurtcircuitul fazŸ-fazŸ.

ProtecÍia circuitelorProtecÍia circuitelor din aval de transformator trebuie sŸ se facŸ Án concordanÍŸ cu cerinÍele din standardadul CEI 60364.

Selectivitatea dintre dispozitivele de protecÍie din amonte Ûi din aval de transformator Postul de transformare de tip abonat cu dispozitive de mŸsurŸ la JT necesitŸ o funcÍionare selectivŸ Ántre siguranÍele fuzibile la MT sau Ántreruptorul de MT Ûi Ántreruptor sau siguranÍele fuzibile de pe partea de JT. SiguranÍele fuzibile la MT se vor alege Án concordanÍŸ cu caracteristicile transformatorului. Caracteristicile de declanÛare ale Ántreruptorului de JT trebuie astfel alese ÁncÊt pentru o suprasarcinŸ sau un scurtcircuit din avalul sŸu, Ántreruptorul sŸ declaÛeze suficient de rapid, pentru a se asigura cŸ siguranÍele fuzibile la MT nu vor fi afectate de trecerea supracurentului prin ele.Curbele de performanÍŸ la declanÛare pentru siguranÍele fuzibile la MT sau Ántreruptorului de MT Ûi Ántreruptoarele de JT sunt date prin grafice de tipul: timpul de operare funcÍie de curentul care le strŸbate. Ambele curbe au Án general o formŸ timp/curent inversŸ (cu o discontinuitate abruptŸ pe curba Ántreruptorului la o valoare a curentului peste care apare declanÛarea “instantanee”).

Fig. B16: Transformator cu umplere totalŸ (etanÛ).

Fig. B15: Transformator cu conservator de ulei.

Fig. B17: ProtecÍia Ámpotriva punerii la pŸmÊnt a ÁnfŸÛurŸrii de medie tensiune.


Releu de supracurent

Releu Ámpotriva defectelor la pŸmÊnt

B19

Aceste curbe tipice sunt aratate Án Figura B18. n Pentru a obÍine selectivitatea: Curba siguranÍei fuzibile de MT trebuie sŸ fie deasupra Ûi Án dreapta curbei Ántreruptorului JT. n Pentru a nu fi afectate siguranÍele fuzibile (adicŸ nedeteriorate):Toate pŸrÍile curbei de pre-arc a siguranÍei fuzibile trebuie sŸ fie situate Án dreapta curbei Ántreruptorului printr-un factor de 1,35 sau mai mult (de exemplu Án cazul Án care, la momentul T, curba Ántreruptorului trece printr-un punct corespunzŸtor valorii de 100 A, curba fuzibilului la acelaÛi moment de timp T trebuie sŸ treacŸ printr-un punct corespunzÊnd la 135 A sau mai mult) Ûi toate segmentele curbei siguranÍei fuzibile trebuie sŸ fie deasupra curbei Ántreruptorului printr-un factor de 2 sau mai mult (de exemplu unde la o valoare a curentului I curba Ántreruptorului trece printr-un punct corespunzÊnd la 1,5 sec., curba fuzibilului, la aceeaÛi valoare a curentului I trebuie sŸ treacŸ printr-un punct corespunzÊnd la 3 sec. sau mai mult etc.). Factorii 1,35 Ûi 2 sunt bazaÍi pe toleranÍe maxime standard de fabricaÍie pentru siguranÍele fuzibile MT Ûi Ántreruptoare de joasŸ tensiune.Pentru a putea compara cele douŸ curbe, curenÍii de MT trebuiesc sŸ fie raportaÍi Án curenÍi de JT echivalenÍi, sau invers. CÊnd pe JT se utilizeazŸ combinaÍia separator de sarcinŸ cu fuzibile, trebuie respectate condiÍii similare de separare Ántre caracteristicile de MT Ûi JT ale fuzibilelor.n Pentru a nu declanÛa Ántreruptorul MT:Toate pŸrÍile curbei de pre-arc a siguranÍei fuzibile trebuie sŸ fie situate Án dreapta curbei Ántreruptorului printr-un factor de 1,35 sau mai mult (de exemplu Án cazul Án care, la momentul T, curba Ántreruptorului JT trece printr-un punct corespunzŸtor valorii de 100 A, curba Ántreruptorului MT la acelaÛi moment de timp T trebuie sŸ treacŸ printr-un punct corespunzÊnd la 135 A sau mai mult) Ûi toate segmentele Ántreruptorului MT trebuie sŸ fie deasupra curbei Ántreruptorului JT (timpul Ántreruptorului JT trebuie sŸ fie sub timpul Ántreruptorului MT cu 0,3 sec.). Factorii 1,35 Ûi 0,3 sunt bazaÍi pe toleranÍe maxime standard de fabricaÍie pentru transformatoarele de curent, releele de protecÍie Ûi Ántreruptoarele de JT.Pentru a putea compara cele douŸ curbe, curenÍii de MT trebuiesc sŸ fie raportaÍi Án curenÍi de JT echivalenÍi, sau invers. Unde este utilizat un Ántreruptor cu siguranÍe fuzibile de JT, o separare similarŸ a curbelor caracteristice ale siguranÍelor de MT Ûi JT trebuie sŸ fie respectatŸ.

Alegerea dispozitivelor de protecÍie pe partea primarŸ a transformatorului AÛa cum s-a explicat mai sus, pentru un curent de referinÍŸ mic protecÍia poate fi realizatŸ cu fuzibili sau cu Ántreruptor. Atunci cÊnd curentul de referinÍŸ este mare atunci protecÍia va fi realizatŸ cu Ántreruptor automat. ProtecÍia prin Ántreruptor automat pentru transformator este mai sensibilŸ Án comparaÍie cu fuzibilele. Implementarea ulterioarŸ a unor protecÍii adiÍionale (punere la pŸmÊnt, suprasarcinŸ termicŸ, etc.) este mai uÛoarŸ cu Ántreruptor automat.

3.3 Interblocaje Ûi operaÍii condiÍionateAparatele de comutaÍie instalate Án posturi de transformare sunt prevŸzute cu interblocaje mecanice Ûi electrice care sunt incluse Án structura mecanismului Ûi a circuitelor de comandŸ. Acestea constituie o mŸsurŸ de protecÍie Ámpotriva unor secvenÍe de manevrŸ incorecte, executate de personalul de exploatare.ProtecÍia mecanicŸ Ántre funcÍii localizate pe echipamente diferite (exemplu celulŸ Ûi transformator) este furnizatŸ de un interblocaj prin cheie.O schemŸ de interblocaj este creeatŸ pentru a preveni orice manevrŸ incorectŸ.Manevrele incorecte pot expune personalul de exploatare unor pericole sau pot provoca incidente electrice.

Interblocaje de bazŸFuncÍiile de interblocaj esenÍiale pot fi introduse Ántr-o unitate funcÍionalŸ datŸ; o parte din aceste funcÍii sunt obligatorii conform CEI 62271-200, iar altele sunt opÍionale pentru utilizator.De exemplu, accesul Ántr-un tablou de MT implicŸ un anume numŸr de operaÍii care trebuie efectuate Ántr-o ordine predeterminatŸ. Pentru a readuce sistemul la situaÍia iniÍialŸ trebuie efectuat acelaÛi numŸr de operaÍii, Án sens invers. Fie procedurile adecvate, fie interblocajele dedicate pot asigura desfŸÛurarea operaÍiilor Án secvenÍa corectŸ. Apoi acest tablou va fi clasificat “accesibil prin interblocaje” sau “accesibil prin procedurŸ”. Chiar Ûi pentru utilizatorii cu proceduri corecte Ûi riguroase, utilizarea interblocajelor poate furniza un ajutor pentru siguranÍa operatorilor.


Fig. B18: Selectivitatea Ántre fuzibilii de MT Ûi declanÛarea Ántreruptorului JT, pentru protecÍia transformatorului.

Fig. B19: ConfiguraÍie cu fuzibil pe MT Ûi Ántreruptor automat pe JT.

Timpul minim de pre-arc pentru fuzibilul MTB/A u 1,35 la orice moment Án timpD/C u 2 pentru orice valoare de curent

Caracteristica de declanÛare a Ántreruptorului JT

Timp

Curent


B20

Interblocajul prin cheieDincolo de interblocajele intrinseci ale unei unitŸÍi funcÍionale (a se vedea subcapitolul 4.2) cea mai utilizatŸ formŸ de interblocaj este Án prezent principiul “interblocaj prin cheie” (transferul cheii).Principiul se bazeazŸ pe posibilitatea de a elibera sau bloca una sau mai multe chei, Án funcÍie de realizarea sau nu a condiÍiilor de asigurare a siguranÍei Án exploatare. Aceste condiÍii pot fi combinate Án secvenÍe unice Ûi obligatorii, garantÊndu-se Án acest mod siguranÍa personalului, prin eliminarea posibilitŸÍii de a efectua operaÍii incorecte. Nerespectarea secvenÍelor de manevrŸ Án aceste cazuri poate avea consecinÍe extrem de grave asupra personalului de exploatare, precum Ûi asupra echipamentului Án cauzŸ. NotŸ: Este important sŸ se prevadŸ o schemŸ de interblocare ÁncŸ din primele etape de proiectare a postului de transformare MT/JT. În acest sens aparatele de comutaÍie vor fi echipate din fabricaÍie, Ántr-o manierŸ unitarŸ, cu chei Ûi dispozitive de blocare.

Continuitatea Án serviciuPentru un tablou electric dat, definiÍia compartimentelor accesibile ca Ûi condiÍiile de acces furnizeazŸ bazele clasificŸrii “pierderea continuitŸÍii Án serviciu” aÛa cum este definitŸ de standardul CEI 62271-200. Utilizarea interblocajelor sau doar a procedurilor corecte nu are influenÍŸ asupra continuitŸÍii Án serviciu. Numai cerinÍa de a accesa o parte datŸ a tabloului, Án condiÍii normale de operare, implicŸ condiÍii limitative care pot fi mai mult sau mai puÍin severe din punct de vedere al continuitŸÍii Án alimentarea cu energie electricŸ.

Interblocaje Án posturile de transformare Într-un post de transformare de distribuÍie MT/JT care include: n o singurŸ celulŸ de intrare la MT sau douŸ celule (douŸ linii Án paralel) sau douŸ celule tip “inel principal” care includ circuitele de intrare Ûi de ieÛire;n o celulŸ care conÍine echipamentul de comutaÍie Ûi protecÍie al transformatorului. Acesta poate include un separator de sarcinŸ Ûi siguranÍe fuzibile de MT plus un separator de punere la pŸmÊnt, sau un Ántreruptor Ûi un separator de linie, plus un separator de punere la pŸmÊnt.n compartimentul transformatorului.

Interblocajele permit manevre Ûi acces la diferitele celule Án condiÍiile urmŸtoare:

Interblocaje de bazŸ, incluse Ántr-o singurŸ unitate funcÍionalŸn comanda separatorului de sarcinŸ: o dacŸ uÛa celulei este ÁnchisŸ Ûi separatorul de punere la pŸmÊnt asociat este deschis; n comanda separatorului de linie din celula echipamentelor de comutaÍie Ûi protecÍie ale transformatorului: o dacŸ uÛa celulei este ÁnchisŸ, Ûi o dacŸ Ántreruptorul este deschis Ûi separatorul(oarele) de punere la pŸmÊnt este (sunt) deschis(e); n Ánchiderea unui separator de punere la pŸmÊnt: o dacŸ separatorul(oarele) asociat(e) care asigurŸ separarea (izolarea) liniei este (sunt) deschis(e)(1); n accesul Án interiorul fiecŸrei celule, dacŸ au fost prevŸzute interblocaje:o dacŸ separatorul care asigurŸ izolarea celulei este deschis Ûi separatorul(oarele) de punere la pŸmÊnt din celula este (sunt) Ánchis(e); n Ánchiderea uÛii fiecŸrei celule sau compartiment dacŸ au fost prevŸzute interblocajeo dacŸ separatorul(oarele) de punere la pŸmÊnt este (sunt) Ánchis(e).

Interblocaje funcÍionale implicÊnd cÊteva unitŸÍi funcÍionale sau echipamente separate n accesul la terminalele unui transformator MT/JT:o dacŸ separatorul care asigurŸ izolarea celulei este deschis Ûi separatorul de punere la pŸmÊnt din celulŸ este Ánchis, o ÍinÊnd cont de posibilitatea unui retur din partea de JT, poziÍia deschis a Ántreruptorului general de JT poate fi necesarŸ.

Exemplu practic Într-un post de transformare tip abonat, cu echipament de mŸsurŸ la JT, schema de interblocare cel mai des folositŸ este tipul MT/JT/TR (medie tensiune/joasŸ tensiune/transformator). Obiectivele interblocŸrii sunt: n Ámpiedicarea accesului Án compartimentul transformatorului dacŸ separatorul de punere la pŸmÊnt nu a fost Ánchis Án prealabil;n Ámpiedicarea Ánchiderii separatorului de punere la pŸmÊnt din celula de comandŸ Ûi protecÍie a transformatorului, dacŸ Ántreruptorul de pe JT al transformatorului nu a fost Án prealabil blocat Án poziÍia “deschis” sau “debroÛat”.

(1) DacŸ separatorul de legare la pŸmÊnt este pe un circuit de sosire, separatoarele de secÍionare asociate se aflŸ la ambele capete ale acestui circuit Ûi ar trebui, deci interblocate cu acest separator; Án aceastŸ situaÍie funcÍia de interblocaj se realizeazŸ prin cheie.


B21

Accesul la bornele de MT sau de JT ale unui transformator protejat Án amonte de o celulŸ de MT (care conÍine un separator de sarcinŸ de MT, siguranÍe de MT Ûi un separator de punere la pŸmÊnt) trebuie condiÍionat conform procedurii descrise anterior.Acest lucru este prezentat Án schemele din Fig. B20. NotŸ: Transformatorul din acest exemplu are bornele de MT prevŸzute cu un sistem de piese de contact tip broÛŸ care pot fi deconectate numai prin deblocarea unui dispozitiv de reÍinere, comun pe cele trei faze(1). Separatorul de sarcinŸ de MT este interblocat mecanic cu separatorul de MT de punere la pŸmÊnt, astfel ÁncÊt numai unul dintre ele poate fi Ánchis, Ánchiderea unuia blocheazŸ automat Ánchiderea celuilalt. Procedura de separare vizibilŸ Ûi legarea la pŸmÊnt a transformatorului de putere, Ûi demontarea pieselor de contact tip broÛe prevŸzute cu protecÍie izolantŸ (sau carcasŸ izolantŸ de protecÍie).

CondiÍii iniÍiale: n separatorul de sarcinŸ de MT Ûi Ántreruptorul de JT sunt Ánchise;n separatorul de punere la pŸmÊnt, blocat Án poziÍia “deschis” prin cheia “0”; n cheia “0” este captivŸ la Ántreruptorul de JT, atÊt timp cÊt acesta este Ánchis. SecvenÍa 1 n se deschide Ántreruptorul de JT Ûi se blocheazŸ Án poziÍia “deschis” cu cheia “0”; n cheia „0” este eliberatŸ.SecvenÍa 2 n se deschide separatorul de sarcinŸ de MT;n se verificŸ dacŸ indicatoarele de prezenÍŸ a tensiunii s-au stins dupŸ deschiderea separatorului de MT.SecvenÍa 3 n se deblocheazŸ separatorul de punere la pŸmÊnt de MT, prin cheia “0” Ûi se Ánchide;n cheia “0” este acum captivŸ. SecvenÍa 4 Celula siguranÍelor fuzibile de MT este acum accesibilŸ (Ánchiderea separatorului de punere la pŸmÊnt permite ÁndepŸrtarea panoului frontal). Cheia “S”, care se aflŸ Án acestŸ celulŸ, este captivŸ cÊnd separatorul de sarcinŸ MT este Ánchis.n se acÍioneazŸ cheia “S” pentru a bloca separatorul de sarcinŸ de MT Án poziÍia “deschis”;n cheia “S” este acum eliberatŸ.SecvenÍa 5 Cheia “S” permite demontarea dispozitivului comun de zŸvorÊre a pieselor de contact de la bornele transformatorului sau a piesei izolante comune de protecÍie.În orice situaÍie Án care bornele transformatorului ar fi direct accesibile, cheia “S” va fi captivŸ ÁmpiedicÊnd manevrele prezentate anterior.

Rezultatul procedurii descrise anterior este urmŸtorul: n separatorul de sarcinŸ de MT este blocat Án poziÍia deschis prin cheia “S”. Cheia “S” este captivŸ de dispozitivul de interblocare al terminalelor JT ale transformatorului, atÊt timp cÊt bornele acestuia sunt accesibile; n separatorul de punere la pŸmÊnt, de MT, este Án poziÍia “Ánchis” dar nu este blocat, adicŸ ar putea fi Ánchis sau deschis. Pe durata unor lucrŸri de ÁntreÍinere se foloseÛte de regulŸ blocarea acestuia Án poziÍia Ánchis, cu ajutorul unui lacŸt. Cheia lacŸtului este de regulŸ Án pŸstrarea inginerului care supravegheazŸ lucrŸrile;n Ántreruptorul de joasŸ tensiune este blocat Án poziÍia “deschis” prin cheia “0” care este captivŸ la separatorul de punere la pŸmÊnt, Án poziÍia Ánchis. În acest mod, transformatorul este separat Ûi conectat la pŸmÊnt, Án deplinŸ siguranÍŸ.

Este de notat cŸ bornele de intrare ale separatorului de sarcinŸ pot rŸmÊne sub tensiune, pe durata procedurii descrise. Acest fapt este permis pentru cŸ separatorul cu bornele Án cauza este plasat Ántr-un compartiment separat, inaccesibil personalului neabilitat. Orice altŸ soluÍie tehnicŸ care lasŸ expuse terminalele Ántr-un compartiment accesibil va necesita scoaterea de sub tensiune Ûi interblocarea.

(1) Sau pot fi prevŸzute cu o carcasŸ izolantŸ de protecÍie, comunŸ pentru cele trei faze.

Fig. B20: Exemplificarea unui interblocaj MT/JT/Trafo



B22

4.1 GeneralUn post de transformare de tip abonat cu contorizare la JT este o instalaÍie conectatŸ la reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ avÊnd tensiunea nominalŸ Ántre 1 kV Ûi 35 kV. Acesta este prevŸzut cu un transformator MT/JT, care Án general are o putere ce nu depŸÛeÛte 1250 kVA.

FuncÍiuniPostul de transformareToate pŸrÍile componente ale postului de transformare sunt plasate Ántr-o camerŸ situatŸ fie Ántr-un imobil existent, fie sub forma unei construcÍii prefabricate exterioare.

Conectarea la reÍeaua de MT Conectarea la MT se poate realiza: n fie printr-un singur cablu sau linie aerianŸ, saun prin douŸ separatoare de sarcinŸ, interblocate mecanic, care sunt conectate prin douŸ cabluri la un sistem dublu de alimentare, sau n prin douŸ separatoare de sarcinŸ care fac parte dintr-un sistem de alimentare Án buclŸ - tip RMU (Ring Main Unit).

Transformatorul ŒinÊnd seama cŸ transformatoarele cu izolaÍie conÍinÊnd PCB(1) sunt interzise Án majoritatea ÍŸrilor, soluÍiile tehnologice disponibile sunt: n transformatoare Án ulei, destinate amplasŸrii Án exterior;n transformatoare uscate, cu izolaÍie Án rŸÛinŸ turnatŸ sub vid, destinatŸ posturilor de transformare de tip interior, cum ar fi imobile cu destinaÍie comercialŸ, clŸdiri destinate publicului, etc.

Contorizare Contorizarea la JT permite folosirea unor transformatoare de mŸsurŸ de dimensiuni reduse Ûi nu prea scumpe. Majoritatea sistemelor de tarifare Íin seama de pierderile transformatoarelor de putere.

Echipamentul instalaÍiei de JT Un Ántreruptor de putere la JT, de preferinÍŸ cu element de separare vizibilŸ la poziÍia “deschis” Ûi posibilitatea de blocare Án aceastŸ poziÍie, cu urmŸtoarele funcÍii: n sŸ alimenteze un tablou de distribuÍie;n sŸ protejeze transformatorul la suprasarcinŸ, precum Ûi circuitele din aval Ámpotriva scurtcircuitelor.

Scheme monofilareSchemele de pe pagina urmŸtoare (Figura B21) reprezintŸ cele patru metode de conectare la reÍeaua de medie tensiune:n radial;n radial cu extensie pentru buclŸ;n douŸ cabluri Án paralel;n Án buclŸ.

4.2 Alegerea celulelorStandarde Ûi specificaÍii Aparatele de comutaÍie Ûi echipamentele descrise mai jos au tensiuni nominale Ántre 1 kV Ûi 24 kV Ûi sunt conforme cu urmŸtoarele standarde internaÍionale: CEI 62271-200, 60265-1, 60694, 62271-102, 62271-105.ReglementŸri locale pot specifica de asemenea conformitatea cu standardele naÍionale cum ar fi :n FranÍa UTEn Marea Britanie BSn Germania VDEn Statele Unite ale Americii ANSI

Tipuri de echipamenteÎn afara celulelor RMU prezentate mai devreme se mai utilizeazŸ celule cu compartimentare modularŸ, care permit montarea oricŸrei combinaÍii de aparate de comutaÍie, precum Ûi realizarea facilŸ a unor extensii Án viitor. Posturile de transformare cu celule compacte se recomandŸ Án special Án urmŸtoarele cazuri: n reÍea buclatŸ sau reÍea radialŸ.n condiÍii de exploatare deosebite, cum ar fi climat sever sau grad Ánalt de poluare (izolaÍie integralŸ).n spaÍiu insuficient pentru tablouri de distribuÍie clasice.Acest echipament se remarcŸ prin dimensiuni reduse, funcÍiuni integrate unitar Ûi flexibilitate operaÍionalŸ.

4 Post de transformare tip abonat cu mŸsurŸ pe JT

(1) Bifenil-policlorinat.

B23

Fig. B21: Post de transformare de tip abonat cu mŸsurŸ pe JT.



B24

(1) Acolo unde sunt utilizate fuzibile MT, ele sunt amplasate Án acest compartiment.

SiguranÍa operaÍionalŸ a celulelor metalice de distribuÍieDescriereÎn continuare sunt descrise celulele cu compartimente Ûi pereÍi metalici (Fig. B22). În aceastŸ figurŸ se prezintŸ o celulŸ tip separator de sarcinŸ/separator de linie, proiectatŸ conform ultimelor realizŸri Án domeniu, care asigurŸ: n siguranÍa Án exploatare; n cerinÍe minime de spaÍiu;n flexibilitate Ûi posibilitŸÍi de extindere;n cerinÍe minime de mentenanÍŸ.Fiecare celulŸ conÍine 3 compartimente: n aparataj de comutaÍie: separatorul de sarcinŸ este inclus Ántr-o incintŸ turnatŸ Án rŸÛinŸ epoxidicŸ, care conÍine SF6. Incinta este ermetic ÁnchisŸ Ûi sigilatŸ pe durata de viaÍŸ a echipamentului;n conexiuni: prin cablu la bornele separatorului de sarcinŸ;n sistem de bare: barele sunt Án construcÍie modularŸ, astfel ÁncÊt orice numŸr de celule pot fi asamblate ÁmpreunŸ pentru a forma un tablou electric de distribuÍie unitar. Celula poate fi prevŸzutŸ cu un compartiment Án care se pot monta echipamente de mŸsurare, comandŸ automatŸ precum Ûi relee. DacŸ este necesar, un compartiment adiÍional poate fi montat deasupra celui existent. Conexiunile pentru cablu sunt prevŸzute Ántr-un compartiment terminal-cablu, situatÁn partea frontalŸ a celulei. Accesul la acesta se realizeazŸ prin demontarea peretelui frontal al compartimentului respectiv. Diversele unitŸÍi sunt conectate electric prin secÍiuni de bare prefabricate. Montajul se realizeazŸ urmÊnd cu stricteÍe instrucÍiunile de asamblare. Comanda aparatajului de comutaÍie este simplificatŸ prin gruparea tuturor echipamentelor de mŸsurare, comandŸ Ûi control, Ántr-o singurŸ incintŸ, situatŸ pe partea frontalŸ a fiecŸrei unitŸÍi. Tehnologia acestor echipamente de comutaÍie este bazatŸ pe asigurarea siguranÍei Án exploatare, simplitate Án montaj Ûi mentenanÍŸ redusŸ.

MŸsuri de siguranÍŸ internŸ a celulelorn separatorul de sarcinŸ/separatorul de linie realizeazŸ funcÍia de “separare vizibilŸ - indicarea poziÍiei”, conform CEI 62271-102 (separatoare Ûi separatoare de punere la pŸmÊnt);n unitŸÍile funcÍionale ÁnglobeazŸ interblocajele de bazŸ specificate de CEI 62271-200 (aparataj de comutaÍie Án anvelopŸ metalicŸ):o Ánchiderea separatorului de sarcinŸ este posibilŸ numai dacŸ separatorul de punere la pŸmÊnt este deschis,o Ánchiderea separatorului de punere la pŸmÊnt este posibilŸ numai dacŸ separatorul de sarcinŸ este deschis; n accesul la compartimentul cablurilor, care este singurul compartiment unde utilizatorul are acces Án exploatare, este securizat prin urmŸtoarele interblocaje:o deschiderea Ûi accesul la compartimentul terminalelor de cabluri(1) sunt posibile numai dacŸ separatorul de punere la pŸmÊnt este Ánchis, o separatorul de sarcinŸ/separatorul de linie se aflŸ blocat Án poziÍia “deschis” atunci cÊnd se permite accesul menÍionat anterior. În aceastŸ situaÍie este posibilŸ comanda separatorului de punere la pŸmÊnt, mai exact deschiderea pentru Áncercarea dielectricŸ a cablurilor. Celulele dotate astfel pot fi exploatate cu barele Ûi cablurile sub tensiune, cu excepÍia celulelor la care s-a realizat accesul la cabluri. Ele sunt conforme cu “pierderea continuitŸÍii Án serviciu” clasŸ LSB2A, aÛa cum este definitŸ Án CEI62271-200.În afarŸ de interblocajele funcÍionale arŸtate mai sus, fiecare celulŸ include: n elemente ce permit blocaje cu lacŸt pe dispozitivele de acÍionare;n 5 seturi de orificii de fixare pentru eventuale dispozitive de interblocare mecanicŸ, prin cheie.

Executarea manevrelorn toate manetele de acÍionare la Ánchidere sunt identice pentru toate unitŸÍile (cu excepÍia celor care conÍin un Ántreruptor de putere);n acÍionarea manetei de Ánchidere necesitŸ un efort fizic foarte redus;n deschiderea sau Ánchiderea unui separator de sarcinŸ/separator de linie se poate realiza prin maneta de acÍionare sau prin apŸsarea pe buton pentru cele prevŸzute cu motorizare;n poziÍia Án care se aflŸ aparatele de comutaÍie (deschis, Ánchis, resoarte-armate) este indicatŸ Án mod clar.


Fig. B22: CelulŸ cu separator de sarcinŸ/separator Án anvelopŸ metalicŸ.

B25

4.3 Alegerea celulei pentru protecÍia transformatoruluiExistŸ trei tipuri de celule de comutaÍie de MT:n celule ce conÍin un separator de sarcinŸ plus siguranÍe fuzibile de MT;n celule ce conÍin un separator de sarcinŸ combinat cu siguranÍe fuzibile de MT;n celule cu Ántreruptor de putere.Alegerea optimŸ este influenÍatŸ de Ûapte parametri: n curentul primar al transformatorului;n mediul de izolaÍie al transformatorului;n distanÍa dintre postul de transformare Ûi centrul de greutate al sarcinii;n puterea transformatorului (kVA);n distanÍa dintre aparatele de comutaÍie Ûi transformator;n utilizarea unor relee de protecÍie independente (spre deosebire de bobinele de declanÛare directŸ). NotŸ: Fuzibilele utilizate Án combinaÍia separator de sarcinŸ-siguranÍe fuzibile de MT au un percutor care asigurŸ declanÛarea separatorului de sarcinŸ tripolar, la arderea unei singure siguranÍe.

4.4 Alegerea transformatorului MT/JTParametrii caracteristici ai transformatorului Un transformator este definit, Án parte, prin parametrii sŸi electrici, dar Ûi prin tehnologia utilizatŸ Ûi condiÍiile de exploatare.

Caracteristici electricen Puterea nominalŸ (Sn): este puterea aparentŸ Án kVA, pe care se bazeazŸ o serie de alÍi parametri de proiectare Ûi de execuÍie. ÎncercŸrile Ûi probele de fabricaÍie, precum Ûi garanÍia acordatŸ se referŸ la aceastŸ putere;n FrecvenÍa: pentru sistemele de distribuÍie abordate Án aceastŸ lucrare frecvenÍa este de 50 Hz sau 60 Hz; n Tensiunile nominale primarŸ Ûi secundarŸ: Án cazul unei ÁnfŸÛurŸri primare, capabile sŸ funcÍioneze la mai multe valori de tensiune, trebuie precizatŸ puterea (kVA) corespunzŸtoare fiecŸrei valori. Tensiunea nominalŸ secundarŸ se defineÛte cu ÁnfŸÛurarea respectivŸ Án gol;n Nivelele nominale de izolaÍie: sunt definite prin ÁncercŸri dielectrice la supratensiuni temporare, de frecvenÍŸ industrialŸ, precum Ûi prin unda de impuls care simuleazŸ supratensiunile atmosferice (loviturŸ de trŸsnet). În cazul nivelelor de tensiune considerate Án aceastŸ lucrare, supratensiunile de comutaÍie, produse de aparatajul de MT sunt mult mai reduse decÊt cele atmosferice. Ca urmare nu se executŸ ÁncercŸri separate relativ la supratensiunile de comutaÍie; n Prizele de reglaj de tensiune: acestea permit Án general, variaÍia tensiunii Án trepte, pŸnŸ la: ±2,5% Ûi ±5% faÍŸ de tensiunea nominalŸ a ÁnfŸÛurŸrii cu tensiunea cea mai mare. Transformatorul trebuie scos de sub tensiune pe durata acestei operaÍii;n Conexiunile ÁnfŸÛurŸrilor: sunt indicate Án scheme care utilizeazŸ simboluri standardizate pentru conexiuni Án stea, triunghi, sau zig-zag. Pentru aplicaÍii speciale se folosesc combinaÍii ale acestora de ex.: transformatoare cu 6 faze sau cu 12 faze, pentru alimentarea redresoarelor, etc.. CEI recomandŸ folosirea unui cod alfanumeric care citit de la stÊnga la dreapta indicŸ prin prima literŸ, ÁnfŸÛurarea cu tensiunea cea mai mare, apoi prin a doua literŸ ÁnfŸÛurarea cu tensiunea de valoare imediat inferioarŸ, Ûi aÛa mai departe:o literele majuscule indicŸ ÁnfŸÛurarea cu tensiunea cea mai mare: D = triunghi Y = stea Z = zig-zag N = punctul de neutru, atunci cÊnd este accesibil, o literele mici se utilizeazŸ pentru ÁnfŸÛurŸri terÍiare Ûi secundare:d = triunghi y = stea z = zig-zag n = punctul de neutru, atunci cÊnd este accesibil,o un numŸr de la 0 la 11, urmeazŸ dupŸ cele douŸ litere Ûi indicŸ dacŸ existŸ schimbare de fazŸ (defazajul). Aceste numere indicŸ defazajul prin similitudine cu cadranul unui ceas (“0” este folosit Án loc de “12”). DacŸ existŸ bornŸ de neutru, acest numŸr apare dupŸ N (sau n).Pentru transformatoarele de distribuÍie este foarte uzualŸ configuraÍia de tip Dyn11. Acestea au o ÁnfŸÛurare de MT cu conexiune Án triunghi, ÁnfŸÛurarea secundarŸ Án stea cu neutrul accesibil la o bornŸ specialŸ. Defazajul este de +30° electrice, adicŸ tensiunea secundarŸ pe faza 1 aflÊndu-se la “ora 11”, tensiunea de pe faza 1 din primar este la “ora 12”, conform Figurii B31 de la pagina B34. Orice combinaÍie de conexiuni Án triunghi, stea sau zigzag, produce un defazaj care (dacŸ nu este zero) este fie 30° fie un multiplu de 30°. CEI 60076-4 descrie aceastŸ convenÍie Án detaliu.



B26

Caracteristici referitoare la tehnologia Ûi utilizarea transformatorului Lista ce urmeazŸ nu este exhaustivŸ:n tehnologia utilizatŸMediul izolant este: o lichid (ulei mineral) sau, o solid (rŸÛinŸ epoxidicŸ Ûi aer); n pentru instalaÍii de interior sau exterior;n altitudine (i 1000 m este situaÍia standard);n temperaturŸ (CEI 60076-2); n temperaturŸ maximŸ a mediului ambiant: 40° C;n valoare zilnicŸ maximŸ a temperaturii medii a mediului ambiant: 30° C; n valoare anualŸ maximŸ a temperaturii medii a mediului ambiant: 20° C. Pentru condiÍii non-standard de funcÍionare, a se consulta pagina B7 “influenÍa temperaturii ambiante Ûi a altitudinii asupra curentului nominal”.

Descrierea tehnicilor de izolare În prezent, transformatoarele de distribuÍie, se ÁncadreazŸ Án douŸ tipuri de bazŸ:n uscate (turnate Án rŸÛinŸ); n cu lichid (imersate Án ulei).

Transformatoarele uscate ÎnfŸÛurŸrile acestor transformatoare sunt izolate cu rŸÛinŸ, prin turnare sub vid (procedeu brevetat de majoritatea producŸtorilor importanÍi). Se recomandŸ ca alegerea transformatorului sŸ fie efectuatŸ conform standardului CEI 60076-11, dupŸ cum urmeazŸ: n mediul ambiant clasŸ E2 (prezenÍa condensului Ûi/sau nivel Ánalt de poluare);n condiÍii climatice clasŸ C2 (utilizare transport Ûi stocare sub -25° C); n rezistenÍa la incendiu (transformatoarele expuse riscului de incendiu cu inflamabilitate redusŸ Ûi autostingere Ántr-un timp dat).Prezentarea care urmeazŸ se referŸ la tehnologia utilizatŸ de fabricantul european, lider Án acest domeniu. Înglobarea Án izolaÍia unei ÁnfŸÛurŸri implicŸ trei componente: n raÛinŸ epoxy bazatŸ pe bifenol A, cu o vÊscozitate care asigurŸ o bunŸ impregnare a ÁnfŸÛurŸrilor; n ÁntŸritor anhidric modificat, pentru a asigura un grad de elasticitate Án masa turnatŸ Ûi astfel sŸ evite formarea de crŸpŸturi datorate variaÍiilor de temperaturŸ din timpul funcÍionŸrii;n adeziv sub formŸ de pulbere, compus din aluminŸ trihidratatŸ Al (OH)3 Ûi silicagel, care ÁmbunŸtŸÍesc proprietŸÍile mecanice Ûi termice. În acelaÛi timp, acesta conferŸ proprietŸÍi izolante excepÍionale Án condiÍiile temperaturilor Ánalte.AceastŸ turnare pe bazŸ de trei componente asigurŸ clasa de izolaÍie F (Δθ = 100° K)Ûi o foarte bunŸ rezistenÍŸ la foc cu autostingere imediatŸ. De altfel, astfel de transformatoare sunt clasificate ca neinflamabile. IzolaÍia ÁnfŸÛurŸrilor nu conÍine componenÍi pe bazŸ de halogeni (cloruri, bromuri, etc.) sau alte componente cu efecte toxice sau poluante. Acest tip de izolaÍie asigurŸ o deplinŸ securitate pentru personal Án situaÍii de avarie, Án special Án situaÍia unui incendiu. Comportarea este de asemenea excepÍionalŸ Án medii industriale cu condiÍii grele de praf, umiditate, etc. (vezi Fig. B23).

Transformatoare cu lichid Cel mai comun lichid izolant Ûi de rŸcire, utilizat la transformatoarele de putere este uleiul mineral.Uleiurile minerale sunt specificate Án CEI 60296. Deoarece uleiul este inflamabil, Án mai multe ÍŸri sunt obligatorii mŸsuri de siguranÍŸ, Án special pentru posturi de transformare de interior. Transformatoarele cu ulei de tip ermetic (cu umplere totalŸ) sunt protejate cu releul de protecÍie DGPT (DetecÍie de Gaz, Presiune Ûi TemperaturŸ). În cazul unei funcÍionŸri anormale, Ánainte ca situaÍia sŸ devinŸ periculoasŸ, releul DGPT determinŸ Ántreruperea rapidŸ a alimentŸrii transformatorului, la MT.Uleiul mineral este biodegradabil Ûi nu conÍine PCB (Bifenil-Policlorinat). În trecut s-au folosit compuÛi acum interziÛi ca: Pyralene, Pyrolio, Pyroline. La cerere, uleiul mineral poate fi Ánlocuit cu un alt lichid izolant prin adaptarea transformatorului Ûi luarea unor mŸsuri adiÍionale, dacŸ este necesar. Lichidul izolant acÍioneazŸ Ûi ca mediu de rŸcire; acesta are tendinÍa de expandare atunci cÊnd curentul de sarcinŸ sau temperatura ambiantŸ se mŸresc. Ca urmare, transformatoarele cu lichid sunt proiectate astfel ÁncÊt sŸ se controleze volumul variabil de lichid, fŸrŸ ca presiunea Án cuvŸ sŸ devinŸ excesivŸ.

Fig. B23: Transformator de tip uscat.


B27

ExistŸ douŸ moduri de realizare a limitŸrii de presiune Án cuvŸ: n Cuva cu umplere totalŸ, ermetic ÁnchisŸ Ûi sigilatŸ (pÊnŸ la 10 MVA, Án momentul de faÍŸ). AceastŸ soluÍie a fost dezvoltatŸ de un fabricant francez, lider Án domeniu, Án anul 1963. Metoda a fost adoptatŸ de autoritatea nationalŸ (francezŸ) de energie electricŸ Án 1972, iar acum este folositŸ Án Ántreaga lume (vezi Fig. B24).Expansiunea lichidului este compensatŸ prin deformarea elasticŸ a unor cŸi de circulaÍie a uleiului, care sunt cuplate la cuvŸ. Tehnica “umplerii totale” are mai multe avantaje Án raport cu alte metode: o se evitŸ complet oxidarea lichidului dielectric (contactul cu oxigenul atmosferic),o nu este necesar un dispozitiv de uscare a aerului, deci se eliminŸ mentenanÍa aferentŸ (inspecÍia Ûi schimbarea cartuÛului saturat de silicagel), o se eliminŸ necesitatea verificŸrii rigiditŸÍii dielectrice a uleiului, pe o perioadŸ de cel puÍin 10 ani, o protecÍie simplificatŸ contra defectelor interne, realizabilŸ cu DGPT,o simplitate Án instalare: este mai uÛor Ûi cu gabarit mai redus (decÊt o cuvŸ cu conservator). Bornele de MT Ûi de JT sunt uÛor accesibile,o detecÍie imediatŸ a pierderilor de ulei (chiar reduse); apa nu poate pŸtrunde Án cuvŸ. n Cuva cu pernŸ de aer la presiunea atmosfericŸ (cu conservator).Expansiunea lichidului izolant este compensatŸ prin schimbarea nivelului Ántr-o incintŸ situatŸ deasupra cuvei, numitŸ “conservator”, conform Figurii B25. SpaÍiul deasupra lichidului din conservator este ocupat de aer, care este aspirat Án interior cÊnd nivelul scade Ûi este parÍial evacuat cÊnd nivelul uleiului creÛte. CÊnd aerul este aspirat din mediul ambiant, acesta este trecut printr-un filtru cu ulei Ûi cu un dispozitiv de uscare (care conÍine de regulŸ silicagel). În cazul unor transformatoare de mare putere, spaÍiul de deasupra uleiului este ocupat de un “air-bag”, evitÊndu-se astfel contactul uleiului cu aerul atmosferic. Aerul din “air-bag” este trecut prin aceleaÛi sisteme de purificare Ûi uscare, ca Án cazul precedent. PrezenÍa conservatorului este obligatorie la transformatoarele cu puteri peste 10 MVA (care este limita superioarŸ a transformatoarelor cu “umplere totalŸ”).

Alegerea tehnologiei AÛa cum s-a arŸtat, alegerea tipului de transformator se face Ántre cel cu lichid Ûi cel uscat. Pentru puteri de pÊnŸ la 10 MVA, transformatoarele cu umplere totalŸ reprezintŸ o alternativŸ faÍŸ de cele cu conservator. Alegerea depinde de o serie de consideraÍiuni, dupŸ cum urmeazŸ: n siguranÍa personalului Án apropierea transformatorului. ReglementŸrile locale Ûi recomandŸrile oficiale Án acest sens trebuiesc respectate; n consideraÍii economice, ÍinÊnd cont de avantajele relative ale fiecŸrei soluÍii.ReglementŸri care influenÍeazŸ alegerea: n transformatoare uscate: o Án anumite ÍŸri transformatoarele uscate sunt obligatorii Án imobilele Ánalte de locuinÍe,o transformatoarele uscate nu impun restricÍii Án funcÍie de locul de montaj; n transformatoare cu izolaÍie Án lichid: o acest tip de transformator este Án general interzis Án imobilele Ánalte de locuit, o anumite restricÍii de instalare, sau mŸsuri minime de protecÍie anti-incendiu, ce variazŸ Án funcÍie de felul lichidului izolant utilizat Ûi de clasa de izolaÍie asiguratŸ de acesta,o Án anumite ÍŸri, Án care dielectricii lichizi sunt utilizaÍi pe scarŸ largŸ, se face o clasificare a lichidelor izolante Án funcÍie de comportarea lor la incendiu. Acest lucru se realizeazŸ Án funcÍie de douŸ criterii: temperatura de inflamare Ûi capacitatea caloricŸ minimŸ. Aceste categorii principale sunt prezentate Án Tab. B26, Án care se indicŸ Ûi codul aferent. CondiÍiile de instalare pentru transformatoarele cu lichid sunt stabilite Án standardele naÍionale. PÊnŸ Án prezent, ÁncŸ nu a fost stabilitŸ o recomandare CEI Án acest sens. Ca un exemplu standardul francez defineÛte condiÍiile de instalare a transformatoarelor cu dielectric lichid. Standardele naÍionale, elaborate pentru a asigura siguranÍa personalului Ûi a bunurilor, recomandŸ mŸsurile minime, necesare contra pericolelor de incendiu.

Fig. B25: Transformator cu conservator (tancul de ulei la presiunea atmosfericŸ).

Fig. B24: Transformator de tip ermetic (cu umplere totalŸ).

Tab. B26: Categorii de fluide dielectrice.


Cod Fluid dielectric Punct de aprindere Putere caloricŸ minimŸ (° C) (MJ/kg)O1 Ulei mineral < 300 -K1 HidrocarbonaÍi cu mare densitate > 300 48 K2 Esteri > 300 34 - 37K3 Silicon > 300 27 - 28L3 Lichide izolante cu halogeni - 12


B28

Principalele mŸsuri sunt prezentate Án Tab. B27. n pentru dielectrici lichizi de clasa L3 nu sunt necesare mŸsuri speciale;n pentru dielectrici din clasele O1 Ûi K1 mŸsurile indicate trebuie aplicate numai dacŸ transformatorul conÍine mai mult de 25 de litri de lichid izolant;n pentru dielectrici din clasele K2 Ûi K3 mŸsurile indicate trebuie aplicate numai dacŸ transformatorul conÍine mai mult de 50 de litri de lichid izolant

Determinarea puterii optime Utilizarea unui transformator supradimensionatAre drept consecinÍe: n investiÍie excesivŸ Ûi pierderi inutile la mersul Án gol, darn pierderi mai reduse la funcÍionarea Án sarcinŸ.

Alegerea unui transformator subdimensionatDeterminŸ: n randament redus la sarcinŸ nominalŸ (cel mai bun randament se obÍine la circa 50% -70% din sarcina nominalŸ); deci nu se poate asigura o sarcinŸ optimalŸ; n Án situaÍia de suprasarcinŸ prelungitŸ, se produc consecinÍe grave asupra: o transformatorului: se observŸ o ÁmbŸtrÊnire prematurŸ a ÁnfŸÛurŸrilor transformatorului, iar Án caz extrem strŸpungerea izolaÍiei ÁnfŸÛurŸrilor Ûi distrugerea transformatorului,o instalaÍiei: dacŸ supraÁncŸlzirea transformatorului produce declanÛarea releelor de protecÍie Ûi deconectarea Ántreruptorului de protecÍie.

DefiniÍia puterii optime Pentru a alege puterea optimŸ (kVA) a unui transformator este necesar sŸ se ia Án considerare factorii urmŸtori: n lista puterilor instalate Án cazul receptorilor, conform capitolului A;n stabilirea factorului de utilizare (sau de cerere) pentru fiecare sarcinŸ individualŸ;n determinarea ciclurilor de funcÍionare a instalaÍiei, cu specificarea duratelor de funcÍionare nominalŸ Ûi la suprasarcinŸ;n realizarea corecÍiei factorului de putere, Án cazuri justificate, cu scopul de a: o reduce costurile excesive, bazate Án parte pe cererea maximŸ de putere (kVA), o reduce valoarea puterii aparente consumate, S (kVA) = P (kW)/cos ϕ; n alegerea parametrilor transformatorului, ÍinÊnd seama de eventuale extinderi ale instalaÍiei.De o mare importanÍŸ este asigurarea funcÍionarii corecte a transformatorului, Án sensul asigurŸrii unor condiÍii adecvate de rŸcire a acestuia.

MŸsura 1: Realizarea de amenajŸri prin care Án cazul Án care dielectricul lichid se scurge din transformator sŸ fie absoarbit complet (Ántr-un bazin prin intermediul unor praguri din jurul transformatorului; din construcÍie lichidul nu trebuie sŸ pŸtrundŸ Án canalele de cabluri, conducte, etc.).MŸsura 1A: Este aditionalŸ mŸsurii 1 Ûi precizeazŸ cŸ, Án eventualitatea aprinderii lichidului, nu trebuie sŸ existe condiÍii de extindere a incendiului (nici un material combustibil nu trebuie plasat la o distanÍŸ mai micŸ de 4 m de transformator, sau la cel puÍin 2 m de acesta) Án cazul Án care se interpune un ecran ignifug (cu rezistenÍa la foc de 1 orŸ). MŸsura 2: Prevede ca lichidul aprins sŸ fie stins rapid Ûi Án mod natural (prin plasarea unui strat de nisip sau pietris Án bazinul de scurgere). MŸsura 3: Prevede existenÍa unui dispozitiv automat (tip DGPT sau Buchholz) care sŸ ÁntrerupŸ alimentarea Án primar Ûi sŸ dea alarma Án cazul Án care se produce o dezvoltare de gaze Án cuva transformatorului.MŸsura 4: Prevede existenÍa unor dispozitive de detecÍie a focului, plasate Án imediata apropiere a transformatorului, care Ántrerup alimentarea primarŸ Ûi activeazŸ alarma.MŸsura 5: Impune Ánchiderea automatŸ, prin panouri ignifuge (cu rezistenÍŸ la foc minim 1/2 orŸ) care sŸ obtureze toate deschiderile (ventilaÍie, etc.) din pereÍii sau tavanul postului de transformare. Note: (1) O uÛŸ ignifugŸ (cu rezistenÍa la foc de 2 ore) nu este consideratŸ o deschidere. (2) Camera transformatorului este vecinŸ cu un spaÍiu de lucru Ûi separatŸ de acesta prin pereÍi cu rezistenÍa la foc mai micŸ de 2 ore. Arii situate Án mijlocul spatiilor de lucru, materialul fiind plasat Ántr-un container protector. (3) Este imperios necesar ca echipamentul sŸ fie plasat Ántr-o camerŸ ai cŸrei pereÍi sunt fŸrŸ goluri, singurele deschideri fiind cele de ventilaÍie.

Tab. B27: MŸsuri de securitate recomandate Án instalaÍiile electrice la utilizarea lichidelor dielectrice de clasŸ O1, K1, K2, K3.


Clasa Nr. de litri LocaÍiafluidului peste care CamerŸ sau zonŸ ÁnchisŸ rezervatŸ personalului RezervatŸ personalului instruit Ûi Alte camere dielectric trebuiesc calificat Ûi autorizat, Ûi separatŸ de alte clŸdiri prin izolatŸ de spaÍiile de activitŸÍi prin sau locaÍii(2) luate mŸsuri distanÍa D pereÍi antifoc (clasŸ 2 ore) D > 8 m 4 m < D < 8 m D < 4 m(1) Án direcÍia FŸrŸ deschideri Cu deschideri spaÍiilor ocupateO1 25 FŸrŸ mŸsuri Interpunerea Perete antifoc MŸsurile MŸsurile MŸsurile K1 speciale unui ecran (clasŸ 2 ore) (1 + 2) (1 + 2 + 5) (1A + 2 + 4)(3) antifoc cŸtre clŸdirea sau 3 sau 3 sau 3 (clasŸ 1 orŸ) vecinŸ sau 4 sau (4 + 5) K2 50 FŸrŸ mŸsuri speciale Interpunerea unui ecran FŸrŸ mŸsuri MŸsurile 1A MŸsurile 1 K3 (clasŸ 1 orŸ) speciale sau 3 sau 3 sau 4 sau 4L3 FŸrŸ mŸsuri speciale

B29

Sisteme de ventilaÍie În cazul general al rŸcirii prin circulaÍia naturalŸ a aerului (AN) ventilaÍia cabinei extrage cŸldura (produsŸ datoritŸ pierderilor Án transformator) printr-un proces de convecÍie naturalŸ. Un sistem de ventilaÍie eficient permite intrarea aerului printr-o deschidere de secÍiune S, practicatŸ la nivelul podelei Ûi ieÛirea acestuia printr-un orificiu de secÍiune S’, aflat la ÁnŸlÍimea H, conform Fig. B28. Este important de reÍinut cŸ orice restricÍie privind circulaÍia liberŸ a fluxului de aer de rŸcire, se traduce printr-o reducere a puterii livratŸ de transformator, Án condiÍiile de menÍinere a temperaturii normale de funcÍionare.

VentilaÍia naturalŸ RelaÍiile de calcul pentru secÍiunile de ventilaÍie sunt urmŸtoarele:

unde: P = suma pierderilor Án gol Ûi a pierderilor Án plinŸ sarcinŸ, exprimatŸ Án kW S = secÍiunea orificiului de intrare a aerului (aria deschiderilor sau fantelor de ventilaÍie), exprimatŸ Án mm2

S’ = secÍiunea orificiului de ieÛire a aerului (aria deschiderilor sau fantelor de ventilaÍie), exprimatŸ in mm2 H = ÁnalÍimea (Ántre axele geometrice) mŸsuratŸ Ántre orificiul de intrare Ûi cel de ieÛire, exprimatŸ Án metri.RelaÍiile sunt valabile la o temperaturŸ ambiantŸ de 20° C Ûi pentru o altitudine de pÊnŸ la 1000 m. Trebuie subliniat cŸ aceste formule ne ajutŸ sŸ obÍinem un ordin de mŸrime a secÍiunilor S Ûi S' care sunt considerate ca “secÍiuni termice”, adicŸ complet deschise Ûi strict necesare pentru evacuarea energiei termice generate Án interiorul postului de transformare MT/JT.În practicŸ secÍiunile sunt mai mari Án funcÍie de soluÍia tehnologicŸ adoptatŸ.FireÛte, fluxul de aer este puternic dependent de: n forma deschiderilor Ûi soluÍiile adoptate pentru asigurarea gradului de protecÍie (IP);n mŸrimea componentelor interne Ûi poziÍia lor faÍŸ de deschideri;n diverÛi parametrii ai mediului: temperatura exterioarŸ, altitudinea, mŸrimea creÛterilor de temperaturŸ, etc.ÎnÍelegerea Ûi optimizarea tuturor acestor fenomene sunt subiectul unor studii precise, bazate pe legile dinamicii fluidelor Ûi se pot realiza cu programe de calcul.

VentilaÍia forÍatŸVentilaÍia forÍatŸ (prin ventilator electric) este necesarŸ atunci cÊnd temperatura ambiantŸ depŸÛeÛte 20° C sau cÊnd cabina este slab ventilatŸ, existŸ suprasarcini frecvente la transformator, etc.. Ventilatorul poate fi comandat printr-un termostat.Valorile recomandate ale fluxului de aer de rŸcire, Án m3/sec., la 20° C sunt: n transformatoare cu umplere totalŸ: 0,081 x P;n transformatoare uscate, clasŸ F: 0,05 x P.unde P = pierderile totale, Án kW.

Fig. B28: VentilaÍie naturalŸ.

S'

S

H



B30

5.1 GeneralFuncÍii de bazŸ Postul de transformareÎn funcÍie de complexitatea instalaÍiei Ûi de numŸrul consumatorilor, postul de transformare trebuie sŸ ÁndeplineascŸ anumite condiÍii: n poate sŸ includŸ o cabinŸ care sŸ conÍinŸ celule cu aparatele de comutaÍie Ûi de mŸsurŸ, precum Ûi transformatorul ÁmpreunŸ cu tablourile de distribuÍie de JT; n poate sŸ alimenteze una sau mai multe cabine Án care se aflŸ transformatoarele ÁmpreunŸ cu tablourile de distribuÍie la JT. Acestea sunt conectate la MT prin aparate de comutaÍie plasate Án postul de transformare principal, similar cu situaÍia descrisŸ anterior. Aceste posturi de transformare pot fi instalate Án: n interiorul unor clŸdiri, sau n Án exterior, Án cabine prefabricate.

Conectarea la reÍeaua de MTConectarea la MT poate fi: n printr-un singur cablu sau linie aerianŸ, sau n prin douŸ separatoare de sarcinŸ, interblocate mecanic, cu douŸ cabluri, Án cazul dublei alimentŸri, sau n prin douŸ separatoare de sarcinŸ din componenÍa unei “bucle” RMU (Ring Main Unit).

MŸsura energiei Înainte de Ánceperea proiectŸrii instalaÍiei este necesar sŸ se realizeze un acord cu autoritatea furnizoare de energie, relativ la modul de realizare a mŸsurii energiei pentru decontare. O celulŸ de mŸsurŸ va fi ÁncorporatŸ Án tabloul general de MT. Transformatoarele de tensiune Ûi de curent, avÊnd precizia necesarŸ, pot fi instalate Án celula Ántreruptorului de intrare sau (este cazul transformatoarelor de tensiune) pot fi instalate separat, Ántr-o celulŸ de mŸsurŸ.

Boxele transformatoarelor DacŸ Án instalaÍie existŸ mai multe boxe ale transformatoarelor, alimentate la MT din postul de transformare principal, se poate realiza prin cÊte un singur circuit, conectat fie direct la fiecare transformator, fie prin circuit dublu sau prin circuite “Án buclŸ”, Án funcÍie de gradul de siguranÍŸ dorit.În ultimele douŸ cazuri, pentru fiecare boxŸ de transformator sunt necesare cÊte trei celule “buclŸ principalŸ” RMU.

Generatoare locale de urgenÍŸÎn cazul Ántreruperii sistemului de alimentare cu energie electricŸ, generatoarele locale de urgenÍŸ au rolul de a asigura alimentarea unor receptori importanÍi.

CondensatoareCondensatoarele vor fi instalate, Án modul urmŸtor: n Án postul de transformare principal sub formŸ de baterii reglabile de condensatoare de MT, sau n Án cabina transformatorului, pe partea de JT.

Transformatoare Din motive de siguranÍŸ suplimentarŸ a alimentŸrii, transformatoarele pot funcÍiona pe douŸ sisteme de bare cu cuplŸ longitudinalŸ deschisŸ dotatŸ cu sistem automat de inversare a sursei sau pot funcÍiona Án paralel.

Scheme monofilare Schemele din Figura B29 reprezintŸ: n diferitele modalitŸÍi de conectare la MT, care se ÁncadreazŸ Án patru tipuri: o un singur circuit,o un singur circuit (pentru schimbare ulterioarŸ Án tipul “buclŸ principalŸ”),o circuit dublu (interblocat mecanic),o circuit tip “ buclŸ principalŸ“ RMU; n protecÍia generalŸ pe partea de MT Ûi funcÍiile de mŸsurŸ la MT;n protecÍia circuitelor de plecare de MT; n protecÍia circuitelor de distribuÍie de JT.

5 Post de transformare tip abonat cu mŸsurŸ pe MT

Un post de transformare tip consumator (abonat) cu mŸsura energiei pe partea de MTeste o instalaÍie electricŸ conectatŸ la reÍeauaelectricŸ de distribuÍie publicŸ, avÊnd tensiunea nominalŸ cuprinsŸ Ántre 1 Ûi 35 kV.Acestea cuprind, Án general, un singur transformator MT/JT care nu depŸÛeÛte puterea de 1250 kVA sau cÊteva transformatoare de mai micŸ putere. În mod normal, curentul nominal al aparatajului de comutaÍie pe partea de MT, nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 400 A.

B31

Fig. B29: Scheme de post trafo tip abonat cu celulŸ de mŸsurŸ pe MT.



B32

5.2 Alegerea celulelorUn post de transformare cu mŸsurare pe partea de MT va cuprinde, pe lÊngŸ celule descrise la 4.2, celule special destinate mŸsurŸtorii energiei Ûi, dacŸ se cere, celule dedicate pentru comutare manualŸ sau automatŸ de la o sursŸ la alta.

MŸsurŸ Ûi protecÍie generalŸAceste douŸ funcÍii sunt Ándeplinite prin asocierea a douŸ celule: n celula care conÍine transformatoarele de tensiune;n celula Ántreruptorului principal de MT, care conÍine transformatoarele de curent destinate mŸsurii energiei Ûi protecÍiei.ProtecÍia generalŸ se foloseÛte Án mod uzual Ámpotriva supracurenÍilor (suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit) Ûi a punerii la pŸmÊnt. Ambele scheme folosesc relee de protecÍie care sunt sigilate de furnizorul de energie electricŸ.

Posturi de transformare conÍinÊnd generatoareGenerator operÊnd independentDacŸ instalaÍia necesitŸ o disponibilitate deosebitŸ a energiei electrice poate fi prevŸzut un grup generator operÊnd pe bara de MT. În acest caz instalaÍia trebuie sŸ includŸ un sistem de comutare automatŸ a alimentŸrii pe sursa de rezervŸ. Pentru a evita posibilitatea punerii Án paralel a generatorului cu reÍeaua este nevoie de o celulŸ dedicatŸ de comutare automatŸ a alimentŸrii (vezi Fig. B30).n ProtecÍiaDispozitive speciale de protecÍie sunt montate pentru a proteja generatorul. Trebuie reÍinut cŸ trebuie acordatŸ o atenÍie deosebitŸ selectivitŸÍii protecÍiilor distribuÍiei din aval, datoritŸ puterii mici de scurtcircuit a generatorului Án comparaÍie cu cea a reÍelei de alimentare.n ComandaUn regulator de tensiune ce comandŸ un alternator este Án general reglat ÁncÊt sŸ rŸspundŸ la o reducere a tensiunii la terminalele sale printr-o creÛtere automatŸ a curentului de excitaÍie al alternatorului, pÊnŸ cÊnd tensiunea ajunge la normal. CÊnd acest alternator trebuie sŸ opereze Án paralel cu altele, dispozitivul AVR (Automatic Voltage Regulation, Regulator Automat de Tensiune) este comutat pe modul “operare Án paralel” Án care AVR funcÍioneazŸ uÛor modificat pentru a asigura ÁmpŸrÍirea puterii reactive cu celelalte maÛini.CÊnd un numŸr de alternatoare funcÍioneazŸ Án paralel, avÊnd reglaj prin AVR, creÛterea curentului de excitaÍie al unuia dintre ele (de exemplu prin comanda manualŸ, dupŸ trecerea AVR pe “comandŸ manualŸ”) nu are, practic, nici un efect asupra valorii tensiunii. De fapt, generatorul Án cauzŸ va funcÍiona la un factor de putere mai mic (putere mai mare Ûi deci curent mŸrit). Factorul de putere al celorlalte maÛini va creÛte automat, astfel ÁncÊt factorul de putere impus de receptor se va menÍine la valoarea iniÍialŸ.

Generatoare funcÍionÊnd Án paralel cu reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ Pentru a conecta un generator la reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ este nevoie de obicei de acordul furnizorului de energie electricŸ. În general totalitatea echipamentului (celule, relee de protecÍie, etc.) trebuiesc aprobate de cŸtre furnizorul de energie.În continuare se prezintŸ cÊteva consideraÍii de bazŸ de care trebuie sŸ se ÍinŸ cont Án privinÍa protecÍiei Ûi comenzilor.n ProtecÍiaPentru a studia conectarea unui grup-generator furnizorul de energie are nevoie de urmŸtoarele date:o puterea injectatŸ Án reÍea,o modul de conectare,o curentul de scurtcircuit al generatorului,o dezechilibrul de tensiune al generatorului,o Ûi altele.În funcÍie de modul de conectare sunt cerute funcÍii de deconectare:o protecÍie la minimŸ tensiune Ûi la supratensiune,o protecÍie la minimŸ frecvenÍŸ Ûi maximŸ frecvenÍŸ,o protecÍie la supratensiune homopolarŸ,o timpul maxim de conectare (pentru o cuplare trecŸtoare),o puterea aparentŸ inversŸ.Din motive de securitate celula folositŸ la deconectare trebuie sŸ aibŸ caracteristicile unui separator (adicŸ izolare totalŸ a tuturor conductoarelor active Ántre generator Ûi reÍeaua electricŸ).

Fig. B30: SecÍie de tablou MT incluzÊnd o celulŸ a alimentŸrii de rezervŸ.


B33

n ComandaSŸ considerŸm cazul unui generator de intervenÍie dintr-un post de transformare, care funcÍioneazŸ Án paralel cu reÍeaua publicŸ de alimentare, deci cu toate celelalte generatoare ale furnizorului.Presupunerm cŸ, din motive operaÍionale (este uzual Án reÍeaua de MT a se executa reglaje de ±5% din tensiunea nominalŸ sau chiar mai mult atunci cÊnd cerinÍele de exploatare o impun) se produce o scŸdere a tensiunii din sistem. Un AVR, reglat sŸ menÍinŸ tensiunea Án marja de ±3% (de exemplu), va acÍiona imediat Án sensul creÛterii tensiunii prin mŸrirea curentului de excitaÍie al alternatorului. În loc de a se produce o creÛtere de tensiune, alternatorul va funcÍiona la un factor de putere mai mic, deci ÁÛi va mŸri curentul debitat. SituaÍia va continua pÊnŸ la o eventualŸ declanÛare datoratŸ releelor de suprasarcinŸ. Aceasta este o problemŸ cunoscutŸ care se rezolvŸ prin plasarea unui circuit de comandŸ al factorului de putere Án componenÍa AVR, care asigurŸ funcÍia “factor de putere constant”. Prin acesta, AVR va regla curentul de excitaÍie pentru a-l pune Án acord cu orice valoare de tensiune din sistem, menÍinÊnd factorul de putere la o valoare reglatŸ anterior (prin comanda AVR).În cazul Án care alternatorul se decupleazŸ de la reÍeaua de energie, releul AVR trebuie sŸ comute automat Ûi rapid pe poziÍia “tensiune constantŸ”.

5.3 FuncÍionarea Án paralel a transformatoarelorNecesitatea ca douŸ sau mai multe transformatoare sŸ funcÍioneze Án paralel este des ÁntÊlnitŸ Ûi este datoratŸ:n mŸrimii curentului de sarcinŸ, care depŸÛeÛte posibilitŸÍile unui transformator existent;n lipsei de spaÍiu (ÁnŸlÍime) pentru un transformator de mare putere;n unei mŸsuri de siguranÍŸ (probabilitatea ca douŸ transformatoare sŸ se defecteze simultan este foarte micŸ);n adoptŸrii unui model standard de transformator pentru Ántreaga instalaÍie.

Puterea totalŸ (kVA) Atunci cÊnd douŸ sau mai multe transformatoare, de aceaÛi putere, sunt conectate Án paralel, puterea totalŸ este egalŸ cu suma puterilor fiecŸruia. Aceasta este valabil dacŸ impendanÍele sunt egale Ántre ele Ûi tensiunile sunt identice. Transformatoarele cu puteri diferite vor debita curenÍi de sarcinŸ proporÍional cu puterile lor (Án mod aproximativ), admiÍÊnd cŸ tensiunile lor sunt identice iar impedanÍele procentuale (Án raport cu puterea) sunt egale sau aproximativ egale. În aceste cazuri, puterea disponibilŸ este mai mult de 90% din suma celor douŸ puteri unitare. Se recomandŸ ca douŸ transformatoare cu puteri nominale aflate Án raport de mai mult de 2:1, sŸ nu fie utilizate la funcÍionare Án paralel Án regim de duratŸ.

CondiÍii de funcÍionare Án paralel Toate transformatoarele operÊnd Án paralel trebuie sŸ fie alimentate de la aceeaÛi reÍea. CurenÍii de circulaÍie Ántre ÁnfŸÛurŸrile secundare, conectate Án paralel vor fi neglijabili, dacŸ:n conductoarele de conectare, de la transformatoare la punctul de conectare Án paralel vor avea lungimi aproximativ egale Ûi aceleaÛi caracteristici; n producŸtorul transformatoarelor este consultat asupra regimului de funcÍionare care se intenÍioneazŸ a se utiliza Ûi deci:o configuraÍiile ÁnfŸÛurŸrilor (stea, triunghi, zig-zag) diferitelor transformatoare au acelaÛi defazaj Ántre tensiunile primare Ûi secundare,o impedanÍele (tensiunile) procentuale de scurtcircuit sunt egale sau diferŸ prin mai puÍin de 10%,o diferenÍele de tensiuni Ántre fazele corespunzŸtoare nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 0,4%,o producŸtorul trebuie sŸ primeascŸ toate datele relativ la regimurile de funcÍionare utilizate, Án scopul de a optimiza pierderile Án sarcinŸ Ûi la mersul Án gol.



B34

Conexiuni uzuale ale ÁnfŸÛurŸrilor AÛa cum s-a prezentat Án subcapitolul 4.4 “Caracteristici electrice” relaÍiile Ántre ÁnfŸÛurŸrile primare, secundare Ûi terÍiare depind de: n tipul ÁnfŸÛurŸrilor (triunghi, stea, zig-zag);n conexiunea dintre ÁnfŸÛurŸrile de pe o fazŸ;De exemplu, tensiunile produse depind de care dintre terminalele ÁnfŸÛurŸrilor formeazŸ centrul conexiunii Án stea. Tensiunile vor fi defazate cu 180° dacŸ se inverseazŸ terminalele ÁnfŸÛurŸrilor care formeazŸ centrul stelei. AcelaÛi defazaj de 180° se produce Án cazul celor douŸ posibilitŸÍi de a conecta ÁnfŸÛurŸrile pe fazŸ la conexiunea triunghi, Án timp ce Án cazul conexiunii zig-zag sunt patru combinaÍii posibile;n defazajul tensiunilor secundare pe fazŸ, Án raport cu tensiunile primare corespunzŸtoare. AÛa cu s-a arŸtat, acest defazaj (dacŸ nu este nul) va fi Ántotdeauna un multiplu de 30° Ûi va depinde de doi factori Ûi anume, tipul ÁnfŸÛurŸrii Ûi conexiunea (polaritatea) ÁnfŸÛurŸrilor de pe o fazŸ. În cazul transformatoarelor de distribuÍie, configuraÍia cea mai uzualŸ este tipul Dyn11 (vezi Fig. B31).În RomÊnia configuraÍia cea mai uzualŸ este Dyn5, fiind Án general acceptatŸ Ûi Dyn11.

Fig. B31: RotaÍia fazelor pentru un transformator Dyn11.


B35

Posturile de transformare de distribuÍie MT/JT se construiesc Án funcÍie de mŸrimea consumatorilor Ûi de felul reÍelei de alimentare cu energie electricŸ.Posturile de transformare pot fi construite Án locuri publice cum sunt parcurile, cartiere de locuit, etc. sau Án construcÍii cu caracter privat, caz Án care autoritatea furnizoare trebuie sŸ aibŸ un acces nelimitat. În mod normal, aceasta se asigurŸ prin aceea cŸ unul din pereÍii postului de transformare, care include o uÛŸ de intrare coincide cu limita construcÍiei respective Ûi are acces direct la un drum public.

6.1 Diferite tipuri de posturi de transformarePosturile de transformare pot fi clasificate Án funcÍie de modul de efectuare a mŸsurii (la MT sau JT) sau dupŸ modul de alimentare (prin linie aerianŸ sau subteranŸ). Posturile de transformare pot fi instalate: n Án interior Án camere (cabine) special construite Án acest scop sau Áncorporate Án structura clŸdirii, saun Án exterior unde pot fi:o Ántr-o construcÍie din cŸrŸmidŸ, beton sau prefabricatŸ, cu echipament de interior (celule Ûi transformator),o cu montare la sol cu echipament de exterior (celule Ûi transformator),o cu montare pe stÊlpi cu echipament de exterior dedicat (celule Ûi transformator).Posturile de transformare prefabricate sunt o alegere particularŸ, simplŸ Ûi economicŸ.

6.2 Posturi de transformare de interiorConcepÍie Figura B32 aratŸ echipamentele tipice pentru un post de transformare cu mŸsura energiei electrice pe partea de joasŸ tensiune.RemarcŸ: Folosirea unui transformator uscat cu izolaÍie Án rŸÛinŸ, eliminŸ necesitatea unei baÛe de colectare a uleiului. Oricum, curŸÍenia periodicŸ este necesarŸ.

6 ComponenÍa diferitelor tipuri de posturi de transformare

Fig. B32: Planul unui post de transformare cu mŸsurŸ pe JT.


B36

Conexiuni Ûi alegerea echipamentului Pe partea de medie tensiune: n conexiunile la reÍeaua de MT se executŸ Ûi sunt Án responsabilitatea furnizorului de energie electricŸ;n conexiunile Ántre aparatajul de comutaÍie de MT Ûi transformator se pot realiza: o prin bare de cupru, de lungime redusŸ, atunci cÊnd transformatorul este plasat Ántr-o celulŸ fŸcÊnd parte din tabloul de distribuÍie de MT, o prin cabluri monofazate, ecranate, avÊnd izolaÍie sinteticŸ, cu posibilitatea conectŸrii la bornele tip broÛŸ ale transformatorului.

Pe partea de joasŸ tensiune: n conexiunile Ántre bornele de JT ale transformatorului Ûi tabloul de distribuÍie de JT se pot realiza: o prin cabluri monofazate,o prin bare de cupru (de secÍiune circularŸ sau dreptunghiularŸ) cu izolaÍie termocontractabilŸ.

Echipament de mŸsurŸ (vezi Fig. B33 )n transformatoarele de mŸsurŸ de curent sunt Án general instalate Án interiorul carcasei de protecÍie a bornelor de JT ale transformatorului de putere. AceastŸ carcasŸ este sigilatŸ de furnizorul de energie electricŸ; n altŸ variantŸ constŸ Án plasarea transformatoarelor de curent Ántr-un compartiment sigilat din cadrul panoului de intrare al distribuÍiei la JT;n echipamentele de mŸsurŸ trebuie instalate Ántr-un panou (dulap) care este complet ferit de vibraÍii;n echipamentele de mŸsurŸ trebuie plasate, pe cÊt posibil, foarte aproape de transformatoarele de mŸsurŸ, Ûi sunt accesibile numai furnizorului de energie electricŸ.

Fig. B33: Planul unui post de transformare cu mŸsurŸ pe JT.

Circuite de ÁmpŸmÊntarePostul de transformare trebuie sŸ fie prevŸzut cu: n prizŸ de pŸmÊnt pentru toate pŸrÍile conductoare expuse ale echipamentului electric Ûi pentru pŸrÍile metalice accesibile, cum ar fi:o ecranele metalice de protecÍie,o barele metalice din betonul armat al fundaÍiei din postul de transformare.

Iluminatul Án postul de transformareAlimentarea circuitelor de iluminat se poate face fie din amonte, fie din aval de Ántreruptorul principal de JT. În ambele cazuri trebuie prevŸzutŸ o protecÍie adecvatŸ la supracurenÍi. Un circuit separat cu funcÍionare automatŸ este recomandat pentru iluminatul de avarie. Întreruptoarele, butoanele, etc. care comandŸ circuitul de iluminat trebuie amplasate Án apropierea intrŸrilor Án post. Circuitele de iluminat trebuie sŸ asigure cŸ: n manetele de comandŸ ale aparatajului de comutaÍie precum Ûi indicatoarele de poziÍie sŸ fie bine iluminate;n toate cadranele Ûi plŸcile indicatoare sau de instrucÍiuni (s.a.m.d.) sŸ poatŸ fi citite cu uÛurinÍŸ.

B - Connection to the MV public distribution network 6 ComponenÍa diferitelor tipuri

de posturi de transformare

B37

Materiale pentru exploatare Ûi securitateÎn conformitate cu regulile de securitate locale, postul de transformare trebuie sŸ fie dotat cu: n materiale care sŸ asigure exploatarea sigurŸ a echipamentului, constituite din: o o platformŸ izolantŸ sau/Ûi un covor izolant (din cauciuc sau sintetic), o o pereche de mŸnuÛi izolante, pŸstrate Ántr-un loc adecvat,o un dispozitiv de detectare a prezenÍei tensiunii, utilizabil Án cadrul echipamentului de MT, o legŸturi de punere la pŸmÊnt (scurtcircuitoare), Án acord cu tipul de aparataj de comutaÍie;n extinctoare cu pulbere sau CO2; n simboluri de avertizare, inscripÍii Ûi alarme de siguranÍŸ, plasate astfel: o pe faÍa exterioarŸ a uÛilor de acces, o placŸ de avertizare PERICOL Ûi o inscripÍie de interzicere a intrŸrii, ÁmpreunŸ cu instrucÍiuni de prim ajutor Án caz de accident prin electrocutare.

6.3 Posturi de transformare de exteriorPosturi de transformare de exterior cu cabinŸCu operare din interior (vezi Fig. B34)În cazul posturilor de transformare complexe, care folosesc circuite de tip “inel principal” RMU sau conÍin mai multe Ántreruptoare de putere, se utilizeazŸ Án mod curent cabine protejate contra intemperiilor Ûi a altor pericole. Printre avantajele acestor cabine, enumerŸm: n optimizarea economicŸ Ûi din punct de vedere al siguranÍei Án exploatare prin: o alegerea potrivitŸ a tipului de cabinŸ, Án cadrul unei game largi disponibile, o conformitatea cu standardele internaÍionale existente precum Ûi cu cele din perspectivŸ; n reducerea timpului de studiu Ûi de proiectare, precum Ûi a costurilor de instalare, prin: o coordonarea minimŸ Ántre activitŸÍile de construcÍie Ûi amenajŸrile locale care sunt necesare,o realizarea independentŸ faÍŸ de construcÍia principalŸ aflatŸ Án lucru, o simplificarea lucrŸrilor de construcÍie, prin realizarea unei fundaÍii sub forma unui soclu de beton; n simplitate Án instalarea echipamentului Ûi realizarea conexiunilor.

Cu operare din exterior (vezi Fig. B35)Acest tip este similar cu cel cu operare din interior. În general nu poate fi folosit ca post de distribuÍie publicŸ.

Post de transformare de exterior fŸrŸ cabinŸ (vezi Fig. B36)Aceste tipuri de posturi de transformare de exterior sunt utilizate Án mod curent Án unele ÍŸri Ûi se bazeazŸ pe utilizarea unui echipament rezistent la intemperii, care este plasat Án exterior. Acestea cuprind o zonŸ ÁngrŸditŸ Án care sunt instalate trei sau mai multe socluri de beton: n pentru echipamentul “inel principal” RMU sau pentru unul sau mai multe separatoare de sarcinŸ cu siguranÍe, eventual Ántreruptoare de putere;n pentru unul sau mai multe transformatoare, Ûin pentru unul sau mai multe tablouri de distribuÍie de JT.

Posturi de transformare amplasate pe stÊlpi Domeniul de aplicaÍie Acest tip de post de transformare este destinat Án principal la alimentarea consumatorilor rurali izolaÍi, prin conectare la o linie aerianŸ de MT.

ComponenÍŸÎn aceste tipuri de posturi de transformare protecÍia transformatorului este asiguratŸ cel mai adesea cu fuzibile.Sunt prevŸzuÍi descŸrcŸtori pentru protejarea transformatorului Ûi consumatorilor aÛa cum este arŸtat Án Fig. B37 de pe pagina urmŸtoare.

Reguli generaleAÛa cum s-a arŸtat Ûi mai Ánainte amplasarea postului de transformare trebuie sŸ permitŸ accesul utilajelor grele pentru manevrarea echipamentului, Ûi accesul personalului de exploatare.

Fig. B34: Post de transformare de exterior cu cabinŸ - cu operare din interior

Fig. B35. Post de transformare de exterior cu cabinŸ - cu operare din exterior.

Fig. B36: Post de transformare de exterior fŸrŸ cabinŸ.



B38

Fig. B37: Post de transformare montat pe stÊlp.


C1

Capitolul CConectarea la reÍeaua de distribuÍie de joasŸ tensiune

Cuprins

ReÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune C2 ale furnizorilor de energie

1.1 Consumatori la joasŸ tensiune C2 1.2 ReÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune C10 1.3 Conectarea consumatorului la reÍea C11 1.4 Calitatea tensiunii de alimentare C15

MŸsura energiei Ûi tarifele C16

1

2

C - Conectarea la reÍeaua de distribuÍie de joasŸ tensiune

C2

1.1 Consumatorii la joasŸ tensiuneÎn Europa perioada de tranziÍie pentru trecerea la tensiunea de 230 V/400 V, ±10% a fost extinsŸ pentru alÍi 5 ani, adicŸ pÊnŸ Án anul 2008.Consumatorii de joasŸ tensiune sunt prin definiÍie acei consumatori a cŸror receptoare electrice pot fi alimentate satisfŸcŸtor de la reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ de joasŸ tensiune din localitate. Tensiunea reÍelei locale de joasŸ tensiune poate fi de 120/208 V sau 240/415 V, adicŸ extremele inferioarŸ sau superioarŸ ale nivelelor monofazate/trifazate sau niveluri intermediare precum Án Tab. C1.Tensiunea internaÍionalŸ standardizatŸ pentru sisteme trifazate de joasŸ tensiune cu patru conductoare recomandatŸ de CEI 60038 este de 230/400 V.Sarcinile de pÊnŸ la 250 kVA pot fi alimentate la joasŸ tensiune, dar furnizorii de energie electricŸ propun Án general alimentarea la medie tensiune la nivele de sarcinŸ pentru care reÍelele lor de joasŸ tensiune sunt la limita utilizŸrii.

1 ReÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune ale furnizorilor de energie

AlimentŸrile de JT cele mai comune sunt Ántre 120 V monofazat Ûi 240/415 V trifazat cu patru conductoare. Sarcinile de pÊnŸ la 250 kVA pot fi alimentate la JT, dar furnizorii de energie electricŸ propun Án general alimentarea la MT la nivele de sarcinŸ peste care reÍelele lor de JT sunt utilizate la maxim.Tensiunea internaÍionalŸ standardizatŸ pentru sisteme trifazate de JT cu patru conductoare recomandatŸ de CEI 60038 este de 230/400 V.

Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V) (Hz & %)Afganistan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) Africa de Sud 50 ± 2,5 433/250 (a) 11.000 11.000 400/230 (a) 6.600 6.600 380/220 (a) 3.300 3.300 220 (k) 433/250 (a) 500 (b) 400/230 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)Algeria 50 ± 1,5 220/127 (e) 380/220 (a) 10.000 220 (k) 220/127 (a) 5.500 6.600 380/220 (a)Angola 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) Arabia SauditŸ 60 220/127 (a) 220/127 (a) 11.000 380/220 (a) 7.200 380/220 (a)Antigua Ûi Barbuda 60 240 (k) 400/230 (a) 400/230 (a) 120 (k) 120/208 (a) 120/208 (a)Argentina 50 ± 2 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) Armenia 50 ± 5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) Australia 50 ± 0,1 415/240 (a) 415/240 (a) 22.000 240 (k) 440/250 (a) 11.000 440 (m) 6.600 415/240 440/250Austria 50 ± 0,1 230 (k) 380/230 (a) (b) 5.000 230 (k) 380/220 (a)Azerbaijan 50 ± 0,1 208/120 (a) 208/120 (a) 240/120 (k) 240/120 (k)Bahrain 50 ± 0,1 415/240 (a) 415/240 (a) 11.000 240 (k) 240 (k) 415/240 (a) 240 (k) Bangladesh 50 ± 2 410/220 (a) 410/220 (a) 11.000 220 (k) 410/220 (a)Barbados 50 ± 6 230/115 (j) 230/115 (j) 230/400 (g) 115 (k) 200/115 (a) 230/155 (j) 220/115 (a)Belarus 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) 220/127 (a) 127 (k)Belgia 50 ± 5 230 (k) 230 (k) 6.600 230 (a) 230 (a) 10.000 3N, 400 3N, 400 11.000 15.000 Bolivia 50 ± 0,5 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a) 230 (k) Botswana 50 ± 3 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)

Tab. C1: Tensiunea reÍelelor locale de joasŸ tensiune Ûi diagramele circuitelor asociate (se continuŸ pe pagina urmŸtoare).

C3



Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V) (Hz & %)Brazilia 60 220 (k) 220/380 (a) 13.800 127 (k) 127/220 (a) 11.200 220/380 (a) 127/220 (a)Brunei 50 ± 2 230 230 11.000 68.000 Bulgaria 50 ± 0,1 220 220/240 1.000 690 380 Cambogia 50 ± 1 220 (k) 220/300 220/380 Camerun 50 ± 1 220/260 (k) 220/260 (k) 220/380 (a)Canada 60 ± 0,02 120/240 (j) 347/600 (a) 7.200/12.500 480 (f) 347/600 (a) 240 (f) 120/208 120/240 (j) 600 (f) 120/208 (a) 480 (f) 240 (f)Cehia 50 ± 1 230 500 400.000 230/400 220.000 110.000 35.000 22.000 10.000 6.000 3.000Chile 50 ± 1 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)China 50 ± 0,5 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k)Ciad 50 ± 1 220 (k) 220 (k) 380/220 (a)Cipru 50 ± 0,1 240 (k) 415/240 11.000 415/240 Columbia 60 ± 1 120/240 (g) 120/240 (g) 13.200 120 (k) 120 (k) 120/240 (g)Congo 50 220 (k) 240/120 (j) 380/220 (a) 120 (k)Corea 60 100 (k) 100/200 (j)Corea de Nord 60 (+0, -5) 220 (k) 220/380 (a) 13.600 6.800 CroaÍia 50 400/230 (a) 400/230 (a) 400/230 (a) 230 (k) 230 (k)Danemarca 50 ± 1 400/230 (a) 400/230 (a) 400/230 (a)Djibouti 50 400/230 (a) 400/230 (a)Egipt 50 ± 0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 66.000 220 (k) 220 (k) 33.000 20.000 11.000 6.600 380/220 (a)ElveÍia 50 ± 2 400/230 (a) 400/230 (a) 20.000 10.000 3.000 1.000 690/500Emiratele Arabe 50 ± 1 220 (k) 415/240 (a) 6.600 380/220 (a) 415/210 (a) 220 (k) 380/220 (a)Estonia 50 ± 1 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) Etiopia 50 ± 2,5 220 (k) 380/231 (a) 15 000 380/231 (a)Falkland (Insulele) 50 ± 3 230 (k) 415/230 (a) 415/230 (a)Fidji (Insulele) 50 ± 2 415/240 (a) 415/240 (a) 11.000 240 (k) 240 (k) 415/240 (a)Filipine 60 ± 0,16 110/220 (j) 13.800 13.800 4.160 4.160 2.400 2.400 110/220 (h) 440 (b) 110/220 (h)Finlanda 50 ± 0,1 230 (k) 400/230 (a) 690/400 (a) 400/230 (a)


C4



Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V) (Hz & %)FranÍa 50 ±1 400/230 (a) 400/230 20.000 230 (a) 690/400 10.000 590/100 230/400Gambia 50 220 (k) 220/380 380 Georgia 50 ±0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) Germania 50 ±0,3 400/230 (a) 400/230 (a) 20.000 230 (k) 230 (k) 10.000 6.000 690/400 400/230 Ghana 50 ±5 220/240 220/240 415/240 (a)Gibraltar 50 ±1 415/240 (a) 415/240 (a) 415/240 (a)Grecia 50 220 (k) 6.000 22.000 230 380/220 (a) 20.000 15.000 6.600 Grenada 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)Hong Kong 50 ±2 220 (k) 380/220 (a) 11.000 220 (k) 386/220 (a)India 50 ± 1,5 440/250 (a) 440/250 (a) 11.000 230 (k) 230 (k) 400/230 (a) 440/250 (a)Islanda 50 ±0,1 230 230/400 230/400Insulele Capului Verde 220 220 380/400Insulele Solomon 50 ± 2 240 415/240 415/240Indonezia 50 ± 2 220 (k) 380/220 (a) 150.000 20.000 380/220 (a)Iordania 50 380/220 (a) 380/220 (a) 400 (a) 400/230 (k)Iran 50 ± 5 220 (k) 380/220 (a) 20.000 11.000 400/231 (a) 380/220 (a)Irak 50 220 (k) 380/220 (a) 11.000 6.600 3.000 380/220 (a)Irlanda 50 ± 2 230 (k) 400/230 (a) 20.000 10.000 400/230 (a)Israel 50 ± 0,2 400/230 (a) 400/230 (a) 22.000 230 (k) 230 (k) 12.600 6.300 400/230 (a)Italia 50 ± 0,4 400/230 (a) 400/230 (a) 20.000 230 (k) 15.000 10.000 400/230 (a)Jamaica 50 ± 1 220/110 (g) (j) 220/110 (g) (j) 4.000 2.300 220/110 (g)Japonia + 0,1 200/100 (h) 200/100 (h) 140.000 - 0,3 (pÊnŸ la 50 kW) 60.000 20.000 6.000 200/100 (h) Kazahstan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) 220/127 (a) 127 (k) Kenya 50 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)Kirgizstan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) 220/127 (a) 127 (k) Kuweit 50 ± 3 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)Laos 50 ± 8 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)

C5



Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V) (Hz & %)Lesotho 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)Letonia 50 ± 0,4 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) Liban 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)Libia 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a) 127 (k) 220/127 (a) 220/127 (a) 230 (k) 127 (k)Lituania 50 ± 0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) Luxemburg 50 ± 0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 20.000 15.000 5.000 Macedonia 50 380/220 (a) 380/220 (a) 10.000 220 (k) 220 (k) 6.600 380/220 (a)Madagascar 50 220/110 (k) 380/220 (a) 35.000 5.000 380/220Malaezia 50 ± 1 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a) 415 (a) Malawi 50 ± 2,5 230 (k) 400 (a) 400 (a) 230 (k)Mali 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a) 127 (k) 220/127 (a) 220/127 (a) 220 (k) 127 (k)Malta 50 ± 2 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)Marea Britanie 50 ± 1 230 (k) 400/230 (a) 22.000 (fŸrŸ Irlanda de Nord) 11.000 6.600 3.300 400/230 (a)Marea Britanie 50 ± 0,4 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a) (cu Irlanda de Nord) 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)Maroc 50 ± 5 380/220 (a) 380/220 (a) 225.000Martinica 50 127 (k) 220/127 (a) 220/127 (a) 127 (k) Mauritania 50 ± 1 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)Mexic 60 ± 0,2 127/220 (a) 127/220 (a) 13.800 220 (k) 220 (k) 13.200 120 (l) 120 (l) 277/480 (a) 127/220 (b)Moldova 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) 220/127 (a) 127 (k) Mozambic 50 380/220 (a) 380/220 (a) 6.000 10.000Nepal 50 ± 1 220 (k) 440/220 (a) 11.000 220 (k) 440/220 (a)Noua ZeelandŸ 50 ± 1,5 400/230 (e) (a) 400/230 (e) (a) 11.000 230 (k) 230 (k) 400/230 (a) 460/230 (e)Niger 50 ± 1 230 (k) 380/220 (a) 15.000 380/220 (a)Nigeria 50 ± 1 230 (k) 400/230 (a) 15.000 220 (k) 380/220 (a) 11.000 400/230 (a) 380/220 (a) Norvegia 50 ± 2 230/400 230/400 230/400 690 Olanda 50 ± 0,4 230/400 (a) 230/400 (a) 25.000 230 (k) 20.000 12.000 10.000 230/400


C6



Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V) (Hz & %)Oman 50 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a) 240 (k)Pakistan 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a) 230 (k) Papua Noua Guinee 50 ± 2 240 (k) 415/240 (a) 22.000 240 (k) 11.000 415/240 (a)Paraguay 50 ± 0,5 220 (k) 380/220 (a) 22.000 220 (k) 380/220 (a)Polonia 50 ± 0,1 230 (k) 400/230 (a) 1.000 690/400 400/230 (a)Portugalia 50 ± 1 380/220 (a) 15.000 15.000 220 (k) 5.000 5.000 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k)Qatar 50 ± 0.1 415/240 (k) 415/240 (a) 11,000 415/240 (a)Republica DominicanŸ 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)RomÊnia 50 ± 0,5 220 (k) 220/380 (a) 20.000 220/380 (a) 10.000 6.000 220/380 (a)Ruanda 50 ± 1 220 (k) 380/220 (a) 15.000 6.600 380/220 (a) Rusia 50 ± 0,2 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k)Santa Lucia 50 ± 3 240 (k) 415/240 (a) 11.000 415/240 (a)Samoa 400/230 San Marino 50 ± 1 230/220 380 15.000 380 Senegal 50 ± 5 220 (a) 380/220 (a) 90.000 127 (k) 220/127 (k) 30.000 6.600 Serbia Ûi Muntenegru 50 380/220 (a) 380/220 (a) 10.000 220 (k) 220 (k) 6.600 380/220 (a)Seychelles 50 ± 1 400/230 (a) 400/230 (a) 11.000 400/230 (a)Sierra Leone 50 ± 5 230 (k) 400/230 (a) 11.000 230 (k) 400 Singapore 50 400/230 (a) 400/230 (a) 22.000 230 (k) 6.600 400/230 (a)Siria 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a) 115 (k) 220 (k) 200/115 (a)Slovacia 50 ± 0,5 230 230 230/400 Slovenia 50 ± 0,1 220 (k) 380/220 (a) 10.000 6.600 380/220 (a)Somalia 50 230 (k) 440/220 (j) 440/220 (g) 220 (k) 220/110 (j) 220/110 (g) 110 (k) 230 (k) Spania 50 ± 3 380/220 (a) (e) 380/220 (a) 15.000 220 (k) 220/127 (a) (e) 11.000 220/127 (a) 380/220 (a) 127 (k)Sri Lanka 50 ± 2 230 (k) 400/230 (a) 11.000 230 (k) 400/230 (a)S.U.A 60 ± 0,06 120/240 (j) 265/460 (a) 14.400 Charlotte 120/208 (a) 120/240 (j) 7.200 (Carolina de Nord) 120/208 (a) 2.400 575 (f) 460 (f) 240 (f) 265/460 (a) 120/240 (j) 120/208 (a)

C7



Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V) (Hz & %)S.U.A 60 ± 0,2 120/240 (j) 480 (f) 13.200 Detroit (Michigan) 120/208 (a) 120/240 (h) 4.800 120/208 (a) 4.160 480 (f) 120/240 (h) 120/208 (a)S.U.A 60 ± 0,2 120/240 (j) 4.800 4.800 Los Angeles 120/240 (g) 120/240 (g) (California) S.U.A 60 ± 0,3 120/240 (j) 120/240 (j) 13.200 Miami (Florida) 120/208 (a) 120/240 (h) 2.400 120/208 (a) 480/277 (a) 120/240 (h)S.U.A 60 120/240 (j) 120/240 (j) 12.470 New York 120/208 (a) 120/208 (a) 4.160 (New York) 240 (f) 277/480 (a) 480 (f) S.U.A 60 ± 0,03 120/240 (j) 265/460 (a) 13.200 Pittsburg 120/240 (j) 11.500 (Pennsylvania) 120/208 (a) 2.400 460 (f) 265/460 (a) 230 (f) 120/208 (a) 460 (f) 230 (f) S.U.A 60 120/240 (j) 227/480 (a) 19.900 Portland (Oregon) 120/240 (j) 12.000 120/208 (a) 7.200 480 (f) 2.400 240 (f) 277/480 (a) 120/208 (a) 480 (f) 240 (f)S.U.A 60 ± 0,08 120/240 (j) 277/480 (a) 20.800 San Francisco 120/240 (j) 12.000 (California) 4.160 277/480 (a) 120/240 (g)S.U.A 60 ± 0,08 120/240 (j) 277/480 (c) 12.470 Toledo (Ohio) 120/208 (a) 120/240(h) 7.200 120/208 (j) 4.800 4.160 480 (f) 277/480 (a) 120/208 (a)Sudan 50 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a) 240 (k) Swaziland 50 ± 2,5 230 (k) 400/230 (a) 11.000 230 (k) 400/230 (a)Suedia 50 ± 0,5 400/230 (a) 400/230 (a) 6.000 230 (k) 230 (k) 400/230 (a) Tadjikistan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) 220/127 (a) 127 (k) Tanzania 50 400/230 (a) 400/230 (a) 11.000 400/230 (a)Thailanda 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) Togo 50 220 (k) 380/220 (a) 20.000 5.500 380/220 (a)Tunisia 50 ± 2 380/220 (a) 380/220 (a) 30.000 220 (k) 220 (k) 15.000Turkmenistan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) 220/127 (a) 127 (k)Turcia 50 ± 1 380/220 (a) 380/220 (a) 15.000 6.300 380/220 (a)


C8

Tab. C1: Tensiunea reÍelelor locale de joasŸ tensiune Ûi diagramele circuitelor asociate (sfÊrÛit).


(b) Three-phase star: Three-wire

Circuit diagram

(a) Three-phase star; Four-wire: Earthed neutral

(c) Three-phase star; Three-wire: Earthed neutral

(d) Three-phase star; Four-wire: Non-earthed neutral

(e) Two-phase star; Three-wire Earthed neutral

(a) Trifazat stea; patru conductoare; neutrul legat la pŸmÊnt

(b) Trifazat stea; trei conductoare

(c) Trifazat stea ; trei conductoare; neutrul legat la pŸmÊnt

(d) Trifazat stea; patru conductoare; neutrul izolat

(e) Doua faze stea; trei conductoare; neutrul legat la pŸmÊnt

(f) Three-phase delta: Three-wire

(g) Three-phase delta; Four-wire: Earthed mid point of one phase

(h) Three-phase open delta; Four-wire: Earthed mid point of one phase

(i) Three-phase open delta: Earthed junction of phases

(f) Trifazat triunghi; trei conductoare

(g) Trifazat triunghi; patru conductoare; mijlocul unei faze legat la pŸmÊnt

(h) Trifazat triunghi deschis; patru conductoare; mijlocul unei faze legat la pŸmÊnt

(i) Trifazat triunghi deschis; trei conductoare; o fazŸ legatŸ la pŸmÊnt

(j) Single-phase; Three-wire: Earthed mid point

(k) Single-phase; Two-wire: Earthed end of phase

(l) Single-phase; Two-wire Unearthed

(m) Single-wire: Earthed return (swer)

V kV

(n) DC: Three-wire: Unearthed

(j) Monofazic; trei conductoare; mijlocul legat la pŸmÊnt

(k) Monofazic; douŸ conductoare; capatul legat la pŸmÊnt

(l) Monofazic; douŸ conductoare; nelegat la pŸmÊnt

(m) Monofazic;un fir, returul prin pŸmÊnt

(n) Curent continuu; trei conductoare; nelegat la pŸmÊnt

Diagramele circuitelor:

Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V) (Hz & %)Uganda + 0.1 240 (k) 415/240 (a) 11.000 415/240 (a)Ucraina + 0.2/- 1.5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a) 220 (k) 220 (k) 220 (k)Ungaria 50 ± 5 220 220 220/380 Uruguay 50 ± 1 220 (b) (k) 220 (b) (k) 15.000 6.000 220 (b) Vietnam 50 ± 0,1 220 (k) 380/220 (a) 35.000 15.000 10.000 6.000 Yemen 50 250 (k) 440/250 (a) 440/250 (a)Zambia 50 ± 2,5 220 (k) 380/220 (a) 380 (a) Zimbabwe 50 225 (k) 390/225 (a) 11.000 390/225 (a)

C9

Consumatori de tip rezidenÍial sau comercialFuncÍia unui distribuitor de reÍea de joasŸ tensiune este sŸ asigure racordarea (aerian sau subteran) a unui numŸr de consumatori de-a lungul traseului.CerinÍele de dimensionare al distribuitorului sunt estimate Án funcÍie de numŸrul de consumatori ce urmeazŸ a fi racordaÍi Ûi de puterea medie cerutŸ pe consumator.Cei doi parametrii principali care limiteazŸ un distribuitor sunt:n curentul maxim pe care este capabil sŸ-l transporte Án regim permanent;n lungimea maximŸ a distribuitorului, care este dictatŸ de cŸderea de tensiune maxim admisibilŸ, atunci cÊnd se transportŸ curentul maxim.Aceste restricÍii ÁnseamnŸ cŸ sarcinile pe care operatorii de distribuÍie sunt dispuÛi sŸ le conecteze la reÍeaua de distribuÍie sunt Án mod explicit limitate.Pentru domeniul de sisteme de JT menÍionate Án paragraful al doilea al subcapitolului 1.1 Ûi anume de la 120 V monofazat pÊnŸ la 240/415 V trifazat, sarcinile maxime permise a fi conectate la reÍeaua de distribuÍie de JT pot fi(1): (vezi Tab. C2.)

(1) Valorile indicate Án Tabelul C2 sunt numai orientative, fiind (arbitrar) bazate pe 60 A, curent maxim de serviciu pe consumator racordat pentru primele trei sisteme, din cauza cŸderilor de tensiune maxime admise. Valorile pentru urmŸtoarele trei sisteme sunt (din nou arbitrar) bazate pe un curent maxim de serviciu pe consumator racordat de 120 A.

Tab. C2: Sarcinile maxime permise a fi conectate pe un distribuitor de joasŸ tensiune.

În practicŸ existŸ variaÍii considerabile de la un furnizor de energie electricŸ la altul Ûi nu pot fi date valori “standard”. Factorii ce trebuie luaÍi Án considerare sunt:n dimensiunea unei linii de distribuÍie (distribuitor) existentŸ la care trebuie conectatŸ o sarcinŸ nouŸ; n totalul sarcinilor deja conectate la linia de distribuÍie; n plasarea Án lungul liniei de distribuÍie a noii sarcini propuse, adicŸ aproape de postul de transformare sau aproape de capŸtul liniei de distribuÍie, etc. Pe scurt, fiecare caz trebuie examinat Án particular. Nivelele de sarcinŸ listate mai sus sunt adecvate pentru toÍi consumatorii casnici, precum Ûi pentru clŸdiri administrative Ûi comerciale.

Consumatori industriali de putere medie si micŸ (cu cabluri proprii de alimentare la JT direct dintr-un post de transformare de distribuÍie publicŸ MT/JT)Consumatorii industriali de putere medie Ûi micŸ pot fi alimentaÍi Án mod satisfŸcŸtor la joasŸ tensiune.Pentru sarcini care depŸÛesc limita maximŸ permisŸ pentru o linie de distribuÍie, poate fi instalat un cablu special de la acelaÛi post de transformare de la care pleacŸ linia de distribuÍie.În principiu, limita maximŸ a sarcinii care poate fi alimentatŸ astfel este determinatŸ numai de parametrii transformatorului din postul de transformare. Cu toate acestea, Án practicŸ: n sarcinile mari (peste 300 kVA) necesitŸ Án mod corespunzŸtor cabluri cu secÍiune mare, astfel cŸ, Án afarŸ de situaÍia Án care sarcina este plasatŸ aproape de postul de transformare, aceastŸ soluÍie poate fi nefavorabilŸ din punct de vedere economic; n mulÍi furnizori de energie electricŸ preferŸ sŸ alimenteze la medie tensiune sarcinile ce depŸÛesc 200 kVA (aceastŸ mŸrime variazŸ Án funcÍie de furnizor). Pe baza acestor considerente, liniile de alimentare recomandate la JT (de la 220/380 V la 240/415 V) sunt recomandate pentru un domeniu de sarcini de la 80 kVA la 250 kVA.Consumatorii obiÛnuiÍi alimentaÍi la JT sunt: n locuinÍe; n spaÍii comerciale; n fabrici mici, spaÍii de lucru, benzinŸrii; n restaurante; n ferme, etc.


Sistem Curentul maxim kVA pe consumator racordat120 V 1 fazŸ, 2 conductoare 60 A 7,2120/240 V 1 fazŸ, 3 conductoare 60 A 14,4120/208 V 3 faze, 4 conductoare 60 A 22220/380 V 3 faze, 4 conductoare 120 A 80230/400 V 3 faze, 4 conductoare 120 A 83240/415 V 3 faze, 4 conductoare 120 A 86


C10

1.2 ReÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiuneÎn ÍŸrile europene nivelurile de tensiune a liniilor principale de distribuÍie trifazate cu 4 conductoare sunt 220/380 V, 230/400 V. Mai multe ÍŸri sunt Án curs de implementare a tensiunii stabilite prin ultimul standard (CEI 60038), care este de 230/400 V.OraÛele mari Ûi mijlocii au sisteme de linii de distribuÍie subterane. Posturile de transformare de distribuÍie publicŸ MT/JT sunt aÛezate la distanÍe de 500 - 600 m Ûi sunt Án mod obiÛnuit echipate cu:n tablouri de distribuÍie cu 3 sau 4 celule de linie care conÍin Án general separatoare de sarcinŸ de intrare Ûi ieÛire, care fac parte dintr-un inel principal, Ûi 1 sau 2 Ántreruptoare de MT sau combinaÍii separator de sarcinŸ - siguranÍe fuzibile pentru circuitele de protecÍie transformator;n unul sau douŸ transformatoare MT/JT de 1000 kVA;n unul sau douŸ tablouri de distribuÍie de JT (cuplate), trifazate, cu siguranÍe fuzibile sau cu Ántreruptoare automate, protejÊnd plecŸrile Án cabluri cu 4 conductoare, denumite “distribuitori”. IeÛirea de la transformator este conectatŸ la barele de JT printr-un separator de sarcinŸ sau pur Ûi simplu printr-o legŸturŸ de izolare.În zonele cu consum mare de energie electricŸ se stabileÛte o lungime standard a liniei principale de distribuÍie, luatŸ drept standard pentru formarea unei reÍele. În acest sens este pozat cÊte un cablu de-a lungul fiecŸrui trotuar, iar la intersecÍiile strŸzilor se plaseazŸ cÊte o cutie de conexiuni cu 4 linii, plasatŸ Ántr-o niÛŸ, poziÍia acesteia coincizÊnd cu punctele de intersecÍie a doi “distribuitori”.TendinÍa actualŸ este de a se creea cabine supraterane, protejate la intemperii, plasate la perete sau unde este posibil Áncastrate Án perete.LegŸturile sunt inserate astfel ca liniile principale de distribuÍie de la postul de transformare sŸ formeze circuite radiale cu ramuri deschise (vezi Fig. C3.).CÊnd o cutie de distribuÍie uneÛte o linie principalŸ de distribuÍie de la un post de transformare cu alta de la un post de transformare Ánvecinat, legŸturile de fazŸ sunt Ántrerupte, Án timp ce conductorul de neutru rŸmÊne conectat.

În oraÛele mari, cablurile de distribuÍie de JT standardizate sunt legate Án cutii de distribuÍie formÊnd o reÍea. O parte din legŸturi sunt secÍionate, astfel cŸ fiecare linie de distribuÍie care pleacŸ de la postul de transformare formeazŸ un sistem arborescent radial deschis, dupŸ cum este prezentat Án Fig. C3.

Fig. C3: Exemplificarea unei reÍele de distribuÍie arborescente urbane.


C11

În zonele urbane cu consum redus se foloseÛte un sistem radial de distribuÍie Án care conductoarele au secÍiuni mai mici pe mŸsurŸ ce distanÍa de la postul de transformare creÛte.

În multe ÍŸri se utilizeazŸ acum reÍele aeriene cu conductoare izolate torsadate.

Acest aranjament conduce la un sistem flexibil Án care un post de transformare poate fi scos de sub tensiune pentru revizie, zona alimentatŸ de acesta urmÊnd sŸ fie suplinitŸ de posturile de transformare aflate Án vecinatate.În plus, liniile de distribuÍie scurte (Ántre douŸ cutii de distribuÍie) pot fi izolate la defecÍiuni locale Ûi reparate.FuncÍie de densitatea sarcinilor, posturile de transformare pot fi aÛezate mai aproape unul de altul Ûi uneori sunt necesare Ûi transformatoare de pÊnŸ la 1500 kVA. În zone cu densitŸÍi mici de consumatori sunt des folosite alte forme de reÍea urbanŸ de JT, bazatŸ pe cutii de distribuÍie, plasate Án punctele strategice ale reÍelei. Aceste scheme exploateazŸ principiul reÍelei de distribuÍie radialŸ Án care secÍiunea conductorului se diminueazŸ pe mŸsurŸ ce numŸrul consumatorulor se reduce, o datŸ cu depŸrtarea faÍŸ de postul de transformare. În aceastŸ schemŸ un numŸr de conductoare radiale de JT, cu secÍiune mare, din tabloul de distribuÍie din postul de transformare alimenteazŸ barele colectoare ale cutiei de distribuÍie de la care alte conductoare cu secÍiune mai redusŸ alimenteazŸ consumatorii din apropierea cutiei.DistribuÍia de energie electricŸ Án zone periferice Ûi rurale a fost bazatŸ mulÍi ani pe conductoare de cupru masiv, susÍinute pe stÊlpi din lemn, beton sau oÍel Ûi alimentate din transformatoare montate pe stÊlpi sau la sol.În ultimii ani se folosesc conductoare de JT torsadate, izolate, care intrŸ Án componenÍa unor cabluri cu mai multe conductoare. Aceste cabluri autoportante se folosesc la liniile aeriene Ûi sunt considerate mai sigure decÊt liniile de cupru masiv.Acest lucru este valabil mai ales la conductoarele fixate pe pereÍi (de ex. montate sub corniÛe) unde sunt greu observabile.De notat cŸ, principii similare sunt aplicate la tensiuni mai Ánalte, Ûi astfel de conductoare torsadate, izolate, autoportante pentru instalaÍii aeriene sunt disponibile Ûi pentru reÍele de 24 kV.În situaÍiile Án care mai mult decÊt un post de transformare alimenteazŸ cu energie electricŸ o localitate, conexiunile se fac pe stÊlpii pe care se ÁntÊlnesc liniile de JT de la diferite posturi de transformare, pentru a avea o posibilitate de preluare Án timpul situaÍiilor de urgenÍŸ. Conductoarele de neutru rŸmÊn Án permanenÍŸ conectate. Spre deosebire de Europa, Án America CentralŸ Ûi de Nord reÍelele de JT sunt practic inexistente Ûi alimentarea trifazicŸ casnicŸ Án zone de locuit este rarŸ. DistribuÍia de energie electricŸ este Án mod efectiv asiguratŸ la MT Ántr-un mod diferit de practica standardelor europene. Sistemul de MT este de fapt un sistem trifazic cu 4 conductoare de la care liniile de distribuÍie monofazate (fazŸ Ûi conductor neutru) alimenteazŸ numeroase transformatoare monofazate.Secundarele ÁnfŸÛurŸrilor transformatorului sunt reglate sŸ asigure alimentarea monofazatŸ cu 3 conductoare la 120/240 V. Conductoarele centrale asigurŸ neutrul de JT, care ÁmpreunŸ cu neutrul conductoarelor de MT sunt ÁmpŸmÊntate la anumite distanÍe. Fiecare transformator MT/JT alimenteazŸ direct unul sau mai mulÍi consumatori prin cabluri radiale sau linii aeriene. Multe alte sisteme existŸ Án aceste ÍŸri dar cel descris mai sus este cel mai comun.Figura C4 (pagina urmŸtoare) aratŸ principalele caracteristici ale celor douŸ sisteme.

1.3 Conectarea consumatorului la reÍeaÎn trecut, un cablu de distribuÍie subteran sau un conductor izolat montat pe perete, provenit de la o linie electricŸ aerianŸ avea terminalele Án interiorul imobilelor Ántr-ocutie izolatŸ care conÍinea capetele terminale ale cablurilor, siguranÍe fuzibile (inaccesibile consumatorului) Ûi echipamentele pentru mŸsurŸ. TendinÍa modernŸ este ca aceste componente sŸ fie cÊt mai repede transferate Ántr-un cofret izolat rezistent la intemperii, Án exteriorul clŸdirii.În mod obiÛnuit, interfaÍa (punctul de separare) dintre furnizorul de energie electricŸ Ûi consumator este constituitŸ de bornele de ieÛire ale echipamentelor de mŸsurŸ sau, Án anumite cazuri, la bornele de intrare ale Ántreruptorului principal (Án funcÍie de particularitŸÍile locale). Autoritatea furnizoare de energie electricŸ executŸ conectarea la aceste borne Án urma testŸrii Ûi verificŸrii instalaÍiei.Un aranjament tipic este prezentat Án Fig. C5 (pagina urmŸtoare).

În Europa, fiecare post de transformare de distribuÍie publicŸ a energiei electrice este capabil sŸ alimenteze la JT o suprafaÍŸ pe o razŸ de aproximativ 300 m. Sistemele de distribuÍie din America CentralŸ Ûi de Nord constau dintr-o reÍea de MT de la care prin numeroase transformatoare (mici) MT/JT alimenteazŸ direct unul sau mai mulÍi consumatori .

Aparatele de racord Ûi echipamentul de mŸsurare se instalau Án trecut Án interiorul clŸdirilor. TendinÍa modernŸ este ca ele sŸ fie plasate Án exterior, Ántr-un cofret rezistent la intemperii .



C12

Fig. C4: Cele mai folosite sisteme de tip american Ûi european.

Fig. C5: BranÛament tipic pentru sisteme TT de tratare a neutrului.


C13

Un MCCB (Ántreruptor automat Án carcasŸ turnatŸ) care ÁncorporeazŸ un dispozitiv de protecÍie diferenÍialŸ rezidualŸ este obligatoriu Án amontele unei instalaÍii funcÍionÊnd Án sistem TT. Motivele pentru aceasta precum Ûi nivelurile de declanÛare sunt discutate pe larg Án paragraful 3 al capitolului G.Un motiv Án plus pentru utilizarea MCCB este acela cŸ un consumator nu poate depŸÛi sarcina maximŸ de consum declaratŸ (contractual) deoarece nivelul de reglaj la suprasarcinŸ, sigilat de furnizorul de energie, va Ántrerupe alimentarea cÊnd consumul depŸÛeste valoarea declaratŸ.Conectarea Ûi deconectarea MCCB este accesibilŸ consumatorului; la un defect Án instalaÍie sau la o suprasarcinŸ MCCB va declanÛa Ûi consumatorul poate restabili Án mod rapid alimentarea dupŸ ÁnlŸturarea defecÍiunii.DatoritŸ inconvenientelor, atÊt la citirea aparatelor de mŸsurŸ cÊt Ûi pentru consumator, Án prezent, acestea se plaseazŸ pe domeniul public, dupŸ cum urmeazŸ:n Ántr-o cabinŸ independentŸ, de tipul celei prezentate Án Figurile C6 Ûi C7; n Ántr-un spaÍiu din interiorul unei clŸdiri, dar avÊnd intrarea Án cablu Ûi fuzibilele de pe partea de alimentare cu energie electricŸ plasate Ántr-o cutie protejatŸ la intemperii Ûi accesibilŸ din domeniul public. Acest lucru este prezentat Án Fig. C8 (pagina urmŸtoare).n echipamentul destinat consumului de tip casnic, prezentat Án Fig. C5 este plasat Ántr-un cofret rezistent la intemperii. Acesta se plaseazŸ la limita domeniului public sau Án zidul clŸdirii fiind accesibil din calea publicŸ. Fig. C9 (pagina urmŸtoare) prezintŸ acest montaj Án care siguranÍele fuzibile Ándeplinesc Ûi funcÍia de separare, respectiv izolare.

Consumatorii de JT sunt Án mod normal alimentaÍi Án sistemele TN sau TT dupŸ cum s-a descris Án capitolele F Ûi G. Întreruptorul principal al instalaÍiei Án sistemul TT trebuie sŸ includŸ Ûi un dispozitiv de protecÍie Ámpotriva scurgerilor la pŸmÊnt (PACD). Pentru un sistem TN este necesarŸ protecÍia la supracurent prin Ántreruptor automat sau fuzibil.

Fig. C6: BranÛament tipic pentru instalaÍii de tip rural.

În acest tip de instalaÍii este adesea necesarŸ plasarea Ántreruptorului automat principal la oarecare distanÍŸ de punctele de utilizare cum ar fi gatere sau staÍii de pompare.

Fig. C7: BranÛament tipic pentru instalaÍii de tip semi-urban (mici magazine, etc.)

Întreruptorul automat principal este amplasat Án incinta consumatorului Án cazul Án care este reglat sŸ declanÛeze la depŸÛirea puterii maxime declarate.



C14

Fig. C8: BranÛament pentru instalaÍii de tip urban.

Cablul principal de branÛament are terminalele Ántr-un cofret montat aparent sau Ángropat Án zid, accesibil din domeniul public, care conÍine fuzibilele necesare pentru izolare. AceastŸ metodŸ este preferatŸ din motive estetice atunci cÊnd consumatorul poate oferi un spaÍiu adecvat pentru mŸsurŸ Ûi pentru Ántreruptorul principal.

În domeniul mŸsurii, dezvoltarea tehnicii echipamentelor electronice a fŸcut atractivŸ utilizarea noilor echipamente de cŸtre furnizori atÊt pentru mŸsurŸ cÊt Ûi pentru facturare. Liberalizarea pieÍelor de electricitate a crescut nevoia de date furnizate de echipamentele de mŸsurŸ. Ca un exemplu mŸsura electronicŸ poate ajuta furnizorii sŸ ÁnteleagŸ profilul energetic al consumatorilor pentru previziuni pe termen scurt Ûi mediu. Trebuie sŸ ne aÛteptŸm Ûi la apariÍia unor noi aplicaÍii precum comunicaÍii pe linii de energie (Power Line Communication) Ûi aplicaÍii pe frecvenÍe radio.Tot Án acest domeniu sistemele cu pre-platŸ sunt din ce Án ce mai folosite acolo unde sunt justificate din punct de vedere economic. Consumatorii cumpŸrŸ o cartelŸ, care valoreazŸ un numŸr de kWh, pe care o introduc Án contor. Pentru acele sisteme necesitŸÍile cheie sunt securitatea Ûi interoperabilitatea, care acum par a fi indeplinite. Atractivitatea acestor sisteme constŸ Án faptul cŸ vor Ánlocui nu numai contoarele clasice ci Ûi sistemele de facturare, citirea contoarelor Ûi administrarea ÁncasŸrilor.

Fig. C9: BranÛament tipic pentru consumatori casnici.


C15

1.4 Calitatea tensiunii de alimentareÎn sensul cel mai larg calitatea tensiunii de alimentare pentru reÍelele de JT implicŸ: n concordanÍa cu limitele statutare privind amplitudinea Ûi frecvenÍa;n inexistenÍa unor fluctuaÍii continue Án interiorul acestor limite;n alimentarea neÁntreruptŸ cu energie, cu excepÍia deconectŸrilor necesare operaÍiilor programate de ÁntreÍinere Ûi celor datorate avariilor Án sistem sau altor situaÍii de urgenÍŸ;n pŸstrarea unei unde de tensiune cÊt mai sinusoidale.În acest paragraf se va analiza numai problema menÍinerii amplitudinii tensiunii de alimentare.În majoritatea ÍŸrilor, furnizorul de energie electricŸ are obligaÍia statutarŸ de a menÍine nivelul tensiunii de alimentare, Án zona de utilizare, Án limitele de ±5% (Án unele cazuri de ± 6%, vezi Tab. C1) ale valorii nominale declarate.RecomandŸrile CEI Ûi majoritatea standardelor naÍionale, recomandŸ ca receptorii de JT sŸ functioneze satisfŸcŸtor Án limitele de ±10% ale tensiunii nominale. Aceasta asigurŸ o marjŸ de siguranÍŸ faÍŸ de condiÍiile cele mai defavorabile (de exemplu -5% Án zona de utilizare) urmatŸ de o cŸdere de tensiune de 5% Án conductoarele instalaÍiei. Într-un sistem tipic de distribuÍie cŸderile de tensiune se produc Án modul urmŸtor: Án mod normal, tensiunea la bornele de MT ale unui transformator coborÊtor MT/JT este menÍinutŸ Án intervalul de ±2% datoritŸ utilizŸrii comutatoarelor automate de ploturi sub sarcinŸ ale transformatoarelor din staÍiile de transformare principale (exemplu 110/20 kV). Aceste staÍii alimenteazŸ reÍeaua respectivŸ fiind conectate la un sistem de transport de energie de ÁnaltŸ tensiune.DacŸ transformatorul MT/JT este plasat Án apropierea unei astfel de staÍii de transformare principale, intervalul de ±2% va fi centrat astfel ÁncÊt nivelul de tensiune sŸ fie mai mare decÊt tensiunea nominalŸ la MT.De exemplu tensiunea poate fi 20,5 kV ±2% Ántr-un sistem cu tensiunea nominalŸ de 20 kV. În acest caz transformatorul de distribuÍie MT/JT va trebui sŸ aibŸ comutatorul de ploturi de pe partea de MT reglat pe poziÍia de +2,5%.În mod similar, Án zonele depŸrtate de staÍiile de transformare principale, este posibilŸ o valoare de tensiune de 19,5 kV ±2%. În acest caz comutatorul de ploturi trebuie sŸ fie reglat pe poziÍia de -5%.Aceste diferenÍe de nivel de tensiune Ántr-un sistem de alimentare, sunt normale Ûi depind de valoarea Ûi logistica fluxului de energie electricŸ. De altfel aceste diferenÍe Ántre valorile de tensiune sunt motivul utilizŸrii termenului de “nominalŸ” cÊnd ne referim la tensiunea sistemului.

AplicaÍii practice Se considerŸ un transformator MT/JT, cu reglaj corect al comutatorului de ploturi, care permite menÍinerea tensiunii, Án condiÍii de sarcinŸ la o valoare de ±2% faÍŸ de tensiunea Án gol.Pentru a avea certitudinea cŸ transformatorul menÍine tensiunea necesarŸ Ûi la sarcinŸ nominalŸ, tensiunea Án gol trebuie sŸ fie la o valoare maximŸ posibilŸ, fŸrŸ sŸ se depŸÛeascŸ limita de 5% (adoptatŸ pentru acest exemplu). În prezent raportul de transformare corespunzŸtor ÁnfŸÛurŸrilor, asigurŸ o tensiune secundarŸ de 104% la mersul Án gol(1), atunci cÊnd Án primar se aplicŸ tensiunea nominalŸ la MT sau o valoare corectatŸ prin comutatorul de ploturi, aÛa cum s-a prezentat anterior.Relativ la exemplul nostru, aceasta reprezintŸ o variaÍie de tensiune Ántre 102% Ûi 106% faÍŸ de valoarea nominalŸ.Un transformator tipic de distribuÍie la JT are o tensiune de scurtcircuit de 5%. DacŸ se considerŸ pentru cŸderea de tensiune rezistivŸ o zecime din aceasta, atunci cŸderea de tensiune la funcÍionarea Án plinŸ sarcinŸ, la factorul de putere 0,8 va fi: ΔU% = R% cos ϕ + X% sin ϕ = 0,5 x 0,8 + 5 x 0,6 = 0,4 + 3 = 3,4%Valorile de tensiune la bornele transformatorului Án plinŸ sarcinŸ se vor Áncadra Ántre(102 - 3,4) = 98,6% Ûi (106 - 3,4) = 102,6%.Valoarea maximŸ admisibilŸ pentru cŸderea de tensiune de-a lungul unui cablu de distribuÍie este de 98,6 - 95 = 3,6% .În mod practic aceasta ÁnseamnŸ cŸ un cablu trifazat cu patru conductoare din cupru, la 230/400 V, de secÍiune de 240 mm2, este capabil sŸ transmitŸ puterea de 292 kVA uniform distribuitŸ mai multor consumatori, la cos ϕ = 0,8, la o distanÍŸ de 306 m faÍŸ de tabloul de distribuÍie.AceeaÛi putere poate fi transmisŸ la distanÍa de 153 m de transformator, Án cazul unui singur consumator, dacŸ se considerŸ aceeaÛi cŸdere de tensiune.Este interesant de remarcat faptul cŸ ÁncŸrcarea maximŸ a cablului, bazatŸ pe CEI 60287 (1982) este de 290 kVA, astfel ÁncÊt marja de 3,6% nu este cu totul restrictivŸ, adicŸ cablul poate fi ÁncŸrcat la sarcina nominalŸ pentru distanÍe uzuale Án distribuÍia la JT. Este de remarcat cŸ cos ϕ = 0,8 se referŸ la consumatorii industriali. În zonele semiindustriale, cea mai potrivitŸ valoare este 0,85, Án timp ce cos ϕ = 0,9 reprezintŸ cazul cel mai uzual Án calculele ce se referŸ la zonele de locuit. În acest mod, cŸderea de tensiune menÍionatŸ mai sus poate fi consideratŸ drept cazul cel mai defavorabil.

Un nivel adecvat al tensiunii la bornele consumatorilor este esenÍial pentru buna funcÍionare a echipamentelor Ûi a receptorilor. Valorile necesare ale curentului, cŸderile de tensiune dintr-un sistem tipic de JT, subliniazŸ importanÍa menÍinerii unui factor de putere mare, ca mijloc de reducere a cŸderilor de tensiune.

(1) Transformatoarele proiectate pentru 230/400V conform standardelor CEI vor avea o tensiune Án gol de 420 V, adicŸ 105% din tensiunea nominalŸ.



C16

(1) Ripple control - un sistem de transmitere de semnale, prin injectarea unui curent de frecvenÍŸ audio (de obicei la 175 Hz) Án circuitele de reÍea la nivelul posturilor de transformare de JT. FuncÍiile sunt realizate prin recunoaÛterea de cŸtre relee speciale a unor coduri care se transmit sub formŸ de impulsuri. Fiecare cod corespunde unei anumite funcÍii Ûi astfel se pot realiza pÊnŸ la 960 comenzi diferite.

2 MŸsura energiei Ûi tarifele

Prezenta lucrare nu ÁÛi propune sŸ analizeze tarife particulare, mai ales cŸ acestea sunt de o mare diversitate Án funcÍie de furnizorul de energie electricŸ din fiecare ÍarŸ.DeÛi unele tarife au o structurŸ foarte complicatŸ, cÊteva elemente sunt comune tuturor Ûi au drept scop sŸ determine pe consumatori sŸ gestioneze consumul de energie (reducÊnd astfel costurile de producÍie, de transport Ûi de distribuÍie).Cele douŸ metode de bazŸ prin care se poate reduce costul energiei electrice livrate la consumator sunt:n reducerea pierderilor de putere Án producÍia, transportul Ûi distribuÍia energiei electrice. În principiu, pierderile minimale se ating atunci cÊnd toate componentele sistemului energetic funcÍioneazŸ la un factor de putere cÊt mai aproape de unitate;n reducerea cererilor de putere la vÊrf de sarcinŸ, concomitent cu creÛterea puterii absorbite Án golul de sarcinŸ, adicŸ aplatizarea curbei de sarcinŸ care conduce la o exploatare mai eficientŸ a centralelor electrice.

Reducerea pierderilor În practicŸ, fiind departe de condiÍiile ideale menÍionate mai sus, structura tarifelor se bazeazŸ Án parte pe cererea de putere aparentŸ (kVA), precum Ûi pe energia consumatŸ sub formŸ de energie activŸ (kWh). Dat fiind cŸ pentru un anume consumator de putere activŸ, puterea aparentŸ minimŸ corespunde la cos ϕ = 1, consumatorul poate minimiza nota de platŸ a energiei prin corecÍia factorului de putere (cum este prezentat Án capitolul L). Valoarea puterii aparente, utilizatŸ Án tarife, este egalŸ cu valoarea maximŸ a puterii medii cerute pe durata unui interval de contorizare. Aceasta se bazeazŸ pe valoarea medie a puterii aparente absorbite pe durate fixe (Án general perioade de 10, 30 sau 60 de minute) dupŸ care se selecteazŸ valoarea maximŸ din Ûirul acestor valori. Metoda este descrisŸ mai departe Án “principiul contorizarii cererii de putere aparentŸ maxima”.

Reducerea vÊrfului de putere absorbitŸ Cel de al doilea obiectiv adicŸ reducerea cererilor de putere la vÊrf de sarcinŸ, concomitent cu creÛterea puterii absorbite Án golul de sarcinŸ a dus la elaborarea unor tarife care oferŸ o reducere substanÍialŸ de cost, Án urmŸtoarele cazuri:n Án anumite ore ale zilei;n Án anumite perioade ale anului. Cel mai simplu exemplu este acela al unui consumator casnic, sub forma unui sistem de ÁncŸlzire al apei sau al locuinÍei, cu acumulare de energie termicŸ. Contorul are douŸ Ánregistratoare digitale, unul din ele funcÍionÊnd Án timpul zilei, iar celŸlalt (comutat de un dispozitiv cu ceas) Án timpul nopÍii. Alimentarea ÁncŸlzitorului se face printr-un contactor, comandat de acelaÛi dispozitiv cu ceas, astfel ÁncÊt sistemul sŸ funcÍioneze, Án mod normal, Án perioadele cu tariful cel mai redus. ÎncŸlzitorul poate fi conectat manual Án orice perioadŸ, dar Án acest caz se vor aplica tarifele corespunzŸtoare. Marii consumatori industriali pot avea 3 sau 4 moduri diferite de tarifare care se aplicŸ la diversele ore ale zilei Ûi la diversele perioade ale anului.În aceste sisteme de tarifare, raportul dintre costul unui kWh pe o duratŸ ce corespunde vÊrfului de sarcinŸ anual, Ûi costul per kWh Án perioada cu ÁncŸrcarea cea mai redusŸ, poate ajunge chiar de 10:1.

Contoare Este evident cŸ, pentru a implementa acest fel de contorizare sunt necesare instrumente Ûi dispozitive de ÁnaltŸ calitate. Aplicarea actualŸ a acestor principii este favorizatŸ de dezvoltarea unor contoare electronice cu microprocesor, precum Ûi utilizarea comenzilor la distanÍŸ de tip “ripple control”(1), emise de centrul de control al furnizorului de energie. (acesta poate, de exemplu sŸ schimbe perioada de vÊrf de sarcinŸ pe durata unui an, etc.).În majoritatea ÍŸrilor, tarifele se bazeazŸ pe cererea de putere aparentŸ, coroboratŸ cu consumul de putere activŸ, contorizate pe durate fixe (de obicei, intervale de 3 luni). Puterea aparentŸ maximŸ ÁnregistratŸ de contor, este de fapt un maximum selectat Ántre puteri aparente medii, (cea mai mare valoare) mŸsurate pe intervalul de timp de facturare.

C17

2 MŸsura energiei Ûi tarifele

Figura C10 prezintŸ o curbŸ caracteristicŸ a puterii aparente absorbite pe durata a 2 ore, perioadŸ ÁmpŸrÍitŸ Án intervale de 10 minute. Contorul mŸsoarŸ valoarea medie a puterii aparente pentru fiecare interval de 10 minute.

Fig. C10: Valoarea maximŸ medie a puterii aparente pe un interval de 2 ore.

Principiul mŸsurŸrii maximului puterii aparente absorbite Un contor de mŸsurare a energiei corespunzŸtoare puterii aparente (kVAh) are o structurŸ similarŸ cu cea corespunzŸtoare celor care mŸsoarŸ energia corespunzŸtoare puterii active (kWh) numai cŸ relaÍia de fazŸ dintre tensiune Ûi curent a fost modificatŸ, pentru a se putea mŸsura efectiv Án kVAh (kilo-volt-amper-orŸ). Contorul de energie aparentŸ, spre deosebire de cel de energie activŸ, este echipat cu un indicator rotativ. Atunci cÊnd indicatorul se roteÛte, acesta mŸsoarŸ energia corespunzŸtoare puterii aparente Ûi Ámpinge un element de marcaj (roÛu) de Ánregistrare a valorii maxime. DupŸ un interval de 10 minute, indicatorul a executat o miÛcare de rotaÍie de-a lungul cadranului corespunzŸtor (prin construcÍie nu se permite ca indicatorul sŸ execute o rotaÍie completŸ Án intervalul a 10 minute), fiind apoi resetat electric la poziÍia de zero, pentru a Áncepe o nouŸ deplasare Án intervalul urmŸtor de 10 minute. Elementul de marcaj rŸmÊne la poziÍia corespunzatoare a indicatorului, care aratŸ valoarea energiei aparente (Án kilo-volt-amperi-ore) absorbite de consumator Án 10 minute. Este posibil ca, Án loc de a avea cadranul gradat Án kVAh, acesta poate fi mŸsurat Án unitŸÍi corespunzŸtoare puterii aparente medii (kVA). În continuare se va explica acest lucru. SŸ presupunem cŸ marcajul roÛu se opreÛte la o poziÍie corespunzŸtoare valorii de 5 kVAh. Se Ûtie cŸ puterea aparentŸ instantanee, cu valori variabile, este contorizatŸ pentru 10 minute, adicŸ 1/6 ore. DacŸ se Ámparte valoarea de 5 kVAh la numŸrul de ore, se obÍine valoarea medie a puterii aparente pe intervalul respectiv. În cazul nostru, aceasta va fi:

5 x 1

= 5 x 6 = 30 kVA16

Fiecare punct de pe cadran, va fi marcat Án mod similar Án kVA, adicŸ valoarea puterii aparente medii va fi de 6 ori mai mare decÊt valoarea corespunzŸtoare Án kVAh. AcelaÛi raÍionament se poate aplica pentru orice interval de resetare. La sfÊrÛitul perioadei de facturare, marcajul roÛu va fi plasat astfel ÁncÊt va indica valoarea maximŸ a puterilor aparente medii corespunzŸtoare acestei perioade. Elementul de marcaj va fi resetat la zero la sfÊrÛitul fiecŸrei perioade de facturare. Contoarele electro-mecanice, de tipul celui descris anterior, sunt Ánlocuite Án prezent cu aparate electronice. În cazul acestora, principiile de mŸsurare de bazŸ sunt aceleaÛi cu cele descrise anterior.


C18

D1

Capitolul DGhid de selecÍie a arhitecturii de MT Ûi JT

Cuprins

Interesul utilizatorului D3

Procesul simplificat de proiectare a arhitecturii D4 2.1 Proiectarea arhitecturii D4

2.2 Întregul proces D5

Caracteristicile unei instalaÍii electrice D7 3.1 Activitate D7

3.2 Topologia amplasamentului D7

3.3 CerinÍe de amplasare D7

3.4 SiguranÍa Án funcÍionare D8

3.5 Mentenabilitatea D8

3.6 Flexibilitatea instalaÍiei D8

3.7 Puterea instalatŸ D9

3.8 DistribuÍia consumatorilor D9

3.9 Sensibilitatea la Ántreruperea alimentŸrii D9

3.10 Sensibilitatea la perturbaÍii D10

3.11 Capacitatea circuitelor de a genera perturbaÍii D10

3.12 Alte consideraÍii Ûi limitŸri D10

Caracteristici tehnologice D11 4.1 Mediu, atmosferŸ D11

4.2 Indicele de serviciu D11

4.3 Alte consideraÍii D12

Criterii de decizie a arhitecturii D13 5.1 Timpul de execuÍie D13

5.2 Impactul asupra mediului D13

5.3 Nivelul mentenanÍei preventive D14

5.4 Disponibilitatea alimentŸrii cu energie electricŸ D14

Alegerea elementelor de bazŸ ale arhitecturii D15 6.1 Racordarea la reÍeaua amonte D15

6.2 ConfiguraÍia circuitelor de MT D16

6.3 NumŸrul Ûi amplasarea posturilor de transformare MT/JT D17

6.4 NumŸrul transformatoarelor MT/JT D18

6.5 Generatoare de rezervŸ de MT D18

Alegerea detaliilor arhitecturii D19 7.1 Planul general D19

7.2 Arhitectura centralizatŸ sau distribuitŸ D20

7.3 PrezenÍa surselor de alimentare neÁntreruptibile (UPS) D22

7.4 ConfiguraÍia circuitelor de JT D22

Alegerea echipamentului D25

1

23

4

5

6

7

8

D - Ghid de selecÍie a arhitecturii de MT Ûi JT

D2

RecomandŸri pentru optimizarea arhitecturii D26 9.1 Munca pe Ûantier D26

9.2 Impactul asupra mediului D26

9.3 Volumul mentenanÍei preventive D28

9.4 Disponibilitatea energiei electrice D28

Glosar D29

Programul de calcul ID-Spec D30

9

10

11

D3

1 Interesul utilizatorului

Alegerea arhitecturii de distribuÍie Alegerea arhitecturii de distribuÍie are un impact decisiv asupra performanÍelor instalaÍiei de-a lungul duratei de viaÍŸ:n ÁncŸ de la faza de implementare, alegerea poate influenÍa Án mare mŸsurŸ timpul de realizare, posibilitŸÍile de lucru, competenÍa necesarŸ echipei de lucru, etc.;n existŸ de asemenea un impact important asupra perfomanÍelor instalaÍiei Án timpul funcÍionŸrii, din punct de vedere al calitŸÍii Ûi continuitŸÍii Án alimentarea cu energie electricŸ a sarcinilor sensibile, al pierderilor de putere Án circuitele de alimentare;n Ûi, Án final, va exista un impact asupra proporÍiei Án care instalaÍia poate fi reciclatŸ la sfÊrÛitul duratei sale de viaÍŸ.Arhitectura unei instalaÍii de distribuÍie electricŸ se referŸ la definirea configuraÍiei spaÍiale, la alegerea surselor de alimentare, la definirea diferitelor niveluri de distribuÍie, a schemelor monofilare Ûi Án final la alegerea echipamentelor.Alegerea celei mai bune arhitecturi se exprimŸ deseori Án termeni de compromis Ántre diferitele criterii de performanÍŸ care intereseazŸ utilizatorii instalaÍiei pÊnŸ la sfÊrÛitul duratei sale de viaÍŸ. Cu cÊt se vor cŸuta mai devreme soluÍii, cu atÊt existŸ mai multe posibilitŸÍi de optimizare (vezi Fig. D1).

Fig. D1: PotenÍialul de optimizare.

CŸutarea soluÍiei optime este de asemenea puternic legatŸ de abilitatea de comunicare Ántre persoanele implicate Án proiectarea diferitelor secÍiuni ale proiectului:n arhitectul, care defineÛte organizarea clŸdirii Án funcÍie de cerinÍele beneficiarului;n proiectantul diferitelor secÍiuni tehnice (iluminat, ÁncŸlzire, aer condiÍionat, fluide, etc.);n reprezentantul beneficiarului care defineÛte procesele.Paragrafele ce urmeazŸ prezintŸ criteriile de alegere precum Ûi procesul de proiectare a arhitecturii pentru ca proiectul sŸ corespundŸ criteriilor de performanÍŸ cerute clŸdirilor moderne din sectorul industrial Ûi terÍiar (mai puÍin obiectivele foarte mari).


D4

2 Procesul simplificat de proiectare a arhitecturii

2.1 Proiectarea arhitecturiiProiectarea arhitecturii considerate Án aceastŸ lucrare se referŸ la faza de proiect preliminar. Ea acoperŸ Án general nivelurile de distribuÍie principalŸ MT/JT, distribuÍie de putere JT Ûi, Án mod excepÍional, nivelul de distribuÍie terminalŸ (vezi Fig. D2)

Proiectarea unei arhitecturi de distribuÍie electricŸ poate fi descrisŸ ca un proces Án trei etape cu posibilitŸÍi de iteraÍie. Acest proces trebuie sŸ ÍinŸ cont de caracteristicile Ûi criteriile care trebuiesc Ándeplinite pentru buna funcÍionare a instalaÍiei.

Fig. D2: Exemplu de schemŸ monofilarŸ.

D5

Fig. D3: Diagrama de alegere a arhitecturii de distribuÍie electricŸ.

Etapa 1: Alegerea elementelor de bazŸ ale arhitecturiiAceasta implicŸ definirea caracteristicilor generale ale instalaÍiei electrice. Se vor lua Án considerare caracteristicile macroscopice ale instalaÍiei Ûi utilizarea sa.Aceste caracteristici au implicaÍii asupra conectŸrii la reÍeaua din amonte, asupra circuitelor MT, a numŸrului de posturi de transformare, etc. La sfÊrÛitul acestei etape vor exista cÊteva soluÍii de scheme de principiu de distribuÍie care vor fi utilizate ca punct de plecare pentru schemele monofilare. Alegerea definitivŸ se confirmŸ la sfÊrÛitul etapei 2.


2.2 Întregul procesÎntregul proces este descris pe scurt Án paragrafele urmŸtoare Ûi ilustrat Án Fig. D3.Procesul descris Án acest document nu reprezintŸ singura soluÍie. Acest document reprezintŸ Án fapt un ghid pentru uzul proiectanÍilor de instalaÍii electrice.


D6

Etapa 2: Alegerea detaliilor arhitecturiiAceasta ÁnseamnŸ definirea detaliatŸ a instalaÍiei electrice. Se bazeazŸ pe rezultatele de la etapa 1 Ûi de asemenea pe satisfacerea criteriilor referitoare la realizarea Ûi funcÍionarea instalaÍiei.Procesul revine la etapa 1 dacŸ criteriile nu sunt indeplinite. Procesul iterativ permite stabilirea unor combinaÍii de criterii spre analizŸ.La finalul acestei etape va fi stabilitŸ schema monofilarŸ detaliatŸ.

Etapa 3: Alegerea echipamentuluiAlegerea echipamentului de utilizat se face Án aceastŸ etapŸ Ûi rezultŸ din stabilirea arhitecturii. Alegerea echipamentului se face din cataloagele producŸtorilor avÊndu-se Án vedere satisfacerea anumitor criterii.În acest stadiu se revine la etapa 2 dacŸ criteriile respective nu sunt satisfŸcute.

DeciziaStadiul de decizie creeazŸ biroului de proiectare premizele unor discuÍii cu clientul sau cu alÍi participanÍi la realizarea proiectului.În conformitate cu rezultatul acestor discuÍii se poate trece Ánapoi la etapa 1.


D7

3 Caracteristicile unei instalaÍii electrice

Sunt prezentate principalele caracteristici care permit definirea elementelor fundamentale Ûi detaliilor unei arhitecturi de distribuÍie electricŸ. Pentru fiecare din aceste caracteristici se va prezenta definiÍia Ûi diferite categorii sau valori reprezentative.

3.1 Activitate DefiniÍie:Activitatea economicŸ principalŸ de realizat.

Lista indicativŸ pentru sectoarele considerate din cadrul clŸdirilor industriale:n producÍie;n food & beverage;n logisticŸ.

Lista indicativŸ pentru sectoarele considerate din cadrul clŸdirilor terÍiare:n clŸdiri de birouri;n hypermarket-uri;n mall-uri.

3.2 Topologia amplasamentuluiDefiniÍie:Caracteristica arhitecturalŸ a clŸdirilor, considerÊnd numŸrul de clŸdiri, numŸrul de etaje Ûi suprafaÍa fiecŸrui etaj.

Diferite categorii:n clŸdire cu un etaj;n clŸdire cu mai multe etaje;n obiectiv cu mai multe clŸdiri;n clŸdire ÁnaltŸ.

3.3 CerinÍe de amplasareDefiniÍie: Caracteristica ia Án considerare cerinÍele legate de amplasarea echipamentelor electrice Án clŸdire:n esteticŸ;n accesibilitate;n existenÍa unor locaÍii dedicate;n utilizarea unor spaÍii tehnice (pe etaj);n utilizarea unor ghene tehnice (pe verticalŸ).

Diferite categorii:n scŸzutŸ: amplasarea echipamentelor electrice este, virtual, impusŸ;n medie: amplasarea echipamentelor electrice este parÍial impusŸ, Án detrimentul criteriilor de satisfŸcut;n ridicatŸ: nu existŸ constrÊngeri. Amplasarea echipamentelor electrice poate fi definitŸ Án scopul satisfacerii la maxim a criteriilor.


D8

3.4 SiguranÍa Án funcÍionareDefiniÍie:Capacitatea unui sistem de alimentare de a-Ûi Ándeplini funcÍia Án condiÍii de siguranÍŸ pentru o perioadŸ specificatŸ de timp.

Diferite categorii:n minim: acest nivel al siguranÍei Án funcÍionare implicŸ riscuri de Ántreruperi Án alimentarea cu energie electricŸ datoritŸ unor limitŸri de naturŸ geograficŸ (reÍea separatŸ, zonŸ ÁndepŸrtatŸ de sursa de alimentare), tehnicŸ (linie supraÁncŸrcatŸ, sistem de legare la pŸmÊnt cu deficienÍe) sau economicŸ (ÁntreÍinere insuficientŸ, subdimensionare);n standard;n ridicatŸ: acest nivel al siguranÍei Án funcÍionare poate fi obÍinut prin mŸsuri speciale luate pentru a se reduce probabilitatea unei Ántreruperi (reÍea subteranŸ, sistem corect de legare la pŸmÊnt, etc.).

3.5 Mentenabilitatea

DefiniÍie:Totalitatea elementelor de avut Án vedere ÁncŸ din faza de proiectare pentru a limita impactul operaÍiilor de ÁntreÍinere asupra funcÍionŸrii Ántregii instalaÍii sau a unei pŸrÍi din aceasta.

Diferite categorii:n minim: instalaÍia trebuie scoasŸ din funcÍiune pentru realizarea unor operaÍii de ÁntreÍinere;n standard: operaÍiile de ÁntreÍinere pot fi Ándeplinite Án timpul funcÍionŸrii instalaÍiei dar cu performanÍe diminuate. De preferabil ca aceste operaÍii sŸ se programeze astfel ÁncÊt sŸ se realizeze Án perioadele de activitate redusŸ. Exemple: transformatoare cu redundanÍŸ parÍialŸ Ûi sarcini distribuite;n ridicatŸ: prin mŸsuri speciale luate Án considerare, operaÍiile de ÁntreÍinere pot fi realizate fŸrŸ perturbarea funcÍionŸrii instalaÍiei. Exemple: configuraÍie cu dublŸ alimentare.

3.6 Flexibilitatea instalaÍiei DefiniÍie:Posibilitatea de a modifica cu uÛurinÍŸ punctele de alimentare Án interiorul instalaÍiei sau de a creÛte puterea furnizatŸ Án anumite puncte. Flexibilitatea este un criteriu care apare de asemenea Án cazul unor proiecte avÊnd o parte din date necunoscute Án faza de proiectare preliminarŸ.

Diferite categorii:n fŸrŸ flexibilitate: amplasarea consumatorilor este aceeaÛi pe Ántreaga perioadŸ de viaÍŸ a instalaÍiei datoritŸ unor impuneri legate de construcÍia clŸdirii sau de masa mare a procesului alimentat (de exemplu: cuptoare electrice);n flexibilitatea proiectului: numŸrul de puncte de alimentare, puterea consumatorilor sau amplasarea lor nu este cunoscutŸ precis;n flexibilitate Án realizare: consumatorii pot fi instalaÍi dupŸ ce instalaÍia este pusŸ sub tensiune;n flexibilitate Án funcÍionare: amplasarea consumatorilor se modificŸ Án cursul acÍiunilor de reorganizare.Exemple:ClŸdiri industriale: extinderi, compartimentŸri sau schimbarea destinaÍiei.ClŸdiri de birouri: compartimentŸri.


D9

3.7 Puterea instalatŸDefiniÍie:Suma puterilor aparente ale consumatorilor (Án kVA), cŸreia Ái este aplicatŸ un coeficient de utilizare.Aceasta reprezintŸ puterea maximŸ care poate fi consumatŸ la un moment de timp dat, cu posibilitŸÍi de suprasarcinŸ limitatŸ de scurtŸ duratŸ.Gama de puteri semnificative corespunde puterilor nominale ale transformatoarelor, cele mai utilizate fiind:n < 630 kVA;n de la 630 kVA la 1250 kVA;n de la 1250 kVA la 2500 kVA;n > 2500 kVA.

3.8 DistribuÍia consumatorilor DefiniÍie:CaracteristicŸ legatŸ de uniformitatea distribuirii consumatorilor (Án kVA/m2) pe o suprafaÍŸ Án interiorul sau exteriorul clŸdirii.

Diferite categorii: n distribuÍie uniformŸ: consumatorii sunt Án general de puteri medii sau mici Ûi rŸspÊndiÍi pe suprafaÍa clŸdirii (densitate uniformŸ). De exemplu: iluminat, locuri de muncŸ individuale;n distribuÍie intermediarŸ: consumatorii sunt de puteri medii amplasaÍi grupat pe Ántreaga suprafaÍŸ a clŸdirii. De exemplu: maÛini de asamblat, benzi rulante, staÍii de lucru, module logistice;n consumatori localizaÍi: consumatorii sunt Án general de puteri mari Ûi sunt amplasaÍi Án cÊteva zone ale clŸdirii (densitate neuniformŸ). De exemplu: HVAC.

3.9 Sensibilitatea la Ántreruperea alimentŸrii DefiniÍie:Caracteristica unui circuit de a accepta o Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ.

Diferite categorii:n circuite comune: este posibil sŸ fie Ántrerupte oricÊnd Ûi pentru orice duratŸ de timp;n acceptŸ Ántreruperi lungi: timp de Ántrerupere > 3 minute(1);n acceptŸ Ántreruperi scurte: timp de Ántrerupere < 3 minute(1);n nu acceptŸ Ántreruperi.În funcÍie de posibilele consecinÍe se pot distinge diferite nivele de severitate Án ceea ce priveÛte Ántreruperile:n fŸrŸ consecinÍe notabile;n pierderi de producÍie;n deteriorarea unor utilitŸÍi ale producÍiei sau pierderi de date;n genereazŸ pericol de moarte.Aceasta este exprimatŸ Án termeni de criticitate din punct de vedere al alimentŸrii cu energie electricŸ.n circuite necritice: consumatorul sau circuitul respectiv poate fi eliminat oricÊnd. De exemplu: circuitul de ÁncŸlzire a apei la grupurile sanitare;n circuite uÛor critice: o Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ determinŸ un discomfort temporar pentru ocupanÍii clŸdirii, fŸrŸ nici o consecinÍŸ financiarŸ. Prelungirea acestei Ántreruperi peste o duratŸ criticŸ poate cauza pierderi de producÍie sau productivitate mai micŸ. De exemplu: circuitele de ÁncŸlzire, ventilaÍie sau aer condiÍionat (HVAC);n circuite mediu critice: o Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ determinŸ o scurtŸ pauzŸ a procesului. Prelungirea acestei Ántreruperi peste o duratŸ criticŸ cauzeazŸ deteriorarea unor utilitŸÍi ale producÍiei sau costuri de repornire. De exemplu: unitŸÍile de refrigerare, echipamente de ridicare;n circuite critice: orice Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ determinŸ pericol mortal sau pierderi financiare inacceptabile. Exemple: sŸli de operaÍii, departamente IT, departamente de securitate, etc.

(1) Valori indicate, din EN 50160: Caracteristici ale tensiunii de alimentare prin reÍelele publice de distribuÍie.



D10

3.10 Sensibilitatea la perturbaÍiiDefiniÍie:Capacitatea unui circuit de a funcÍiona corect Án prezenÍa unei puteri electrice perturbatoare.O perturbaÍie poate conduce la diferite grade de disfuncÍionare. De exemplu: oprirea lucrului, lucru incorect, accelerarea ÁmbŸtrÊnirii, creÛterea pierderilor, etc.Tipuri de perturbaÍii cu impact asupra funcÍionŸrii circuitelor:n arderea bornelor;n supratensiuni;n distorsiuni de tensiune;n fluctuaÍii de tensiune;n dezechilibre de tensiune.

Diferite categorii:n sensibilitate slabŸ: perturbaÍiile tensiunii de alimentare au un efect foarte scŸzut asupra funcÍionŸrii circuitului. De exemplu: dispozitive de ÁncŸlzire;n sensibilitate medie: perturbaÍiile tensiunii cauzeazŸ deteriorarea notabilŸ a funcÍionŸrii circuitului. De exemplu: motoare, iluminat;n sensibilitate mare: perturbaÍiile tensiunii determinŸ oprirea funcÍionŸrii sau chiar deteriorarea echipamentului alimentat. De exemplu: echipamente IT.Sensibilitatea circuitelor la perturbaÍii determinŸ proiectarea unor circuite dedicate. Într-adevŸr, este mai bine sŸ se separe consumatorii “sensibili” de consumatorii “perturbatori”. De exemplu: separarea circuitelor de iluminat de circuitele care alimenteazŸ motoare. AceastŸ posibilitate depinde de asemenea de caracteristicile de funcÍionare. De exemplu: separarea sursei de alimentare a circuitelor de iluminat pentru a permite mŸsurŸri ale energiei consumate.

3.11 Capacitatea circuitelor de a genera perturbaÍiiCapacitatea unui circuit de a perturba funcÍionarea circuitelor Ánvecinate datoritŸ unor fenomene precum: armonici, curenÍi de pornire, dezechilibre, curenÍi de ÁnaltŸ frecvenÍŸ, radiaÍii electromagnetice, etc.

Diferite categorii: n neperturbatoare: nu existŸ precauÍii speciale; n moderat sau ocazional perturbatoare: separarea surselor de alimentare poate fi necesarŸ Án prezenÍa unor circuite de sensibilitate medie sau mare. De exemplu: circuit de iluminat generator de curenÍi armonici;n foarte perturbatoare: un circuit de putere dedicat sau modalitŸÍi de atenuare a perturbaÍiilor sunt esenÍiale pentru corecta funcÍionare a instalaÍiei. De exemplu: motor electric avÊnd curenÍi mari de pornire, echipamente de sudurŸ avÊnd fluctuaÍii de curent.

3.12 Alte consideraÍii Ûi limitŸri n MediuDe exemplu: clasificarea descŸrcŸrilor atmosferice, expunere solarŸ;n Reguli specifice De exemplu: spitale, clŸdiri Ánalte, etc;n Reguli ale furnizorului de electricitateDe exemplu: limitŸri de puteri la JT, acces Án posturile de transformare de MT, etc;n Consumatori adiacenÍiDe exemplu: consumatori alimentaÍi de la 2 circuite independente din motive de redundanÍŸ;n ExperienÍa proiectantuluiDe exemplu: consecvenÍa cu proiectele anterioare, sau utilizŸri parÍiale ale proiectelor anterioare, tipizarea unor subansamble, existenÍa unei baze de echipament instalat;n LimitŸri ale sursei de alimentare De exemplu: nivele de tensiune (230 V, 400 V, 690 V), sistemul de tensiune (monofazat, trifazat cu sau fŸrŸ neutru accesibil).


D11

4 Caracteristici tehnologice

SoluÍiile tehnologice depind de diferitele tipuri de echipamente de MT Ûi JT, precum Ûi de sistemele de bare capsulate. Alegerea soluÍiilor tehnologice se face dupŸ alegerea schemei monofilare Ûi ÍinÊnd cont de caracteristicile de mai jos.

4.1 Mediu, atmosferŸ O noÍiune care Íine cont de toate caracteristicile de mediu (temperaturŸ medie, ambianÍŸ, altitudine, umiditate, coroziune, praf, impact, etc.) Ûi care determinŸ gradele de protecÍie IP Ûi IK.

Diferite categorii: n standard: nu existŸ condiÍii particulare de mediu;n ridicate: condiÍii de mediu severe, parametri severi de mediu genereazŸ limitŸri importante pentru echipamentele instalate;n specifice: condiÍii de mediu atipice, cerinÍe speciale.

4.2 Indicele de serviciu Indicele de serviciu (IS) este o valoare care permite caracterizarea unui tablou electric de joasŸ tensiune, Án conformitate cu cerinÍele utilizatorului, Án termeni de funcÍionare, mentenanÍŸ Ûi evolutivitate. Valorile indicelui de serviciu sunt indicate Án tabelul de mai jos (vezi Tab. D4):

FuncÍionare MentenanÍŸ Evolutivitate

Nivel 1 IS = 1 • •Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii tabloului

IS = • 1 •Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii tabloului

IS = • • 1Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii tabloului

Nivel 2 IS = 2 • •Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionarii numai pentru unitatea funcÍionalŸ

IS = • 2 •Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii unitŸÍii funcÍionale, cu intervenÍii asupra conexiunilor

IS = • • 2Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii unitŸÍii funcÍionale, Án condiÍiile existenÍei unor unitŸÍi funcÍionale de rezervŸ

Nivel 3 IS = 3 • •Activitatea poate conduce la scoaterea de sub tensiune a unitŸÍii funcÍionale

IS = • 3 •Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii unitŸÍii funcÍionale, fŸrŸ intervenÍii asupra conexiunilor

IS = • • 3Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii numai pentru unitatea funcÍionalŸ, cu libertate totalŸ Án ceea ce priveÛte evolutivitatea.

n exemplu de activitate de exploatare: deschiderea unui Ántreruptor, Ántreruperea funcÍionŸrii unei maÛini;n exemplu de activitate de mentenanÍŸ: strÊngerea conexiunilor;n exemplu de activitate de evoluÍie: conectarea unei plecŸri suplimentare.

Tab. D4: Diferite valori ale indicelui de serviciu.


D12

CorespondenÍa Ántre indicele de serviciu Ûi alÍi parametri mecanici (vezi Tab. D6).

Indicele de serviciu IS

Indicele de protecÍie IP

Forma deprotecÍie atabloului

DebroÛabilitatea unitŸÍii funcÍionale

DebroÛabilitatea aparatului

1 1 1 2 X X 1 F F F Fix

2 1 1 2 X B 1 F F F Fix

2 2 3 2 X B 3b W F D Fix

2 3 2 2 X B 3b W F W DebroÛabil pe soclu

2 3 3 2 X B 3b W F D Fix

3 3 2 2 X B 3b W W W DebroÛabil pe Ûasiu

3 3 3 2 X B 3b W W W DebroÛabil pe Ûasiu

Tab. D6 CorespondenÍa Ántre indicele de serviciu Ûi alÍi parametri mecanici.

4 Caracteristici tehnologice

n definiÍia indicelui de protecÍie: a se vedea CEI 60529: “Grade de protecÍie pentru dulapuri (codul IP)”;n definiÍiile formei tabloului Ûi a noÍiunii de “debroÛabil”: a se vedea CEI 60439-1: “Ansambluri de aparataj de JT. Ansamblu prefabricat de aparataj de JT Ûi ansamblu derivat dintr-un ansamblu prefabricat de aparataj de JT”.

4.3 Alte consideraÍii Alte consideraÍii au de asemenea un impact asupra alegerii soluÍiilor tehnologice:n experienÍa proiectantului;n consecvenÍa cu proiectele anterioare;n utilizŸri parÍiale ale proiectelor anterioare;n tipizarea unor subansamble;n existenÍa unui baze instalate de echipamente;n cerinÍele furnizorului de electricitate;n criterii tehnice: factor de putere cerut, alimentŸri de rezervŸ, prezenÍa armonicilor.Aceste considerente trebuie luate Án seamŸ Án etapa de definire detaliatŸ a proiectului, fazŸ care urmeazŸ celei de concepÍie.

ExistŸ un numŸr limitat de indici de servicii relevanÍi (vezi Tab. D5).

Tab. D5: Indici de serviciu relevanÍi (IS).

IS FuncÍionare MentenanÍŸ Evolutivitate

1 1 1 S Timp de lucru > 1 orŸ, cu Ántrerupere totalŸ

Extinderi neplanificate

2 1 1

Scoaterea de sub tensiune, individual, a unitŸÍilor funcÍionale Ûi repunerea Án funcÍiune < 1 orŸ

2 2 3 Timp de lucru Ántre 1⁄4 orŸ Ûi 1 orŸ cu intervenÍie asupra conexiunilor

Possible adding of functional units without stopping the switchboard

2 3 2

Timp de lucru Ántre 1⁄4 orŸ Ûi 1 orŸ fŸrŸ intervenÍie asupra conexiunilor

2 3 3

3 3 2Scoaterea de sub tensiune, individual, a unitŸÍilor funcÍionale Ûi repunerea Án funcÍiune < 1/4 orŸ3 3 3

Scoaterea de sub tensiune a Ántregului tablou

Posibila adŸugare a unor unitŸÍi funcÍionale suplimentare fŸrŸ oprirea funcÍionŸrii tablouluiPosibila adŸugare a unor unitŸÍi funcÍionale suplimentare cu oprirea funcÍionŸrii tablouluiPosibila adŸugare a unor unitŸÍi funcÍionale suplimentare fŸrŸ oprirea funcÍionŸrii tablouluiPosibila adŸugare a unor unitŸÍi funcÍionale suplimentare cu oprirea funcÍionŸrii tablouluiPosibila adŸugare a unor unitŸÍi funcÍionale suplimentare fŸrŸ oprirea funcÍionŸrii tabloului

D13

5 Criterii de decizie a arhitecturii

Anumite criterii decisive sunt verificate la sfÊrÛitul etapei a treia de alegere a arhitecturii, pentru a valida arhitectura aleasŸ. Aceste criterii sunt prezentate Án continuare, cu alocarea a diferite niveluri de prioritate.

5.1 Timpul de execuÍie Timpul de realizare pe Ûantier a instalaÍiei electrice.

Diferite niveluri de prioritate :n secundar: timpul de execuÍie pe Ûantier poate fi mŸrit, dacŸ aceasta conduce la scŸderea costurilor totale de execuÍie;n special: timpul de execuÍie pe Ûantier trebuie redus, fŸrŸ a genera extracosturi;n critic: timpul de execuÍie pe Ûantier trebuie redus cÊt se poate de mult, chiar dacŸ aceasta conduce la costuri suplimentare.

5.2 Impactul asupra mediului Trebuiesc luate Án considerare cerinÍele de mediu Án proiectul de instalaÍii. Aceasta se referŸ la consumul de resurse naturale, pierderile Joule (emisiile de CO2), procentul de reciclare la sfÊrÛitul duratei de viaÍŸ a instalaÍiei.

Diferite niveluri de prioritate: n nesemnificativ: nu existŸ cerinÍe de mediu speciale;n minimal: instalaÍia este proiectatŸ Án conformitate cu cerinÍele minimale; n proactiv: instalaÍia este proiectatŸ acordÊndu-se atenÍie deosebitŸ pentru protecÍia mediului. Extracosturile sunt permise Án acest caz. De exemplu: utilizarea transformatoarelor cu pierderi reduse.Impactul unei instalaÍii electrice asupra mediului poate fi determinat Án conformitate cu metoda de analizŸ a duratei de viaÍŸ a instalaÍiei, la care se disting 3 faze:n realizare;n funcÍionare;n sfÊrÛitul vieÍii (dezafectare, reciclare).În ceea ce priveÛte impactul asupra mediului, pot fi luaÍi Án considerare cel puÍin 3 indicatori care pot fi influenÍaÍi de proiectarea unei instalaÍii electrice. DeÛi fiecare fazŸ din cadrul duratei de viaÍŸ contribuie la cei trei indicatori, fiecare dintre aceÛtia se referŸ Án principal la o singurŸ fazŸ Án particular:n consumul de resurse naturale are impact, Án primul rÊnd, asupra fazei de realizare;n consumul de energie electricŸ are impact asupra fazei de funcÍionare;n potenÍialul de reciclare are impact la sfÊrÛitul duratei de viaÍŸ.Tabelul urmŸtor detaliazŸ factorii care contribuie la cei trei indicatori de mediu (vezi Tab. D7).

Indicatori Factor de contribuÍie

Consumul de resurse naturale Cantitatea Ûi tipul de material utilizat

Consumul de energie electricŸ Pierderile Joule la sarcinŸ nominalŸ Ûi Án gol

PotenÍialul de reciclare Masa Ûi tipul de material utilizat

Tab D7: Factorii care contribuie la cei trei indicatori de mediu.


D14

5.3 Nivelul mentenanÍei preventive DefiniÍie:NumŸrul de ore Ûi complexitatea mentenanÍei realizate Án timpul funcÍionŸrii Án conformitate cu recomandŸrile producŸtorilor pentru asigurarea funcÍionŸrii corespunzŸtoare a instalaÍiei Ûi a meÍinerii nivelurilor sale de performanÍŸ (evitarea Ántreruperilor, declanÛŸrilor, etc.).

Diferite categorii: n standard: Án conformitate cu recomandŸrile producŸtorilor;n suplimentare: Án conformitate cu recomandŸrile producŸtorilor, Án mediu sever;n specifice: plan specific de mentenanÍŸ, cuprinzÊnd cerinÍe ridicate Án ceea ce priveÛte continuitatea serviciilor Ûi o competenÍŸ sporitŸ a personalului de ÁntreÍinere.

5.4 Disponibilitatea alimentŸrii cu energie electricŸ DefiniÍie:ReprezintŸ probabilitatea ca o instalaÍie electricŸ sŸ fie capabilŸ sŸ furnizeze energie de calitate Án conformitate cu specificaÍiile echipamentului pe care Ál alimenteazŸ. Aceasta se exprimŸ prin nivelul de disponibilitate:

Disponibilitate (%) = (1 - MTTR/MTBF) x 100

MTTR (Mean Time To Repair, Media Timpului unei ReparaÍii): durata medie de timp pentru a face instalaÍia electricŸ funcÍionalŸ, Án urma unei Ántreruperi (aceasta include detectarea cauzei Ántreruperii, ÁnlŸturarea sa Ûi repunerea Án funcÍiune)MTBF (Mean Time Between Failure, Media Timpului de BunŸ FuncÍionare): durata medie de timp Án care instalaÍia electricŸ este operaÍionalŸ Ûi, prin urmare permite funcÍionarea corectŸ a echipamentului.

Diferite categorii de disponibilitate pot fi definite pentru un anume tip de instalaÍie. Exemplu: spitale, centre de prelucrare date.

Exemple de clasificŸri utilizate pentru centrele de prelucrare date:Ex. 1: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de pe un singur canal, fŸrŸ redundanÍŸ, ceea ce permite o disponibilitate de 99,671 %,Ex. 2: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de pe un singur canal, cu redundanÍŸ, ceea ce permite o disponibilitate de 99,741 %,Ex. 3: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de mai multe canale, cu un singur canal redundant, ceea ce permite o disponibilitate de 99,982 %,Ex. 4: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de mai multe canale, cu redundanÍŸ, ceea ce permite o disponibilitate de 99,995 %.

5 Criterii de decizie a arhitecturii

D15

Schema monofilarŸ poate fi ÁmpŸrÍitŸ Án cÊteva pŸrÍi cheie care sunt determinate printr-un proces cu douŸ etape succesive. În prima parte vom face urmŸtoarele alegeri:n conectarea la reÍeaua furnizorului;n definirea circuitelor de MT;n numŸrul de transformatoare de putere;n numŸrul Ûi amplasarea posturilor de transformare;n generatoarele de rezervŸ de MT.

6.1 Racordarea la reÍeaua amontePrincipalele configuraÍii pentru posibile conexiuni sunt urmŸtoarele (vezi Fig. D8 pentru racordarea la MT):n racordarea la JT;n racordarea la MT Án vÊrf;n racordarea la MT Án buclŸ;n racordarea la MT dublŸ alimentare;n racordarea la MT dublŸ alimentare pe dublu sistem de bare.Masura, protecÍia, dispozitivele de separare localizate Án postul de transformare nu sunt reprezentate Án urmŸtoarele diagrame. De obicei ele sunt specifice fiecŸrui furnizor de energie Ûi nu au influenÍŸ asupra alegerii arhitecturii instalaÍiei. Pentru fiecare racord este simbolizat un singur transformator pentru simplificare dar Án realitate pot fi conectate cÊteva transformatoare.(TGJT - Tablou general de joasŸ tensiune)

Fig. D8: Racordarea pe MT la reÍeaua furnizorului.

6 Alegerea elementelor de bazŸ ale arhitecturii


D16

Pentru diferite posibile configuraÍii cel mai probabil Ûi mai uzual set de caracteristici este dat Án urmŸtorul tabel:

ConfiguraÍie

JT MT

Caracteristici de luat Án considerare

Alimentare Án vÊrf

Alimentare Án buclŸ

DublŸ alimentare DublŸ alimentarepe dublu sistem de bare

Alimentare Oricare Oricare Oricare InstalaÍii tehnologice, birouri sensibile, sŸnŸtate

Oricare

Topologia obiectivului O singurŸ clŸdire O singurŸ clŸdire O singurŸ clŸdire O singurŸ clŸdire Mai multe clŸdiri

SiguranÍa Án serviciu MinimŸ MinimŸ Standard ÎmbunŸtŸÍitŸ ÎmbunŸtŸÍitŸ

Puterea cerutŸ < 630kVA i 1250kVA i 2500kVA > 2500kVA > 2500kVA

Alte cerinÍe Oricare Obiectiv izolat ZonŸ urbanŸ cu densitate micŸ

ZonŸ urbanŸ cu densitate mare

ZonŸ urbanŸ cu limitŸri ale furnizorului

6.2 ConfiguraÍia circuitelor de MTPrincipalele configuraÍii posibile pentru racordŸri sunt urmŸtoarele (vezi Fig. D9):n o singurŸ alimentare, unul sau mai multe transformatoare;n inel deschis, o singurŸ alimentare MT;n inel deschis, douŸ alimentari MT.ConfiguraÍia cea mai simplŸ este o singurŸ alimentare, cu un singur transformator. În cazul utilizŸrii mai multor transformatoare nu este realizat nici un inel decÊt dacŸ aceste transformatoare se aflŸ amplasate Án acelaÛi post de transformare. ConfiguraÍia de tip buclŸ inchisŸ nu este luatŸ Án considerare.

Fig. D9: ConfiguraÍii de circuite MT.


D17

ConfiguraÍia circuitelor MT


O singurŸ alimentare

Inel deschis, un post de transformare

Inel deschis, douŸ posturi de transformare

Topologia obiectivului Oricare< 25000 m2

ClŸdire cu un nivel sau cÊteva clŸdiri, < 25000 m2

CÊteva clŸdiri, > 25000 m2

Mentenabilitate MinimŸ sau standard ÎmbunŸtŸÍitŸ ÎmbunŸtŸÍitŸ

Puterea cerutŸ Oricare > 1250 kVA > 2500 kVA

Sensibilitatea la perturbaÍii

Întreruperi lungi acceptabile

Întreruperi scurte acceptabile

Întreruperi scurte acceptabile

Pentru diferite configuraÍii posibile cel mai probabil Ûi mai uzual set de caracteristici este dat Án tabelul din Tab. D10:

Tab. D10: Seturi de caracteristici pentru instalaÍii uzuale.

O altŸ configuraÍie excepÍionalŸ: alimentarea se face din douŸ posturi de transformare Ûi racordarea transformatoarelor se face la fiecare din aceste douŸ posturi de transformare.

6.3 NumŸrul Ûi amplasarea posturilor de transformare MT/JTPrincipalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare pentru a defini posturile de transformare sunt:n suprafaÍa clŸdirii sau a obiectivului;n puterea cerutŸ (care trebuie comparatŸ cu puterile standardizate ale transformatoarelor);n distribuÍia sarcinilor.ConfiguraÍia de bazŸ uzualŸ conÍine un singur post de transformare. AnumiÍi factori contribuie la creÛterea numŸrului de posturi de transformare (>1):n o suprafaÍŸ mare (> 25000 m2);n configuraÍia obiectivului: cÊteva clŸdiri;n puterea totalŸ (> 2500 kVA);n sensibilitatea la Ántreruperi; nevoia de redundanÍŸ Án caz de incendiu.

ConfiguraÍie


1 post de transformare cu N transformatoare

N posturi de transformare cu N transformatoare (identice)

N posturi de transformare cu M transformatoare (diferite puteri)

Topologia obiectivului Oricare< 25000 m2

ClŸdire cu un nivel sau cÊteva clŸdiri, u 25000 m2

CÊteva clŸdiri, u 25000 m2

Puterea cerutŸ < 2500 kVA u 2500 kVA u 2500 kVA

DistribuÍia sarcinilor Sarcini izolate Sarcini uniform distribuite Sarcini densitate medie

Tab. D11: Caracteristici tipice ale diferitelor configuraÍii.



D18

6.4 NumŸrul transformatoarelor MT/JTPrincipalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare pentru a stabili numŸrul de transformatoare sunt:n suprafaÍa clŸdirii sau obiectivului;n puterea totalŸ a sarcinilor instalate;n sensibilitatea circuitelor la Ántreruperi ale alimentŸrii cu energie;n sensibilitatea circuitelor la perturbaÍii;n accesibilitatea instalaÍiilor.ConfiguraÍia de bazŸ uzualŸ constŸ Ántr-un singur transformator care alimenteazŸ totalitatea sarcinilor instalate. AnumiÍi factori contribuie la creÛterea numŸrului de transformatoare (> 1), fiind de preferat cele de putere egalŸ:n o putere totalŸ instalatŸ mare (> 1250 kVA): limita practicŸ a unei unitŸÍi trafo (standardizare, uÛurinÍŸ la Ánlocuire, cerinÍe de spaÍiu, etc.);n o suprafaÍŸ mare (> 5000 m2); amplasarea mai multor transformatoare aproape de sarcinile distribuite permite reducerea lungimii traseelor de distribuÍie de JT;n nevoia pentru o redundanÍŸ parÍialŸ (anumite operaÍii posibile Án eventualitatea defectŸrii unui transformator) sau totalŸ (operare normalŸ Ûi Án eventualitatea defectŸrii unui transformator);n separarea sarcinilor sensibile sau generatoare de perturbaÍii (de exemplu aparate IT sau motoare).

6.5 Generatoare de rezervŸ de MTPrincipalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare pentru a decide instalarea generatoarelor de rezervŸ de MT sunt:n specificul activitŸÍii;n puterea totalŸ a sarcinilor instalate;n sensibilitatea circuitelor la Ántreruperile Án alimentarea cu energie electricŸ;n caracteristicile reÍelei electrice de distribuÍie publicŸ.ConfiguraÍia de bazŸ uzualŸ nu include un generator de rezervŸ de MT. AnumiÍi factori impun instalarea unui generator de MT:n specificul activitŸÍii: procese de cogenerare, optimizarea consumului de energie electricŸ;n reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ are performanÍe reduse.Instalarea unui generator de rezervŸ se poate face Ûi la joasŸ tensiune.


D19

7 Alegerea detaliilor arhitecturii

Aceasta este cea de-a doua etapŸ de proiectare a unei instalaÍii electrice. În cadrul acesteia trebuie sŸ facem urmŸtoarele alegeri:n planul general;n distribuÍia centralizatŸ sau descentralizatŸ;n prezenÍa generatoarelor de rezervŸ;n prezenÍa surselor neÁntreruptibile;n configuraÍia circuitelor de JT;n combinaÍii de arhitecturŸ.

7.1 Planul generalPoziÍionarea principalelor echipamente de MT Ûi de JT Án teren sau Án clŸdire.

Ghid de selecÍie:n pe cÊt posibil amplasaÍi sursele de putere cÊt mai aproape de centrul de greutate al consumului sau de consumatorii principali;n reduceÍi constrÊngerile datorate mediului: prevedeÍi clŸdire dedicatŸ dacŸ condiÍiile din ateliere sunt prea restrictive (temperaturŸ, vibraÍii, praf, etc.);n plasaÍi echipamentul greu (transformatoare, generatoare, etc.) Án marginile ÁncŸperilor sau aproape de ieÛiri pentru uÛurarea mentenanÍei.Un exemplu de plan general este dat Án desenul de mai jos (vezi Fig. D12):

Fig. D12: PoziÍia centrului de greutate al consumului sugereazŸ poziÍiile surselor de putere.


D20

7.2 Arhitectura centralizatŸ sau distribuitŸÎn arhitectura centralizatŸ consumatorii sunt conectaÍi la sursele de putere prin conexiuni radiale. Cablurile sunt recomandate Án cazul alegerii acestei soluÍii, asigurÊnd conexiunile Ántre tabloul general de joasŸ tensiune Ûi tablourile intermediare sau direct la consumatori (vezi Fig. D13):

În arhitectura distribuitŸ consumatorii sunt conectaÍi la sursele de putere prin intermediul unei bare capsulate. Sistemele de bare capsulate prefabricate sunt adecvate pentru distribuÍia descentralizatŸ, pentru alimentarea mai multor sarcini distribuite, uÛurÊnd modificŸrile ulterioare Ûi simplificÊnd adŸugarea de noi consumatori (vezi Fig. D14):

Fig. D13: Exemplu de arhitecturŸ centralizatŸ cu conexiuni punct la punct.

Fig. D14: Exemplu de arhitecturŸ distribuitŸ cu conexiuni prin bare capsulate prefabricate.

ConsideraÍii Án favoarea arhitecturii centralizate (vezi tabelul centralizator Tab. D15):n flexibilitatea instalaÍiei: nu;n distribuÍia sarcinilor: sarcini punctuale (echipamente de putere mare). ConsideraÍii Án favoarea arhitecturii descentralizate:n flexibilitatea instalaÍiei: da, Án special la reamplasarea punctelor de lucru, etc.;n distribuÍia sarcinilor: sarcini relativ uniform distribuite de putere micŸ.


D21

DistribuÍia sarcinilor

Flexibilitate Sarcini punctuale Sarcini semi distribuite

Sarcini uniform distribuite

FŸrŸ flexibilitateCentralizatŸ DescentralizatŸ

Flexibilitate Án proiectare

Flexibilitate Án executie CentralizatŸ DescentralizatŸ

Flexibilitate Án exploatare

Fig. D16: Racordarea unui generator de rezervŸ.

Alimentarea cu energie electricŸ prin cabluri oferŸ independenÍa circuitelor distincte (iluminat, prize de putere, HVAC, motoare, auxiliare, securitate, etc.), reducÊnd consecinÍele unui defect din punctul de vedere al disponibilitŸÍii energiei electrice. Utilizarea sistemelor de bare capsulate permite combinarea circuitelor Ûi economia de conductor datoritŸ coeficientului de utilizare. Alegerea Ántre cabluri Ûi sistemele de bare capsulate prefabricate, Án funcÍie de coeficientul de utilizare ne permite gŸsirea unui optim economic Ántre costul materialului, costul montajului, Ûi costul exploatŸrii.Cele douŸ arhitecturi sunt adesea combinate.

PrezenÍa generatoarelor de rezervŸ (vezi Fig. D16)Vom discuta aici numai de generatoarele de rezervŸ de JT.Energia electricŸ furnizatŸ de un generator de rezervŸ de JT este produsŸ de un alternator rotit de un motor termic. Energia nu poate fi produsŸ pÊnŸ cÊnd generatorul nu a atins viteza de rotaÍie nominalŸ. Acest tip de dispozitiv nu este deci potrivit ca Ûi sursa de alimentare neÁntreruptibilŸ.În funcÍie de capacitatea generatorului de a alimenta cu energie electricŸ toatŸ instalaÍia sau numai o parte avem de-a face cu redundanÍŸ totalŸ sau parÍialŸ.Un generator de rezervŸ funcÍioneazŸ Án general deconectat de la reÍea. Un dispozitiv de inversare a sursei este deci necesar.Generatorul poate funcÍiona permanent sau intermitent; timpul sŸu de funcÍionare este dependent de cantitatea de combustibil disponibilŸ.

Principalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare la alegerea montajului unui generator de rezervŸ:n sensibilitatea sarcinilor la Ántreruperea alimentŸrii cu energie electricŸ;n existenÍa Ûi performanÍele reÍelei electrice de distribuÍie publicŸ;n alte constrÊngeri (de exemplu generatoarele sunt obligatorii Án spitale sau Án clŸdiri importante).PrezenÍa generatoarelor de rezervŸ este esenÍialŸ dacŸ sarcinile nu acceptŸ Ántreruperi pe duratŸ nedefinitŸ (acceptŸ numai scurte Ántreruperi) sau dacŸ disponibilitatea reÍelei electrice de distribuÍie publicŸ este scŸzutŸ.Pentru determinarea numŸrului necesar de generatoare de rezervŸ se vor folosi aceleaÛi criterii ca Ûi la alegerea numŸrului de transformatoare, ÍinÊnd cont Ûi de consideraÍiile economice Ûi de disponibilitate (redundanÍŸ, siguranÍa pornirii, mentenanÍŸ).

Tab. D15: RecomandŸri pentru arhitectura centralizatŸ sau descentralizatŸ.



D22

7.3 PrezenÍa surselor de alimentare neÁntreruptibile (UPS, Uninterruptible Power Suply)Energia electricŸ de la un UPS este furnizatŸ de o unitate de stocare: baterie sau volant inerÍial. Acest sistem permite prevenirea oricŸrei Ántreruperi Án alimentarea cu energie electricŸ. Timpul de asigurare a alimentŸrii este limitat: de la cÊteva minute pÊnŸ la cÊteva ore.PrezenÍa simultanŸ a generatoarelor de rezervŸ Ûi a unitŸÍilor UPS este utilizatŸ pentru alimentarea permanentŸ a receptoarelor pentru care Ántreruperea alimentŸrii cu energie electricŸ nu este acceptabilŸ (vezi Fig. D17). Timpul de asigurare a alimentŸrii al bateriei sau volantului inerÍial trebuie sŸ fie compatibil cu timpul maxim de pornire Ûi de conectare al generatorului.O unitate UPS poate fi utilizatŸ de asemenea pentru alimentarea cu energie a sarcinilor sensibile la perturbaÍii (generÊnd o tensiune “curatŸ” care este independentŸ de reÍea).Principalele caracteristici care trebuiesc luate Án considerare la decizia instalŸrii unui UPS sunt:n sensibilitatea receptoarelor la Ántreruperile Án alimentarea cu energie;n sensibilitatea receptoarelor la perturbaÍii Án calitatea energiei.DacŸ o Ántrerupere Án alimentarea cu energie este absolut inacceptabilŸ, atunci prezenÍa UPS-urilor este necesarŸ.

Fig. D17: Exemplu de racordare pentru un UPS.

Fig. D18: ConfiguraÍie cu un transformator care debiteazŸ pe o barŸ.

7.4 ConfiguraÍia circuitelor de JTPrincipalele configuraÍii posibile (vezi Fig. D18 la Fig. D25):n ConfiguraÍie cu un transformator care debiteazŸ pe o barŸ: Aceasta este cea mai simplŸ Ûi mai folositŸ configuratie. O sarcinŸ este conectatŸ la o singurŸ sursŸ. AceastŸ configuraÍie furnizeazŸ un nivel de disponibilitate minimŸ, deoarece nu existŸ nici o redundanÍŸ Án cazul defectŸrii sursei de putere.n ConfiguraÍie cu douŸ transformatoare care debiteazŸ pe aceeaÛi barŸ: Alimentarea cu energie electricŸ este asiguratŸ de douŸ transformatoare alimentate din aceeaÛi linie de medie tensiune. Atunci cÊnd transformatoarele sunt apropiate ele debiteazŸ Án paralel Án acelaÛi TGJT.n VariantŸ: ConfiguraÍie cu douŸ transformatoare care debiteazŸ pe douŸ bare interconectate cu o cuplŸ normal deschisŸ. Pentru a creÛte disponibilitatea Án cazul unui defect pe barŸ, precum Ûi pentru a permite mentenanÍa unui transformator este posibil sŸ secÍionam bara de medie tensiune Án douŸ pŸrÍi interconectate printr-o cuplŸ normal deschisŸ. AceastŸ configuraÍie poate solicita un dispozitiv de anclanÛare automatŸ a rezervei (ATS, Automatic Transfer Switch).n Tablouri secundare: ConÍin o serie de circuite care pot fi conectate la TGJT. Conexiunea poate fi ÁntreruptŸ la nevoie (suprasarcinŸ, funcÍionare pe generator, etc.).

Fig. D20: ConfiguraÍie cu douŸ transformatoare care debiteazŸ pe douŸ bare interconectate cu o cuplŸ normal deschisŸ.

Fig. D19: ConfiguraÍie cu douŸ transformatoare care debiteazŸ pe aceeaÛi barŸ.


D23Fig. D21: Tablouri secundare.

Fig. D22: Tablouri interconectate.

Fig. D23: Tablouri buclate.

Fig. D24: Alimentare din douŸ surse cu anclanÛare automatŸ a rezervei.

Fig. D25: Exemple de configuraÍii combinate: 1: Transformator care debiteazŸ pe o barŸ, 2: Tablouri interconectate, 3: ConfiguraÍie cu douŸ surse.

n Dulapuri interconectate: DacŸ transformatoarele sunt amplasate din punct de vedere fizic la distanÍŸ unul faÍŸ de celŸlalt, ele pot fi interconectate printr-obarŸ capsulatŸ prefabricatŸ. În acest fel o sarcinŸ criticŸ poate fi alimentatŸ de un transformator sau de celŸlalt, disponibilitatea energiei electrice fiind deci ÁmbunŸtŸÍitŸ Án cazul defectŸrii unei surse. RedundanÍa poate fi:o totalŸ: fiecare transformator este capabil sŸ alimenteze Ántreaga instalaÍie;o parÍialŸ: fiecare transformator este capabil sŸ alimenteze numai o parte din instalaÍie. În acest caz o parte din consumatori trebuiesc deconectaÍi Án cazul Án care un transformator se defecteazŸ.n ConfiguraÍie buclatŸ (Án inel): Aceasta poate fi consideratŸ o extensie a configuraÍiilor cu tablouri interconectate. De obicei patru transformatoare conectate la aceeaÛi linie de medie tensiune alimenteazŸ un inel constituit din bare capsulate. Astfel o sarcinŸ datŸ poate fi alimentatŸ din mai multe surse. AceastŸ configuraÍie este potrivitŸ instalaÍiilor extinse cu o mare densitate a sarcinilor (Án kVA/m2). DacŸ toate receptoarele pot fi alimentate din trei transformatoare atunci existŸ redundanÍŸ totalŸ Án cazul defectŸrii unui singur transformator. De fapt fiecare barŸ poate fi alimentatŸ cu energie electricŸ pe la unul din capete. În caz contrar trebuie luatŸ Án considerare o descŸrcare a sarcinii (consumatorii neesenÍiali). AceastŸ configuraÍie solicitŸ proiectarea unui plan al protecÍiilor dedicat pentru a se asigura selectivitatea Án cazul apariÍiei oricŸrui tip de defect.n ConfiguraÍie cu douŸ surse: AceastŸ configuraÍie este utilizatŸ Án cazul Án care este necesarŸ o disponibilitate maximŸ. Principiul implicŸ existenÍa a douŸ surse independente cum ar fi:o douŸ transformatoare alimentate din linii de MT diferite;o un transformator Ûi un generator;o un transformator Ûi un UPS.Un dispozitiv AAR de anclanÛare automatŸ a rezervei (ATS, Automatic Transfer Switch) este utilizat pentru a se evita punerea Án paralel a surselor. AceastŸ configuraÍie permite efectuarea mentenanÍei preventive Ûi corective Án amontele reÍelei de distribuÍie electricŸ fŸrŸ Ántreruperea receptoarelor.n ConfiguraÍii combinate: O instalaÍie poate fi compusŸ din cÊteva subansambluri cu configuraÍii diferite corespunzÊnd cerinÍelor de disponibilitate pentru diferite tipuri de receptoare. De exemplu generatoare sau UPS-uri, alese pentru diferite secÍii de barŸ; anumite sectoare alimentate prin cabluri Ûi anumite sectoare alimentate prin bare capsulate.



D24

Pentru diferitele configuraÍii posibile, cele mai probabile Ûi uzuale seturi de caracteristici sunt date Án urmŸtorul tabel:

ConfiguraÍii


RadialŸ DublatŸ SecundarŸ Tablouri interconectate

BuclŸ DouŸ surse

Topologia amplasamentului

Oricare Oricare Oricare 1 nivel5 la 25000 m2

1 nivel5 la 25000 m2

Oricare

MŸrimea obiectivului Oricare Oricare Oricare Mediu sau mare Mediu sau mare Oricare

Mentenabilitate MinimŸ Standard MinimŸ Standard Standard ÎmbunŸtŸÍitŸ

Necesarul de putere < 2500 kVA Oricare Oricare u 1250 kVA > 2500 kVA Oricare

DistribuÍia sarcinilor Sarcini punctuale Sarcini punctuale Sarcini punctuale Sarcini intermediare sau uniform distribuite

Sarcini uniform distribuite

Sarcini punctuale

Sensibilitatea la Ántreruperi

AcceptŸ Ántreruperi lungi


Neimportante AcceptŸ Ántreruperi lungi


AcceptŸ Ántreruperi scurte sau nu acceptŸ Ántreruperi

Sensibilitatea la perturbaÍii Sensibilitate micŸ Sensibilitate mare Sensibilitate micŸ Sensibilitate mare Sensibilitate mare Sensibilitate mare

Alte constrÊngeri / / / / / Receptoare alimentate din douŸ surse


D25

8 Alegerea echipamentului

Alegerea echipamentului este a treia etapŸ Án proiectarea unei instalaÍii electrice. În aceastŸ etapŸ se vor selecta echipamentele din cataloagele fabricanÍilor. Alegerea soluÍiilor tehnologice derivŸ din alegerea arhitecturii.

Lista echipamentelor ce se vor lua Án considerare:n posturi de transformare MT/JT;n echipament de MT;n transformatoare;n dulapuri de joasŸ tensiune;n bare capsulate;n unitŸÍi UPS;n echipament de compensare a energiei reactive Ûi filtrarea armonicelor.

Criterii de luat Án considerare:n atmosfera, mediul;n indicele de serviciu;n disponibilitatea ofertelor Án fiecare ÍarŸ;n cerinÍele furnizorilor;n alegerea anterioarŸ a arhitecturii.Alegerea echipamentului este legatŸ Án principiu de oferta disponibilŸ Án ÍarŸ. Acest criteriu ia Án considerare disponibilitatea anumitor game de echipament sau suportul tehnic local. SelecÍia detaliatŸ a acestui echipament nu este prezentatŸ Án acest document.


D26

9 RecomandŸri pentru optimizarea arhitecturii

RecomandŸrile urmŸtoare trebuie sŸ ajute proiectanÍii Án ÁmbunŸtŸÍirea criteriilor de evaluare ale arhitecturilor.

9.1 Munca pe ÛantierPentru a corespunde cerinÍelor aplicaÍiilor “critice” sau “speciale” este recomandat sŸ limitŸm incertitudinile aplicÊnd urmŸtoarele recomandŸri:n utilizaÍi soluÍii Ûi echipamente testate Ûi validate de cŸtre producŸtori (tablouri “funcÍionale” sau tablouri “de fabricant”) alese Án funcÍie de criticitatea instalaÍiei;n preferaÍi instalarea unui produs pentru care existŸ o reÍea de distribuÍie de Áncredere Ûi pentru care este posibilŸ obÍinerea unui suport tehnic local (fabricant implantat corespunzŸtor);n preferaÍi utilizarea echipamentelor prefabricate (posturi de transformare MT/JT, bare capsulate prefabricate) Án scopul limitŸrii volumului operaÍiilor executate pe Ûantier;n limitaÍi varietatea echipamentului instalat (de exemplu gamele de puteri ale transformatoarelor);n evitaÍi utilizarea de echipament de la mai mulÍi fabricanÍi.

9.2 Impactul asupra mediuluiOptimizarea estimŸrilor impactului asupra mediului a instalaÍiilor electrice va include reducerea:n pierderilor de energie la sarcinŸ nominalŸ Ûi Án gol Án timpul funcÍionŸrii;n global, a masei materialelor utilizate pentru realizarea instalaÍiei.Luate separat Ûi analizÊnd un singur echipament cele douŸ obiective pot pŸrea contradictorii. Atunci cÊnd este aplicatŸ Ántregii instalaÍii este posibil sŸ concepem o instalaÍie care sŸ contribuie la ambele obiective. InstalaÍia optimŸ nu trebuie sŸ fie deci suma echipamentelor optime luate separat ci un rezultat al optimizŸrilor aplicate asupra Ántregii instalaÍii.Figura D26 dŸ un exemplu asupra contribuÍiei fiecŸrei categorii de echipament la masa totalŸ Ûi la disiparea de energie pentru o instalaÍie de 3500 kVA amplasatŸ pe o suprafaÍŸ de 10000 m2.

Fig. D26: Exemplu de repartiÍie a greutŸÍii materialului Ûi a pierderilor de energie pe fiecare categorie de echipament.

Principalele contribuÍii la pierderile operaÍionale Ûi la greutatea echipamentelor utilizate le au, deci, cablurile de JT Ûi barele capsulate preafabricate ÁmpreunŸ cu transformatoarele de putere MT/JT.Optimizarea arhitecturii instalaÍiilor pentru conformitatea cu cerinÍele de mediu va implica:n reducerea lungimii circuitelor JT din instalaÍie;n gruparea circuitelor comune oriunde este posibil pentru a profita de factorul de simultaneitate ks (vezi capitolul A: “Reguli generale de proiectare a instalaÍiilor electrice”, paragraful 4 “Puterea cerutŸ de o instalaÍie electricŸ”, subparagraful 4.3 “Estimarea cererii maxime de putere aparentŸ”.

D27

Obiective Resurse

Reducerea lungimii circuitelor de JT

Plasarea posturilor de transformare MT/JT pe cÊt posibil aproape de centrul de greutate al sarcinilor ce urmeazŸ sŸ fie alimentate

Gruparea circuitelor de JT Atunci cÊnd factorul de simultaneitate ks al grupului de sarcini ce urmeazŸ a fi alimentate este mai mic decÊt 0,7 atunci gruparea circuitelor ne permite sŸ limitŸm volumul conductoarelor ce alimenteazŸ cu energie electricŸ aceste sarcini. În termeni reali aceasta implicŸ:n prevederea de tablouri electrice intermediare plasate pe cÊt posibil aproape de centrul de greutate al grupului de sarcini ce urmeazŸ a fi alimentate;n prevederea de bare capsulate prefabricate plasate pe cÊt posibil Án vecinŸtatea grupurilor de sarcini distribuite.CŸutarea soluÍiilor optime poate conduce la cÊteva scenarii de grupare.În toate cazurile reducerea distanÍei Ántre centrul de greutate al grupului de sarcini Ûi echipamentul care le alimenteazŸ cu energie electricŸ permite reducerea impactului de mediu.

Ca un exemplu Fig. D28 aratŸ impactul grupŸrii circuitelor Án cazul reducerii distanÍei Ántre centrul de greutate a sarcinilor dintr-o instalaÍie Ûi sursele de putere (poziÍia TGJT este fixŸ). Exemplul priveÛte o fabricŸ de Ámbuteliere apŸ mineralŸ.n poziÍia TGJT este impusŸ Án afara clŸdirii principale din considerente de accesibilitate Ûi mediu coroziv;n puterea instalatŸ este Án jur de 4 MVA.În soluÍia numŸrul 1 circuitele sunt distribuite pentru fiecare atelier.În soluÍia numŸrul 2 circuitele sunt distribuite dupŸ procesele funcÍionale (liniile de producÍie).

SoluÍie PoziÍia centrului de greutate

Nr. 1

Nr. 2

Fig. D28: Exemplu de poziÍionare a centrului de greutate.


Tab. D27: Optimizarea Án conformitate cu cerinÍele de mediu: Obiective Ûi Resurse.


D28

FŸrŸ a schimba configuraÍia echipamentului electric, cea de-a doua soluÍie permite obÍinerea unor economii de aproximativ de 15% din greutatea cablurilor de joasŸ tensiune ce urmeazŸ a fi instalate (cÊÛtiguri Án lungime) Ûi o utilizare mai uniformŸ a puterii transformatorului.Pentru a finaliza optimizarea Án termeni de arhitecturŸ o contribuÍie importantŸ o au Ûi urmŸtorii factori:n compensarea energiei reactive pentru a limita pierderile Án transformatoare Ûi, dacŸ compensarea este distribuitŸ, Án circuitele de joasŸ tensiune,n utilizarea transformatoarelor cu pierderi reduse;n utilizarea aluminiului ca material conductor Án traseele de bare capsulate prefabricate deoarece resursele naturale ale acestui metal sunt mai mari.

9.3 Volumul mentenanÍei preventiveRecomandŸri pentru reducerea volumului mentenanÍei preventive:n consideraÍi aceleaÛi recomandŸri ca Ûi pentru reducerea muncii pe Ûantier;n orientaÍi munca de mentenanÍŸ asupra circuitelor critice;n alegeÍi echipamente standardizate raÍionalizate;n utilizaÍi echipament proiectat pentru atmosferŸ severŸ deoarece solicitŸ mai puÍinŸ mentenanÍŸ.

9.4 Disponibilitatea energiei electriceRecomandŸri pentru ÁmbunŸtŸÍirea disponibilitŸÍii energiei electrice:n reduceÍi numŸrul de plecŸri pe tablou de distribuÍie pentru a limita efectele unui defect posibil al tabloului;n distribuiÍi circuitele Án raport cu cerinÍele de disponibilitate;n utilizaÍi echipament conform cu cerinÍele (vezi indicele de serviciu, subcapitolul 4.2);n urmaÍi ghidul de selecÍie propus pentru etapele 1 Ûi 2 (vezi Fig. D3 de la pag. D5).RecomandŸri pentru creÛterea nivelului disponibilitŸÍii:n evoluaÍi de la o configuraÍie radialŸ cu un transformator la o configuraÍie radialŸ cu douŸ transformatoare;n evoluaÍi de la o configuraÍie radialŸ cu douŸ transformatoare la o configuraÍie cu douŸ surse;n evoluaÍi de la o configuraÍie cu douŸ surse la o configuraÍie neÁntreruptibilŸ cu unitate UPS Ûi anclanÛare automatŸ a rezervei;n cresteÍi nivelul mentenanÍei - reduceÍi MTTR (Mean Time To Repair, Media Timpului unei ReparaÍii), creÛteÍi MTBF (Mean Time Between Failure, Media Timpului de BunŸ FuncÍionare).


D29

10 Glosar

ArhitecturŸ: alegerea unei scheme monofilare Ûi a unei soluÍii tehnologice pentru conectarea la reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ prin circuite electrice de putere.

DistribuÍie principalŸ MT/JT: nivelul superior al arhitecturii, de la punctul de conectare la reÍea pÊnŸ la echipamentul de distribuÍie principal (TGJT sau echivalent).

TGJT - Tablou general de joasŸ tensiune: tabloul principal din avalul transformatoarelor MT/JT care este punctul de pornire al circuitelor electrice de distribuÍie din instalaÍie.

DistribuÍie de putere de JT: nivel intermediar al arhitecturii, din avalul nivelului principal pÊnŸ la ieÛirea din tablourile electrice intermediare.

DistribuÍie terminalŸ de JT: nivelul inferior al arhitecturii, din avalul tablourilor electrice intermediare pÊnŸ la receptoare. Acest nivel al distribuÍiei nu este tratat Án aceastŸ lucrare.

SchemŸ monofilarŸ: diagrama electricŸ schematicŸ pentru reprezentarea principalelor echipamente electrice Ûi a conexiunilor Ántre ele.

Post de transformare MT/JT, punct de conexiuni: incinte grupÊnd echipamente de medie tensiune Ûi/sau transformatoare MT/JT. În funcÍie de tehnologia echipamentelor Ûi de topologia obiectivului echipamentele pot fi amplasate Án aceeaÛi camerŸ sau Án camere diferite. În anumite ÍŸri (printre care Ûi RomÊnia) distribuÍia se poate face din postul de transformare.

SoluÍie tehnologicŸ: rezultatul alegerilor tehnologice pentru subansamblul unei instalaÍii dintre diferitele produse Ûi echipamente propuse de fabricant.

Caracteristici: date tehnice sau de mediu referitoare la instalaÍii, permiÍÊnd alegerea celei mai potrivite arhitecturi.

Criterii: parametrii pentru evaluarea instalaÍiei, permiÍÊnd alegerea arhitecturii cele mai potrivite pentru nevoile clientului.


D30

11 Programul de calcul ID-Spec

ID-Spec este un nou program de calcul al cŸrui scop este sŸ ajute proiectantul sŸ realizeze mai uÛor Ûi mai profesional prima fazŸ a proiectŸrii argumentÊnd temeinic deciziile principale.Proiectantul este Ándrumat Án selectarea schemei monofilare adecvate pentru distribuÍia de putere principalŸ, intermediarŸ Ûi finalŸ a instalaÍiei proiectate. De asemenea poate selecta uÛor echipamentul tehnologic Ûi caracteristicile principale ale acestuia. SpecificaÍiile corespondente sunt generate automat, inclusiv schema monofilarŸ Ûi argumentele pentru care a fost aleasŸ precum Ûi lista de specificaÍii a echipamentului corespondent ales. Astfel o primŸ variantŸ argumentatŸ a proiectului va putea fi realizatŸ Ûi prezentatŸ clientului Ántr-un termen foarte scurt.Acest program de calcul este disponibil Ûi Án limba romÊnŸ.

E1

Capitolul EDistribuÍia Án instalaÍii de joasŸ tensiune

Cuprins

Scheme de tratare a neutrului E2 1.1 Legarea la pŸmÊnt E2

1.2 Definirea schemelor standardizate de tratare a neutrului E3

1.3 Caracteristicile sistemelor TT, TN Ûi IT E6

1.4 Criterii de selecÍie pentru sistemele TT, TN Ûi IT E8

1.5 Alegerea Ûi implementarea sistemului de tratare a neutrului E10

1.6 Instalarea Ûi mŸsurarea prizei de pŸmÊnt E11

Sisteme de instalare E15 2.1 Tablouri de distribuÍie E15

2.2 Cabluri Ûi bare capsulate prefabricate E18

InfluenÍe externe (CEI 60364-5-51) E25 3.1 DefiniÍii Ûi standarde de referinÍŸ E25

3.2 Clasificare E25

3.3 Lista influenÍelor externe E25

3.4 Grade de protecÍie pentru echipament: codurile IP Ûi IK E28

1

2

3

E2

E - DistribuÍia Án instalaÍii de joasŸ tensiune 1 Scheme de tratare a neutrului

1.1 Legarea la pŸmÊntDefiniÍiiStandardele naÍionale Ûi internaÍionale (CEI 60364) definesc clar diferitele elemente ale legŸturilor la pŸmÊnt. UrmŸtorii termeni sunt utilizaÍi Án mod curent Án industrie sau Án literatura de specialitate. Numerele din parantezŸ se referŸ la Figura E1:n Priza de pŸmÊnt (1): un conductor sau un grup de conductoare Án contact direct Ûi asigurÊnd o conexiune electricŸ cu pŸmÊntul (conform detaliilor din subparagraful 1.6 al capitolului E); n PŸmÊnt: masa conductoare a pŸmÊntului al cŸrui potenÍial electric, Án orice punct, este considerat prin convenÍie egal cu zero;n Priza de pŸmÊnt separatŸ: prize de pŸmÊnt localizate la o astfel de distanÍŸ una faÍŸ de cealaltŸ ÁncÊt curentul maxim care circulŸ printr-una dintre ele nu afecteazŸ semnificativ potenÍialul celeilalte;n RezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt: rezistenÍa de contact dintre electrodul prizei de pŸmÊnt Ûi pŸmÊnt;n Conductoarele de legare la pŸmÊnt (2): un conductor de protecÍie care leagŸ conductorul principal (centura) de ÁmpŸmÊntare (6) a instalaÍiei la priza de pŸmÊnt (1) sau alt mijloc de punere la pŸmÊnt (de exemplu sisteme TN);n PŸrÍi expuse conductoare: o parte conductoare a echipamentului care poate fi atinsŸ Ûi care, Án mod normal nu e sub tensiune, dar care poate ajunge sub tensiune Án mod accidental; n Conductor de protecÍie (3): un conductor folosit pentru anumite mŸsuri de protecÍie contra Ûocurilor electrice Ûi care este destinat a asigura legarea urmŸtoarelor elemente: o pŸrÍi expuse conductoare,o pŸrÍi conductoare neimportante,o conductorul principal de legare la pŸmÊnt,o prizŸ de pŸmÊnt,o punctul de legare la pŸmÊnt al sursei, sau un punct de neutru artificial;n PŸrÍi conductoare neimportante: o parte conductoare susceptibila de a prezenÍa un potenÍial propriu, Án general potenÍialul pŸmÊntului Ûi care nu face parte din instalaÍia electricŸ (4). De exemplu:o podele Ûi pereÍi neizolaÍi, cadrul de metal al clŸdirii,o conducte de metal pentru apŸ, gaz, ÁncŸlzire, aer comprimat, etc. Ûi materialele metalice asociate cu acestea; n Conductor pentru egalizarea potenÍialelor (5): un conductor de protecÍie care asigurŸ legŸtura Ántre diversele elemente, creÊnd o reÍea de echipotenÍialitate;n Centuri interioare pentru egalizarea potenÍialelor (6): bornŸ sau barŸ prevŸzutŸ pentru legarea conductoarelor de protecÍie, incluzÊnd conductoarele de legŸturŸ de echipotenÍialitate Ûi orice conductoare de legŸturŸ cu elementele de ÁmpŸmÊntare.

LegŸturi LegŸtura principalŸ de egalizare a potenÍialelor LegŸtura echipotenÍialŸ (prin conductoare de protecÍie) se realizeazŸ cu scopul de a se asigura protecÍia Án cazul Án care o parte intermediarŸ (de exemplu o conductŸ de gaz) este adusŸ Án mod accidental la un potenÍial periculos, dintr-o cauzŸ externŸ, pentru ca sŸ nu aparŸ nici o diferenÍŸ de potenÍial Ántre pŸrÍile conductoare externe ale instalaÍiei. LegŸtura trebuie efectuatŸ cÊt se poate de aproape de punctul de intrare Án clŸdire, Ûi anume la centura de egalizare a potenÍialelor (6).Uneori, legarea la pŸmÊnt a cŸmŸÛii metalice (blindajului) a cablurilor de comunicaÍii, cere autorizarea din partea proprietarului cablurilor.

LegŸturi echipotenÍiale suplimentareAceste conexiuni sunt menite sŸ lege toate pŸrÍile intermediare Ûi toate masele externe accesibile simultan. Aceasta este necesar atunci cÊnd nu se Ándeplinesc condiÍiile corecte de protecÍie, adicŸ conductoarele pentru egalizarea potenÍialelor prezintŸ o rezistenÍŸ inacceptabil de mare.

Legarea pŸrÍilor conductoare expuse la priza de pŸmÊntLegarea este fŸcutŸ prin conductoare de protecÍie cu scopul de a asigura o cale de rezistenÍŸ micŸ pentru curenÍii de defect care circulŸ spre pŸmÊnt.

Componente (vezi Tabelul E2)

Legarea eficientŸ la pŸmÊnt a tuturor pieselor de metal accesibile Ûi maselor utilajelor Ûi echipamentelor electrice sunt esenÍiale pentru protecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice.

Într-o clŸdire, conectarea tuturor pŸrÍilor metalice ale clŸdirii Ûi a pŸrÍilor conductoare expuse ale echipamentelor la priza de pŸmÊnt a clŸdirii previne apariÍia accidentalŸ a unor tensiuni periculoase Ántre douŸ piese metalice accesibile simultan.

Fig. E1: Exemplul unui bloc de locuinÍe Án care piesa dedistribuÍie echipotenÍialŸ (6) furnizeazŸ conexiunile echipotenÍiale principale, iar eclisa de separaÍie (7) permite mŸsurarea prizei de pŸmÊnt.

E3

1.2 Definirea schemelor standardizate de tratare a neutruluiAlegerea acestor scheme determinŸ mŸsurile necesare pentru protecÍia Ámpotriva contactelor accidentale.ExistŸ trei opÍiuni principale pentru proiectantul unei instalaÍii de distribuÍie electricŸ:n tipul conexiunilor sistemului electric (Án general a conductorului neutru) Ûi a pŸrÍilor expuse la priza de pŸmÊnt;n utilizarea unui conductor de protecÍie separat (PE) sau a unui conductor de protecÍie comun cu conductorul neutru (PEN);n utilizarea pentru protecÍia la punere la pŸmÊnt a protecÍiei maximale de curent a Ántreruptoarelor automate de JT, care vor sesiza Ûi elimina doar curenÍii relativ mari, sau utilizarea unor relee adiÍionale capabile sŸ detecteze Ûi sŸ elimine curenÍii mult mai mici de defect al izolaÍiei cŸtre pŸmÊnt.În practicŸ aceste opÍiuni au fost grupate Ûi standardizate aÛa cum se explicŸ Án cele ce urmeazŸ.Fiecare din aceste opÍiuni conduce la un sistem de tratare a neutrului cu avantaje Ûi dezavantaje:n legarea ÁmpreunŸ a pŸrÍilor conductoare expuse ale echipamentelor Ûi a conductorului neutru la conductorul de protecÍie PE duce la echipotenÍialitate Ûi la reducerea supratensiunilor dar mŸreÛte curenÍii de defect la pŸmÊnt;n un conductor de protecÍie separat este mai costisitor, chiar dacŸ are secÍiune micŸ, dar este mult mai puÍin probabil sŸ fie poluat cu armonici sau goluri de tensiune decÊt conductorul neutru. Se evitŸ apariÍia curenÍilor de scurgere la pŸmÊnt Án pŸrÍile conductoare neesenÍiale;n instalarea releelor diferenÍiale reziduale sau a dispozitivelor de monitorizare a izolaÍiei ÁnseamnŸ o protecÍie mult mai sensibilŸ care permite Án multe cazuri eliminarea defectelor Ánainte de apariÍia daunelor importante (arderea motoarelor, incendii, electrocutŸri). ProtecÍia oferitŸ este, Án plus, independentŸ Ûi trebuie avutŸ Án vedere la schimbŸrile dintr-o instalaÍie existentŸ.

Tab. E2: Lista pŸrÍilor expuse conductoare Ûi a pŸrÍilor conductoare neimportante.

1 Scheme de tratare a neutrului

PŸrÍi componente ce vor fi considerate ca:pŸrÍi expuse conductoare pŸrÍi conductoare neimportante Canale de cabluri Elemente utilizate Án construcÍia clŸdirii n conducte n metal sau beton armat: n cabluri armate Ûi nearmate o structura de oÍel n cabluri izolate cu manta metalicŸ o metal pentru armareAparat de comutaÍie o panouri prefabricate n partea fixŸ a unui aparat de n finisarea suprafeÍelor: comutaÍie debrosabil o podele Ûi pereÍi de beton armat fŸrŸDispozitive finisŸri ulterioare n pŸrÍi expuse metalice ale aparatelor o suprafeÍe pardositecu izolaÍie de clasŸ 1 n acoperiri metalice:Elemente neelectrice o acoperiri metalice ale pereÍilorn elemente metalice asociate traseelor UtilitŸÍi ale clŸdirilor altele decÊt cele electrice: de cabluri (jgheaburi, rastele de cabluri, etc.) n Íevi metalice, conducte pentru gaz, apŸ n obiecte metalice: n componente metalice asociate: boilere, o apropiate conductoarelor aeriene sau barelor rezervoare, radiatoare o Án contact cu echipamentul electric n accesorii metalice Án bŸi n hÊrtie metalizatŸ PŸrÍi componente ce nu vor fi considerate ca:pŸrÍi expuse conductoare pŸrÍi conductoare neimportante Diverse canale de serviciu, ghene, etc n pardoseli din lemn n conducte fabricate din material izolant n podele acoperite cu covoare de cauciuc n forme de lemn sau alt material izolant sau cu linoleum n conductoare Ûi cabluri fŸrŸ armaturi metalice n pereÍi de rigipsAparate de comutaÍie n pereÍi de cŸrŸmidŸ n carcase confecÍionate din material izolant n covoare Ûi tapiseriiDispozitive n toate aparatele care au clasa 2 de izolaÍie Án funcÍie de tipul carcasei exterioare

Diferitele scheme de legare la pŸmÊnt (referitoare la tipul sistemului de alimentare sau al sistemului de tratare a neutrului) caracterizeazŸ modul de legare la pŸmÊnt a instalaÍiei din avalul ÁnfŸÛurŸrii secundare a unui transformator MT/JT, precum Ûi mijloacele utilizate pentru punerea la pŸmÊnt a pŸrÍilor conductoare expuse ale instalaÍiei de JT alimentate de acesta.

E4

E - DistribuÍia Án instalaÍii de joasŸ tensiune

Sistemul TT (neutru legat la pŸmÊnt) (vezi Fig. E3)Punctul neutru al sursei de alimentare este legat direct la pŸmÊnt. Toate pŸrÍile expuse conductoare Ûi pŸrÍile conductoare neesenÍiale sunt legate la priza de pŸmÊnt separatŸ ale instalaÍiei. AcestŸ prizŸ de pŸmÊnt poate fi sau nu electric independentŸ faÍŸ de priza de pŸmÊnt a sursei. Zonele de influenÍŸ pot interfera fŸrŸ a influenÍa funcÍionarea dispozitivelor de protecÍie.

Sistemul TN (pŸrÍile conductoare expuse legate la neutru)Sursa este legatŸ la pŸmÊnt Án acelaÛi mod ca Ûi Án schema TT. În instalaÍie toatepŸrÍile expuse conductoare Ûi pŸrÍile conductoare neesenÍiale sunt legate la conductorul neutru. În continuare sunt prezentate mai multe versiuni ale schemelor TN.

Sistemul TN-C (vezi Fig. E4)Conductorul neutru are Ûi funcÍia de conductor de protecÍie, fiind numit conductor PEN (conductor de protecÍie Ûi nul). AceastŸ schemŸ nu este permisŸ pentru conductoare din cupru cu secÍiune sub 10 mm2 (16 mm2 pentru aluminiu) sau pentru echipament portabil.Schema TN-C cere stabilirea unei zone eficiente de echipotenÍialitate, cu dispunerea pe cÊt posibil echidistantŸ a prizelor de pŸmÊnt deoarece conductorul PEN este Ûi conductor neutru Ûi deci transportŸ Án acelaÛi timp curenÍii generaÍi de sarcinile dezechilibrate ca Ûi armonicile de ordin 3 (Ûi multiplii lor).De aceea, suplimentar conductorul PEN trebuie conectat la mai multe prize de pŸmÊnt Án aceeaÛi instalaÍie.Atentie: În sistemul TN-C, funcÍia “conductor de protecÍie” are prioritate asupra funcÍiei “conductor neutru”. În particular un conductor PEN trebuie conectat Ántotdeauna la terminalul de ÁmpŸmÊntare al unui receptor Ûi un Ûtrap este folosit pentru a conecta acest terminal la terminalul de neutru.

Sistemul TN-S (vezi Fig. E5)Sistemul TN-S (5 conductoare) este obligatoriu pentru circuite cu conductoare de secÍiune mai micŸ decÊt 10 mm2 Ûi pentru echipamentele portabile. Conductorul de protecÍie Ûi conductorul neutru sunt separate. În reÍelele subterane unde existŸ cabluri armate cu bandŸ de oÍel, conductorul de protecÍie este banda de oÍel.

Sistemul TN-C-S (vezi Fig. E6 de mai jos Ûi Fig. E7 de pe pagina urmŸtoare).Schemele TN-C Ûi TN-S pot fi utilizate simultan Án aceeaÛi instalaÍie. În schemele TN-C-S, schema TN-C (4 conductoare) nu poate fi folositŸ niciodatŸ Án aval de schema TN-S (5 conductoare) deoarece o Ántrerupere accidentalŸ a neutrului Án amonte va conduce la o Ántrerupere a conductorului de protecÍie Án aval Ûi deci la un potenÍial pericol.

Fig. E3: Sistemul TT.

Fig. E4: Sistemul TN-C.

Fig. E5: Sistemul TN-S.

Fig. E6: Sistemul TN-C-S.


E5Sistemul IT (neutru izolat sau legat la pŸmÊnt prin impedanÍŸ) Sistemul IT (neutru izolat)Nu conÍine nici o legŸturŸ Ántre punctul de neutru al sursei Ûi pŸmÊnt (vezi Fig. E8).PŸrÍile expuse conductoare Ûi pŸrÍile conductoare neesenÍiale ale instalaÍiei sunt legate la priza de pŸmÊnt. În practicŸ toate circuitele au o impedanÍŸ de scurgere la pŸmÊnt, deoarece nici o izolaÍie nu este perfectŸ. În paralel cu aceste trasee de scurgere, cu caracter rezistiv (rezistenÍŸ distribuitŸ) existŸ o cale de curent capacitiv, cele douŸ elemente definind ÁmpreunŸ impedanÍa normalŸ de scurgere la pŸmÊnt (vezi Fig. E9).

Exemplu (vezi Fig. E10) Într-un sistem de JT trifazat cu 3 conductoare, 1 Km de cablu are impedanÍŸ de scurgere determinatŸ de C1, C2, C3 Ûi R1, R2, R3 echivalentŸ cu existenÍa unei impedanÍe Ántre punctul de neutru Ûi pŸmÊnt: Zct de la 3000 la 4000 Ω, fŸrŸ a socoti capacitanÍele de filtrare ale dispozitivelor electronice.

Sistemul IT (neutru legat la pŸmÊnt prin impedanÍŸ)O impedanÍŸ Zs (de valoare de la 1000 la 2000 Ω) este conectatŸ permanent Ántre punctul de neutru al ÁnfŸÛurŸrii de JT a transformatorului Ûi pŸmÊnt (vezi Fig. E11).Toate pŸrÍile expuse conductoare Ûi pŸrÍile conductoare neesenÍiale sunt legate la o prizŸ de pŸmÊnt. RaÍiunea pentru aceastŸ formŸ de punere la pŸmÊnt a sursei de alimentare este de a fixa potenÍialul unei porÍiuni de reÍea Án raport cu pŸmÊntul (Zs este micŸ Án raport cu impedanÍa de scurgere) Ûi de a reduce nivelul supratensiunilor Án raport cu pŸmÊntul, cum ar fi cele transmise prin ÁnfŸÛurarea de MT, cele de naturŸ electrostaticŸ, etc. Uneori acest fapt produce o uÛoarŸ creÛtere a nivelului curentului de defect.

Fig. E7: Conectarea conductorului PEN in sistemul TN-C.

Fig. E8: Sistemul IT (neutru izolat).

Fig. E9: Sistemul IT (neutru izolat).

Fig. E10: ImpedanÍa echivalentŸ cu impedanÍa circuitului de scurgere Ántr-un sistem IT. Fig. E11: Sistemul IT (neutru legat la pŸmÊnt prin impedanÍŸ).


E6


1.3 Caracteristicile sistemelor TT, TN Ûi ITSistemul TT (vezi Fig. E12)NotŸ: DacŸ pŸrÍile conductoare expuse sunt legate la pŸmÊnt Ántr-un numŸr de puncte, cÊte un dispozitiv RCD trebuie instalat pentru fiecare set de circuite conectat la o prizŸ de pŸmÊnt.

Caracteristici principalen Cea mai simplŸ soluÍie din punct de vedere al proiectŸrii Ûi realizŸrii. UtilizatŸ pentru instalaÍii alimentate direct din reÍeaua de JT de distribuÍie publicŸ.n Nu necesitŸ monitorizare permanentŸ Án timpul funcÍionŸrii (poate fi necesarŸ o verificare periodicŸ a dispozitivelor RCD).n ProtecÍia este asiguratŸ de dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD, Residual Current Device) care previn de asemenea riscul de incendiu atunci cÊnd sunt setate la o valoare mai micŸ de 500 mA.n Fiecare defect de izolaÍie conduce la o Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ dar Ántreruperea este limitatŸ la circuitul defect prin instalarea RCD-uri selective (Án serie) sau a celor de selectare a circuitelor (paralel).n Sarcinile sau pŸrÍile din instalaÍie care, Án timpul funcÍionŸrii normale, pot cauza scurgeri de curent la pŸmÊnt, necesitŸ mŸsuri speciale pentru evitarea declanÛŸrilor intempestive precum alimentarea sarcinilor printr-un transformator de separaÍie sau utilizarea unui RCD dedicat (vezi secÍiunea 5.1 din capitolul F).

Sistemul TT :n tehnica pentru protecÍia persoanelor: toate pŸrÍile expuse conductoare sunt legate la pŸmÊnt Ûi sunt utilizate dispozitive de curent diferenÍial rezidual;n tehnica de exploatare: Ántrerupere la primul defect de izolaÍie.

Sistemul TN :n tehnica pentru protecÍia persoanelor:o interconectarea Ûi legarea la pŸmÊnt a pŸrÍilor expuse conductoare Ûi a neutrului este obligatorie,o Ántreruperea la primul defect utilizÊnd protecÍia maximalŸ de curent (Ántreruptoare automate sau fuzibile);n tehnica de exploatare: Ántreruperea la primul defect de izolaÍie.

Fig. E12: Sistemul TT.

Sistemul TN (vezi Fig. E13 Ûi Fig. E14)Caracteristici principalen În general sistemul TN:o necesitŸ instalarea de prize de pŸmÊnt la anumite intervale Án instalaÍia electricŸ,o necesitŸ ca verificarea iniÍialŸ, ÁncŸ din faza de proiect, prin calcule, a declanÛŸrii efective la primul defect de izolaÍie sŸ fie confirmatŸ de testele obligatorii la punerea Án funcÍiune,o necesitŸ ca proiectarea Ûi realizarea oricŸrei modificŸri a instalaÍiei sŸ fie realizatŸ de cŸtre personal calificat,o Án cazul unor defecte de izolaÍie este posibilŸ producerea unor daune importante ÁnfŸÛurŸrilor maÛinilor rotative,o Án locaÍii cu risc crescut de incendiu poate reprezenta un pericol important datoritŸ curenÍilor de defect de valori mari.n Suplimentar sistemul TN-C:o la prima vedere pare mai ieftin (eliminarea unui pol Ûi a unui conductor),o impune utilizarea unor conductoare fixe Ûi rigide,o este interzisŸ utilizarea Án anumite situaÍii:- locaÍii cu risc crescut de incendiu- pentru tehnica de calcul (prezenÍa curenÍilor armonici pe conductorul de neutru).n Suplimentar sistemul TN-S:o poate fi utilizat inclusiv pentru conductoare flexibile sau de secÍiuni mici,o datoritŸ separŸrii fizice a conductorului neutru de conductorul de protecÍie existŸ un PE curat (pentru sisteme de computere Ûi locaÍii cu riscuri speciale).


E7

Fig. E14: Sistemul TN-S.

Fig. E13: Sistemul TN-C.

Sistemul IT (vezi Fig. E15)Caracteristici principale n SoluÍia aceasta asigurŸ cea mai bunŸ continuitate Án alimentarea cu energie electricŸ.n Semnalizarea primului defect de izolaÍie urmatŸ obligatoriu de localizarea Ûi eliminarea sa asigurŸ prevenirea Ántreruperii alimentŸrii.n Utilizat Án general Án instalaÍii alimentate din transformatoare MT/JT sau JT/JT de abonat.n NecesitŸ personal de ÁntreÍinere pentru monitorizare Ûi exploatare.n NecesitŸ un nivel ridicat al izolaÍiei Án reÍea (implicŸ secÍionarea reÍelelor mari Ûi utilizarea transformatoarelor de separaÍie pentru alimentarea sarcinilor cu curenÍi de scurgere ridicaÍi).n Verificarea declanÛŸrii efective la al doilea defect simultan de izolaÍie trebuie realizatŸ prin calcul ÁncŸ din faza de proiectare urmatŸ obligatoriu de mŸsurŸtori la punerea Án funcÍiune a fiecŸrui grup de pŸrÍi conductoare expuse interconectate.n ProtecÍia conductorului de neutru trebuie asiguratŸ aÛa cum se indicŸ Án secÍiunea 7.2 din capitolul G.

Fig. E15: Sistemul IT.


Sistemul IT:n tehnica pentru protecÍia persoanelor:o interconectarea Ûi legarea la pŸmÊnt a pŸrÍilor expuse conductoare, o semnalizarea la primul defect utilizÊnd dispozitive de monitorizare a izolaÍiei (IMD, Insulation Monitoring Device),o Ántreruperea la al doilea defect utilizÊnd protecÍia maximalŸ de curent (Ántreruptoare automate sau fuzibile);n tehnica de exploatare: o monitorizarea primului defect de izolaÍie,o localizarea Ûi eliminarea defectului este obligatorie,o Ántreruperea pentru douŸ defecte simultane de izolaÍie.

E8


1.4 Criterii de selecÍie pentru sistemele TT, TN Ûi ITÎn termeni de protecÍie a persoanelor, cele trei sisteme de tratare a neutrului sunt echivalente dacŸ toate regulile de instalare Ûi exploatare sunt respectate Ántocmai.În consecinÍŸ, selecÍia nu depinde de criterii de siguranÍŸ.Numai prin combinarea tuturor cerinÍelor Án ce priveÛte reglementŸrile, continuitatea Án alimentare, condiÍiile de exploatare Ûi tipurile de reÍele Ûi de sarcini este posibil sŸ se determine cel mai potrivit sistem (vezi Tab. E16).SelecÍia este determinatŸ de urmŸtorii factori:n Án primul rÊnd reglementŸrile Án vigoare care Án anumite cazuri impun anumite sisteme de tratare a neutrului;n Án al doilea rÊnd decizia beneficiarului de a fi alimentat printr-un transformator propriu (mŸsurŸ pe medie tensiune) sau prin sursŸ de energie separatŸ. DacŸ existŸ posibilitatea efectivŸ de a alege atunci decizia cu privire la modul de tratare a neutrului se va lua Án urma discuÍiilor cu proiectantul reÍelei (birou de proiectare sau instalator).DiscuÍia trebuie sŸ acopere:n mai ÁntÊi cerinÍele de exploatare (nivelul cerut al continuitŸÍii Án alimentare) Ûi condiÍiile de exploatare (mentenanÍŸ asiguratŸ de personal calificat Án domeniul electric sau nu, propriu sau nu, etc.);n Án al doilea rÊnd caracteristicile particulare ale reÍelei Ûi sarcinilor (vezi Tab. E17 de pe pagina urmŸtoare).

SelecÍia nu depinde de criterii de siguranÍŸ. Cele trei sisteme sunt echivalente Án termeni de protecÍia persoanelor dacŸ toate regulile de instalare Ûi exploatare sunt respectate Ántocmai. Criteriul de selecÍie pentru cel mai bun sistem depinde de reglementŸrile Án vigoare, de continuitatea cerutŸ Án alimentare, de condiÍiile de exploatare Ûi de tipurile de reÍele Ûi de sarcini.

Tab. E16: ComparaÍia Ántre sistemele de tratare a neutrului.


Caracteristici electrice TT TN-S TN-C IT1 IT2 Comentarii Curentul de defect - - - - - + - - Numai sistemul IT oferŸ curenÍi de defect neglijabili (la primul defect)Tensiunea de defect - - - + - În sistemul IT tensiunea de atingere este neglijabilŸ pentru primul defect dar este considerabilŸ pentru al doilea Tensiunea de atingere +/- - - - + - În sistemul TT tensiunea de atingere este scŸzutŸ dacŸ sistemul este echipotenÍial, altfel este ridicatŸ ProtecÍie ProtecÍia persoanelor Ámpotriva + + + + + Toate sistemele de tratare a neutrului (STN) sunt echivalente dacŸ contactului indirect regulile fiecŸruia sunt respectate ProtecÍia persoanelor Án cazul generatoarelor + - - + - Sist. unde protecÍia este asiguratŸ de cŸtre dispozitive diferenÍiale pentru situaÍii de urgenÍŸ reziduale nu sesizeazŸ schimbarea impedanÍei interne a surseiProtecÍia Ámpotriva incendiilor (cu un dispozitiv + + nu este + + Toate STN-urile Án care se pot utiliza dispozitive diferenÍiale diferenÍial rezidual) permise reziduale sau echivalente. Sistemul TN-C este interzis Án imobilele cu risc de incendiu Supratensiuni Supratensiuni continue + + + - + O supratensiune fazŸ-pŸmÊnt este continuŸ Án sistemul IT, dacŸ este vorba de primul defect de izolaÍie Supratensiuni tranzitorii + - - + - Sist. cu curenÍi de defect mari pot provoca supratensiuni tranzitoriiSupratensiuni Án cazul defectŸrii - + + + + În sistemul TT existŸ un dezechilibru de tensiune Ántre diferitele transformatorului (primar/secundar) prize de pŸmÊnt. Celelalte sisteme sunt interconectate formÊnd o singurŸ prizŸ de pŸmÊnt Compatibilitate electromagneticŸ Imunitate la loviturile de trŸsnet din apropiere - + + + + În sistemul TT pot apŸrea dezechilibre de tensiune Ántre diferitele prize de pŸmÊnt. Aici existŸ o circulaÍie de curent Ántre douŸ prize de pŸmÊnt separate Imunitate la loviturile de trŸsnet pe liniile - - - - - Toate STN sunt echivalente Án cazul unei lovituri directe de de ÁnaltŸ tensiune trŸsnet Án liniile de ÁnaltŸ tensiuneEmisie continuŸ a unui cÊmp electromagnetic + + - + + Conectarea PEN la structura metalicŸ a clŸdirii determinŸ emisia continuŸ a unui cÊmp electromagneticNe-echipotenÍialitatea tranzitorie a PE + - - + - PE nu mai este echipotenÍial Án cazul unor curenÍi de defect mariContinuitatea Án serviciu Întreruperea la primul defect - - - + + Numai Án sistemul IT nu este necesarŸ declanÛarea la primul defect de izolaÍieGoluri de tensiune Án timpul defectelor + - - + - Sistemele TN-S, TN-C Ûi IT (al doilea defect) pot genera curenÍi de izolaÍie de defect mari care pot produce goluri de tensiune Instalarea Dispozitive speciale - + + - - Sistemul TT impune utilizarea dispozitivelor diferenÍiale reziduale. Sistemul IT impune utilizarea dispozitivelor de control a izolaÍiei NumŸrul de prize de pŸmÊnt - + + -/+ -/+ Sistemul TT impune douŸ prize de pŸmÊnt distincte. Sistemul IT oferŸ o alegere Ántre una sau douŸ prize de pŸmÊntNumŸrul de cabluri - - + - - Numai sistemul TN-C permite, Án anumite cazuri, reducerea numŸrului de cabluri MentenanÍa Costul reparaÍiilor - - - - - - - - Costul reparaÍiilor depinde de daunele provocate de cŸtre amplitudinea curenÍilor de defect Daunele provocate instalaÍiilor + - - ++ - Sistemele care genereazŸ curenÍi de defect importanÍi necesitŸ o verificare a instalaÍiei dupŸ eliminarea unui defect

E9

Tab. E17: InfluenÍa reÍelelor Ûi sarcinilor la selecÍia sistemului de tratare a neutrului.

(1) CÊnd sistemul de tratare a neutrului nu este impus de reglementŸri, el este selectat Án funcÍie de cerinÍele exploatŸrii (continuitate Án serviciu, cerutŸ din motive de securitate sau de creÛtere a productivitŸÍii, etc.).Oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, probabilitatea defectelor de izolaÍie creÛte odatŸ cu lungimea reÍelei. De aceea o idee bunŸ poate fi aceea de a fragmenta reÍeaua, uÛurÊnd localizarea defectului Ûi fŸcÊnd posibil adoptarea pentru fiecare porÍiune a sistemului recomandat.(2) AcÍiunea trŸsnetelor asupra descŸrcŸtoarelor poate transforma un neutru izolat Ántr-un neutru legat la pŸmÊnt. Riscul este ridicat pentru regiuni cu furtuni frecvente sau pentru instalaÍii alimentate din linii aeriene. DacŸ a fost ales sistemul IT pentru a asigura un nivel Ánalt al continuitŸÍii Án serviciu atunci proiectantul trebuie sŸ calculeze foarte precis condiÍiile de declanÛare la al doilea defect.(3) Riscul unei declanÛŸri intempestive a dispozitivului de curent diferenÍial rezidual.(4) Oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, soluÍia idealŸ este de a izola secÍiunea cu perturbaÍii dacŸ aceasta poate fi uÛor identificatŸ.(5) Riscul unui defect fazŸ-pŸmÊnt afectÊnd echipotenÍialitatea.(6) IzolaÍia este incertŸ datoritŸ umiditŸÍii Ûi prafului conductor.(7) Sistemele TN nu sunt recomandate datoritŸ riscului de a defecta generatorul Án cazul unui defect intern. Mai mult decÊt atÊt atunci cÊnd generatorul alimenteazŸ echipament de siguranÍŸ, atunci sistemul nu trebuie sŸ declanÛeze la primul defect.(8) CurenÍii fazŸ-pŸmÊnt pot fi de cÊteva ori mai mari decÊt In, cu riscul deteriorŸrii sau ÁmbŸtrÊnirii accelerate a ÁnfŸÛurŸrilor motoarelor, sau distrugerii circuitelor magnetice.(9) Pentru a combina continuitatea Án serviciu cu siguranÍa este recomandat Ûi necesar, oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, sŸ fie separate aceste sarcini de restul instalaÍiilor (transformatoare cu neutrul acccesibil).(10) Atunci cÊnd calitatea receptoarelor nu a constituit o prioritate de proiectare existŸ riscul unei scŸderi a rezistenÍei de izolaÍie. Sistemul TT cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este cea mai bunŸ metodŸ pentru evitarea problemelor.(11) Mobilitatea acestor tipuri de sarcini provoacŸ defecte frecvente (contacte glisÊnd spre pŸrÍi legate la pŸmÊnt sau pŸrÍi expuse conductoare) care trebuiesc contracarate. Oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, este recomandat sŸ alimentam acest circuit printr-un transformator de separaÍie.(12) SolicitŸ utilizarea unui transformator de separaÍie cu un sistem TN local pentru a evita riscurile de exploatare Ûi declanÛŸrile intempestive la primul defect (TT) sau la al doilea defect (IT).(12 bis) Cu o dublŸ separaÍie Án circuitul de comandŸ.(13) Limitarea excesivŸ a curentului fazŸ-nul datoratŸ valorii importante a impedanÍei homopolare (cel puÍin de 4-5 ori impedanÍa directŸ). Acest sistem trebuie Ánlocuit cu o tratare stea-triunghi.(14) CurenÍii de defect ridicaÍi fac sistemul TN periculos. Sistemul TN-C este interzis.(15) Oricare ar fi sistemul dispozitivul diferenÍial rezidual trebuie reglat la Δi i 500 mA.(16) O instalaÍie alimentatŸ la joasŸ tensiune trebuie sŸ utilizeze sistemul TT. UtilizÊnd acest sistem de tratare a neutrului ÁnseamnŸ cel puÍin menÍinerea caracteristicilor iniÍiale (fŸrŸ cabluri noi, fŸrŸ aparate de protecÍie care trebuiesc modificate).(17) PosibilŸ fŸrŸ personal de mentenanÍŸ foarte competent.(18) Acest tip de instalaÍie solicitŸ atenÍie deosebitŸ Án asigurarea siguranÍei. AbsenÍa unor mŸsuri preventive Án sistemul TN ÁnseamnŸ personal calificat pentru exploatare.(19) Riscul Ántreruperii conductoarelor (alimentare, protecÍie) poate cauza pierderea echipotenÍialitŸÍii pentru pŸrÍile conductoare expuse. Un sistem TT sau un sistem TN-S cu dispozitiv diferenÍial rezidual de 30 mA este recomandat Ûi adesea obligatoriu. Sistemul IT poate fi utilizat Án cazuri foarte specifice.(20) SoluÍia evitŸ declanÛŸrile intempestive pentru scurgerile de curent neprevŸzute.


Tipuri de reÍele Recomandate Posibile NerecomandateReÍele extinse cu o calitate foarte bunŸ a prizei de pŸmÊnt pentru TT, TN, IT(1) pŸrÍile conductoare expuse (rezistenÍŸ de dispersie < 10 Ω) sau mixte ReÍele extinse cu o calitate foarte bunŸ a prizei de pŸmÊnt pentru TN TN-S IT(1) pŸrÍile conductoare expuse (rezistenÍŸ de dispersie > 30 Ω) TN-CZone perturbate (furtuni) TN TT IT(2) (exemplu: emiÍŸtoare de radio Ûi televiziune) ReÍele cu curenÍi reziduali mari (> 500 mA) TN(4) IT(4) TT(3)(4)

ReÍele exterioare cu conductoare aeriene TT(5) TN(5)(6) IT(6)

Grupuri generatoare pentru situaÍii de urgenÍŸ IT TT TN(7) Tipuri de sarcini Sarcini sensibile la curenÍi de defect importanÍi IT TT TN(8) (motoare, etc.) Sarcini cu un nivel de izolaÍie redus (cuptoare electrice, TN(9) TT(9) IT maÛini de sudurŸ, elemente de ÁncŸlzire, echipamente din bucŸtŸriile mari) Numeroase sarcini monofazate TT(10) IT(10) (mobile, semi-fixe, portabile) TN-S TN-C(10) Sarcini prezentÊnd riscuri considerabile TN(11) TT(11) IT(11) (macarale, transportoare, etc.) Numeroase auxiliare (maÛini unelte) TN-S TN-C TT(12) IT(12bis) Diverse AlimentŸri prin transformatoare de putere TT IT IT(13) cu conexiunea stea-stea(13) fŸrŸ neutru fŸrŸ neutruImobile cu risc de incendiu IT(15) TN-S(15) TN-C(14) TT(15) CreÛtere a puterii contractate cu furnizorul de energie TT(16) implicÊnd post de transformare propriu InstalaÍii cu modificŸri frecvente TT(17) TN(18) IT(18) InstalaÍii unde continuitatea circuitului de ÁmpŸmÊntare TT(19) TN-S TN-C este incertŸ (Ûantiere, instalaÍii vechi) IT(19) Echipament electronic (computere, automate programabile, etc.) TN-S TT TN-C ReÍele de monitorizare a echipamentelor, senzori Ûi actuatori PLC IT(20) TN-S, TT

E10


1.5 Alegerea Ûi implementarea sistemului de tratare a neutruluiDupŸ consultarea reglementŸrilor locale, a caietelor de sarcini, Tabelele E16 Ûi E17 pot fi folosite ca un Ándrumar Án decizia asupra separŸrii Ûi posibil a izolŸrii galvanice a diverselor secÍiuni ale unei instalaÍii electrice.

Divizarea alimentŸriiAceastŸ tehnicŸ constŸ Án folosirea mai multor transformatoare de puteri reduse Án loc de unul singur de mare putere. În acest fel receptoarele care sunt sursa unor perturbaÍii ale reÍelei (motoare mari, cuptoare, etc.) pot fi alimentate fiecare din transformatorul propriu.În acest fel, calitatea Ûi continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a Ántregii instalaÍii se ÁmbunŸtŸÍeÛte. De asemenea Ûi costul aparatelor de comutaÍie este mai redus (nivelul curentului de scurtcircuit este mai mic).Evaluarea tehnico-economicŸ trebuie fŸcutŸ pentru fiecare caz Án parte.

ReÍele “insulare” Folosirea transformatoarelor de separaÍie JT/JT permite realizarea unor zone separate galvanic, “insule”, Án interiorul reÍelei de JT, fŸcÊnd posibilŸ optimizarea alegerii sistemului de tratare a neutrului (vezi Fig. E18 Ûi Fig. E19).

Fig. E18: InsulŸ TN-S Ántr-un sistem IT.

Fig. E19: InsulŸ IT Ántr-un sistem TN-S.

Concluzii Optimizarea performanÍei Ántregii instalaÍii reprezintŸ criteriul de alegere a schemei de legare la pŸmÊnt. Aceasta include: n investiÍii iniÍiale, Ûi n cheltuieli operaÍionale care pot creÛte Án viitor datoritŸ unei fiabilitŸÍi insuficiente, calitŸÍii materialelor, siguranÍei Án exploatare, continuitŸÍii Án funcÍionare, etc. Aceste elemente sunt Án general dificil de prevŸzut, Án faza iniÍialŸ. O structurŸ idealŸ ar cuprinde sursa de alimentare normalŸ, sursa de alimentare localŸ de rezervŸ (vezi punctul 1.4 din capitolul E) Ûi sistemele adecvate de legare la pŸmÊnt.


E11

1.6 Instalarea Ûi mŸsurarea prizei de pŸmÊntCalitatea unei prize de pŸmÊnt (rezistenÍa de dispersie cÊt mai micŸ posibil) depinde efectiv de doi factori:n Metoda de instalare;n Natura solului respectiv.

Metode de instalare Vor fi analizate cele trei tipuri obiÛnuite de instalare:

Inel conductor Ángropat (vezi Fig. E20)AceastŸ soluÍie este recomandatŸ Án special pentru clŸdirile noi. Priza ar trebui ÁngropatŸ Án jurul excavaÍiei pentru fundaÍie. Este important ca bara conductoare sŸ fie Án contact direct cu solul (nu plasatŸ Án beton sau Án pietriÛul de la baza acestuia). Cel puÍin patru conductoare verticale de la priza de pŸmÊnt (distanÍate Ántre ele) trebuie sŸ asigure legŸturile cu instalaÍia electricŸ; la acestea se leagŸ cÊteva dintre armŸturile metalice din beton.Conductorul care formeazŸ priza de pŸmÊnt, Án particular cÊnd este introdus Án excavaÍia pentru fundaÍie, trebuie sŸ fie Án pŸmÊnt cu cel puÍin 50 cm mai jos decÊt betonul fundaÍiei. Nici priza de pŸmÊnt nici conductoarele verticale care fac legŸtura cu instalaÍia electricŸ, cŸtre parter, nu trebuie sŸ fie Án contact cu fundaÍia de beton.Pentru clŸdirile existente, priza de pŸmÊnt trebuie ÁngropatŸ Án jurul peretelui exterior al Ántregii clŸdiri, la o adÊncime de cel puÍin un metru. Ca regulŸ generalŸ, toate conexiunile verticale de la priza de pŸmÊnt la etajele superioare trebuie izolate pentru tensiunea nominalŸ pe partea de JT (600 - 1000 V). Conductoarele pot fi realizate din: n cupru: cablu masiv (u 25 mm2) sau multifilar (u 25 mm2 Ûi u 2 mm grosime);n aluminiu: cablu (u 35 mm2);n cablu din otel galvanizat : cablu masiv (u 95 mm2) sau multifilar (u 100 mm2 Ûi u 3 mm grosime).RezistenÍa aproximativŸ R a unui astfel de electrod, Án ohmi este:

R = 2ρ Lunde: L = lungimea [m] a conductorului Ángropat ρ = rezistivitatea solului [Ω.m] (a se vedea tabelul influenÍa tipului de sol de pe pagina urmatoare).

Electrozii verticali (vezi Fig. E21)Electrozii sunt adesea folosiÍi pentru clŸdirile existente Ûi pentru ÁmbunŸtŸÍirea (reducerea rezistenÍei) prizei de pŸmÊnt existente. Electrozii pot fi facuÍi din: n cupru sau oÍel acoperit cu cupru. În cel de-al doilea caz lungimea barei poate fi de 1 m sau 2 m. Electrozii sunt prevŸzuÍi cu filet la capŸt Ûi contacte demontabile, putÊnd atinge adÊncimi considerabile dacŸ este necesar (de exemplu Án funcÍie de nivelul apei freatice Án zonele de sol cu rezistivitate mare). n ÍeavŸ din oÍel galvanizat (vezi nota 1 de pe pagina urmŸtoare) u 25 mm diametru sau ÍŸrus u 15 mm diametru, lungime u 2 metri Án fiecare caz.

O metodŸ eficientŸ de obÍinere a unei rezistenÍe de dispersie foarte mici a prizei de pŸmÊnt este sŸ se Ángroape un conductor sub formŸ de buclŸ ÁnchisŸ Án sol, la nivelul excavaÍiei pentru fundaÍia clŸdirii. RezistenÍa R a unui astfel de electrod (Án sol omogen)

este datŸ de relaÍia: R = 2ρ L

, unde:

L = lungimea [m] a conductorului Ángropat ρ = rezistivitatea solului [Ω m].

Fig. E20: Conductor Ángropat sub nivelul fundaÍiei, dar nu Án beton.

Pentru n ÍŸrusi: R = 1 ρ n L

Fig. E21: ŒŸruÛi de ÁmpŸmÊntare.


E12


Adesea este necesar sŸ se foloseascŸ mai mult de o barŸ, Án care caz, distanÍa Ántre bare trebuie sŸ fie mai mare decÊt adÊncimea la care sunt introduse cu un factor de 2 pÊnŸ la 3. RezistenÍa totalŸ (Án sol omogen) este egalŸ cu rezistenÍa unei bare ÁmpŸrÍitŸ la numŸrul total de bare Án paralel. RezistenÍa aproximativŸ R Án ohmi, dacŸ distanÍa dintre electrozi este > 4L este:

R = 1 ρ n Lunde: L = lungimea barei Án [m] ρ = rezistivitatea solului Án [Ω.m] (a se vedea tabelul influenÍa tipului de sol de mai jos) n = numŸrul de electrozi.

PlŸci verticale (vezi Fig. E22)PlŸcile rectangulare, avÊnd laturile u 0,5 metri, sunt utilizate Án mod obiÛnuit la realizarea prizelor de pŸmÊnt, fiind Ángropate Án plan vertical Án aÛa fel ÁncÊt centrul de simetrie sŸ fie la cel puÍin 1 metru adÊncime faÍŸ de suprafaÍa solului.PlŸcile pot fi fabricate din:n cupru de 2 mm grosime; n oÍel galvanizat(1) de 3 mm grosime. RezistenÍa R Án [Ω] este datŸ (aproximativ) de:

R = 0,8 ρ Lunde: L = lungimea plŸcii Án [m] ρ = rezistivitatea solului Án [Ω.m] (a se vedea tabelul influenÍa tipului de sol de mai jos).

InfluenÍa tipului de sol

(1) Atunci cÊnd materialele conductoare galvanizate sunt utilizate pentru electrozii de ÁmpŸmÊntare, un anod de sacrificiu pentru protecÍia catodicŸ poate fi necesar pentru evitarea coroziunii rapide a electrozilor atunci cÊnd solul este agresiv. Anozi din aliaj special de magneziu (Ántr-un sac poros umplut cu material cu rezistivitate micŸ) sunt disponibili pentru conexiunea directŸ a electrozilor. Pentru utilizarea acestor soluÍii se recomandŸ a se consulta un specialist.

Fig. E22: PlacŸ verticalŸ.

Tab. E23: Rezistivitatea [Ω m] pentru diferite tipuri de sol.

Tab. E24: Valorile rezistivitŸÍii medii [Ω.m] pentru un electrod.

MŸsurŸtorile electrozilor de ÁmpŸmÊntare Án diferitele categorii de soluri sunt utile pentru determinarea valorii rezistivitŸÍii ce trebuie aplicatŸ Án proiectarea unui sistem de ÁmpŸmÊntare.


Tipul de sol Valoarea medie a rezistivitŸÍii Án Ωm Teren mlŸÛtinos, mocirlos 1 - 30Mal aluvionar 20 - 100Humus, pŸmÊnt vegetal 10 - 150TurbŸrie, turf 5 - 100ArgilŸ uÛoarŸ 50MarnŸ, argilŸ compactŸ 100 - 200MarnŸ jurasicŸ 30 - 40ArgilŸ nisipoasŸ 50 - 500Nisip silicios 200 - 300Sol stÊncos 1.500 - 3.000Sol stÊncos acoperit cu iarbŸ 300 - 500Sol calcaros 100 - 300PiatrŸ calcaroasŸ 1.000 - 5.000PietriÛ fin calcaros 500 - 1.000MarnŸ, Ûist argilos 50 - 300MicŸ, Ûisturi 800Granit Ûi gresie 1.500 - 10.000Granit modificat Ûi gresie 100 - 600

Tipul de sol Valoarea medie a rezistivitŸÍii Án Ωm Sol fertil, umed, compactat 50Sol arid, uscat, necompactat 500Sol stÊncos, foarte uscat, sau pietriÛ, roci fisurate 3.000

Pentru electrozi verticali sub formŸ de placŸ: R = 0,8 ρ L

E13

MŸsurŸtori Ûi evoluÍia Án timp a rezistenÍei dintre o prizŸ de pŸmÊnt Ûi pŸmÊnt RezistenÍa de dispersie a unei prize de pŸmÊnt rŸmÊne rareori constantŸPrincipalii factori care afecteazŸ aceastŸ rezistenÍŸ sunt:n Umiditatea solului:SchimbŸrile sezoniere Án conÍinutul de apŸ al solului pot fi semnificative la adÊncimi pÊnŸ la 2 m.La o adÊncime de un metru valoarea rezistivitŸÍii (ρ) variazŸ Án raportul de 1 la 3 Ántre o iarnŸ umedŸ Ûi o varŸ uscatŸ Án regiunile temperate. n ÎngheÍ: ÎngheÍarea pŸmÊntului poate creÛte rezistivitatea solului cu cÊteva ordine de mŸrime. Acesta este unul din motivele de bazŸ care recomandŸ instalarea prizelor de pŸmÊnt la adÊncime, Án special Án regiunile reci.n ÎmbŸtrÊnire:Materialele folosite pentru electrozi ÁÛi schimbŸ proprietŸÍile fizico-chimice Án timp, din diferite motive, din care amintim: o reacÍii chimice (Án soluri acide sau alcaline), o galvanic: datoritŸ curenÍilor continui vagabonzi din pŸmÊnt, datoraÍi sistemului de tracÍiune electricŸ, etc. sau datoritŸ diferitelor metale care formeazŸ pile electrice elementare, acÍiunea diferitelor soluri pe secÍiuni ale aceluiaÛi conductor pot forma arii anodice Ûi catodice, cu pierderi de metal la suprafaÍŸ. Din nefericire, condiÍiile cele mai favorabile pentru rezistenÍa redusŸ a prizei de pŸmÊnt (adicŸ sol cu rezistivitate micŸ) sunt aceleaÛi Án care curenÍii galvanici pot circula foarte uÛor. n Oxidarea: Punctele de Ámbinare prin sudurŸ sau alŸmire sunt cele mai vulnerabile, relativ la oxidare. MŸsura preventivŸ care se poate aplica este de a curŸÍa cu atenÍie zona de Ámbinare Ûi de a o proteja prin diferite metode.

MŸsurarea rezistenÍei prizei de pŸmÊntTotdeauna trebuie sŸ se prevadŸ contacte demontabile sau eclise de separaÍie, care sŸ permitŸ izolarea prizei de pŸmÊnt de instalaÍie, putÊnd astfel verifica periodic rezistenÍa de dispersie a acesteia. Pentru a face aceastŸ mŸsurŸtoare sunt necesare alte douŸ prize auxiliare, fiecare constÊnd dintr-o barŸ plasatŸ vertical Án sol. n Metoda ampermetricŸ (vezi Fig. E25).

Fig. E25: MŸsurarea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt prin intermediul unui ampermetru.

ConsiderÊnd sursa avÊnd tensiunea U constantŸ, reglatŸ la aceeaÛi valoare pentru fiecare mŸsurŸtoare se obÍine:


E14


În vederea evitŸrii erorilor datorate curenÍilor vagabonzi din pŸmÊnt (galvanici (c.c.) sau de scurgere de la reÍelele de putere sau de comunicaÍii etc.) curentul de mŸsurare trebuie sŸ fie alternativ, dar la o frecvenÍŸ diferitŸ de cea a reÍelei sau a armonicilor ei. Instrumentele pentru efectuarea acestor mŸsurŸtori sunt prevŸzute cu generator manual Ûi funcÍioneazŸ cu o tensiune alternativŸ la frecvenÍe Ántre 85 Hz Ûi 135 Hz.DistanÍele dintre prizele de pŸmÊnt nu sunt importante Ûi pot fi considerate Án diferite direcÍii de la priza de mŸsurat, Án funcÍie de posibilitŸÍile locale. Pentru verificarea rezultatelor este recomandabil un numŸr de ÁncercŸri pentru diferite distanÍe Ûi direcÍii.

Utilizarea unui ohmmetru cu citire directŸ a rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊntAceste instrumente folosesc un generator manual sau electronic de tensiune (de c.a.) ÁmpreunŸ cu doi electrozi auxiliari, distanÍa dintre aceÛtia trebuie sŸ fie astfel ÁncÊt zona de influenÍŸ a prizei de testat sŸ nu se suprapunŸ cu cele aferente electrozilor auxiliari (C). Priza (C) cea mai ÁndepŸrtatŸ de priza (X) de mŸsurat este strŸbŸtutŸ de un curent care trece prin (X) Ûi pŸmÊnt, Ûi ca urmare priza (P) va indica o valoare de tensiune. AceastŸ tensiune, mŸsuratŸ Ántre (X) Ûi (P) este datoratŸ curentului de test Ûi este funcÍie de rezistenÍa de contact faÍŸ de pŸmÊnt (a prizei (X) de mŸsurat). Este clar cŸ pentru a obÍine rezultate corecte distanÍa (X)-(C) trebuie aleasŸ cu grijŸ. DacŸ distanÍa (X)-(C) este mŸritŸ, zonele de rezistenÍŸ ale prizelor (X) Ûi (C) devin mai depŸrtate una faÍŸ de alta, iar curba potenÍialului evolueazŸ mai aproape de orizontalŸ, Án zona punctului (0).În mŸsurŸtorile practice distanÍa (X)-(C) este crescutŸ pÊnŸ cÊnd citirile aparatelor relativ la priza (P) Án trei puncte diferite, anume la (P) Ûi la 5 m de-o parte Ûi de alta a lui (P), dau valori similare. DistanÍa (X)-(P) este Án general 0,68 din distanÍa (X)-(C).

Fig. E26: MŸsurarea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt (X) utilizÊnd un ohmmetru cu citire directŸ.

a) principiul mŸsurŸtorii este asumarea prezumÍiei de omogenitate a solului. Unde zonele de influenÍŸ ale electrozilor (C) Ûi (X) coincid, locaÍia electrodului (P) este dificil de determinat pentru obÍinerea unor rezultate satisfŸcŸtoare.

b) aici se aratŸ efectul gradientului de potenÍial cÊnd (X) Ûi (C) sunt la o distanÍŸ mare unul de altul. LocaÍia electrodului (P) este Án acest caz uÛor de determinat.


E15

2 Sisteme de instalare

2.1 Tablouri de distribuÍieTabloul de distribuÍie este punctul Án care alimentarea cu energie se divide Án circuite separate, fiecare din ele fiind comandate Ûi protejate de siguranÍe fuzibile sau aparate de comutaÍie. Un tablou de distribuÍie este compus dintr-un numŸr de unitŸÍi funcÍionale, fiecare conÍinÊnd toate elementele electrice Ûi mecanice care contribuie la Ándeplinirea unei funcÍii anume. Tabloul Ûi unitŸÍile funcÍionale reprezintŸ elemente cheie Án siguranÍa instalaÍiei.În consecinÍŸ, tipul de tablou electric trebuie perfect adaptat la aplicaÍia sa. Proiectarea Ûi construcÍia lui trebuie sŸ corespundŸ atÊt standardelor aplicabile cÊt Ûi practicilor curente.Carcasa tabloului de distribuÍie furnizeazŸ o protecÍie dualŸ:n protecÍia aparatajului de comutaÍie, aparatelor de mŸsurŸ, releelor, siguranÍelor, etc. Ámpotriva impactului mecanic, vibraÍiilor Ûi a celorlalte influenÍe externe a cŸror interferenÍŸ ar afecta siguranÍa operaÍionalŸ (interferenÍe electromagnetice, praf, umezealŸ, paraziÍi, etc.);n protecÍia personalului Ámpotriva posibilului contact direct sau indirect (a se vedea gradele de protecÍie IP Ûi IK Án secÍiunea 3.4 a capitolului E).

Tipuri de tablouri de distribuÍie Tablourile de distribuÍie, pot diferi Án funcÍie de felul aplicaÍiei Ûi a principiilor de proiectare adoptate (mai ales Án structura Ûi dispunerea barelor colectoare).

Tablouri de distribuÍie destinate unor aplicaÍii specifice Principalele tipuri de tablouri de distribuÍie sunt:n tablou general de distribuÍie de joasŸ tensiune TGJT (vezi Fig. E27a);n tablou de comandŸ motoare MCC (Motor Control Center) (vezi Fig. E27b);n tablou de distribuÍie secundarŸ (vezi Fig. E28);n tablou de distribuÍie finalŸ (vezi Fig. E29).Tablourile de distribuÍie pentru aplicaÍii specifice (de exemplu ÁncŸlzire, ascensoare, procese industriale pot fi amplasate:n lÊngŸ tabloul principal de distribuÍie generalŸ;n Án apropierea procesului tehnologic comandat.Tablourile finale Ûi secundare sunt distribuite Án perimetrul instalaÍiei.

Tablourile de distribuÍie, inclusiv tabloul general de distribuÍie de joasŸ tensiune (TGJT) sunt elemente foarte importante ale unei instalaÍii electrice. Proiectarea Ûi construcÍia acestora trebuie fŸcute conform unor standarde bine definite.

CerinÍele consumatorilor determinŸ tipul tabloului de distribuÍie necesar a fi instalat.

Fig. E27: [a] Tablou general de distribuÍie de joasŸ tensiune TGJT (Prisma Plus sistem P) cu sosirea prin barŸ capsulatŸ - [b] Tablou de comandŸ motoare MCC (Okken).

Fig. E28: Tablou de distribuÍie secundarŸ (Prisma Plus sistem G)

a b

Fig. E29: Tablouri de distribuÍie finalŸ: [a] Prisma Plus G Pack; [b] Kaedra; [c] Mini-Pragma.

a b c

E16


DouŸ tehnologii pentru tablourile de distribuÍie Tablourile de distribuÍie tradiÍionaleAparatele de comutaÍie Ûi siguranÍele fuzibile sunt localizate Án mod normal pe un Ûasiu din interiorul carcasei. Dispozitivele indicatoare Ûi de control (aparate de mŸsurŸ, lŸmpi, butoane, etc.) sunt montate pe partea din faÍŸ a tabloului.Amplasarea componentelor Án carcasŸ cere un studiu amŸnunÍit, luÊnd Án considerare dimensiunile fiecŸrui echipament, conexiunile necesare Ûi spaÍiul aferent pentru a asigura securitatea Ûi funcÍionarea corectŸ.

Tablourile de distribuÍie funcÍionaleDedicate funcÍiunilor specifice, soluÍiile sunt bazate pe folosirea modulelor funcÍionale, care includ aparate de comutaÍie Ûi dispozitive specifice, ÁmpreunŸ cu accesorii de montaj Ûi de conexiuni. Proiectarea unui tablou se poate face rapid, deoarece este suficient sŸ se reuneascŸ modulele necesare, prevŸzÊnd spaÍii Án plus pentru elemente care vor fi montate ulterior, Án caz de nevoie. Folosind aceste componente prefabricate, asamblarea tabloului se simplificŸ substanÍial asigurÊnd Án acelaÛi timp o siguranÍŸ deosebitŸ Ûi o mare capacitate de adaptare la schimbŸri de ultim moment sau la schimbŸri ulterioare.n Multiple avantajeUtilizarea tablourilor de distribuÍie funcÍionale s-a rŸspÊndit treptat la toate nivelurile distribuÍiei electrice de joasŸ tensiune, de la tabloul general de joasŸ tensiune TGJT pÊnŸ la tablourile pentru distribuÍia finalŸ, datoritŸ numeroaselor avantaje:o modularitatea sistemului care face posibilŸ integrarea a numeroase funcÍii Ántr-un singur tablou de distribuÍie, incluzÊnd protecÍia, controlul, conducerea tehnicŸ Ûi monitorizarea Ántregii instalaÍii. Designul modular faciliteazŸ exploatarea, mentenanÍa Ûi extinderea tabloului electric,o proiectarea tabloului electric devine foarte simplŸ deoarece constŸ pur Ûi simplu Án adŸugarea de unitŸÍi funcÍionale,o componentele prefabricate se monteazŸ mult mai rapid,o aceste tablouri de distribuÍie sunt supuse unor teste de tip pentru asigurarea unui Ánalt nivel de siguranÍŸ.Noile sisteme de tablouri funcÍionale Prisma Plus sistem G Ûi P fabricate de Schneider Electric acoperŸ cerinÍele pÊnŸ la 3200 A Ûi oferŸ:o flexibilitate Ûi uÛurinÍŸ Án alcŸtuirea tablourilor de distribuÍie,o certificarea ca un tablou de distribuÍie este conform standardului CEI 60439 (adoptat Ûi de RomÊnia sub numele de SR EN 60439) Ûi asigurarea unui funcÍionŸri Án condiÍii de deplinŸ siguranÍŸ,o economie de timp Án toate etapele, de la proiectare la instalare, exploatare Ûi modificare sau extindere,o adaptare uÛoarŸ, de exemplu pentru respectarea standardelor Ûi regulilor de muncŸ din diferite ÍŸri. Figurile E27a, E28, E29, sunt exemple de tablouri de distribuÍie funcÍionale la toate nivelurile de putere, Án timp ce Án Figura E27b se aratŸ un tablou funcÍional industrial de mare putere.

Principalele tipuri de unitŸÍi funcÍionale ExistŸ trei tehnologii de bazŸ care sunt utilizate la realizarea tablourilor de distribuÍie funcÍionale. n UnitŸÍi funcÍionale fixe (vezi Fig. E30)Aceste unitŸÍi nu sunt adaptate pentru separarea galvanicŸ modularŸ a circuitelor (faÍŸ de bare, de exemplu) astfel cŸ orice intervenÍie de mentenanÍŸ, modificare etc. cere scoaterea de sub tensiune a Ántregului tablou. Folosirea aparatajului deconectabil pe Ûasiu sau debroÛabil poate diminua timpii de Ántrerupere Ûi ÁmbunŸtŸÍi disponibilitatea Ántregii instalaÍii.n UnitŸÍi funcÍionale deconectabile (vezi Fig. E31)Fiecare unitate funcÍionalŸ este montatŸ pe o placŸ de montaj demontabilŸ prevazutŸ cu elemente de izolare Án amonte Ûi cu facilitŸÍi de deconectare Án aval. AceastŸ unitate poate fi extrasŸ pentru operaÍii de service, fŸrŸ a fi necesarŸ scoaterea de sub tensiune a Ántregii instalaÍii. n UnitŸÍi funcÍionale montate Án sertare debroÛabile (vezi Fig. E32)Aparatele de comutaÍie Ûi accesoriile aferente sunt montate pe un Ûasiu care permite debroÛarea orizontalŸ. Astfel de unitŸÍi cu funcÍii complexe sunt folosite Án general la protecÍia Ûi comanda motoarelor electrice. Izolarea galvanicŸ se realizeazŸ atÊt pentru partea din aval cÊt Ûi din amonte, prin debroÛarea completŸ a unitŸÍii respective, permiÍÊnd Ánlocuirea rapidŸ a unitŸÍii defecte fŸrŸ scoaterea de sub tensiune a Ántregii instalaÍii.

Trebuie fŸcutŸ distincÍie Ántre: n tablourile de distribuÍie tradiÍionale Án care aparatele de comutaÍie, siguranÍele, etc. sunt fixate pe un Ûasiu interior, Án partea posterioarŸ a carcasei; n tablourile de distribuÍie funcÍionale pentru aplicaÍii specifice, bazate pe modularitate Ûi pe o proiectare standardizatŸ.


Fig. E30: Montajul unui tablou de distribuÍie finalŸ cu unitŸÍi funcÍionale fixe (Prisma Plus sistem G).

Fig. E31: Tablou de distribuÍie cu unitŸÍi funcÍionale deconectabile.

Fig. E32: Tablou de distribuÍie cu unitŸÍi funcÍionale Án sertare debroÛabile.

E17

StandardeDiferite standarde Anumite tipuri de tablouri de distribuÍie (Án special tablourile de distribuÍie funcÍionale) trebuie sŸ corespundŸ standardelor specifice Án conformitate cu aplicaÍia sau mediul de funcÍionare. Standardul internaÍional de referinÍŸ este CEI 60439-1: "Type tested and partialy type tested assemblies", adoptat Ûi Án RomÊnia sub denumirea SR EN 60439-1: "Ansamblu prefabricat, ansamblu prefabricat derivat".

Standardul CEI 60439-1 (SR EN 60439-1)n Categorii de ansambluriStandardul face distincÍie Ántre douŸ tipuri de unitŸÍi funcÍionale:o ansambluri prefabricate Ûi pretestate care nu diferŸ semnificativ de un tip stabilit a cŸrui conformitate cu standardul a fost demonstratŸ de testele de tip cerute Án standard,o ansambluri pretestate parÍial care pot conÍine tipuri diferite de cele a cŸror conformitate cu standardul a fost demonstratŸ de testele de tip cerute Án standard.Atunci cÊnd acestea sunt realizate profesional conform instrucÍiunilor producŸtorului de echipament de cŸtre personal calificat, ele oferŸ acelaÛi nivel de siguranÍŸ Ûi calitate.n UnitŸÍi funcÍionaleAcelaÛi standard defineÛte unitŸÍile funcÍionale:o parte a unui ansamblu conÍinÊnd toate elementele mecanice Ûi electrice care contribuie la Ándeplinirea aceleiaÛi funcÍiuni,o tabloul de distribuÍie include unitatea funcÍionalŸ de intrare Ûi una sau mai multe unitŸÍi funcÍionale de plecare, Án funcÍie de cerinÍele funcÍionale ale instalaÍiei.Mai mult decÊt atÊt, pentru realizarea unui tablou electric se pot folosi unitŸÍi funcÍionale fixe, deconectabile sau debroÛabile (a se vedea secÍiunea 2.1 din capitolul E).n Forme de separare (vezi Fig. E33)Separarea unitŸÍilor funcÍionale Án cadrul ansamblului este asiguratŸ de forme care sunt specificate pentru diferite condiÍii de funcÍionare. Diferitele forme de separare sunt numerotate de la 1 la 4 cu variante denumite “a” sau “b”. Fiecare pas Ánainte (de la 1 la 4) este cumulativ, adicŸ o formŸ cu numŸr mai mare conÍine Ûi caracteristicile unei forme cu numŸr mai mic. Standardul distinge:o Forma 1: fŸrŸ separare,o Forma 2: separarea barelor de unitŸÍile funcÍionale,o Forma 3: separarea barelor de unitŸÍile funcÍionale Ûi separarea tuturor unitŸÍilor funcÍionale una faÍŸ de alta, cu excepÍia bornelor de ieÛire,o Forma 4: la fel ca Forma 3, dar incluzÊnd separarea Ántre bornele de ieÛire ale tuturor unitŸÍilor. Decizia asupra alegerii formei de separare rezultŸ Án urma unei ÁnÍelegeri Ántre fabricantul de tablouri Ûi utilizator. Sistemul funcÍional Prisma Plus oferŸ soluÍii pentru formele de separare 1, 2b, 3b, 4a, 4b.

În scopul asigurŸrii unui grad adecvat de siguranÍŸ Án exploatare este esenÍialŸ conformitatea cu standardele Án vigoare.

Trei elemente ale standardului CEI 60439-1 (SR-EN 60439-1) contribuie semnificativ la siguranÍa Án exploatare: n definirea clarŸ a unitŸÍilor funcÍionale;n formele de separare Ántre unitŸÍile funcÍionale adiacente, Án concordanÍŸ cu cerinÍele utilizatorului; n definirea clarŸ a ÁncercŸrilor individuale Ûi de tip.

Fig. E33: Reprezentarea diferitelor forme de separare ale tablourilor de distribuÍie de joasŸ tensiune.


E18


n Testele de tip Ûi testele de rutinŸAcestea asigurŸ conformitatea fiecŸrui tablou de distribuÍie cu standardul. PrezenÍa documentelor de test emise de cŸtre organisme independente este o garanÍie pentru utilizatori.

Monitorizarea Ûi controlul instalaÍiei electriceMonitorizarea Ûi controlul de la distanÍŸ a instalaÍiei electrice nu mai sunt limitate la instalaÍiile foarte importante. Aceste funcÍiuni sunt din ce Án ce mai utilizate Ûi conduc la economii considerabile. Avantajele potenÍiale sunt:n reducerea facturilor de energie;n reducerea costurilor structurale pentru a menÍine instalaÍia Ántr-o stare de funcÍionare corespunzŸtoare;n utilizarea mai bunŸ a investiÍiei, mai ales Án ceea ce priveÛte optimizarea duratei de viaÍŸ a instalaÍiei;n satisfacÍia utilizatorilor (dintr-o clŸdire sau dintr-un proces industrial) generatŸ de fiabilitatea crescutŸ Ûi calitatea energiei.PosibilitŸÍile enumerate sunt Ûi o opÍiune sugeratŸ de calitatea necorespunzŸtoare a energiei din reÍeaua electricŸ.Standardul de comunicaÍii Modbus este din ce Án ce mai folosit ca un standard deschis de comunicaÍii Án interiorul tabloului de distribuÍie Ûi Ántre tablourile de distribuÍie Ûi aplicaÍia de monitorizare Ûi control. Modbus existŸ Án douŸ forme: douŸ perechi torsadate (RS 485) Ûi Ethernet TCP/IP (IEEE 802.3).Site-ul web www.modbus.org prezintŸ toate specificaÍiile reÍelei Ûi actualizeazŸ permanent lista produselor Ûi companiilor care utilizeazŸ acest standard industrial deschis.Utilizarea tehnologiilor “web” a contribuit la extinderea acestor aplicaÍii ca urmare a scŸderii costurilor accesŸrii funcÍiunilor printr-o interfaÍŸ universalŸ (paginŸ web) precum Ûi a unui grad de deschidere Ûi evolutivitate care pur Ûi simplu nu exista cu cÊÍiva ani Án urmŸ.

2.2 Cabluri Ûi bare capsulate prefabricateDistribuÍia prin conductoare izolate Ûi cabluriDefiniÍiin Conductor

Un conductor ÁnseamnŸ o singurŸ inimŸ din material metalic ÁnconjuratŸ sau nu de o anvelopŸ izolantŸ.n Cablu

Un cablu este format dintr-un numŸr de conductoare, separate electric (izolate) dar unite mecanic, Án general printr-o masŸ protectoare flexibilŸ.n Traseu de cabluri

Traseul de cabluri se referŸ la conductoare Ûi/sau cabluri montate ÁmpreunŸ, inclusiv mijloacele de susÍinere Ûi de protecÍie cum ar fi jgheaburi de cabluri, scŸriÍe, tuburi, suporÍi, ghene, canale, ÛanÍuri, etc.

Marcarea conductoarelorIdentificarea conductoarelor trebuie sŸ respecte trei reguli:n Regula 1: Marcajul Án dungi verde/galben este rezervat exclusiv conductoarelor de protecÍie PE sau PEN.n Regula 2: o cÊnd un circuit include conductor de neutru, acesta trebuie sŸ aibŸ culoarea albastru deschis (sau marcat cu numŸrul “1” pentru cabluri multifilare, cu mai mult de 5 conductoare),o cÊnd un circuit nu are un conductor de neutru, conductorul albastru deschis poate fi utilizat ca Ûi conductor de fazŸ, dacŸ este parte a unui cablu cu mai mult de 1 conductor.n Regula 3: Conductoarele de fazŸ pot fi de orice culoare cu excepÍia:o verde Ûi galben,o verde,o galben,o albastru deschis (vezi regula 2).

Accesul nelimitat la informaÍiile electrice Ûi tablourile de distribuÍie inteligente sunt acum o realitate.

DouŸ tipuri de distribuÍie sunt posibile:n prin conductoare izolate sau cabluri;n prin bare prefabricate.


E19

Conductoarele dintr-un cablu sunt identificate fie prin culoarea lor fie prin numere (vezi Fig. E34).

NotŸ: DacŸ circuitul include un conductor de protecÍie Ûi cablul disponibil nu are un conductor galben/verde, conductorul de protecÍie poate fi:n un conductor separat galben/verde;n conductorul albastru dacŸ circuitul nu are conductor neutru;n un conductor negru dacŸ circuitul are conductor neutru.În ultimele douŸ cazuri conductorul utilizat trebuie marcat cu bandŸ galben/verde la capete, pe toatŸ lungimea vizibilŸ a conductorului. Cablurile de alimentare ale echipamentelor sunt marcate similar cu cablurile multiconductor (vezi Fig. E35).

DistribuÍia Ûi metodele de instalare (vezi Fig. E36)DistribuÍia are loc prin trasee de cabluri care susÍin conductoare izolate individuale sau cabluri Ûi includ un sistem de fixare Ûi protecÍie mecanicŸ.

Fig. E34: Identificarea conductoarelor Án funcÍie de tipul circuitului.

Fig. E35: Identificarea conductoarelor unui Ántreruptor automat cu fazŸ Ûi neutru. Fig. E36: DistribuÍie radialŸ utilizÊnd cabluri Ántr-un hotel.


NumŸr de Circuit Trasee de cabluri fixe conductoare Conductoare izolate Cabluri rigide sau flexibile din circuit multiconduuctor Ph Ph Pn N PE Ph Ph Ph N PE 1 ProtecÍie sau pŸmÊnt V/G 2 Monofazic Ántre faze n n BL LB Monofazic fazŸ Ûi neutru n LB BL LB Monofazic Ántre fazŸ Ûi neutru n V/G BL V/G + conductor de protecÍie3 Trifazic fŸrŸ neutru n n n BL B LB 2 faze + neutru n n LB BL B LB 2 faze + conductor de protecÍie n n V/G BL LB V/G Monofazic Ántre fazŸ Ûi neutru n LB V/G BL LB V/G + conductor de protecÍie 4 Trifazic cu neutru n n n LB BL B BL LB Trifazic cu neutru + conductor de protecÍie n n n V/G BL B LB V/G 2 faze + neutru + conductor de protecÍie n n LB V/G BL B LB V/G Trifazic + conductor de protecÍie PEN n n n V/G BL B LB V/G 5 Trifazic + neutru + conductor de protecÍie PE n n n LB V/G BL B BL LB V/G> 5 Conductorul de protecÍie V/G; Alte conductoare numerotate BL. NumŸrul “1” este rezervat pentru conductorul neutru dacŸ existŸ.

V/G: Galben/Verde BL: Negru n: AÛa cum este indicat Án regula 3 LB: Albastru deschis B: Maro

E20


Barele capsulate prefabricate Barele capsulate prefabricate sunt construite pentru distribuÍia energiei (de la 40 la 5000 A) Ûi iluminat (Án cazul acestei aplicaÍii ele au un dublu rol, de alimentare cu energie Ûi de suport fizic al lŸmpii).

Componentele unui sistem de bare capsulate prefabricate Un sistem de de bare capsulate prefabricate este compus dintr-un set de conductori protejaÍi de o carcasŸ (vezi Fig. E37). Utilizate pentru transportul Ûi distribuÍia energiei electrice sistemele de bare capsulate prefabricate au componentele necesare pentru Ándeplinirea acestor funcÍii: conectori, lungimi, coturi, elemente de fixare, etc. Punctele de derivaÍie plasate la intervale regulate fac energia disponibilŸ Án orice punct al instalaÍiei.

Barele capsulate prefabricate se disting prin usurinÍa Án instalare, flexibilitatea Ûi numŸrul mare de puncte de conectare.

Tipuri de bare capsulate prefabricateSistemele de bare capsulate prefabricate sunt prezente la toate nivelurile distribuÍiei electrice: de la legŸtura Ántre transformator Ûi tabloul principal de joasŸ tensiune (TGJT) pÊnŸ la distribuÍia la prize Ûi iluminat Án birouri sau distribuÍia de putere Án ateliere.

Fig. E37: Sistem de bare capsulate prefabricate pentru distribuÍie de curent de la 25 la 5000 A.

Element drept

Puncte de derivaÍie pentru distribuÍia curentului

Sistem de fixare pentru tavan, perete sau podea supraÁnŸlÍatŸ

PiesŸ de capŸt

PiesŸ de alimentare

Gama de cofrete debroÛabile pentru alimentarea sarcinilor de la sistemul de bare

Cot

Fig. E38: DistribuÍie radialŸ utilizÊnd bare capsulate prefabricate.


Vorbim aici de o arhitecturŸ distribuitŸ.

E21

În mare existŸ trei categorii de bare capsulate prefabricate.n De la transformator cŸtre tabloul general de joasŸ tensiune (TGJT)Instalarea barei capsulate prefabricate poate fi consideratŸ permanentŸ Ûi este probabil cŸ nu va fi niciodatŸ modificatŸ. Nu existŸ puncte de derivaÍie. SoluÍia este frecvent utilizatŸ pentru trasee scurte, pentru curenÍi mai mari de 1600/2000 A, adicŸ atunci cÊnd utilizarea mai multor cabluri Án paralel este dificilŸ. Barele se pot utiliza Ûi pentru legŸturile dintre TGJT Ûi tablourile de distribuÍie din aval. Caracteristicile barelor capsulate prefabricate pentru distribuÍia de putere permit a fi utilizate pentru curenÍii operaÍionali de la 1000 la 5000 A Ûi sunt stabile la curenÍii de scurtcircuit de scurtŸ duratŸ de 150 kA.n Pentru distribuÍie secundarŸ cu densitatea punctelor de derivaÍie micŸ sau mareÎn aval de barele capsulate prefabricate pentru distribuÍia principalŸ, putem identifica douŸ tipuri de aplicaÍii:o aplicaÍii industriale de dimensiuni medii (ateliere industriale cu prese de injecÍie Ûi maÛini de prelucrat metale sau supermarket-uri cu sarcini importante). CurenÍii operaÍionali Ûi curenÍii de scurtcircuit pot fi destul de importanÍi (100 la 1000 A, respectiv 20 la 70 kA),o obiective mici (mici ateliere cu maÛini unelte, fabrici de textile cu maÛini individuale, supermarket-uri cu sarcini reduse). CurenÍii operaÍionali Ûi curenÍii de scurtcircuit sunt destul de mici (40 la 400 A, respectiv 10 la 40 kA).DistribuÍia secundarŸ utilizÊnd bare capsulate prefabricate rŸspunde la urmŸtoarele cerinÍe ale utilizatorilor:o modificŸri Ûi evoluÍii facile ale instalaÍiei datoritŸ existenÍei unui numŸr ridicat de trape de derivaÍie,o continuitate Án serviciu, prin posibilitatea conectŸrii sub tensiune a cofretelor de derivaÍie Án condiÍii de deplinŸ siguranÍŸ.Conceptul de subdistribuÍie este aplicabil, de asemenea, pentru distribuÍia cu coloane verticale Ántre 100 Ûi 5000 A Án clŸdirile cu mai multe etaje. n DistribuÍie de iluminatCircuitele de iluminat pot fi distribuite utilizÊnd bare capsulate prefabricate care pot asigura sau nu susÍinerea corpurilor de iluminat. o barele capsulate prefabricate proiectate pentru susÍinerea corpurilor de iluminatAceste bare capsulate prefabricate alimenteazŸ Ûi susÍin corpurile de iluminat (reflectoare industriale, lŸmpi cu descŸrcare, etc.). Ele sunt utilizate Án clŸdirile industriale, supermarket-uri, magazine universale Ûi depozite. Barele capsulate prefabricate sunt extrem de rigide Ûi au fost proiectate pentru unul sau douŸ circuite de 25 sau 40 A. Trapele de derivaÍie se gŸsesc la fiecare 1,5 m.o barele capsulate prefabricate care nu pot susÍine corpurile de iluminatSimilare cu sistemele de cabluri prefabricate, aceste bare sunt utilizate pentru alimentarea tuturor tipurilor de corpuri de iluminat fixate de structura clŸdirii. Ele sunt utilizat Án clŸdirile comerciale (birouri, magazine, restaurante, hoteluri, etc.), Án special Án tavanele false. Barele sunt flexibile Ûi proiectate pentru un circuit de 20 A. Trapele de derivaÍie se gŸsesc la fiecare 1,5 m sau 3 m.Sistemele de bare capsulate prefabricate Ándeplinesc cerinÍele unui numŸr important de clŸdiri.n ClŸdiri industriale: garaje, ateliere, ferme, centre logistice, etc.;n ClŸdiri comerciale: magazine, centre comerciale, supermarket-uri, hoteluri, etc.;n ClŸdiri terÍiare: birouri, Ûcoli, spitale, sŸli de sport, vapoare de croazierŸ, etc.

StandardeBarele capsulate prefabricate trebuie sŸ ÁndeplineascŸ regulile stabilite de CEI 60439-2.Acesta defineÛte cerinÍele impuse fabricantului Án proiectarea unui sistem de bare capsulate prefabricate (de exemplu creÛterea temperaturii, Íinere la scurtcircuit, rezistenÍŸ mecanicŸ, etc.) precum Ûi metodele de testare necesare.Standardul CEI 60439-2 defineÛte 13 teste de tip obligatorii asupra componentelor sistemului. Prin asamblarea elementelor sistemului pe Ûantier, Án acord cu instrucÍiunile de montaj, va rezulta un sistem conform cu standardul.

Avantajele sistemelor de bare capsulate prefabricateFlexibilitaten ConfiguraÍie uÛor de modificat (modificŸrile pe Ûantier pentru schimbarea liniilor de producÍie, reconfigurarea sau extinderea spaÍiului, etc.);n Componente reutilizabile (componentele rŸmÊn intacte): cÊnd o instalaÍie este supusŸ unei modificŸri majore, bara capsulatŸ este pur Ûi simplu demontatŸ Ûi reutilizatŸ;n Disponibilitatea energiei oriunde Án instalaÍie (posibilitatea de a avea o trapŸ de derivaÍie la fiecare metru);n O gamŸ largŸ de cofrete de derivaÍie.


E22


Simplitaten Proiectarea poate fi fŸcutŸ independent de distribuÍia Ûi amplasarea receptoarelor;n PerformanÍele sunt independente de implementare; Án cazul cablurilor trebuiesc aplicaÍi mai mulÍi coeficienÍi de declasare;n Sistem de distribuÍie clar;n Reducerea timpului de instalare; utilizarea sistemelor de bare capsulate prefabricate permite reducerea timpului de instalare cu pÊnŸ la 50% faÍŸ de metoda tradiÍionalŸ cu cabluri;n GaranÍia fabricantului;n Timp de execuÍie controlat: conceptul de bare capsulate prefabricate eliminŸ surprizele neaÛteptate la montaj. Timpul de montaj este precis Ûi cunoscut Án avans Ûi orice problemŸ apŸrutŸ poate fi rezolvatŸ cu operativitate;n UÛor de implementat; componentele modulare sunt uÛor de manevrat, rapid Ûi simplu de montat.

Fiabilitaten Componente de Áncredere fiind fabricate Án uzinŸ;n Componentele previn asamblarea greÛitŸ;n Asamblarea secvenÍialŸ a componentelor drepte Ûi cofretelor de derivaÍie eliminŸ posibilitatea erorilor.

Continuitatea Án serviciun NumŸrul mare de trape de derivaÍie uÛureazŸ alimentarea cu energie electricŸ a unui nou consumator. Conectarea Ûi deconectarea este rapidŸ Ûi poate fi executatŸ Án siguranÍŸ fŸrŸ scoaterea de sub tensiune a instalaÍiei. Cele douŸ operaÍii (adŸugare sau modificare) au loc deci cu instalaÍia Án funcÍiune.n Depistare a defectului uÛoarŸ Ûi rapidŸ deoarece consumatorii sunt aproape de traseu.n MentenanÍŸ inexistentŸ sau extrem de redusŸ.

ContribuÍie majorŸ la dezvoltarea durabilŸn Sistemele de bare capsulate prefabricate permit combinarea circuitelor. ComparÊnd cu soluÍia tradiÍionalŸ de distribuÍie Án cablu, consumul de cupru Ûi de izolatori ca materie primŸ este de trei ori mai mic datoritŸ conceptului de reÍea distribuitŸ (vezi Fig. E39);

n Elemente reutilizabile Ûi ansamblul componentelor deplin reciclabile;n Nu conÍin PVC Ûi nu genereazŸ gaze toxice sau deÛeuri;n Reducerea riscului datorat expunerii la cÊmpuri electromagnetice.

Noi caracteristici funcÍionale pentru CanalisSistemele de bare capsulate prefabricate devin din ce Án ce mai bune. Printre noile caracteristici gŸsim:n performanÍe crescute cu gradul de protecÍie IP 55 Ûi noi calibre de la 160 pÊnŸ la 1000 A (KS);n noi oferte pentru elemente precablate de iluminat;n noi accesorii de fixare, sisteme rapide, suporturi comune pentru circuitele VDI.


Fig. E39: Exemplu: 30 m de Canalis KS 250 A echipat cu plecŸri de 10 Ûi 25 A, 4 poli.

Aluminiu: 128 mm2

Cupru echivalent: 86 mm2

Cupru: 250 mm2

4 kg 1.000 J

12 kg 1.600 J

Coeficient de simultaneitate = 0,6

Coeficient de simultaneitate = 0,6

ΣIxks

ΣIxks

E23

Sistemele de bare capsulate prefabricate integrate Án mediul ambiantn Culoare albŸ pentru intensificarea mediului de lucru, integratŸ natural Án gama produselor de distribuÍie electricŸ;n Conformitatea cu normele europene de reducere a substanÍelor periculoase (directiva RoHS).

Exemple de bare capsulate prefabricate Canalis

Fig. E41: BarŸ capsulatŸ prefabricatŸ pentru distribuÍie de iluminat cu susÍinerea corpurilor de iluminat: Canalis KBA Ûi KBB (25 la 40 A).


Fig. E40: BarŸ capsulatŸ prefabricatŸ flexibilŸ pentru distribuÍie de iluminat pentru corpuri de iluminat suspendate separat: Canalis KDP (20 A).

Fig. E42: Ìir luminos: Canalis KBX (20 A).

Fig. E43: BarŸ capsulatŸ prefabricatŸ pentru distribuÍie de micŸ Ûi medie putere: Canalis KN (40 la 160 A).

E24


Fig. E45: BarŸ capsulatŸ prefabricatŸ pentru distribuÍie de mare putere: Canalis KT (1000 la 5000 A).


Fig. E44: BarŸ capsulatŸ prefabricatŸ pentru distribuÍie de putere medie: Canalis KS (100 la 1000 A).

Pentru configurarea instalaÍiilor de bare capsulate prefabricate Canalis sunt disponibile, Án limba romÊnŸ, urmŸtoarele programe de calcul:n CanFAST 3.0 pentru iluminat, puteri mici Ûi medii;n CanBRASS 6.0 pentru toatŸ gama de puteri;n CanCAD 4.0 pentru puteri medii Ûi mari. Acest soft funcÍioneazŸ sub AutoCAD.

E25

3 InfluenÍe externe (CEI 60364-5-51)

3.1 DefiniÍii Ûi standarde de referinÍŸFiecare instalaÍie electricŸ este plasatŸ Ántr-un mediu specific, care prezintŸ, Ántr-o mŸsurŸ mai mare sau mai micŸ, un anumit risc: n pentru persoane; n pentru echipamentele care constituie instalaÍia. În consecinÍŸ, condiÍiile de mediu influenÍeazŸ definirea parametrilor Ûi alegerea materialelor specifice instalaÍiei, precum Ûi alegerea mŸsurilor de protecÍie adecvate pentru securitatea persoanelor. CondiÍiile de mediu ale unei instalaÍii electrice se exprimŸ prin sintagma “influenÍe externe”. Multe standarde naÍionale, referitoare la influenÍele externe, includ o schemŸ de clasificare care este bazatŸ sau este foarte asemŸnŸtoare, cu standardul internaÍional CEI 60364-5-51.

3.2 ClasificareFiecare condiÍie de influentŸ externŸ este indicatŸ de un cod care cuprinde un grup de douŸ litere majuscule Ûi un numŸr, dupŸ cum urmeazŸ:

Prima literŸ (A, B sau C)Prima literŸ este legatŸ de categoria generalŸ de influenÍŸ externŸ. n A = mediu ambiant;n B = utilizare;n C = tip de construcÍie al clŸdirilor respective.

A doua literŸA doua literŸ este legatŸ de natura influenÍei exteme.

NumŸrulNumŸrul se referŸ la clasa din care face parte fiecare influenÍŸ extemŸ.

Litera adiÍionalŸ (opÍional)UtilizatŸ numai dacŸ protecÍia efectivŸ a persoanelor este mai mare decÊt cea indicatŸ de prima cifrŸ din codul IP. Atunci cÊnd trebuie specificatŸ numai protecÍia persoanelor, cele douŸ cifre ale codului IP sunt Ánlocuite de X-uri.Exemplu: IP XXB

Exemplu AC2 ÁnseamnŸ:

A = mediu AC = mediu-altitudine AC2 = mediu-altitudine > 2000 m

3.3 Lista influenÍelor externeTabelul E46 de mai jos este extras din CEI 60364-5-51, care este documentul de referinÍŸ Án astfel de situaÍii.

InfluenÍele externe trebuiesc luate Án considerare cÊnd se aleg: n mŸsurile specifice de asigurare a securitŸÍii persoanelor (Án particular Án zone sau instalaÍii electrice cu caracter special);n caracteristicile echipamentului electric cum ar fi gradul de protecÍie IP, rezistenÍa mecanicŸ IK, etc.

DacŸ mai multe influenÍe externe intervin Án acelaÛi timp, ele pot avea efecte independente sau se pot influenÍa reciproc aÛa ÁncÊt gradul de protecÍie trebuie ales Án consecinÍŸ.

Cod InfluenÍe externe Caracteristici necesare pentru echipament A - MediuAA Temperatura ambientŸ (°C) Minim Maxim Echipament proiectat special sau mŸsuri corespunzŸtoareAA1 - 60° C + 5° C AA2 - 40° C + 5° C AA3 - 25° C + 5° C AA4 - 5° C + 40° C Normal (precauÍii speciale Án anumite cazuri) AA5 + 5° C + 40° C Normal AA6 + 5° C + 60° C Echipament proiectat special sau mŸsuri corespunzŸtoareAA7 - 25° C + 55° C AA8 - 50° C + 40° C

Tab. E46: Lista influenÍelor externe (din Anexa A a CEI 60364-5-51) (se continuŸ pe pagina urmŸtoare)

E26


Tab. E46: Lista influenÍelor externe (din Anexa A a CEI 60364-5-51) (se continuŸ pe pagina urmŸtoare)


Cod InfluenÍe externe Caracteristici necesare pentru echipament A - MediuAB Temperatura ambientŸ (°C) TemperaturŸ aer °C Umiditate relativŸ % Umiditate absolutŸ g/m3 Low High Low High Low High AB1 - 60° C + 5° C 3 100 0,003 7 Trebuiesc luate mŸsuri corespunzŸtoare AB2 - 40° C + 5° C 10 100 0,1 7 AB3 - 25° C + 5° C 10 100 0,5 7 AB4 - 5° C + 40° C 5 95 1 29 Normal AB5 + 5° C + 40° C 5 85 1 25 Normal AB6 + 5° C + 60° C 10 100 1 35 Trebuiesc luate mŸsuri corespunzŸtoare AB7 - 25° C + 55° C 10 100 0.5 29 AB8 - 50° C + 40° C 15 100 0.04 36 AC Altitudine AC1 i 2000 m Normal AC2 > 2000 m Poate necesita precauÍii (declasare) AD PrezenÍa apei AD1 NeglijabilŸ Exterior sau locaÍii neprotejate la intemperii IPX0 AD2 Stropi Án cŸdere liberŸ IPX1 sau IPX2 AD3 Pulverizare IPX3 AD4 ÎmproÛcare IPX4 AD5 Jeturi LocaÍii unde un furtun cu apŸ este folosit regulat IPX5 AD6 Valuri LocaÍii litorale (diguri, cheiuri, plaje, etc.) IPX6 AD7 Imersie ApŸ 150 mm deasupra celui mai Ánalt punct Ûi IPX7 echipamentul la mai puÍin de 1 m de suprafaÍŸ AD8 Submersie Echipamentul este permanent Ûi total acoperit IPX8 AE PrezenÍa corpurilor strŸine solide Cele mai mici dimensiuni Exemplu AE1 NeglijabilŸ IP0X AE2 Obiecte mici 2,5 mm Scule IP3X AE3 Obiecte foarte mici 1 mm SÊrmŸ IP4X AE4 Praf nu prea dens IP5X dacŸ penetrarea prafului nu ÁmpiedicŸ funcÍionareaAE5 Praf moderat IP6X dacŸ praful nu trebuie sŸ penetreze AE6 Praf dens IP6X AF PrezenÍa substantelor corozive sau poluante AF1 NeglijabilŸ Normal AF2 AtmosfericŸ În funcÍie de natura substanÍei AF3 IntermitentŸ, accidental ProtecÍie Ámpotriva coroziunii AF4 ContinuŸ Echipament proiectat special AG ReacÍia la impact mecanic AG1 Severitate scŸzutŸ Normal AG2 Severitate medie Standard (daca este aplicabil) sau echip. pregŸtite specialAG3 Severitate ridicatŸ ProtecÍie crescutŸ AH VibraÍii AH1 Severitate scŸzutŸ AplicaÍii casnice sau similare Normal AH2 Severitate medie CondiÍii industriale normale Echipament proiectat special sau mŸsuri specialeAH3 Severitate ridicatŸ CondiÍii industriale severe AJ Alte solicitŸri mecanice AK PrezenÍa florei Ûi/sau mucegaiului AH1 FŸrŸ riscuri Normal AH2 Cu riscuri AL PrezenÍa faunei AH1 FŸrŸ riscuri Normal AH2 Cu riscuri AM InfluenÍe electromagnetice, electrostatice sau ionizŸri / Fenomene electromagnetice de joasŸ frecvenÍŸ / Armonici AM1 Armonici A se referi la standardele CEI aplicabile AM2 Tensiune de semnalizare AM3 VariaÍii ale amplitudinii tensiunii AM4 Dezechilibre ale tensiunii AM5 VariaÍii ale frecvenÍei AM6 Tensiuni induse de joasŸ frecvenÍŸ AM7 Curent continuu Án reÍelele de curent alternativ AM8 CÊmpuri magnetice AM9 CÊmpuri electrice AM21 OscilaÍii de tensiuni sau curenÍi induÛi

E27

Tab. E46: Lista influenÍelor externe (din Anexa A a CEI 60364-5-51) (sfÊrÛit)


Cod InfluenÍe externe Caracteristici necesare pentru echipament A - MediuAM22 Fenomene tranzitorii pe scala de nanosecunde A se referi la standardele CEI aplicabileAM23 Fenomene tranzitorii pe scala de milisecunde AM24 Fenomene tranzitorii oscilante AM25 Fenomene de ÁnaltŸ frecvenÍŸ AM31 DescŸrcŸri electrostatice AM41 IonizŸri AN RadiaÍii solare AN1 Slabe Normal AN2 Medii AN3 Puternice AP Efect seismic AP1 Negligabil Normal AP2 Slab AP3 Mediu AP4 Puternic AQ TrŸsnete AQ1 Neglijabil Normal AQ2 Expunere indirectŸ AQ3 Expunere directŸ AR MiÛcarea aerului AQ1 SlabŸ Normal AQ2 Medie AQ3 PuternicŸ AS VÊnt AQ1 Slab Normal AQ2 Mediu AQ3 Puternic B - Utilizare BA Calificarea persoanelor BA1 ObiÛnuitŸ Normal BA2 Copii BA3 HandicapaÍi BA4 InstruiÍi BA5 CalificaÍi BB RezistenÍa electricŸ a corpului uman BC Contactul persoanelor cu potenÍialul pŸmÊntului BC1 Nici unul ClasŸ de echipament corespunzŸtoare cu CEI 61140BC2 Rar BC3 Frecvent BC4 Continuu BD CondiÍii de evacuare Án caz de urgenÍŸ BD1 JoasŸ densitate/ieÛire accesibilŸ Normal BD2 JoasŸ densitate/ieÛire dificilŸ BD3 ÎnaltŸ densitate/ieÛire accesibilŸ BD4 ÎnaltŸ densitate/ieÛire dificilŸ BE Natura materialelor procesate sau depozitate BE1 FŸrŸ risc semnificativ Normal BE2 Risc de incendiu BE3 Risc de explozie BE4 Risc de contaminare C - ConstrucÍia de clŸdiri CA Materialele de construcÍie CA1 Necombustibile Normal CA2 Combustibile CB Proiectarea clŸdirilor CB1 Riscuri neglijabile Normal CB2 Propagarea incendiului CB3 MiÛcare CB4 Flexibil sau instabil

E28


3.4 Grade de protecÍie pentru echipament: codurile IP Ûi IKDefiniÍia codurilor IP (vezi Fig. E47)Gradul de protecÍie furnizat de o carcasŸ este indicat de codul IP recomandat de CEI 60529.ProtecÍia se referŸ la urmŸtoarele influenÍe externe:n penetrarea corpurilor solide;n protecÍia persoanelor Ámpotriva accesului la pŸrÍile sub tensiune;n protecÍia Ámpotriva pŸtrunderii prafului;n protecÍia Ámpotriva pŸtrunderii lichidelor.NotŸ: codul IP se aplicŸ la echipament electric pentru tensiuni de maxim 72,5 kV inclusiv.

Elemente ale codurilor IP Ûi semnificaÍia lorO scurtŸ descriere a elementelor codurilor IP este datŸ Án tabela de mai jos (vezi Tab. E48).

Fig. E47: SecvenÍa codului IP. Tab. E48: Elemente ale codului IP.


E29

DefiniÍia codurilor IKStandardul CEI 62262 defineÛte codurile IK care caracterizeazŸ capacitatea unui echipament de a rezista la impact mecanic pe toate pŸrÍile (vezi Tab. E49).

Tab. E49: Elemente ale codului IK.

Specificarea codurilor IP Ûi IK pentru tablourile de distribuÍieGradele de protecÍie IP Ûi IK ale unei carcase trebuie specificate Án funcÍie de diversele influenÍe externe definite de standardul CEI 60364-5-51, Án particular:n prezenÍa corpurilor solide (codul AE);n prezenÍa apei (codul AD);n solicitŸrile mecanice (fŸrŸ cod);n calificarea persoanelor (codul BA);n ...Tablourile de distribuÍie Prisma Plus sunt destinate pentru instalaÍii interioare.DacŸ regulile, standardele, reglementŸrile unei anumite ÍŸri nu specificŸ altfel, Schneider Electric recomandŸ urmŸtoarele valori pentru IP Ûi IK (vezi Tab. E50 Ûi Tab. E51).

RecomandŸri pentru IP

Tab. E50: RecomandŸri pentru IP.

Tab. E51: RecomandŸri pentru IK.

RecomandŸri pentru IK

Codurile IK Án funcÍie de condiÍii FŸrŸ risc de impact major Camere tehnice 07Risc semnificativ de impact major Coridoare 08 (carcasŸ ce ar putea afecta aparatele cu uÛŸ)Risc maxim de impact ce ar putea Ateliere 10 afecta carcasa


Codul IK Energia de impact Codul AG (Án Joules) 00 0 01 i 0,14 02 i 0,20 AG1 03 i 0,35 04 i 0,50 05 i 0,70 06 i 1 07 i 2 AG2 08 i 5 AG3 09 i 10 10 i 20 AG4

Codurile IP Án funcÍie de condiÍii Normal, fŸrŸ riscul cŸderii verticale a apei Camere tehnice 30Normal, cu riscul cŸderii verticale a apei Coridoare 31Risc sever de apŸ ÁmproÛcatŸ Ateliere 54/55 Án toate direcÍiile

E30


F1

Capitolul FProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice

Cuprins

General F2 1.1 Ìocul electric F2

1.2 ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electric F3

1.3 Contactul direct Ûi indirect F3

ProtecÍia Ámpotriva contactului direct F4 2.1 MŸsuri Ámpotriva contactului direct F4

2.2 MŸsuri suplimentare de protecÍie Ámpotriva contactului direct F5

ProtecÍia Ámpotriva contactului indirect F6 3.1 MŸsuri de protecÍie prin deconectarea automatŸ F6 a sursei de alimentare

3.2 Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TT F7

3.3 Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TN F8

3.4 Deconectarea automatŸ la al doilea defect Án cazul sistemelor IT F10

3.5 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva contactelor directe Ûi indirecte fŸrŸ deconectarea automatŸ a sursei de alimentare F13

ProtecÍia bunurilor Án cazul defectelor de izolaÍie F17 4.1 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva riscului de incendiu cu ajutorul F17 dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD)

4.2 ProtecÍia Ámpotriva defectelor de punere la pŸmÊnt F17

Implementarea sistemului TT F19 5.1 MŸsuri de protecÍie F19

5.2 Tipuri de dispozitive de curent diferenÍial rezidual F20

5.3 Coordonarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual F22

Implementarea sistemului TN F25 6.1 CondiÍii preliminare F25

6.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte F25 6.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate F29 6.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiu F30 6.5 Cazul Án care impedanÍa buclei de defect este de valoare mare F30

Implementarea sistemului IT F31 7.1 CondiÍii preliminare F31

7.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte F32

7.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate F36

7.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiu F37

7.5 Cazul Án care impedanÍa buclei de defect este de valoare mare F37

Dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD) F38 8.1 Descriere F38

8.2 RecomandŸri pentru utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD) F38

1

2

3

4

5

6

7

8

F - ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice

F2

1 General

1.1 Ìocul electricÌocul electric este un efect fiziologic al trecerii curentului electric prin corpul uman. Trecerea curentului electric prin corpul uman afecteazŸ Án mod esenÍial musculatura, funcÍiile respiratorii Ûi circulatorii Ûi uneori are ca rezultat arsuri serioase. Gradul de pericol pentru victimŸ depinde de mŸrimea curentului, de suprafaÍa corpului prin care acesta trece Ûi de durata trecerii.PublicaÍia CEI 60479-1 din 1994 defineÛte patru zone curent/duratŸ, Án interiorul cŸrora sunt descrise efectele patologice (vezi Fig. F1).Orice persoanŸ care vine Án contact cu pŸrÍi active ale instalaÍiei este supusŸ riscului de Ûoc electric.Curba C1 indicŸ faptul cŸ, atunci cÊnd un curent mai mare de 30 mA trece prin corpul uman dintr-o parte Án cealaltŸ persoana Án cauzŸ poate fi ucisŸ dacŸ acest curent nu este Ántrerupt Ántr-un timp relativ scurt.Punctul 500 ms/100 mA aproape de curba C1 corespunde cu o probabilitate de fibrilaÍie de 0,14%.ProtecÍia persoanelor Ámpotriva Ûocului electric Án instalaÍiile de joasŸ tensiune trebuie realizatŸ Án conformitate cu standardele naÍionale Án vigoare, cu regulamentele naÍionale Án vigoare, cu regulamentele statutare, normative, ghiduri oficiale, etc. Standardele CEI Án vigoare sunt: seria CEI 60364, seria CEI 60479, CEI 60755, seria CEI 61008, seria CEI 61009 Ûi CEI 60947-2.

Fig. F1: Zone curent/duratŸ ale efectelor trecerii curentului electric prin corpul uman de la mÊna stangŸ spre picioare.

CÊnd un curent mai mare de 30 mA trece printr-o parte a corpului uman persoana Án cauzŸ are serios de suferit dacŸ acest curent nu este Ántrerupt Ántr-un timp foarte scurt.ProtecÍia persoanelor Ámpotriva Ûocului electric Án instalaÍiile de joasŸ tensiune trebuie realizatŸ Án conformitate cu standardele naÍionale Án vigoare, cu regulamentele statutare, normative, ghiduri practice, etc.Standardele CEI relevante sunt: CEI 60364, seria CEI 60479, CEI 61008, CEI 61009 Ûi CEI 60947-2.

zona AC1: imperceptibilŸzona AC2: perceptibilŸzona AC3: efecte reversibile-contracÍii muscularezona AC4: posibilitatea unor efecte ireversibilezona AC4-1: pÊnŸ la 5% probabilitate de fibrilaÍie cardiacŸzona AC4-2: pÊnŸ la 50% probabilitate de fibrilaÍie cardiacŸzona AC4-3: mai mult de 50% probabilitate de fibrilaÍie cardiacŸ

curba A: prag de percepÍie a curentuluicurba B: prag de reacÍii muscularecurba C1: prag de 0% probabilitate de fibrilaÍie ventricularŸcurba C2: prag de 5% probabilitate de fibrilaÍie ventricularŸcurba C3: prag de 50% probabilitate de fibrilaÍie ventricularŸ

F3

1.2 ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electricRegulile fundamentale ale protecÍiei Ámpotriva Ûocului electric sunt stabilite Án standardul CEI 61140 care acoperŸ atÊt instalaÍiile cÊt Ûi echipamentele electrice.PŸrÍile active nu trebuie sŸ fie accesibile Án mod accidental, iar pŸrÍile accesibile nu trebuie sŸ fie periculoase. AceastŸ regulŸ se aplicŸ:n Án condiÍii normale;n Án condiÍiile unui singur defect.ProtecÍia Án condiÍii normale corespunde protecÍiei Ámpotriva contactului direct (protecÍia de bazŸ) iar protecÍia Án condiÍiile unui singur defect corespunde protecÍiei Ámpotriva contactului indirect (protecÍia la defect).MŸsurile sporite de protecÍie se referŸ la ambele situaÍii.

1.3 Contactul direct Ûi indirectContactul directContactul direct se referŸ la cazul unei persoane care vine Án contact direct cu un conductor activ Án condiÍii normale (vezi Fig. F2).Standardul CEI 61140 a redenumit “protecÍia Ámpotriva contactului direct” cu termenul de “protecÍie de bazŸ”. Denumirea anterioarŸ este pŸstratŸ cu titlul de informaÍie.

Contactul indirectUn contact indirect se referŸ la cazul unei persoane care vine Án contact cu o parte metalicŸ accesibilŸ care Án mod normal nu se aflŸ dar poate ajunge Án mod accidental sub tensiune (datoritŸ unor defecte de izolaÍie sau altor cauze).Curentul de defect aduce pŸrÍile metalice accesibile la o tensiune periculoasŸ care poate fi la originea unui curent de atingere care circulŸ prin persoana ce vine Án contact cu aceastŸ parte metalicŸ (vezi Fig. F3).Standardul CEI 61140 a redenumit “protecÍia Ámpotriva contactului indirect” cu termenul de “protecÍie la defect”. Denumirea anterioarŸ este pŸstratŸ cu titlul de informaÍie.

Deseori se cer luate douŸ mŸsuri Ámpotriva riscului unui contact direct deoarece s-a dovedit cŸ, Án practicŸ, o singurŸ mŸsurŸ nu este totdeauna suficientŸ.

Standardele Ûi regulamentele disting douŸ categorii de contacte periculoase:n contactul direct;n contactul indirect.Ûi prevŸd mŸsuri de protecÍie pentru fiecare categorie.

Fig. F2: Contactul direct. Fig F3: Contactul indirect.

1 General


F4

2 ProtecÍia Ámpotriva contactului direct

ExistŸ douŸ mŸsuri complementare care se utilizeazŸ de obicei Ámpotriva pericolului contactului direct:n prevenirea Án mod fizic a contactului cu pŸrÍi active ale instalaÍiei prin utilizarea izolaÍiei, prin bariere, inaccesibilitate, etc.;n protecÍii suplimentare Án cazul Án care contactul direct are loc Án ciuda sau datoritŸ unor greÛeli ale mŸsurilor de protecÍie mai sus menÍionate. AceastŸ protecÍie se realizeazŸ cu dispozitive de protecÍie Ámpotriva curentului de defect la pŸmÊnt, de mare sensibilitate (IΔn i 30mA) Ûi care acÍioneazŸ Ántr-un timp scurt. Aceste dispozitive sunt eficiente Án majoritatea cazurilor Án care se produce contactul direct.

2.1 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva contactului directProtecÍia prin izolarea pŸrÍilor activeAceastŸ protecÍie constŸ dintr-o izolare care este Án conformitate cu standardele Án vigoare (vezi Fig. F4). Vopselele, lacurile, emailurile nu asigurŸ o protecÍie adecvatŸ.

Standardele CEI Ûi cele naÍionale disting Án mod frecvent douŸ tipuri de protecÍii:n completŸ (izolaÍie, carcase), etc.;n parÍialŸ sau specificŸ.

Fig. F4: ProtecÍia Ámpotriva contactului direct prin izolarea cablului trifazat printr-o manta exterioarŸ.

Fig. F5: Exemple de carcase pentru protecÍie.

ProtecÍia cu ajutorul barierelor Ûi carcaselorAceastŸ mŸsurŸ este larg utilizatŸ ÁntrucÊt multe dintre componente Ûi materiale sunt instalate Án carcase, panouri de comandŸ Ûi tablouri de distribuÍie (vezi Fig. F5).Pentru a se considera cŸ asigurŸ o protecÍie efectivŸ Ámpotriva contactelor directe accidentale, aceste echipamente trebuie sŸ aibŸ un grad de protecÍie de cel puÍin IP 2X sau IP XXB (a se vedea Capitolul E, subcapitolul 3.4).Mai mult, un element de deschidere dintr-o carcasŸ (uÛŸ, panou frontal, sertare, etc.) trebuie sŸ fie detaÛat, deschis sau debroÛat:n cu ajutorul unei chei sau scule speciale destinate acestui scop;n numai dupŸ izolarea completŸ a pŸrÍilor active din carcasŸ;n cu o intercalare automatŸ a unui ecran care poate fi detaÛat numai cu o cheie sau cu o sculŸ destinatŸ acestui scop. Carcasa metalicŸ Ûi toate pŸrÍile metalice ale ecranelor trebuie sŸ fie conectate la conductorul de protecÍie (PE) al instalaÍiei.

MŸsuri parÍiale de protecÍien ProtecÍia cu ajutorul obstacolelor sau prin amplasare Án afara zonei de accesibilitate. Acest tip de protecÍie este rezervatŸ locaÍiilor Án care accesul este permis doar personalului autorizat.Modul de realizare a acestui tip de protecÍie este prezentat Án CEI 60364-4-41.

MŸsuri particulare de protecÍien ProtecÍia prin utilizarea unor tensiuni foarte joase de siguranÍŸ (TFJS) sau prin limitarea energiei de descŸrcare.Aceste mŸsuri sunt utilizate doar Án cazul circuitelor de micŸ putere Ûi Án cazuri speciale, aÛa cum sunt descrise Án secÍiunea 3.5.

F5

2.2 MŸsuri suplimentare de protecÍie Ámpotriva contactului directToate mŸsurile de protecÍie anterioare sunt preventive, dar experienÍa aratŸ faptul cŸ din diferite motive ele nu pot fi considerate perfecte. Printre aceste motive se aflŸ:n lipsa unei mentenanÍe corespunzŸtoare;n imprudenÍa, neglijenÍa;n uzura normalŸ sau anormalŸ a izolaÍiei: de ex. Ándoirea sau rŸzuirea conductoarelor de legŸturŸ;n contactele accidentale;n imersia Án apŸ, situaÍie Án care izolaÍia nu mai este suficientŸ.Pentru a proteja utilizatorii Ûi Án aceste situaÍii sunt utilizate dispozitive sensibile, cu declanÛare rapidŸ bazatŸ pe detecÍia curentului rezidual cŸtre pŸmÊnt (care se poate scurge sau nu printr-un organism viu), pentru a deconecta Án mod automat sursa de alimentare, suficient de rapid pentru a Ámpiedica producerea de prejudicii permanente sau chiar moartea prin electrocutare (vezi Fig. F6).Aceste dispozitive funcÍioneazŸ pe principiul mŸsurŸrii curentului diferenÍial, Án care orice diferenÍŸ dintre curentul de intrare Án circuit Ûi cel de ieÛire (Ántr-un sistem alimentat de la o sursŸ legatŸ la pŸmÊnt) se scurge la pŸmÊnt fie printr-un defect de izolaÍie, fie printr-un contact realizat de o persoanŸ care atinge un conductor activ.Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual (RCD) standardizate suficient de sensibile pentru protecÍia Ámpotriva contactului direct sunt calibrate la un curent diferenÍial de 30 mA.În conformitate cu CEI 60364-4-41 protecÍia suplimentarŸ realizatŸ cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (IΔn i 30 mA) trebuie aplicatŸ circuitelor care alimenteazŸ prize avÊnd un curent nominal i 20 A Án toate cazurile, Ûi pentru circuite care alimenteazŸ echipamente mobile avÊnd curent nominal i 32 A pentru uz exterior.AceastŸ protecÍie suplimentarŸ este impusŸ Án anumite ÍŸri pentru circuite de prize de pÊnŸ la 32 A Ûi chiar mai mult dacŸ acestea se gŸsesc Án spaÍii umede Ûi/sau temporare (ex: organizŸri de Ûantier).Este de asemenea recomandatŸ limitarea numŸrului de prize protejate printr-un RCD (de ex: 10 prize pentru un RCD).În capitolul P, secÍiunea 3, sunt menÍionate diferite zone Án care dispozitivele RCD de mare sensibilitate sunt obligatorii (Án anumite ÍŸri), dar Án orice caz sunt puternic recomandate ca o protecÍie eficientŸ Ámpotriva contactelor directe Ûi indirecte accidentale.

O mŸsurŸ suplimentarŸ de protecÍie Ámpotriva contactelor directe accidentale este utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual, care acÍioneazŸ la 30 mA Ûi chiar mai jos, Ûi care sunt cunoscute ca RCD (Residual Current Device) de sensibilitate mare.

Fig. F6: RCD de sensibilitate mare.

2 ProtecÍia Ámpotriva contactului direct


F6

3 ProtecÍia Ámpotriva contactului indirect

PŸrÍile conductoare accesibile utilizate Án fabricarea echipamentelor electrice sunt separate de pŸrÍile active ale echipamentului prin ceea ce se numeÛte izolaÍia de bazŸ. Deteriorarea acestei izolaÍii de bazŸ va face ca Ûi acest material potenÍial conductor sŸ fie pus sub tensiune.Atingerea unei pŸrÍi a unui echipament electric care Án mod normal nu este sub tensiune, dar care a ajuns sub tensiune datoritŸ acestor deteriorŸri ale izolaÍiei defineÛte contactul indirect.Diferite mŸsuri sunt luate pentru protecÍia Ámpotriva acestor atingeri accidentale, incluzÊnd:n deconectarea automatŸ a sursei de alimentare;n mŸsuri speciale, cum ar fi:o utilizarea unor materiale cu izolaÍie de clasŸ II sau o izolaÍie echivalentŸ ca nivel,o amplasarea echipamentelor Án afara zonelor de accesibilitate, sau intercalarea de bariere,o legŸturi echipotenÍiale,o separarea galvanicŸ prin utilizarea transformatoarelor de separaÍie.

3.1 MŸsuri de protecÍie prin deconectarea automatŸ a sursei de alimentarePrincipii de bazŸAceastŸ mŸsurŸ de protecÍie depinde de douŸ cerinÍe fundamentale Ûi anume:n de modul de conectare la pŸmÊnt a tuturor pŸrÍilor conductoare accesibile ale echipamentului electric Ûi de modul de realizare a reÍelei de ÁmpŸmÊntare;n deconectarea automatŸ a tensiunii de alimentare a secÍiunii defecte a instalaÍiei trebuie sŸ se facŸ Án aÛa fel ÁncÊt cerinÍele de siguranÍŸ ale raportului tensiune de atingere/duratŸ sŸ fie Ándeplinite pentru orice valoare a tensiunii de atingere Uc(1) (vezi Fig. F7).

MŸsurile de protecÍie sunt:n deconectarea automatŸ a sursei de alimentare (la primul sau la al doilea defect Án funcÍie de sistemul de tratare al neutrului);n mŸsuri speciale de protecÍie Án funcÍie de situaÍie.

(1) Tensiunea de atingere Uc este tensiunea existentŸ (ca urmare a unor defecte de izolaÍie) Ántre pŸrÍile conductoare accesibile Ûi orice alt element conducŸtor care se aflŸ la un potenÍial diferit (Án general al pŸmÊntului).

ProtecÍia Ámpotriva contactelor individuale accidentale prin deconectarea automatŸ a sursei de alimentare se poate obÍine dacŸ pŸrÍile conductoare accesibile ale echipamentului sunt corect legate la pŸmÊnt.

Fig. F7: Tensiunea de atingere periculoasŸ Uc.

Tab. F8: Durate maxime ale tensiunii de atingere Án c.a (Án secunde).

Cu cÊt valoarea tensiunii de atingere este mai mare, cu atÊt mai rapid trebuie sŸ declanÛeze protecÍia (vezi Tab. F8). Valoarea cea mai mare a tensiunii de atingere Uc care poate fi suportatŸ un timp nedefinit, fŸrŸ consecinÍe asupra organismului uman, este de 50 V c.a.

Recapitulare a limitelor teoretice ale timpilor de deconectare

Uo (V) 50 < Uo i 120 120 < Uo i 230 230 < Uo i 400 Uo > 400Sistem TN sau IT 0,8 0,4 0,2 0,1 TT 0,3 0,2 0,07 0,04

F7

3.2 Deconectarea automatŸ Án cazul sistemului TTPrincipii de bazŸ:În cazul acestui sistem, toate pŸrÍile conductoare accesibile Ûi cele conductoare externe ale instalaÍiei trebuie sŸ fie conectate la aceeaÛi prizŸ de pŸmÊnt. Punctul neutru al sursei de alimentare este Án mod normal conectat la pŸmÊnt printr-o prizŸ de pŸmÊnt separatŸ, Án afara zonei de influenÍŸ a prizei de pŸmÊnt a instalaÍiei, dar acest lucru nu este o necesitate. ImpedanÍa buclei de defect constŸ, Án principal, din impedanÍele celor douŸ prize de pŸmÊnt (a sursei Ûi a instalaÍiei) conectate Án serie, de aceea valoarea curentului de defect la pŸmÊnt este, Án general, prea micŸ pentru ca releele de supracurent sau fuzibilele sŸ declanÛeze, prin urmare utilizarea unui dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este esenÍialŸ.Acest principiu de protecÍie este de asemenea valabil Án cazul unei singure prize de pŸmÊnt, respectiv Án cazul consumatorului tip post de transformare Ántr-o instalaÍie unde spaÍiul limitat poate impune adoptarea sistemului de tratare TN, dar unde nu toate celelalte condiÍii impuse de sistemul TN pot fi respectate.ProtecÍia prin deconectarea automatŸ a sursei utilizatŸ Án sistemul TT este realizatŸ de dispozitive RCD cu o sensibilitate:

unde: RA este rezistenÍa prizei de pŸmÊnt a instalaÍiei IΔn este curentul rezidual nominal al RCD.În cazul alimentŸrilor temporare (organizare de Ûantier) Ûi locaÍiilor din agriculturŸ Ûi horticulturŸ, se va Ánlocui valoarea 50 V cu 25 V.

Exemple: (vezi Fig. F9)n rezistenÍa prizei de pŸmÊnt a unei surse cu neutrul legat la pŸmÊnt Rn este 10 Ω;n rezistenÍa prizei de pŸmÊnt a instalaÍiei este RA = 20 Ω;n curentul prin bucla de punere la pŸmÊnt: Id = 7,7 A;n tensiunea de atingere Uf = Id x RA = 154 V Ûi deci periculoasŸ dar IΔn = 50/20 = 2,5 A, aÛa ca un dispozitiv RCD standard de 300 mA va declanÛa Án cca. 30 ms (vezi Tab. F10) fŸrŸ nici o temporizare Ûi va Ántrerupe circuitul defect, acolo unde tensiunea de atingere apare la nivelul pŸrÍilor conductoare accesibile.

Tab. F10: Timpul maxim de deconectare pentru circuitele de c.a. mai mici de 32 A.

Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TT se realizeazŸ cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD - Residual Current Device) avÊnd o sensibilitate

unde RA este rezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt.

Timpul maxim de deconectareTimpul de deconectare al RCD este, Án general, mai mic decÊt cel cerut Án majoritatea standardelor naÍionale; aceastŸ caracteristicŸ uÛureazŸ utilizarea Ûi permite realizarea unor protecÍii efectiv selective.Standardul CEI 60364-4-41 specificŸ timpii maximi de deconectare ale dispozitivelor de protecÍie utilizate Án sistemul TT Ámpotriva contactelor indirecte:n pentru circuitele terminale cu un curent nominal inferior lui 32 A timpul maxim de deconectare nu va depŸÛi valorile indicate Án Tab. F10;n pentru celelalte circuite, timpul maxim de deconectare este stabilit la 1 s. AceastŸ limitŸ permite obÍinerea selectivitŸÍii Ántre dispozitivele RCD atunci cÊnd acestea sunt instalate pe circuite de distribuÍie. RCD este termenul general utilizat pentru dispozitivele care acÍioneazŸ pe principiul curentului diferenÍial rezidual. RCCB (Residual Current Circuit Breaker - Ántreruptor automat de curent rezidual) aÛa cum este definit Án seriile de standarde CEI 61008 este o clasŸ specificŸ de RCD.Tipul G (general) Ûi tipul S (selectiv), conform CEI 61008 au caracteristicile de declanÛare timp/curent aÛa cum este indicat Án Tab. F11. Aceste caracteristici indicŸ un anumit grad de selectivitate a declanÛŸrilor Ántre diferite combinaÍii de tipuri Ûi calibre, aÛa cum este indicat Án subcapitolul 4.3. În conformitate cu CEI 60947-2, RCD de tip industrial are mult mai multe posibilitŸÍi de selectivitate datoritŸ flexibilitaÍii Án ceea ce priveÛte temporizarea.


(1) Uo este tensiunea nominalŸ de fazŸ.

Uo(1) (V) T (s)50 < Uo i 120 0,3120 < Uo i 230 0,2230 < Uo i 400 0,07Uo > 400 0,04

Fig. F9: Deconectarea automatŸ a alimentŸrii Án cazul sistemelor TT


F8

3.3 Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TNPrincipii de bazŸÎn cazul acestui sistem, toate pŸrÍile metalice conductoare accesibile Ûi cele exterioare ale instalaÍiei sunt conectate direct la priza de pŸmÊnt prin intermediul conductorului de protecÍie.Asa cum este menÍionat Án capitolul E, subcapitolul 1.2, modul Án care aceastŸ conectare directŸ este realizatŸ, depinde dacŸ este utilizatŸ metoda de implementare a TN-C, TN-S sau TN-C-S. În Fig. F12 este prezentatŸ metoda TN-C Án care conductorul neutru reprezintŸ atÊt Conductorul de ProtecÍie cÊt Ûi Conductorul Neutru (PEN - Protective Earth and Neutral). În toate sistemele TN orice defect de izolaÍie reprezintŸ un curent de scurtcircuit Ántre fazŸ Ûi neutru. Nivelul ridicat al acestor curenÍi de scurtcircuit permite utilizarea protecÍiei la supracurent dar poate genera creÛteri ale tensiunii de atingere la locul de defect, pe durata deconectŸrii, de peste 50% din valoarea tensiunii de fazŸ.În practicŸ, Án reÍelele de distribuÍie publicŸ, Án mod normal, prizele de pŸmÊnt sunt realizate la intervale egale Án lungul conductorului de protecÍie (PE) sau (PEN) al reÍelei, Án timp ce consumatorului i se cere adeseori sŸ realizeze o prizŸ de pŸmÊnt la punctul de intrare Án instalaÍia de utilizare.În instalaÍiile mari existŸ adeseori prize de pŸmÊnt dispuse Án jurul locaÍiilor receptorilor, pentru a reduce tensiunea de atingere cÊt mai mult posibil. În cazul blocurilor de apartamente, toate pŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate la conductorul de protecÍie la fiecare nivel. Pentru a asigura o protecÍie adecvatŸ, curentul de punere la pŸmÊnt :

trebuie sŸ fie mai mare sau egal cu Ia.

unde: Uo = tensiunea de fazŸ (Ántre fazŸ Ûi neutru) Id = curentul de defect Ia = curentul egal cu valoarea impusŸ la care dispozitivul de protecÍie declanÛeazŸ Án timpul specificat Zs = impedanÍa buclei de defect egalŸ cu suma impedanÍelor sursei, a conductoarelor active pÊnŸ Án punctul de defect Ûi a conductorului de protecÍie de la punctul de defect pÊnŸ la sursŸ Zc = impedanÍa buclei circuitului de defect (a se vedea “metoda conventionalŸ”, subcapitolul 6.2).NotŸ: Zona de la priza de pŸmÊnt Ánapoi la sursŸ are Án general o impedanÍŸ mult mai mare decÊt celelalte menÍionate Ûi deci poate fi neglijatŸ.

Exemplu (vezi Fig. F12)

Tensiunea de atingere accidentalŸ este

ImpedanÍa buclei de defect este: Zs = ZAB + ZBC + ZDE + ZEN + ZNA.DacŸ predominante sunt ZBC Ûi ZDE, atunci:

Zs = 2ρ L = 64,3 mΩ, deci: S

Id = 230 = 3.576 A, (≈ 22 In pentru Ántreruptorul automat NS 160). 64,3 x 10-3 DeclanÛatorul magnetic instantaneu al Ántreruptorului este reglat la o valoare de cÊteva ori mai micŸ decÊt aceastŸ valoare a curentului de scurtcircuit, Ûi deci declanÛarea Án cel mai scurt timp posibil este asiguratŸ.NotŸ: În anumite cazuri se pot relua calculele pornind de la premiza cŸ existŸ o cŸdere de tensiune de cca. 20%. AceastŸ metodŸ care este recomandatŸ Ûi este explicatŸ Án capitolul F, subcapitolul 6.2, “metoda convenÍionalŸ“ conduce Án acest exemplu la un curent de defect estimat de: 230 x 0,8 x 103 = 2.816 A, (≈ 18 In). 64,3

Fig. F12: Deconectarea automatŸ Án sistemele TN.

Tab. F11: Timpul maxim de declanÛare al RCD (Án secunde) .

Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TN se realizeazŸ prin dispozitive de protecÍie la supracurenÍi sau prin dispozitive de curent diferenÍial rezidual.


x IΔn 1 2 5 > 5 Uz domestic Instantaneu 0,3 0,15 0,04 0,04 Tip S 0,5 0,2 0,15 0,15Uz industrial Instantaneu 0,3 0,15 0,04 0,04 Temporizare (0,06) 0,5 0,2 0,15 0,15 Temporizare (altele) Án conformitate cu indicaÍiile producŸtorului

F9

Timpul maxim de deconectareStandardul CEI 60364-4-41 specificŸ timpii maximi de deconectare ai dispozitivelor de protecÍie utilizate Án sistemul TN pentru protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte:n pentru circuitele terminale cu un curent nominal inferior lui 32 A timpul maxim de deconectare nu va depŸÛi valorile indicate Án Tab. F13.n pentru celelalte circuite timpul maxim de deconectare este stabilit la 5 s. AceastŸ limitŸ permite obÍinerea selectivitŸÍii Ántre dispozitivele de protecÍie atunci cÊnd acestea sunt instalate pe circuite de distribuÍie.NotŸ: Utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual poate fi necesarŸ Án cazul sistemelor TN. Utilizarea RCD pentru sistemele TN-C-S ÁnseamnŸ cŸ, de fapt, conductorul de protecÍie este separat de conductorul neutru Án amonte de RCD. AceastŸ separare se face uzual, la intrarea Án tablou.

DacŸ protecÍia urmeazŸ sŸ fie asiguratŸ de un Ántreruptor automat este suficient sŸ se verifice faptul cŸ valoarea curentului de defect depŸÛeÛte Ántotdeauna reglajul magnetic al protecÍiei instantanee sau temporizate de scurtŸ duratŸ a declanÛatorului (Im).

Ia poate fi determinat pornind de la curbele de fuziune ale siguranÍelor fuzibile. În orice caz protecÍia nu poate fi asiguratŸ dacŸ impedanÍa buclei de defect Zs sau Zc este mai mare decÊt o anumitŸ valoare.

(1) Uo este tensiunea nominalŸ de fazŸ (fazŸ-pŸmÊnt).

Uo(1) (V) T (s)

50 < Uo i 120 0,8120 < Uo i 230 0,4230 < Uo i 400 0,2Uo > 400 0,1

ProtecÍia cu ajutorul Ántreruptoarelor automate (vezi Fig. F14)DeclanÛatorul instantaneu al Ántreruptorului automat va elimina curentul de scurtcircuit de punere la pŸmÊnt Án mai puÍin de 0,1 secunde.În consecinÍŸ, deconectarea automatŸ Án timpul maxim permis va fi totdeauna posibilŸ, atÊta timp cÊt toate tipurile de declanÛatoare magnetice, electronice, instantanee sau temporizate de scurtŸ duratŸ permit Ia = Im. ToleranÍa maximŸ admisŸ de cŸtre standardele Án vigoare trebuie totdeauna luatŸ Án considerare.

Prin urmare Án cazul Án care curentul de defect, determinat prin

calcul (sau estimat pe Ûantier) va fi mai mare decÊt curentul de declanÛare instantaneu sau temporizat de scurtŸ duratŸ al Ántreruptorului automat, declanÛarea Án limita timpului maxim admis este practic asiguratŸ.

ProtecÍia cu ajutorul siguranÍelor fuzibile (vezi Fig. F15)Valoarea curentului care asigurŸ funcÍionarea corectŸ a unei siguranÍe fuzibile poate fi evaluatŸ din curba curent/timp a siguranÍei fuzibile Án cauzŸ. Ia poate fi determinat din curba de funcÍionare a fuzibilului; Án orice caz, protecÍia nu poate fi realizatŸ dacŸ impedanÍa buclei de defect, Zc sau Zs depŸÛeÛte o anumitŸ valoare.

Curentul de defect determinat mai sus depŸÛeÛte cu mult valoarea

necesarŸ topirii siguranÍei fuzibile. CondiÍia de verificat este ca Ia < aÛa cum este indicat Án Fig. F15.


Tab. F13: Timpul maxim de declanÛare pentru circuite terminale de c.a. care nu depŸÛesc 32 A.

Fig. F15: Deconectarea cu ajutorul siguranÍelor fuzibile Án sistemele TN. Fig. F14: Deconectarea cu ajutorul Ántreruptorului automat Án sistemele TN.


F10

Exemplu: Tensiunea nominalŸ de fazŸ a reÍelei este 230 V Ûi timpul maxim de deconectare dat Án graficul din Fig. F15 este 0,4 s. Valoarea corespunzŸtoare a Ia poate fi cititŸ din grafic. UtilizÊnd tensiunea (230 V) Ûi curentul Ia impedanÍa totalŸ a buclei de defect sau impedanÍa buclei circuitului poate

fi calculatŸ cu ajutorul formulelor: Zs = 230 sau Zc = 0,8 230 Ia Ia

Valorile impedanÍelor din circuit nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ niciodatŸ valorile mai sus calculate, Ûi ar fi de preferat sŸ fie substanÍial mai mici pentru a se asigura o funcÍionare satisfŸcŸtoare a siguranÍei fuzibile.

ProtecÍia cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD - Rezidual Current Devices) Án cazul sistemelor TN-SDispozitivele de curent diferenÍial rezidual trebuie utilizate atunci cÊnd:n impedanÍa buclei de defect nu poate fi determinatŸ precis (lungimi de cabluri dificil de estimat, prezenÍa unor materiale metalice Án vecinatatea conductoarelor, etc.);n curenÍii de defect sunt atÊt de mici, ÁncÊt timpii de deconectare maximi admisibili nu pot fi obÍinuÍi de cŸtre dispozitivele de protecÍie la supracurenÍi.CurenÍii nominali de declanÛare pentru dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sunt de ordinul amperilor, adicŸ mult mai puÍin decÊt nivelul curentului de defect, ceea ce le face foarte eficiente Án cazul unor curenÍi de defect mici.În practicŸ, acestea sunt deseori utilizate Án distribuÍia de joasŸ tensiune; Án multe ÍŸri deconectarea automatŸ a circuitelor terminale trebuie realizatŸ cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual.

3.4 Deconectarea automatŸ la al doilea defect Án cazul sistemelor ITÎn acest tip de sistem:n sursa este izolatŸ de pŸmÊnt sau este conectatŸ la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ de valoare foarte mare;n toate pŸrÍile conductoare accesibile exterioare sunt conectate la priza de pŸmÊnt.

Primul defectAtunci cÊnd are loc un prim defect real, numit “primul defect“ valoarea curentului de defect este foarte micŸ astfel ÁncÊt regula Id x RA i 50 V (vezi paragraful 3.2) este ÁndeplinitŸ Ûi deci, nu poate apŸrea o tensiune de atingere periculoasŸ.În practicŸ curentul Id este de valoare micŸ, ceea ce nu este periculos nici pentru personalul de exploatare, nici pentru instalaÍie.Totusi, Án acest caz:n trebuie realizatŸ o permanentŸ monitorizare a izolaÍiei, cuplatŸ cu un semnal de alarmŸ (audio sau/Ûi luminoasŸ) care sŸ funcÍioneze Án situaÍia apariÍiei primului defect (vezi Fig. F16).n localizarea Ûi ÁndepŸrtarea primului defect este imperios necesarŸ pentru a se obÍine toate avantajele sistemului IT. Continuitatea alimentŸrii este cel mai mare avantaj pe care Ál are acest sistem de tratare al neutrului.Pentru o reÍea alcŸtuitŸ din cca. 1 km de conductoare noi, impedanÍa (capacitivŸ) de scurgere cŸtre pŸmÊnt Zf este de ordinul a 3500 Ω pe fazŸ. În funcÍionarea normalŸ curentul capacitiv cŸtre pŸmÊnt(1) se calculeazŸ cu formula:Uo = 230 = 66 mA pe fazŸ.Zf 3.500

În timpul unui defect Ántre fazŸ Ûi pŸmÊnt, aÛa cum este indicat Án Fig. F17, curentul care trece prin priza de pŸmÊnt de rezistenÍŸ RnA este dat de suma vectorialŸ a curentului capacitiv din cele douŸ faze neafectate. Tensiunile fazelor neafectate au crescut cu √3 Uo (datoritŸ existenÍei defectului pe a treia fazŸ), deci curenÍii capacitivi cresc proporÍional. AceÛti curenÍi sunt defazaÍi unul faÍŸ de celalŸlt cu 60°, deci, atunci cÊnd ei se adunŸ vectorial, curentul total devine: 3 x 66 mA = 198 mA (Án exemplul prezentat).Tensiunea de atingere Uf este atunci, egalŸ cu 198 x 5 x 10-3 = 0,99 V, prin urmare, este total nepericuloasŸ.Curentul de scurtcircuit este dat de suma vectorialŸ dintre curentul rezistiv Id1 (153 mA) Ûi de cel capacitiv Id2 (198 mA). ÎntrucÊt pŸrÍile active accesibile ale instalaÍiei sunt conectate direct la pŸmÊnt, impedanÍa Zct de conectare la pŸmÊnt a sursei nu mai joacŸ nici un rol Án calculul tensiunii de atingere.

În cazul sistemelor IT primul defect de punere la pŸmÊnt nu trebuie sŸ determine nici o deconectare.

(1) În condiÍii de izolaÍie corespunzatoare, curentul rezistiv descurgere la pŸmÊnt se presupune a fi neglijabil Án acest exemplu.

Fig. F16: Dispozitiv pentru realizarea controlului izolaÍiei Ántre fazŸ Ûi pŸmÊnt, obligatoriu Án sistemele IT.


F11

Cazul celui de al doilea defectLa apariÍia unui al doilea defect, pe o altŸ fazŸ sau pe conductorul neutru al instalaÍiei, deconectarea rapidŸ devine imperios necesarŸ. ÎndepŸrtarea defectului se realizeazŸ Án mod diferit Án fiecare din urmŸtoarele cazuri:

Primul cazSe referŸ la instalaÍia Án care toate pŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate la un conductor PE comun, aÛa cum se indicŸ Án Fig. F18.În acest caz nici o prizŸ de pŸmÊnt nu se gŸseÛte pe traiectoria curentului de defect, prin urmare curentul de defect are o valoare ridicatŸ Ûi, Án mod evident, va trebui sŸ declanÛeze protecÍia la supracurent, adicŸ Ántreruptoarele automate sau fuzibilele.Primul defect poate avea loc la un capŸt al circuitului, Án timp ce al doilea defect poate avea loc la capŸtul opus. De aceea, este uzual de a se dubla impedanÍa buclei de defect atunci cÊnd se calculeazŸ pragul magnetic de declanÛare al protecÍiei la supracurent.Atunci cÊnd sistemul include un conductor pentru nulul de lucru pe lÊngŸ cele trei conductoare de fazŸ, un curent de scurtcircuit mic va apare atunci cÊnd unul (din cele douŸ) defecte are loc Ántre conductorul neutru Ûi pŸmÊnt (toate cele patru conductoare sunt izolate de pŸmÊnt Án schema IT). În instalaÍiile IT cu 4 conductoare, pentru calculul nivelurilor de protecÍie se foloseÛte tensiunea de fazŸ (fazŸ-neutru), exemplu:

Uo2 Zc0,8 u Ia (1) , unde

Uo = tensiunea de fazŸ Zc = impedanÍa circuitului buclei de defect (vezi F3.3) Ia = reglajul protecÍiei la supracurent.În cazul instalaÍiilor cu neutru nedistribuit (3 conductoare) tensiunea utilizatŸ pentru calculul curentului de defect este tensiunea de linie (Ántre faze), exemplu:

√3 Uo2 Zc0,8 u Ia (1)

n Timpii maximi de deconectareTimpii de deconectare pentru sistemele IT depind de felul Án care sunt interconectate cele douŸ prize de pŸmÊnt, a instalaÍiei Ûi a sursei de alimentare.Pentru circuitele terminale care alimenteazŸ echipamente electrice cu un curent nominal care nu depŸÛeÛte 32 A Ûi avÊnd pŸrÍile conductoare accesibile conectate la o prizŸ de pŸmÊnt comunŸ cu cea a sursei de alimentare, timpii maximi de deconectare sunt daÍi Án Fig. F8. Pentru alte circuite interconectate avÊnd o prizŸ de pŸmÊnt comunŸ, timpul de deconectare este de 5 s. Aceasta se datoreazŸ faptului cŸ orice situaÍie de al doilea defect petrecutŸ Án acest grup de circuite reprezintŸ, Án fapt un curent de scurtcircuit similar sistemului TN.Pentru circuitele terminale care alimenteazŸ echipamente electrice cu un curent nominal care nu depŸÛeÛte 32 A Ûi avÊnd pŸrÍile conductoare accesibile conectate la prize de pŸmÊnt independente diferite de priza de pŸmÊnt a sursei de alimentare, timpii maximi de deconectare sunt daÍi Án Fig. F13. Pentru alte grupuri de circuite avÊnd prize de pŸmÊnt independente de cea a sursei de alimentare, timpul maxim de deconectare este 1 s. Aceasta se datoreazŸ faptului cŸ orice situaÍie de al doilea defect rezultat dintr-un defect de izolaÍie dintr-un grup Ûi un defect de izolaÍie din alt grup va genera un curent de defect care va fi limitat de diferitele prize de pŸmÊnt ca Ûi Án cazul sistemului TT.

Fig. F17: Calea curentului de defect la primul defect Án cazul sistemelor IT.

ExistenÍa simultanŸ a douŸ defecte de punere la pŸmÊnt (dacŸ nu sunt amÊndouŸ pe aceeaÛi fazŸ) este periculoasŸ Ûi trebuie ÁndepŸrtatŸ rapid cu ajutorul siguranÍelor fuzibile sau Ántreruptoarelor automate.DeclanÛarea Ántreruptorului automat depinde de modul de conectare la priza de pŸmÊnt Ûi dacŸ sunt utilizate sau nu prize de pŸmÊnt separate.

(1) Bazat pe “metoda convenÍionalŸ” descrisŸ Án primul exemplu de la subcapitolul 3.3.



F12

n ProtecÍia prin Ántreruptor automatÎn cazul aratat Án Fig. F18, pot fi stabilite reglajele protecÍiei instantanee sau temporizatŸ de scurtŸ duratŸ a declanÛatorului. Timpii de deconectare recomandaÍi mai sus pot fi respectaÍi cu uÛurinÍŸ.Exemplu: În cazul indicat Án Fig. F18, alegerea Ûi reglarea protecÍiei la scurtcircuit furnizate de Ántreruptorul automat Compact NS 160 este adecvatŸ pentru ÁndepŸrtarea unui scurcircuit bifazat (fazŸ-fazŸ) care ar avea loc la capetele circuitelor respective. De reÍinut: Într-un sistem IT, cele douŸ circuite implicate Án scurtcircuitul bifazat se presupune ca au aceeaÛi lungime, aceeaÛi secÍiune a conductorului, iar conductorul de PE are aceeaÛi secÍiune cu conductorul de fazŸ. În astfel de cazuri, dacŸ se utilizeazŸ “metoda convenÍionalŸ” (subcapitolul 6.2) impedanÍa buclei de defect va fi de douŸ ori mai mare decÊt cea calculatŸ pentru unul din circuite Án sistemul TN, aÛa cum se aratŸ Án capitolul F, subcapitolul 3.3.

Astfel, rezistenÍa buclei 1, FGHJ = 2RJH = 2ρ = L a

Án mΩ, unde:

ρ = rezistivitatea electricŸ a cuprului (Ω/mm2) (a unui ÍŸrus din cupru, lung de 1m Ûi avÊnd secÍiunea de 1 mm2) L = lungimea, Án metri, a circuitului a = secÍiunea, Án mm2

FGHJ = 2 x 22,5 x 50/35 = 64,3 mΩ, iar rezistenÍa buclei B, C, D, E, F, G, H, J va fi 2 x 64,3 = 129 mΩ.Curentul de defect va fi deci: 0,8 x √3 x 230 x 103/129 = 2470 A.n ProtecÍia prin siguranÍe fuzibile Curentul Ia pentru care siguranÍa fuzibilŸ funcÍioneazŸ trebuie ales astfel ÁncÊt sŸ asigure Ántreruperea circuitului Án timpul specificat, folosind curbele de funcÍionare ale siguranÍelor fuzibile descrise mai sus Án Fig. F15.Curentul indicat trebuie sŸ fie semnificativ mai mic decÊt curentul de defect calculat pentru circuitul respectiv.n ProtecÍia prin Ántreruptoare cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCCB)În cazuri particulare, RCCB-urile sunt necesare. Astfel, protecÍia Ámpotriva contactelor accidentale indirecte poate fi realizatŸ utilizÊnd un RCCB, pentru fiecare circuit.

Al doilea cazSe referŸ la cazul Án care pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei sunt conectate la prize de pŸmÊnt individuale sau atunci cÊnd instalaÍia cuprinde grupuri de circuite conectate la prize de pŸmÊnt individuale (cÊte o prizŸ pentru fiecare grup).DacŸ pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei sunt conectate la prize de pŸmÊnt individuale, atunci este posibil ca al doilea defect sŸ se producŸ Ántre circuite sau grupuri de circuite diferite. În acest caz este necesarŸ o protecÍie suplimentarŸ celei descrise mai sus pentru cazul 1 Ûi se referŸ la dispozitive de curent diferenÍial rezidual plasate ÁmpreunŸ cu Ántreruptoarele care protejeazŸ fiecare circuit sau grup de circuite. Motivul pentru aceastŸ cerinÍŸ este acela cŸ prizele de pŸmÊnt ale diferitelor grupuri sunt conectate prin intermediul pŸmÊntului astfel ÁncÊt scurtcircuitul bifazat va fi Án general limitat la trecerea prin prizele de pŸmÊnt de cŸtre rezistenÍa acestor prize Ûi

Fig. F18: Întreruptorul automat declanÛeazŸ Án situaÍia celui de al doilea defect atunci cÊnd pŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate la un conductor de protecÍie comun.


F13

Fig. F20: Utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual Án cazul Án care pŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate individual sau Án grup la priza de pŸmÊnt, Án cazul sistemelor IT.

deci protecÍia cu ajutorul dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi nu este posibilŸ.De aceea sunt necesare dispozitive de curent diferenÍial rezidual sensibile, dar curentul nominal al acestora trebuie, evident, sŸ fie superior celui produs Án cazul

Tensiunile foarte joase de siguranÍŸ sunt folosite Án cazuri ce presupun riscuri crescute: bazine de Ánot, lŸmpi portabile sau alte echipamente portabile pentru uz exterior, etc.

primului defect (a se vedea Tab. F19).În cazul unui al doilea defect care se petrece Án interiorul unui grup de circuite avÊnd o prizŸ de pŸmÊnt comunŸ, protecÍia la supracurent funcÍioneazŸ, aÛa cum s-a descris mai sus, pentru primul caz.Nota 1: A se vedea capitolul G, subcapitolul 7.2, protecÍia conductorului neutru.Nota 2: În instalaÍiile trifazate cu 4 conductoare protecÍia Ámpotriva supracurenÍilor Án conductorul neutru este preferabil sŸ se realizeze, uneori, cu ajutorul unui

transformator de curent de tip tor, instalat pe conductorul de neutru (vezi Fig. F 20).

3.5 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva contactelor directe Ûi indirecte fŸrŸ deconectarea automatŸ a sursei de alimentareUtilizarea tensiunilor foarte joase de siguranÍŸ (TFJS)TFJS se utilizeazŸ Án situaÍiile Án care funcÍionarea echipamentelor electrice implicŸ riscuri serioase de accidente (bazine de Ánot, parcuri de distracÍii, etc.). AceastŸ mŸsurŸ depinde de puterea sursei de alimentare la tensiune foarte joasŸ de la ÁnfŸÛurarea secundarŸ a transformatoarelor de separaÍie, special proiectate Án conformitate cu standardele naÍionale sau internaÍionale (CEI 60742). Nivelul de Íinere la impuls al izolaÍiei dintre ÁnfŸÛurŸrile primarŸ Ûi secundarŸ este foarte mare Ûi/sau Ántre ÁnfŸÛurŸri este uneori incorporat un ecran metalic ÁmpŸmÊntat. Tensiunea Án secundar nu depŸÛeÛte niciodatŸ valoarea efectivŸ de 50 V.Pentru o protecÍie corespunzŸtoare Ámpotriva contactelor indirecte trebuie respectate Án exploatare trei condiÍii:n nici un conductor activ al circuitelor de TFJS nu trebuie conectat la priza de pŸmÊnt;n pŸrÍile conductoare accesibile ale unei surse de foarte joasŸ tensiune nu trebuie conectate la priza de pŸmÊnt, sau la alte pŸrÍi conductoare active interne sau exterioare;n toate pŸrÍile conductoare active ale circuitelor de TFJS Ûi ale altor circuite cu


Tab. F19: CorespondenÍa dintre capacitatea de punere la pŸmÊnt Ûi curentul de scurgere la pŸmÊnt Án cazul primului defect.

Capacitatea de punere Curentul la primul defect la pŸmÊnt (µF) (A) 1 0,075 0,3630 2,17

NotŸ: 1 µF reprezintŸ capacitatea faÍŸ de pŸmÊnt pentru un cablu cu patru conductoare avÊnd 1 km lungime.


F14

Aceste mŸsuri impun urmŸtoarele:n circuitele de TFJS trebuie de obicei protejate prin tuburi dedicate exclusiv acestora cu excepÍia cazului Án care au fost utilizate conductoare cu izolaÍia compatibilŸ cu cea mai mare tensiune a celorlalte circuite din traseu;n prizele aferente sistemelor de TFJS nu trebuie sŸ aibŸ prin construcÍie borne de protecÍie Ûi nu vor fi conectate la priza de pŸmÊnt. FiÛele Ûi prizele din TFJS trebuie sŸ fie de o formŸ specificŸ astfel ÁncÊt sŸ nu fie posibilŸ conectarea lor greÛitŸ la alte tensiuni.NotŸ: În condiÍii normale, cÊnd TFJS este mai micŸ decÊt 25 V, sistemul nu necesitŸ protecÍie Ámpotriva contactelor directe accidentale. CerinÍe speciale sunt indicate Án capitolul P, subcapitolul 3: “Zone speciale”.

Utilizarea tensiunilor foarte joase de protecÍie (TFJP) (vezi Fig. F21)AceastŸ metodŸ se utilizeazŸ Án general acolo unde se impun tensiuni foarte joase sau sunt preferate din motive de siguranÍŸ, altele decÊt Án zonele de risc crescut menÍionate anterior. Conceptul este asemenator cel al TFJS, dar circuitul secundar este conectat la pŸmÊnt Ántr-un punct.CEI 60364-4-41 defineÛte, Án mod precis, semnificaÍia TFJP. ProtecÍia Ámpotriva contactelor directe accidentale este Án general necesarŸ, cu excepÍia cazului Án care echipamentul se gŸseÛte Ántr-o zonŸ cu legŸturi echipotenÍiale, atunci cÊnd tensiunea nominalŸ efectivŸ, nu depŸÛeÛte 25 V, iar echipamentul este utilizat, Án mod normal Án zone uscate Án care nu sunt previzibile contacte directe pentru corpul omenesc. În toate celelalte cazuri, unde nu este prevazutŸ protecÍia Ámpotriva contactului direct, tensiunea efectivŸ maximŸ admisŸ este de 6 V.

Fig. F21: SursŸ de alimentare de foarte joasŸ tensiune, de la un transformator de separaÍie.

Utilizarea tensiunilor foarte joase funcÍionale (TFJF) Acolo unde, din motive funcÍionale, o tensiune de 50 V sau mai micŸ este utilizatŸ, ÁnsŸ nu toate prevederile relative la TFJS sau TFJP sunt Ándeplinite, trebuie luate Án considerare mŸsuri adecvate prevŸzute Án CEI 60364-4-41 pentru a se asigurŸ protecÍia Ámpotriva atÊt a contactelor directe cÊt Ûi a celor indirecte accidentale, Án conformitate cu amplasarea Ûi cu destinaÍia acestor circuite.NotŸ: Astfel de condiÍii ar putea fi ÁntÊlnite, spre exemplu, atunci cÊnd circuitele includ echipamente (precum transformatoare, relee, Ántreruptoare cu comandŸ la distanÍŸ, contactoare) insuficient izolate Án raport cu circuitele cu tensiuni mai mari.

Separarea electricŸ a circuitelor (vezi Fig. F22)Principiul separŸrii electrice a circuitelor (Án general circuite monofazate) din motive de siguranÍŸ, se bazeazŸ pe urmŸtoarele considerente. Cele douŸ conductoare de la ÁnfŸÛurarea secundarŸ monofazatŸ a unui transformator de separaÍie sunt izolate faÍŸ de pŸmÊnt. DacŸ o persoanŸ vine Án contact direct cu unul dintre conductoare, un curent de valoare foarte micŸ va circula prin persoana respectivŸ, prin pŸmÊnt Ûi Ánapoi, la celŸlalt conductor, evident, prin capacitatea inerentŸ a acelui conductor Án raport cu pŸmÊntul. ÎntrucÊt capacitatea conductorului Án raport cu pŸmÊntul este foarte micŸ, curentul este Án general sub nivelul de percepÍie. Pe mŸsurŸ ce lungimea circuitului creÛte, curentul generat de contactul direct va creÛte progresiv pÊnŸ la o valoare la care devine un Ûoc electric periculos.Chiar dacŸ o lungime a circuitului micŸ exclude orice pericol din partea curentului capacitiv, o valoare scŸzutŸ a rezistenÍei de izolaÍie Án raport cu pŸmÊntul poate determina un pericol, ÁntrucÊt calea de curent porneÛte de la persoana care a produs contactul direct, prin pŸmÊnt Ûi apoi Ánapoi la celŸlalt conductor printr-o rezistenÍŸ de izolaÍie conductor-pŸmÊnt scazutŸ. Din aceste motive lungimile relativ scŸzute ale cablurilor bine izolate sunt esenÍiale Án cazul sistemelor separate.Transformatoarele sunt special proiectate pentru aceastŸ funcÍiune, cu un grad mŸrit al rezistenÍei de izolaÍie dintre ÁnfŸÛurarea primarŸ Ûi cea secundarŸ sau cu o protecÍie echivalentŸ precum cea a unui ecran metalic conectat la pŸmÊnt Ántre ÁnfŸÛurŸri. ConstrucÍia transformatorului este Án conformitate cu clasa II de izolaÍie standard.

Se recomandŸ utilizarea separŸrii electrice a circuitelor pentru cabluri de lungimi relativ mici Ûi avÊnd nivele relativ ridicate ale rezistenÍei de izolaÍie. Este preferabil sŸ se utilizeze pentru cazuri individuale.

Fig. F22: Alimentare de siguranÍŸ printr-un transformator de separaÍie de clasŸ II de izolaÍie.


F15

(1) CEI 364-4-41 recomandŸ ca produsul dintre tensiunea nominalŸ a circuitului Án volÍi Ûi lungimea Án metri a Ántregului sistem de cablaj sŸ nu depŸÛeascŸ 100000, Ûi ca lungimea totalŸ a sistemului de cablaj sŸ nu depŸÛeascŸ 500 m.

AÛa cum s-a indicat mai Ánainte, utilizarea corectŸ a acestui principiu implicŸ urmŸtoarele:n nici un conductor sau parte conductoare accesibilŸ din circuitul secundar sŸ nu fie conectatŸ la priza de pŸmÊnt;n lungimea circuitelor din secundar trebuie sŸ fie limitatŸ pentru a evita valori mari ale capacitŸÍii(1);n trebuie realizatŸ o rezistenÍŸ mare de izolaÍie pentru cablaj Ûi receptoare.Aceste condiÍii limiteazŸ aplicarea acestei mŸsuri de siguranÍŸ, Án general, la un singur receptor.În cazul Án care mai multe receptoare sunt alimentate printr-un transformator de separaÍie este necesar sŸ se realizeze urmŸtoarele cerinÍe :n pŸrÍile conductoare accesibile ale tuturor receptoarelor sŸ fie conectate ÁmpreunŸ printr-un conductor de protecÍie izolat, dar care nu este conectat la priza de pŸmÊnt; n prizele trebuie sŸ fie prevŸzute cu contact de protecÍie. Rolul acestui contact de protecÍie este acela de a asigura interconectarea tuturor pŸrÍilor conductoare accessibile.În cazul unui al doilea defect protecÍia la supracurent trebuie sŸ ducŸ la deconectarea automatŸ a circuitului, Án aceleaÛi condiÍii ca cele impuse Án cazul sistemelor IT.

Echipamentele de clasŸ IIAceste aparate sunt cunoscute ca avÊnd “dublŸ izolaÍie”, ÁntrucÊt Án cazul echipamentelor de clasŸ II acestea sunt prevŸzute pe lÊngŸ izolaÍia de bazŸ Ûi cu o izolaÍie suplimentarŸ (vezi Fig. 23). Nici o parte conductoare a aparatelor de clasŸ II nu trebuie conectatŸ la un conductor de protecÍie:n cele mai multe dintre aparatele portabile sau semi-mobile, anumite corpuri de iluminat sau tipuri de transformatoare sunt proiectate pentru a avea dublŸ izolaÍie.Este important sŸ se aibŸ Án vedere anumite reguli speciale de exploatare Án cazul echipamentelor clasŸ II Ûi sŸ se verifice regulat dacŸ aceasta este menÍinutŸ (dacŸ izolaÍia exterioarŸ nu s-a deteriorat, etc.). Aparatele electronice, radiourile, televizoarele au nivele de siguranÍŸ echivalente clasei II, dar nu sunt considerate aparate de clasŸ II.n izolaÍia suplimentarŸ Ántr-o instalatie electricŸ: CEI 60364-4-41 (subcapit. 413-2) Ûi anumite standarde naÍionale precum NFC15-100 (FranÍa) descriu detaliat mŸsurile necesare pentru a se realiza o izolaÍie suplimentarŸ Án timpul lucrŸrilor de montaj aferente unei instalaÍii electrice.

Simbol:

Fig. F23: Principiul nivelului de izolaÍie de clasŸ II.

Un exemplu simplu este cel al introducerii unui cablu Ántr-un tub protector de PVC. Metodele sunt de asemenea descrise Ûi pentru cazul tablourilor de distribuÍie.n pentru tablourile de distribuÍie Ûi echipamente similare, CEI 60439-1 descrie un set de cerinÍe care realizeazŸ “izolaÍia totalŸ”‚ echivalentŸ cu clasa II.n multe standarde naÍionale reunesc anumite cabluri ca fiind echivalente clasei II de izolaÍie.

Amplasarea Án afara unor zone accesibile sau interpunerea de obstacole Prin aceste mijloace este foarte puÍin probabil sŸ se atingŸ simultan o parte conductoare activŸ Ûi o parte conductoare aflatŸ la potenÍialul pŸmÊntului (vezi Fig. 24). În practicŸ, aceastŸ mŸsurŸ poate fi aplicatŸ numai Án zonele uscate Ûi se implementeazŸ Án conformitate cu urmŸtoarele cerinÍe:n Pardoseala Ûi pereÍii camerei trebuie sŸ fie izolanÍi, de exemplu, rezistenÍa de izolaÍie faÍŸ de pŸmÊnt trebuie sŸ fie:o 50 kΩ (pentru instalaÍii cu tensiuni i 500 V),o 100 kΩ (500 V < tensiunea Án instalaÍie i1000 V).RezistenÍa de izolaÍie este mŸsuratŸ utilizÊnd un instrument tip “megohmetru” (generator acÍionat manual sau un model electronic alimentat la baterie) Ántre un electrod amplasat pe pardosealŸ sau pe perete Ûi pŸmÊnt (de exemplu cel mai apropiat conductor de protecÍie conectat la priza de pŸmÊnt). Presiunea de contact la nivelul electrodului trebuie sŸ fie, evident, aceeaÛi la toate testele.Fiecare furnizor de astfel de mijloace de mŸsurare furnizeazŸ electrozi adecvaÍi fiecŸrui produs, deci trebuie avut grijŸ ca electrozii utilizaÍi sŸ fie cei furnizaÍi ÁmpreunŸ cu instrumentul de mŸsurŸ.

În principiu protecÍia prin amplasarea pŸrÍilor conductoare Án afara unor zone accesibile sau interpunerea de obstacole necesitŸ utilizarea unei pardoseli izolante Ûi, prin urmare nu este uÛor de realizat.



F16

Camere echipotenÍiale izolate faÍŸ de pŸmÊntÎn acest caz, toate pŸrÍile active accesibile, inclusiv podeaua(1) sunt conectate prin intermediul unui conductor de secÍiune suficient de mare astfel ÁncÊt sŸ nu existe nici o diferenÍŸ semnificativŸ de potenÍial Ántre oricare douŸ puncte. Deteriorarea izolaÍiei dintre un conductor activ Ûi carcasa metalicŸ a unui aparat va duce Ántreaga construcÍie (cuÛcŸ) la un potenÍial egal cu cel dintre fazŸ Ûi pŸmÊnt, dar nici un curent electric de defect nu va circula. ÎnsŸ, Án aceste condiÍii, o persoanŸ care intrŸ Án ÁncŸpere va fi supusŸ riscului ÁntrucÊt va pŸÛi pe o podea aflatŸ sub tensiune. Prin urmare, vor trebui luate mŸsuri speciale de protecÍie a persoanelor (ex.: podea izolantŸ la intrŸri, etc.). De asemenea, vor trebui utilizate echipamente speciale pentru controlul izolaÍiei Án absenÍa unui curent de defect semnificativ.

Camerele echipotenÍiale izolate faÍŸ de pŸmÊnt sunt asociate cu instalaÍii particulare (laboratoare, etc.) Ûi genereazŸ anumite dificultŸÍi Án ceea ce priveÛte proiectarea Ûi execuÍia instalaÍiilor electrice.

n Amplasarea echipamentelor Ûi obstacolelor trebuie fŸcutŸ astfel ÁncÊt sŸ nu fie posibil contactul simultan cu douŸ pŸrÍi conductoare accesibile ale instalaÍiei sau cu una conductoare accesibilŸ a instalaÍiei Ûi una conductoare accesibilŸ externŸ;n Nici un conductor de protecÍie accesibil nu trebuie amplasat Án spaÍiul respectiv;n Accesul Án spaÍiul respectiv trebuie astfel realizat ÁncÊt persoanele care intrŸ sŸ nu fie expuse riscurilor. De exemplu o persoanŸ care se gŸseÛte pe o pardosealŸ conductoare Án afara spaÍiului respectiv nu trebuie sŸ aibe acces (prin uÛŸ) la pŸrÍi active conductoare precum, spre exemplu, Ántreruptorul de iluminat montat Ántr-o cutie metalicŸ de tip industrial.

(1) PŸrÍile conductoare externe instalaÍiei care pŸtrund sau ies Án/din spatiul echipotenÍial (precum Íevile de apŸ, etc.) trebuie protejate Án materiale adecvate izolante Ûi excluse din reÍeaua de echipotenÍialitate Ántruct acestea sunt, probabil, legate la un conductor de protecÍie (legat la pŸmÊnt Án altŸ zonŸ a instalaÍiei).


Fig. F24: ProtecÍia prin amplasarea Án afara unor zone accesibile sau Ánterpunerea de obstacole.

Fig. F25: LegŸturi echipotenÍiale pentru toate pŸrÍile conductoare simultan accesibile.

F17

4 ProtecÍia bunurilor Án cazul defectelor de izolaÍie

Standardele considerŸ cŸ pagubele (Án special incendiile) produse bunurilor de cŸtre defectele de izolaÍie sunt importante. Prin urmare, Án zonele cu risc crescut de incendiu, trebuie utilizat un dispozitiv de protecÍie diferenÍial de 300 mA. Pentru alte cazuri, standardele se referŸ la tehnici precum “protecÍia Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt” (GFP - Ground Fault Protection).

4.1 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva riscului de incendiu cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD - Residual Current Devices)Dispozitivele de protecÍie de curent diferenÍial rezidual (RCD) sunt echipamente destinate efectiv asigurŸrii protecÍiei Ámpotriva riscului de incendiu datorat unor defecte de izolaÍie. Acest tip de curent de defect este de fapt prea mic pentru a fi detectat de alte protecÍii (la supracurenÍi).Pentru sistemele TT, IT, TN-S Án care scurgerile de curent cŸtre pŸmÊnt pot apŸrea, utilizarea unor dispozitivele de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual cu sensibilitatea de 300 mA asigurŸ o bunŸ protecÍie Ámpotriva riscului de incendiu produs de un astfel de defect.Diferite investigaÍii au arŸtat faptul cŸ pierderile Án cazul producerii unor incendii Án clŸdiri industriale Ûi din sectorul terÍiar pot fi foarte mari.Analiza acestui fenomen a arŸtat faptul cŸ riscul de incendiu este legat de supraÁncŸlzirea datoratŸ unei coordonŸri necorespunzŸtoare dintre valoarea maximŸ admisŸ a curentului prin cablu (sau prin conductorul izolat) Ûi pragul protecÍiei la supracurent.SupraÁncŸlzirea se poate datora, de asemenea, modificŸrilor produse instalaÍiei iniÍiale (ex.: pozarea suplimentarŸ de cabluri pe acelaÛi suport).SupraÁncŸlzirea poate fi cauza producerii arcului electric Án mediile umede. Aceste arcuri se dezvoltŸ atunci cÊnd existŸ un defect de izolaÍie Ûi dacŸ impedanÍa buclei de defect este mai mare decÊt 0,6 Ω. Anumite teste aratŸ faptul cŸ un curent de defect de 300 mA poate induce un risc real de incendiu (vezi Fig. F26).

4.2 ProtecÍia Ámpotriva defectelor de punere la pŸmÊnt (GFP - Ground Fault Protection)Diferite tipuri de protecÍii Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt (vezi Fig. F27 )În funcÍie de tipul dispozitivului de mŸsurare a curentului de scurgere la pŸmÊnt, existŸ trei tipuri de protecÍii GFP:n “Residual Sensing” RS - senzori rezidualiCurentul de defect de izolaÍie este calculat utilizÊnd suma vectorialŸ a curenÍilor din secundarele transformatoarelor de curent. Transformatorul de curent de pe conductorul neutru este deseori Án afara Ántreruptorului automat.n “Source Ground Return” SGR - mŸsura curentului de Ántoarcere prin pŸmÊnt cŸtre sursŸCurentul de defect de izolaÍie este mŸsurat pe legŸtura dintre punctul neutru al transformatorului de joasŸ tensiune Ûi pŸmÊnt. Transformatorul de curent este Án afara Ántreruptorului automat.n “Zero Sequence” ZS - mŸsura curentului de secvenÍŸ homopolarŸDefectul de izolaÍie este mŸsurat direct cu ajutorul unui transformator de curent toroidal, care face suma curenÍilor din conductoarele active. Acest tip de protecÍie Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt este utilizat numai la valori mici ale curenÍilor de defect.

Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sunt echipamente destinate efectiv asigurŸrii protecÍiei Ámpotriva riscului de incendiu datorat unor defecte de izolaÍie, deoarece acestea pot detecta scurgeri de curent cŸtre pŸmÊnt (ex.: 300 mA), care sunt destul de mici pentru a nu putea fi detectate de cŸtre alte protecÍii, dar suficient de mari pentru a produce incendii.

Fig. F26: Originea incendiilor Án clŸdiri.

Anumite teste au arŸtat faptul cŸ o scurgere foarte micŸ de curent (cÊÍiva mA) se poate dezvolta Ûi, de la 300 mA poate induce un incendiu Án medii umede Ûi Án prezenÍa prafului.

Sistem RS Sistem SGR Sistem ZS

Fig. F27: Diferite tipuri de protecÍie Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt.

F - Protection against electric shock


F18

Utilizarea Án instalaÍie a dispozitivelor GFP - Groung Fault Protection

4 ProtecÍia bunurilor Án cazul defectelor de izolaÍie

Tipul/nivelul instalaÍiei DistribuÍia principalŸ DistribuÍie secundarŸ ObservaÍiiSource Ground Return o Utilizat (SGR)Residual Sensing (RS) o n Utilizat des

Zero Sequence o n Utilizat rar (ZS)

o Posibil.n Recomandat sau impus.

F19

5 Implementarea sistemului TT

5.1 MŸsuri de protecÍieProtecÍia Ámpotriva contactului indirectCazul generalProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte este asiguratŸ prin utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual - RCD, ale cŸror praguri de sensibilitate IΔn Ándeplinesc

condiÍia IΔn i 50 V (1)

RA

Alegerea pragului de sensibilitate a dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual se face Án funcÍie de rezistenta RA a prizei de pŸmÊnt a instalaÍiei Ûi este datŸ Án Tab. F28.Cazul circuitelor de distribuÍie (vezi Fig. F29)

Tab. F28: Valorile limitŸ superioare pentru rezistenÍele prizei de pŸmÊnt, care nu trebuie depŸÛite, pentru nivele date ale sensibilitŸÍii dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual, la tensiuni UL de 50 V Ûi 25 V.

Standardul CEI 60364-4-41 Ûi anumite standarde naÍionale admit un timp maxim de declanÛare de 1 sec. Án cazul circuitelor de distribuÍie (spre deosebire de circuitele de distribuÍie finalŸ). Aceasta permite obÍinerea unui anumit grad de selectivitate:n la nivelul A: temporizare la declanÛare a dispozitivului de curent diferenÍial rezidual, ex.: tipul “S”;n la nivelul B: declanÛare instantanee a dispozitivului de curent diferenÍial rezidual.

Cazul Án care pŸrÍile active accesibile ale aparatelor sau grupurilor de aparate sunt conectate la prize de pŸmÊnt independente (vezi Fig. F30)ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte este realizatŸ cu ajutorul dispozitivului de curent diferenÍial rezidual amplasat la nivelul Ántreruptorului care protejeazŸ fiecare aparat sau grup de aparate conectate la prize de pŸmÊnt separate.Sensibilitatea fiecŸrui astfel de dispozitiv trebuie sŸ fie compatibilŸ cu rezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt la care este conectat aparatul respectiv.

Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (vezi Fig. F31) Standardul CEI 60364-4-41 recomandŸ utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA) pentru protecÍia circuitelor de prize avÊnd un curent nominal i 20 A, Án toate cazurile.Utilizarea unor astfel de RCD este recomandatŸ de asemenea, Án urmŸtoarele situaÍii:n circuite de prizŸ amplasate Án zonele umede, pentru orice valoare a curentului nominal;n circuite de prizŸ amplasate temporar Án anumite zone;n circuite care alimenteazŸ incinte pentru spŸlŸtorii sau bazine de Ánot;n circuite care alimenteazŸ organizŸri de Ûantier, rulote, bŸrci de agrement, tÊrguri mobile.A se vedea 2.2 Ûi capitolul P, secÍiunea 3.

Fig. F29: Circuite de distribuÍie.

Fig. F30: Prize de pÊmÊnt separate.

(1) La organizŸri de Ûantier, clŸdiri din mediul agricol, etc., se utilizeazŸ tensiunea limitŸ de 25 V.

Fig. F31: Circuite care alimenteazŸ prize.

IΔn RezistenÍa maximŸ a prizei de pŸmÊnt (50 V) (25 V)3 A 16 Ω 8 Ω1 A 50 Ω 25 Ω500 mA 100 Ω 50 Ω300 mA 166 Ω 83 Ω30 mA 1666 Ω 833 Ω


F20

Cazul zonelor cu risc crescut de incendiu (vezi Fig. 32)ProtecÍia cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD) la nivelul fiecŸrui Ántreruptor este absolut necesarŸ Án zonele cu risc Ûi chiar obligatorie Án anumite ÍŸri.Sensibilitatea lor trebuie sa fie i 500 mA, dar pentru protecÍia Ámpotriva riscului de incendiu este recomandatŸ o sensibilitate de 300 mA.

Fig. F32: Zonele cu risc de incendiu.

Fig. F33: PŸrÍi conductoare accesibile neconectate la priza de pŸmÊnt (A).

ProtecÍia Án cazul Án care pŸrÍile conductoare accesibile nu sunt conectate la priza de pŸmÊnt (vezi Fig. 33)(În cazuri de instalaÍii existente amplasate Án zone uscate Ûi Án care nu este posibilŸ realizarea unei prize de pŸmÊnt sau dacŸ conductorul de protecÍie s-a deteriorat).Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA) asigurŸ pe de o parte protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte accidentale dar, de asemenea, reprezintŸ Ûi o mŸsurŸ suplimentarŸ de protecÍie Ámpotriva pericolului de producere a contactelor directe.


5.2 Tipuri de dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD)Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sunt, Án mod uzual, Áncorporate sau asociate urmŸtoarelor:n Ántreruptoarelor automate Án carcasŸ turnatŸ de tip industrial (MCCB) Án conformitate cu CEI 60947-2 Ûi anexelor B Ûi M;n Ántreruptoarelor automate miniaturŸ de tip industrial (MCB) Án conformitate cu CEI 60947-2 Ûi anexelor B Ûi M;n Ántreruptoarelor automate miniaturŸ pentru uz casnic sau similar (MCB) Án conformitate cu CEI 60898, CEI 61008, CEI 61009;n separatoarelor de sarcinŸ Án conformitate cu standardele naÍionale;n releelor cu transformatoare de curent toroidale separate (de tip inel), Án conformitate cu CEI 60947-2, Anexa M.

F21Fig. F34: Întreruptoare de tip industrial cu module de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual.

Fig. F35: Întreruptoare automate cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual pentru aplicaÍiile din sectorul casnic.

Întreruptoarele automate cu montaj pe sina DIN (ex. Compact sau Multi 9) pot fi asociate cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual (ex. Blocuri Vigi). Ansamblul asigurŸ, astfel, funcÍii complete de protecÍie (separare, protecÍie Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit, suprasarcinŸ Ûi curenÍi de defect la pŸmÊnt).

MiniÁntreruptoare cu RCD pentru utilizŸri casnice (vezi Fig. F35)

Întreruptoarele automate de tip industrial cu module de curent diferenÍial rezidual integrate sunt Án conformitate cu standardul CEI 60947-2 Ûi cu anexa B.

Întreruptoarele automate de tip industrial Vigi Compact.

Întreruptoarele automate de tip industrial tip Multi 9, cu modul de curent diferenÍial rezidual, Vigi, ataÛat.

MiniÁntreruptoarele automate pentru uz casnic sau similar cu module de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual integrate sunt Án conformitate cu CEI 60898, CEI 61008 Ûi CEI 61009.

Întreruptorul automat de protecÍie de la intrarea unui circuit poate avea dispozitiv de curent diferenÍial rezidual integrat cu caracteristici de temporizare (tip S).

Sistemul monobloc, Ántreruptor automat cu bloc Vigi integrat pentru protecÍia circuitelor de prizŸ pentru aplicaÍiile din sectorul casnic Ûi terÍiar.


Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual (RCD) sunt obligatoriu de utilizat Án cazul instalaÍiilor proiectate Án sistemul TT, acolo unde capacitatea lor de a obÍine selectivitate cu alte dispozitive de curent diferenÍial rezidual permit declanÛŸri temporizate, asigurÊndu-se astfel, un nivel ridicat de continuitate Án serviciu.

Întreruptoare automate de tip industrial cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual integrate sau ataÛabile (vezi Fig. 34)


F22

5.3 Coordonarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidualCoordonarea RCD-urilor din punctul de vedere al selectivitŸÍii declanÛŸrilor se realizeazŸ fie prin temporizŸrile declanÛŸrilor, fie prin divizarea circuitelor care sunt protejate individual sau Án grup, sau prin combinarea celor douŸ metode.Astfel, selectivitatea evitŸ declanÛarea oricŸrui dispozitiv de curent diferenÍial rezidual, altul decÊt cel aflat imediat Án amonte de locul producerii defectului:n cu dispozitivele disponibile Án mod curent, este posibil sŸ se realizeze selectivitatea pÊnŸ la trei sau patru nivele de distribuÍie:o la nivelul tabloului general de distribuÍie,o la nivelul tabloului intermediar de distribuÍie,o la nivelul tablourile secundare,o la nivelul prizelor, pentru protecÍia fiecŸrui aparat;n Án general, la tablourile de distribuÍie (Ûi la cele secundare, dacŸ existŸ) Ûi la nivelul protecÍiei individuale a fiecŸrui aparat, dispozitivele pentru deconectarea automatŸ Án cazul contactului indirect accidental sunt instalate ÁmpreunŸ cu protecÍia suplimentarŸ Ámpotriva contactelor directe accidentale.

Selectivitatea Ántre RCD-uriRecomandŸrile generale referitoare la modul Án care se poate obÍine selectivitatea Ántre douŸ dispozitive de de curent diferenÍial rezidual sunt urmŸtoarele:n raportul dintre pragurile nominale de declanÛare ale dispozitivelor din amonte Ûi aval > 2;n temporizarea declanÛŸrii RCD-ului din amonte.Selectivitatea se obÍine prin utilizarea cÊtorva valori standardizate de sensibilitate: 30 mA, 100 mA, 300 mA Ûi 1 A Ûi a unor temporizŸri ale declanÛŸrii aÛa cum se aratŸ Án Fig. F38.

Întreruptoare automate cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual realizate cu ajutorul transformatoarelor de curent toroidale separate (vezi Fig. F37)Dispozitivul de curent diferenÍial rezidual realizat cu ajutorul transformatoarelor de curent toroidale separate poate fi asociat cu Ántreruptoare sau cu contactoare.

Separatoarele de sarcinŸ cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual sunt Án conformitate cu standarde naÍionale particulare. Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual cu transformatoare de curent toroidale separate sunt Án conformitate cu CEI 60947-2 anexa M.

Fig. F37: Dispozitiv de curent diferenÍial rezidual (RCD) realizat cu ajutorul transformatoarelor de curent toroidale separate.


F23

Selectivitatea Ántre douŸ nivele (vezi Fig. F39)ProtecÍian Nivelul A: RCD temporizat reglat la I (pentru dispozitivele industriale) sau tipul S (pentru domeniul casnic) pentru protecÍie Ámpotriva contactelor indirecte;n Nivelul B: RCD instantaneu, de mare sensibilitate pe circuite alimentÊnd prize sau aparate de mare risc (maÛini de spŸlat, etc. A se vedea, de asemenea, capitolul P, subcapitolul 3).

SoluÍiile Schneider Electricn Nivelul A: Ántreruptoare Compact sau Multi 9 cu dispozitivele de curent diferenÍial rezidual respective (Vigi NS160 sau Vigi NC100) cu reglaj tip I sau S;n Nivelul B: Ántreruptoare cu module RCD integrate (DPN Vigi) sau ataÛabile (ex. Vigi C60).NotŸ: Reglajul dispozitivului de curent diferenÍial rezidual din amonte trebuie sŸ fie Án conformitate cu regulile de selectivitate Ûi sŸ ÍinŸ cont de toÍi curenÍii reziduali din aval.

Selectivitatea la 3 sau 4 nivele (vezi Fig. F40)ProtecÍia n Nivelul A: RCD temporizat (reglaj III);n Nivelul B: RCD temporizat (reglaj II);n Nivelul C: RCD temporizat (reglaj I) sau tip S;n Nivelul D: RCD instantaneu.

SoluÍiile Schneider Electricn Nivelul A: Ántreruptor asociat cu un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual cu transformator toroidal (Vigirex RH54A);n Nivelul B: Vigicompact sau Vigirex;n Nivelul C: Vigirex, Vigicompact sau Vigi C60;n Nivelul D: o Vigicompact, sauo Vigirex, sauo Multi 9 cu RCD integrat sau cu modul ataÛat: DPN Vigi sau Vigi C60. NotŸ: Reglajul dispozitivului de curent diferenÍial rezidual din amonte trebuie sŸ fie Án conformitate cu regulile de selectivitate Ûi sŸ ÍinŸ cont de toÍi curenÍii reziduali din aval.

Fig. F38: Selectivitatea totalŸ pentru douŸ nivele.

Fig. F39: Selectivitatea totalŸ pentru douŸ nivele.

Fig. F40: Selectivitatea totalŸ pe 3 sau 4 nivele.


RCD-uri selective pentru domeniul casnic s

Ûi industrial (reglaje I Ûi II)

RCD de 30 mA pentru domeniul general

Ûi industrial (reglaj 0)

Releu cu transformator de curent toroidal 3 A temporizat 500 ms

Întreruptor cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual 1 A temporizat 250 ms

Întreruptor cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual 300 mA temporizat 50 ms sau tip S

Întreruptor cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual 30 mA


F24

Fig. F41: InstalaÍie tipicŸ pe 3 nivele: protecÍia circuitelor de distribuÍie Án sistemul TT. Motorul este protejat printr-o protecÍie specificŸ.

Selectivitatea protecÍiei pe trei nivele (vezi Fig. F41)


MV/LV

VigicompactNS100Setting 1300 mA

NS100 MA

Masterpact debroÛabil

Vigirex Reglaj II

VigicompactNS100Reglaj 1300 mA

NC100L MA instantaneu 300 mA

NC100 dif. 300 mAS

Tablou electric terminal

Curent de defect la pŸmÊnt al filtrului:20 mA

XC40dif.30 mA

MT/JT

F25

6 Implementarea sistemului TN

6.1 CondiÍii preliminareLa faza de proiectare trebuie luate Án calcul lungimile maxime ale cablurilor Án aval de Ántreruptoare sau fuzibile, Án timp ce, Án practicŸ, la execuÍia instalaÍiilor electrice trebuie respectate, Án mod riguros, anumite reguli.Anumite condiÍii trebuie respectate, aÛa cum se indicŸ mai jos Ûi sunt ilustrate Án Fig. F42.1. Conductorul de protecÍie PE trebuie conectat la priza de pŸmÊnt cŸt de bine posibil.2. Conductorul de protecÍie PE nu trebuie sŸ treacŸ prin conducte fero-magnetice, tubulaturi, etc. sau sŸ fie pozat pe suprafeÍe de oÍel, ÁntrucÊt anumite efecte inductive Ûi/sau de vecinŸtate pot conduce la o creÛtere a impedanÍei efective a acestuia.3. În cazul conductorului PEN (conductorul de nul de lucru este utilizat de asemenea, Ûi Án calitate de nul de protecÍie), conexiunea trebuie fŸcutŸ direct la borna de ÁmpŸmÊntare a aparatului (vezi Fig. F42) Ánainte de a fi conectat Ûi la borna de neutru a acestuia.4. Pentru conductoarele de cupru i 6mm2 Ûi de aluminiu i 10mm2 sau acolo unde cablul este mobil, nulurile de lucru Ûi de protecÍie trebuie separate (ex.: Án acest caz trebuie adoptat sistemul TN-S).5. Defectele de punere la pŸmÊnt trebuie eliminate de cŸtre dispozitivele de protecÍie la supracurenÍi, de exemplu: Ántreruptoare sau fuzibile.Lista anterioarŸ indicŸ condiÍiile care trebuie respectate Án implementarea schemei TN pentru protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte.

Fig. F42: Implementarea sistemului TN de tratare a neutrului.

Note:n Schema TN impune ca neutrul transformatorului MT/JT, pŸrÍile accesibile conductoare interioare Ûi exterioare ale postului de transformare Ûi ale instalaÍiei sŸ fie conectate la o prizŸ de pŸmÊnt comunŸ;n Pentru un post de transformare la care contorizarea se face pe joasŸ tensiune, se impune utilizarea unui mijloc de separaÍie vizibilŸ la Ánceputul zonei de joasŸ tensiune;n Conductorul PEN nu poate fi Ántrerupt Án nici o situaÍie. Echipamentele de comandŸ Ûi protecÍie posibil de utilizat Án sistemele TN sunt:o tripolare atunci cÊnd circuitele prezintŸ conductor PEN,o tetrapolar (tripolar + neutru), atunci cÊnd circuitul are nulul de lucru separat de cel de protecÍie.

Trei metode de calcul sunt utilizate Án mod uzual: n metoda impedanÍelor, bazatŸ pe suma trigonometricŸ a sistemului de rezistenÍe Ûi reactanÍe inductive;n metoda de compunere;n metoda convenÍionalŸ bazatŸ pe o valoare prezumatŸ a cŸderii de tensiune Ûi pe utilizarea de tabele.

6.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte Metode de determinare a curenÍilor de scurtcircuitÎn sistemele TN, un scurtcircuit la pŸmÊnt determinŸ, de obicei, un curent suficient de mare pentru ca dispozitivul de protecÍie la supracurenÍi sŸ declanÛeze. ImpedanÍele sursei Ûi ale reÍelei din amonte sunt mult mai mici decÊt cele ale circuitelor din instalaÍie, astfel ÁncÊt orice limitare a curentului de punere la pŸmÊnt va fi determinatŸ de conductoarele din instalaÍie (conductoarele lungi Ûi flexibile mŸresc Án mare proporÍie impedanÍa buclei de defect, ceea ce determinŸ o reducere a curentului de scurtcircuit).Cele mai recente recomandŸri ale CEI pentru protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte Án sistemele TN se referŸ la timpii maximi de declanÛare admiÛi Án raport cu tensiunea nominalŸ a sistemului (vezi Fig. F12, subcapitolul 3.3).


F26

Justificarea acestor recomandŸri este aceea cŸ, Án sistemele TN, curentul de defect care trebuie sŸ circule pentru a ridica potenÍialul pŸrÍilor conductoare accesibile la 50 V sau mai mult, este atÊt de mare ÁncÊt poate avea loc una din urmŸtoarele douŸ posibilitŸÍi:n sau calea de defect se topeÛte singurŸ, practic instantaneu;n sau conductorul “se sudeazŸ” creÊnd un defect net, conducÊnd astfel la o valoare a curentului de defect care sŸ determine declanÛarea dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi.Pentru a se asigura o funcÍionare optimŸ a dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi Án ultimul caz, valoarea prezumatŸ a curentului de scurtcircuit cu punere la pŸmÊnt trebuie calculatŸ cu o precizie rezonabilŸ ÁncŸ din faza de proiectare.O analizŸ riguroasŸ necesitŸ utilizarea tehnicilor de descompunere Án componente simetrice, pe rÊnd, pentru fiecare circuit. Principiul este simplu dar cantitatea de calcule este greu de justificat, Án special pentru impedanÍele homopolare care sunt extrem de greu de determinat cu o precizie acceptabilŸ, Án instalaÍiile de joasŸ tensiune.Sunt preferate, prin urmare, alte metode, mai simple, de precizie acceptabilŸ. Cele trei metode practice sunt:n Metoda impedanÍelor, bazatŸ pe suma tuturor impedanÍelor buclei de defect (numai de secvenÍa directŸ), pentru fiecare circuit.n Metoda de compunere care este o estimare a curentului de scurtcircuit la capŸtul circuitului dinspre sarcinŸ bazatŸ pe cunoaÛterea valorii curentului de scurtcircuit la capŸtul circuitului spre sarcinŸ.n Metoda convenÍionalŸ de calcul a valorii minime a curentului de punere la pŸmÊnt prin utilizarea tabelelor de valori pentru obÍinerea rapidŸ de rezultate.Aceste metode pot fi utilizate Án cazul Án care cablurile care alcŸtuiesc bucla de defect sunt alŸturate Ûi nu sunt separate prin materiale fero-magnetice.

Metoda impedanÍelor AceastŸ metodŸ are la bazŸ Ánsumarea impedanÍelor de secvenÍŸ directŸ ale fiecŸrei componente a buclei de defect (cabluri, conductor de protecÍie, transformator, etc.) unde este calculat curentul de scurtcircuit de punere la pŸmÊnt cu ajutorul formulei:

I = U

(ΣR)2 + (ΣX)2

unde: (ΣR)2 = (suma rezistenÍelor buclei de defect )2 Án faza de proiectare (ΣX) 2 = (suma reactanÍelor inductive ale buclei de defect )2

U = tensiunea nominalŸ fazŸ-nul a sistemului.Aplicarea acestei metode nu este totdeauna uÛoarŸ, deoarece presupune cunoaÛterea tuturor parametrilor Ûi caracteristicilor elementelor buclei de defect. În multe cazuri, ghidurile naÍionale pot furniza valori tipice Án scopul estimŸrii unei valori aproximative.

Metoda de compunere AceastŸ metodŸ permite calcularea curentului de scurtcircuit la capŸtul circuitului pornind de la valoarea cunoscutŸ a curentului de scurtcircuit la capŸtul dinspre sursŸ, cu ajutorul formulei aproximative:

I = Isc U

U+Zs.Isc

unde Isc = valoarea curentului de scurtcircuit din amonte I = valoarea curentului de scurtcircuit din aval U = tensiunea de fazŸ a sistemului Zs = impedanÍa circuitului.NotŸ: AceastŸ metodŸ utilizeazŸ suma aritmeticŸ(1) a impedanÍelor individuale, spre deosebire de cazul “metodei impedanÍelor”.

Metoda convenÍionalŸ AceastŸ metodŸ se considerŸ a fi suficient de precisŸ pentru a stabili valorile maxime pentru lungimile cablurilor.

Principiu metodeiPrincipiul de bazŸ Án calculul curentului de scurcircuit este presupunerea cŸ valoarea tensiunii la capŸtul din amonte al circuitului respectiv (de exemplu: acolo unde este amplasat dispozitivul de protecÍie) rŸmÊne cca. 80% din valoarea nominalŸ a tensiunii de fazŸ. AceastŸ valoare de 80% din valoarea nominalŸ a tensiunii de fazŸ ÁmpreunŸ cu impedanÍa circuitului este utilizatŸ pentru calculul curentului de scurtcircuit.

Pentru realizarea calculelor, metodele moderne agreazŸ utilizarea programelor speciale de calcul acceptate de autoritŸÍile naÍionale Án domeniu Ûi bazate pe metoda impedanÍelor, aÛa cum este ECODIAL 3. AutoritŸÍile naÍionale, publicŸ, de asemenea, ghiduri care includ valori tipice, lungimi de conductoare, etc.

(1) În acest fel, valoarea calculatŸ a curentului de scurtcircuit va fi mai micŸ decÊt cea realŸ. DacŸ reglajul la supracurent al dispozitivului de protecÍie se bazeazŸ pe aceastŸ valoare, atunci funcÍionarea releului de protecÍie sau a fuzibilului este asiguratŸ.


F27

Acest coeficient Íine cont de toate cŸderile de tensiune din amonte pÊnŸ la punctul considerat. În cazul cablurilor de joasŸ tensiune, cÊnd toate conductoarele sistemului trifazat - 4 conductoare sunt Ánvecinate (ceea ce reprezintŸ cazul normal), reactanÍa inductivŸ internŸ Ûi Ántre conductoare este neglijabilŸ Án comparaÍie cu rezistenÍa cablului.AceastŸ aproximare este consideratŸ corectŸ pentru cabluri pÊnŸ la 120 mm2.Peste aceastŸ secÍiune, rezistenÍa creÛte Án felul urmŸtor:

Fig. F43: Calculul Lmax Án sistemul TN utilizÊnd metoda convenÍionalŸ.

Lungimea maximŸ a unui circuit Án sistemul TN este datŸ de formula:

Lmax = 0,8 Uo Sph

ρ(1+m)Iaunde: Lmax = lungimea maximŸ, Án metri Uo = tensiunea de fazŸ, Án volÍi = 230 V pentru sistemul 230/400 V ρ = rezistivitatea Án condiÍii normale de temperaturŸ in funcÍionare, Án Ω x mm2/m (= 22,5 x 10-3 pentru cupru; = 36 x 10-3 pentru aluminiu) Ia = reglajul protecÍiei pentru declanÛarea instantanee a Ántreruptorului sau curentul care asigurŸ funcÍionarea fuzibilului respectiv, Án timpul specificat.

m = Sph

SPE Sph = secÍiunea conductorului de fazŸ a circuitului considerat, Án mm2

SPE = secÍiunea conductorului de protecÍie a circuitului considerat, Án mm2.(vezi Fig. F43).

TabeleTabelele urmŸtoare ce sunt aplicabile Án cazul sistemelor TN, au fost construite pe baza “metodei convenÍionale” descrise mai sus.Tabelele stabilesc lungimile maxime ale circuitelor, dincolo de care rezistenÍa conductoarelor limiteazŸ valoarea curentului de scurtcircuit pÊnŸ la un nivel inferior celui care determinŸ declanÛarea Ántreruptorului (sau funcÍionarea fuzibilului) care protejeazŸ circuitul, suficient de rapid pentru a se asigura protecÍia Ámpotriva contactului indirect.

Factorul de corecÍie mTabelul F44 indicŸ factorul de corecÍie care trebuie aplicat valorilor date Án Tabelele de la F45 pÊnŸ la F48, Án funcÍie de raportul Sph/SPE, de tipul de circuit Ûi de materialul conductorului.Tabelele iau Án considerare:n tipul de protecÍie: Ántreruptor sau fuzibil;n reglajul protecÍiei;n secÍiunile conductoarelor de fazŸ Ûi de protecÍie;n sistemul de tratare al neutrului (vezi Fig. F49 de la pag. F29);n curba de declanÛare a Ántreruptorului (ex.: B,C sau D ).Tabelele pot fi utilizate pentru sistemele 230/400 V.Tabele echivalente pentru protecÍie cu ajutorul Compact NS Ûi Multi 9 (Merlin Gerin) sunt incluse Án cataloagele de produs.

UrmŸtoarele tabele dau lungimile maxime care trebuie respectate pentru ca persoanele sŸ fie protejate Ámpotriva riscului de contact indirect, de cŸtre dispozitivele de protecÍie.

(1) Pentru definiÍiile tipurilor B, C Ûi D de Ántreruptoare se va consulta capitolul H, subcapitolul 4.2.


SecÍiunea cablului (mm2) Valoarea rezistenÍeiS = 150 mm2 R + 15%S = 185 mm2 R + 20%S = 240 mm2 R + 25%

Tab. F44: Factor de corecÍie de aplicat lungimilor date Án tabelele de la F45 la F48 Án sistemul TN.

Circuit Material m = Sph/SPE (sau PEN) conductor m = 1 m = 2 m = 3 m = 43P + N sau P + N Cupru 1 0,67 0,50 0,40 Aluminiu 0,62 0,42 0,31 0,25

Lungimea maximŸ a oricŸrui circuit Án instalaÍiile avÊnd sistemul TN este: 0,8 Uo Sph

ρ(1+m)Ia


F28

Circuite protejate prin Ántreruptoare automate de uz general (Tab. F45)

Circuite protejate prin Compact NS(1) sau Multi 9(1) pentru uz industrial sau casnic (Tab.46 pÊnŸ la Tab.48)

Tab. F45: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi reglaje de declanÛare instantanee pentru Ántreruptoare de uz general Án sistemul TN, 230/400 V cu m = 1.

Tab. F46: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi curenÍi nominali pentru Ántreruptoare automate curbŸ B(2) Án sistemul TN monofazat 230/240 V sau trifazat cu m = 1.

(1) Produse marca Merlin Gerin. (2) Pentru definiÍia protecÍiei Ántreruptoarelor automate “curbŸ B” Ûi “curbŸ C” se va consulta capitolul H, subcapitolul 4.2.

Tab. F47: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi curenÍi nominali pentru Ántreruptoare automate curbŸ C(2) Án sistemul TN monofazat 230/240 V sau trifazat cu m = 1.


SecÍiunea Reglajul de declanÛare instantanee sau temporizatŸ de scurtŸ duratŸ Im (A) nominalŸ a conduc- toarelormm2 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 560 630 700 800 875 1000 1120 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 125001,5 100 79 63 50 40 31 25 20 16 13 10 9 8 7 6 6 5 4 42,5 167 133 104 83 67 52 42 33 26 21 17 15 13 12 10 10 8 7 7 5 44 267 212 167 133 107 83 67 53 42 33 27 24 21 19 17 15 13 12 11 8 7 5 46 400 317 250 200 160 125 100 80 63 50 40 36 32 29 25 23 20 18 16 13 10 8 6 5 410 417 333 267 208 167 133 104 83 67 60 53 48 42 38 33 30 27 21 17 13 10 8 7 5 416 427 333 267 213 167 133 107 95 85 76 67 61 53 48 43 33 27 21 17 13 11 8 7 5 425 417 333 260 208 167 149 132 119 104 95 83 74 67 52 42 33 26 21 17 13 10 8 735 467 365 292 233 208 185 167 146 133 117 104 93 73 58 47 36 29 23 19 15 12 950 495 396 317 283 251 226 198 181 158 141 127 99 79 63 49 40 32 25 20 16 1370 417 370 333 292 267 233 208 187 146 117 93 73 58 47 37 29 23 1995 452 396 362 317 283 263 198 158 127 99 79 63 50 40 32 25120 457 400 357 320 250 200 160 125 100 80 63 50 40 32150 435 388 348 272 217 174 136 109 87 69 54 43 35185 459 411 321 257 206 161 128 103 82 64 51 41240 400 320 256 200 160 128 102 80 64 51

Sph Curent nominal (A) mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 1200 600 400 300 200 120 75 60 48 37 30 24 19 15 12 102,5 1000 666 500 333 200 125 100 80 62 50 40 32 25 20 164 1066 800 533 320 200 160 128 100 80 64 51 40 32 266 1200 800 480 300 240 192 150 120 96 76 60 48 3810 800 500 400 320 250 200 160 127 100 80 6416 800 640 512 400 320 256 203 160 128 10225 800 625 500 400 317 250 200 16035 875 700 560 444 350 280 22450 760 603 475 380 304

Sph Curent nominal (A) mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 600 300 200 150 100 60 37 30 24 18 15 12 9 7 6 52,5 500 333 250 167 100 62 50 40 31 25 20 16 12 10 84 533 400 267 160 100 80 64 50 40 32 25 20 16 136 600 400 240 150 120 96 75 60 48 38 30 24 1910 667 400 250 200 160 125 100 80 63 50 40 3216 640 400 320 256 200 160 128 101 80 64 5125 625 500 400 312 250 200 159 125 100 8035 875 700 560 437 350 280 222 175 140 11250 760 594 475 380 301 237 190 152

F29

Exemplu O instalaÍie trifazatŸ cu 4 conductoare are neutrul tratat Án sistemul TN-C. Un circuit realizat dintr-un cablu din aluminiu avÊnd conductorul de fazŸ cu secÍiunea de 50 mm2 Ûi PEN de 25 mm2 este protejat printr-un Ántreruptor automat curbŸ B, avÊnd calibrul nominal de 63 A.Care este lungimea maximŸ a circuitului pÊnŸ la care protecÍia persoanelor Ámpotriva contactelor indirecte accidentale este asiguratŸ prin funcÍionarea releului magnetic instantaneu al Ántreruptorului automat?Tabelul F46 dŸ, pentru 50 mm2 Ûi Ántreruptor 63 A, curbŸ B, 603 m, cŸreia i se

aplicŸ un factor de corecÍie 0,42 (Tab. F44 pentru m = Sph

SPE = 2).

Lungimea maximŸ a circuitului este, deci: 603 x 0,42 = 253 m.

Cazul particular Án care una sau mai multe pŸrÍi conductoare accesibile sunt conectate la prize de pŸmÊnt separateTrebuie asiguratŸ protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte prin RCD montate pe fiecare circuit care alimenteazŸ aparate sau grupuri de aparate ale cŸror pŸrÍi conductoare accesibile sunt conectate la prize de pŸmÊnt separate.Sensibilitatea acestor dispozitive de curent diferenÍial rezidual trebuie adaptatŸ Án funcÍie de rezistenÍa prizei de pŸmÊnt (RA2 Án Fig. F49). A se vedea specificaÍiile aplicabile sistemului TT.

6.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate În conformitate cu CEI 60364-4-471 dispozitivele de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA) trebuie utilizate pentru protecÍia circuitelor de prizŸ avÊnd un curent nominal i 20 A, Án toate cazurile. Utilizarea acestor RCD este, de asemenea recomandatŸ Án urmŸtoarele situaÍii:n pe circuite de prize amplasate Án zone umede oricare ar fi calibrul; n pe circuite de prize din instalaÍiile temporare;n pe circuite care alimenteazŸ spŸlŸtorii sau bazine de Ánot;n pe circuite care alimenteazŸ organizŸrile de Ûantier, rulote, bŸrci de agrement sau tÊrguri mobile.A se vedea 2.2 Ûi Capitolul P, secÍiunea 3.

Tab. F48: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi curenÍi nominali pentru Ántreruptoare automate curbŸ D(1) Án sistemul TN monofazat 230/240 V sau trifazat cu m = 1.

(1) Pentru definiÍia protecÍiei Ántreruptoarelor automate “curbŸ D” se va consulta capitolul H, subcapitol 4.2.

Fig. F49: Prize de pŸmÊnt separate.

Fig. F50: Circuit de alimentare pentru prize.


Sph Curent nominal (A) mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 429 214 143 107 71 43 27 21 17 13 11 9 7 5 4 32,5 714 357 238 179 119 71 45 36 29 22 18 14 11 9 7 64 571 381 286 190 114 71 80 46 36 29 23 18 14 11 96 857 571 429 286 171 107 120 69 54 43 34 27 21 17 1410 952 714 476 286 179 200 114 89 71 57 45 36 29 2316 762 457 286 320 183 143 114 91 73 57 46 3725 714 446 500 286 223 179 143 113 89 71 5735 625 700 400 313 250 200 159 125 80 10050 848 543 424 339 271 215 170 136 109


F30

6.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiuÎn conformitate cu CEI 60364-422-3.10, Án zonele cu risc crescut de incendiu, circuitele trebuie protejate cu RCD de sensibilitate i 500 mA. Aceasta exclude sistemul TN-C, fiind obligatoriu sistemul TN-S.Sensibilitatea de 300 mA este obligatorie Án anumite ÍŸri (vezi Fig. F51).

6.5 Cazul Án care impedanÍa buclei de defect este de valoare mare În cazul Án care curentul de punere la pŸmÊnt este limitat, datoritŸ uneiimpedanÍe ridicate a buclei de defect astfel ÁncÊt dispozitivele de protecÍie lasupracurent nu pot declanÛa Ántr-un timp admis, pot fi luate Án considerare urmŸtoarele posibilitŸÍi:

Propunerea 1 (vezi Fig. F52):n instalarea unui Ántreruptor care are un prag magnetic de valoare mai micŸ, de exemplu:2In i Irm i 4InAceasta permite protecÍia persoanelor Án cazul circuitelor lungi. Trebuie totuÛi verificat sŸ nu existe declanÛŸri intempestive ale protecÍiei la supracurenÍi Án cazul apariÍiei unor curenÍi tranzitorii, precum cei de la pornirile de motoare.n soluÍii Schneider Electric o Ántreruptoare Compact cu curba de declanÛare tip G (2In i Irm i 4In),o Ántreruptoare Multi 9, curbŸ B.

Propunerea 2 (vezi Fig. F53)n instalarea pe circuit a unui dispozitiv de curent diferenÍial rezidual. Dispozitivul nu trebuie sŸ fie de mare sensibilitate (de la cÊÍiva amperi pÊnŸ la cÊÍiva zeci de amperi). Acolo unde existŸ prize, circuitele trebuie protejate, Án orice caz, cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA); Án general, un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual la un anumit numŸr de prize pe un circuit comun.n soluÍii Schneider Electric o dispozitive de curent diferenÍial rezidual Multi 9, NG 125: IΔn = 1 sau 3 Ao Vigicompact REH sau REM : IΔn = 3 la 30 Ao Întreruptoare Multi 9, curbŸ B.

Propunerea 3 CreÛterea secÍiunii conductorului de protecÍie PE sau PEN Ûi/sau a conductoarelor de fazŸ Án scopul reducerii impedanÍei buclei de defect.

Propunerea 4Adaugarea unor conductoare echipotenÍiale suplimentare. Aceasta are un efect similar propunerii 3, adicŸ reducerea rezistenÍei buclei de defect, ÁmbunŸtŸÍind, Án acelaÛi timp, mŸsurile de protecÍie existente Ámpotriva tensiunilor de atingere. EficienÍa acestei mŸsuri poate fi verificatŸ printr-un test de rezistenÍŸ efectuat Ántre fiecare parte conductoare accesibilŸ Ûi conductorul local, principal, de protecÍie.În cazul sistemelor TN-C, legŸtura echipotenÍialŸ indicatŸ Án Fig. F54 nu este permisŸ, prin urmare, trebuie adoptatŸ propunerea 3.

Fig. F51: Zone cu risc de incendiu.

Fig. F52: Întreruptor cu prag scŸzut de declanÛare magneticŸ.

Fig. F53: Dispozitive de curent diferenÍial rezidual Án sistemele TN Án cazul unor bucle de defect de mare impedanÍŸ. Fig. F54: ÎmbunŸtŸÍirea legŸturii echipotenÍiale.


F31

7 Implementarea sistemului IT

Caracteristica principalŸ a sistemului IT este aceea cŸ, Án eventualitatea unui defect de punere la pŸmÊnt, sistemul poate continua sŸ funcÍioneze. Acest defect se va numi “primul defect”.În acest sistem, toate pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei sunt conectate printr-un conductor de protecÍie PE la priza de pŸmÊnt a instalaÍiei, Án timp ce punctul neutru al transformatorului poate fi:n fie izolat faÍŸ de pŸmÊntn fie conectat la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ de valoare foarte mare (Án mod normal 1000 Ω sau mai mult).Aceasta ÁnseamnŸ cŸ valoarea curentului Án cazul unui defect de punere la pŸmÊnt va fi de ordinul miliamperilor, ceea ce nu determinŸ efecte negative Án punctul de defect Ûi nici nu genereazŸ tensiuni de atingere periculoase sau pericol de incediu. Sistemul poate permite, prin urmare, funcÍionarea normalŸ Án continuare pŸnÊ cÊnd este posibilŸ intervenÍia Án scop de remediere. Prin urmare, acest sistem permite o bunŸ continuitate a serviciilor.În practicŸ, acest sistem impune anumite mŸsuri specifice pentru o exploatare satisfŸcŸtoare:n controlul permanent al izolaÍiei Án raport cu pŸmÊntul, ceea ce ÁnseamnŸ semnalizarea (audio sau vizualŸ) a producerii primului defect;n utilizarea unui dispozitiv de limitare a tensiunii pe care punctul neutru al transformatorului o poate atinge Án raport cu pŸmÊntul;n existenÍa unui personal calificat Án scopul localizŸrii primului defect. Localizarea primului defect este relativ uÛor de realizat cu ajutorul unor dispozitive speciale care sunt disponibile Án mod curent;n montarea unor Ántreruptoare automate adecvate care sŸ declanÛeze Án eventualitatea unui al “doilea defect” care s-ar produce Ánainte de ÁndepŸrtarea primului. Al doilea defect (prin definiÍie) este un defect de punere la pŸmÊnt care apare pe un alt conductor activ decÊt Án cazul primului defect, sau pe conductorul neutru(1).Al doilea defect determinŸ un curent de scurtcircuit prin pŸmÊnt Ûi/sau prin legŸtura conductoarelor (PE) de protecÍie.

7.1 CondiÍii preliminare (vezi Tab. 55 Ûi Fig. 56)

(1) Pentru sistemele cu neutrul distribuit, cum este indicat Án Fig. F60.

Fig. F56: PoziÍiile funcÍiilor esenÍiale Án sistemul trifazat cu trei conductoare IT.

Fig. F55: FuncÍiile esenÍiale Án sistemele IT Ûi exemple cu produsele Merlin Gerin.

FuncÍii minimale impuse Componente Ûi dispozitive ExempleProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor (1) Limitator de tensiune Cardew C la frecvenÍa reÍeleiLegare la pŸmÊnt prin rezistor (2) Rezistor Impedance Zx (pentru variaÍia impedanÍei de legare la pŸmÊnt) Controlul permanent al izolaÍiei Ûi (3) Dispozitiv pentru controlul Vigilohm TR22A semnalizarea primului defect permanent al izolaÍiei sau XM200 cu posibilitŸÍi de semnalizareEliminarea automata a celui de-al (4) Întreruptoare tetrapolare Întreruptoare Compact doilea defect Ûi protecÍia (dacŸ neutrul este distribuit) sau RCD-MSconductoruluide nul cu patru poli protejaÍi Ámpotriva supracurenÍilorLocalizarea primului defect (5) Cu dispozitive pentru Sistemul Vigilohm localizarea defectului sau prin deschideri succesive de circuite


F32

7.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecteCondiÍiile primului defectCurentul de punere la pŸmÊnt care circulŸ Án cazul primului defect este de ordinul de mŸrime al miliamperilor.Tensiunea de defect faÍŸ de pŸmÊnt este produsul dintre valoarea acestui curent Ûi rezistenÍa prizei de pŸmÊnt a instalaÍiei ÁmpreunŸ cu cea a conductorului de protecÍie PE (mŸsurat din locul de defect Ûi pÊnŸ la priza de pŸmÊnt). AceastŸ valoare a tensiunii este, Án mod evident, nepericuloasŸ Ûi poate ajunge, Án cel mai rŸu caz, la cÊÍiva volÍi (ex: printr-o rezistenÍŸ de 1000 Ω poate trece un curent de 230 mA(1) iar o prizŸ de pŸmÊnt de slabŸ calitate, avÊnd 50 Ω, poate ajunge la o tensiune de 11,5 V).Obligatoriu, ÁnsŸ, dispozitivul pentru controlul permanent a izolaÍiei va semnaliza apariÍia acestui prim defect Án instalaÍie.

Principiul monitorizŸrii primului defectDe la un generator de curent de foarte joasŸ frecvenÍŸ sau de curent continuu (pentru a reduce efectele capacitŸÍii cablului pÊnŸ la niveluri neglijabile) se aplicŸ o tensiune Ántre punctul neutru al transformatorului Ûi pŸmÊnt. AceastŸ tensiune determinŸ un curent de valoare micŸ, Án conformitate cu valoarea rezistenÍei de izolaÍie a Ántregii instalaÍii Án raport cu pŸmÊntul, care circulŸ Án Ántreaga instalaÍie, inclusiv prin oricare aparat conectat.Instrumente de joasŸ frecvenÍŸ pot fi utilizate Án sistemele de curent alternativ care genereazŸ componente tranzitorii de curent continuu Án condiÍii de defect. Anumite variante pot deosebi componentele rezistive de cele capacitive ale curentului de punere la pŸmÊnt.DezvoltŸri moderne permit urmŸrirea evoluÍiei defectelor de izolaÍie, prin mŸsurarea valorilor curenÍilor de punere la pŸmÊnt care apar, Án scopul prevenirii apariÍiei primului defect.

Exemple de echipamenten Localizarea manualŸ a defectelor (vezi Fig. F57)Generatorul poate fi de construcÍie fixŸ (ex. XM 100) sau portabil (ex. GR10X, care permite verificarea circuitelor scoase de sub tensiune), iar receptorul, ÁmpreunŸ cu senzorul magnetic tip cleÛte, sunt portabile.

(1) La sistemul trifazat 230/400V.

Fig. F57: Localizarea manualŸ a defectelor.

n localizarea automatŸ a defectelor (vezi Fig. F58)Releul de monitorizare XM100, ÁmpreunŸ cu detectoarele fixe XD1 sau XD12 (fiecare conectat la cÊte un transformator de curent toroidal amplasat pe circuitul respectiv) realizeazŸ un sistem automat de localizare a defectelor Ántr-o instalaÍie aflatŸ sub tensiune.Mai mult, rezistenÍa de izolaÍie este indicatŸ pentru fiecare circuit monitorizat, fiind verificate douŸ nivele: primul nivel avertizeazŸ asupra valorii neobiÛnuite a rezistenÍei de izolaÍie, astfel ÁncÊt sŸ poatŸ fi luate mŸsuri preventive, Án timp ce al doilea nivel indicŸ condiÍiile de defect Ûi Ál semnalizeazŸ.


Sistemele moderne de monitorizare existente Án prezent faciliteazŸ localizarea Ûi ÁndepŸrtarea primului defect.

Sistemele de localizare a defectelor sunt Án conformitate cu standardul CEI 61157-9.

F33n Monitorizarea automatŸ, Ánregistrarea datelor Ûi localizarea defectelor (vezi Fig. F59)Sistemul Vigilohm permite, Án plus, accesul la o imprimantŸ Ûi/sau la un calculator (PC) care furnizeazŸ astfel, o imagine generalŸ asupra nivelului rezistenÍei de izolaÍie a Ántregii instalaÍii Ûi ÁnregistreazŸ evoluÍia cronologicŸ a izolaÍiei la nivelul fiecŸrui circuit.Monitorul central XM100, ÁmpreunŸ cu detectoarele de localizare XD08 Ûi XD16 asociate transformatoarelor de curent toroidale de pe circuitele respective, aÛa cum este indicat Án Fig. F59, reprezintŸ, Án fapt, mijloacele de realizare a acestui mod automat de control a izolaÍiei Ûi de Ánregistrare a datelor.


Fig. F59: Localizarea automatŸ a defectelor Ûi Ánregistrarea valorilor rezistenÍei de izolaÍie.

Fig. F58: Localizarea automatŸ a defectelor.


F34

Utilizarea dispozitivelor de control Ûi monitorizare permanentŸ a izolaÍiei (CPI )n ConectareDispozitivul CPI este conectat, Án mod normal, Ántre punctul neutru (sau neutru artificial) al transformatorului Ûi priza sa de pŸmÊnt.n Alimentarea Alimentarea dispozitivului CPI ar trebui realizatŸ de la o sursŸ foarte sigurŸ. În practicŸ, aceasta este chiar instalaÍia care urmeazŸ a fi monitorizatŸ, prin intermediul dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi avÊnd praguri adecvate de protecÍie.n Nivele de reglareAnumite standarde naÍionale recomandŸ un prim prag de reglare la 20% sub valoarea rezistenÍei de izolaÍie a unei instalaÍii noi. AceastŸ valoare permite observarea deteriorŸrii izolaÍiei, necesitÊnd mŸsuri preventive de ÁntreÍinere Án cazul unui Ánceput de defect.Nivelul de detectare al unei deteriorŸri de izolaÍie care necesitŸ semnalizarea defectului se stabileÛte la o valoare cÊt mai redusŸ. De exemplu, cele douŸ nivele ar putea fi:o valoarea rezistenÍei de izolaÍie pentru o instalaÍie nouŸ: 100 kΩ,o curent de defect nepericulos: 500 mA (risc de incendiu: > 500 mA),o nivele reglate indicate de cŸtre consumator: o prag pentru intreÍinere preventivŸ: 0,8 x 100 = 80 kΩ,o prag pentru alarmŸ de scurtcircuit: 500 Ω Note: o Án urma unei perioade mai lungi de Ántrerupere a funcÍionŸrii, Án timpul cŸreia, total sau parÍial instalaÍia rŸmÊne nealimentatŸ, umiditatea poate reduce, Án general nivelul rezistenÍei de izolaÍie. AceastŸ situaÍie care se datoreazŸ Án principal curenÍilor de fugŸ pe suprafeÍe umede cu izolaÍie sŸnŸtoasŸ nu reprezintŸ o condiÍie de defect Ûi se va ameliora rapid odatŸ cu creÛterea temperaturii, datoritŸ existenÍei curenÍilor prin conductoare, care vor reduce umiditatea.o dispozitive CPI (XM) pot mŸsura, separat, componentele rezistive Ûi capacitive ale curentului de scurgere cŸtre pŸmÊnt. Pornind de la valoarea totalŸ, permanentŸ a curentului de scurgere astfel mŸsurat, rezultŸ valoarea realŸ a rezistenÍei de izolaÍie.

Cazul celui de-al doilea defect Un al doilea defect de punere la pŸmÊnt Án sistemul IT (dacŸ nu se produce pe aceeaÛi fazŸ cŸ Ûi primul defect) constituie un defect fazŸ-fazŸ sau fazŸ-neutru Ûi indiferent dacŸ, are loc pe acelaÛi circuit cu primul defect, sau pe un circuit diferit, dispozitivele de protecÍie la supracurent (fuzibile sau Ántreruptoare) vor funcÍiona, Án mod normal, pentru ÁndepŸrtarea sa.Reglajul releelor de protecÍie la supracurenÍi Ûi calibrul fuzibilelor sunt parametri de bazŸ care stabilesc lungimile maxime ale circuitelor care pot fi protejate Án mod satisfŸcŸtor, aÛa cum s-a discutat Án subcapitolul 6.2.NotŸ: În mod normal, calea curentului de defect cuprinde conductoarele comune de protecÍie PE la care sunt conectate toate pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei, astfel ÁncÊt, impedanÍa buclei de defect este destul de micŸ pentru a se asigura un nivel acceptabil al curentului de defect.În cazul Án care lungimile circuitelor sunt lungi Ûi, Án special dacŸ aparatele de pe diferite circuite sunt conectate la prize de pŸmÊnt diferite (deci curentul de defect trece prin douŸ prize de pŸmÊnt), declanÛarea releelor de protecÍie la supracurent nu este posibilŸ.În acest caz, este recomandatŸ utilizarea unui (RCD) dispozitiv de curent diferenÍial rezidual pe fiecare circuit al instalaÍiei.TotuÛi, in cazul sistemelor IT legate la pŸmÊnt prin rezistor, trebuie sŸ se acorde atenÍie acestor dispozitive de curent diferenÍial rezidual; sensibilitatea lor nu trebuie sŸ fie atÊt de micŸ ÁncÊt sŸ conducŸ la o declanÛare nedoritŸ, Án cazul primului defect. DeclanÛarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual care sunt Án conformitate cu standardele CEI poate avea loc la valori cuprinse Ántre (0,5 la 1)IΔn, unde IΔn este sensibilitatea acestor dispozitive de protecÍie.

Metode de determinare a valorilor curentului de scurtcircuitEstimŸri cÊt mai precise ale valorilor curenÍilor de scurtcircuit trebuie fŸcute ÁncŸ din faza de proiectare.O analizŸ riguroasŸ nu este necesarŸ atÊta timp cÊt numai amplitudinea curentului este importantŸ pentru dispozitivele de protecÍie respective (de ex.: unghiul de defazaj nu este necesar a fi determinat), de aceea, sunt acceptate Ûi utilizate metode aproximative simplificate. Cele trei metode practice sunt urmŸtoarele:n Metoda impedanÍelor, bazatŸ pe suma vectorialŸ a tuturor impedanÍelor (de secvenÍŸ directŸ) ale buclei de defect. n Metoda de compunere care este o estimare aproximativŸ a curentului de scurtcircuit la capŸtul dinspre sarcinŸ al circuitului, bazatŸ pe cunoaÛterea valorii curentului de scurtcircuit la capŸtul dinspre sursŸ al acesteia. ImpedanÍa echivalentŸ este o sumŸ aritmeticŸ (la aceastŸ variantŸ).


Trei metode de calcul sunt Án mod uzual utilizate: n metoda impedanÍelor, bazatŸ pe suma trigonometricŸ a sistemului de rezistenÍe Ûi reactanÍe inductive;n metoda de compunere;n metoda convenÍionalŸ bazatŸ pe o valoare prezumatŸ a cŸderii de tensiune Ûi pe utilizarea de tabele.

F35

n Metoda conventionalŸ, Án care valoarea minimŸ a tensiunii la capŸtul circuitului dinspre sursŸ este presupusŸ a fi cca. 80% din valoarea nominalŸ a tensiunii, Ûi, bazat pe aceastŸ ipotezŸ, s-au construit tabele care permit citirea directŸ a lungimilor maxime admise ale circuitelor.Aceste metode sunt corecte doar pentru cazurile Án care conductoarele care alcŸtuiesc bucla de defect sunt Ánvecinate Ûi nu sunt separate prin materiale feromagnetice.

Metoda impedanÍelor AceastŸ metodŸ este descrisŸ Án subcapitolul 6.2 Ûi este identicŸ pentru cele douŸ sisteme TN Ûi IT.

Metoda de compunere AceastŸ metodŸ este descrisŸ Án subcapitolul 6.2 Ûi este identicŸ pentru cele douŸ sisteme TN Ûi IT.

Metoda conventionalŸ (vezi Fig. F60)Principiul acestei metode Án cazul sistemului IT este acelaÛi ca Ûi Án cazul sistemului TN, aÛa cum a fost descris Án subcapitolul 6.2: calcularea lungimii maxime a circuitelor Án aval de Ántreruptoare sau fuzibile pentru a se asigura protecÍia prin declanÛarea dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi.În mod clar, este imposibil sŸ se verifice lungimile buclelor de defect pentru toate combinaÍiile de douŸ defecte care ar putea apŸrea.De aceea, toate cazurile sunt acoperite dacŸ reglajul protecÍiei la supracurent se realizeazŸ pe baza prezumÍiei cŸ primul defect se produce la capŸtul dinspre sarcinŸ al circuitului respectiv, iar al doilea defect de produce, de asemenea la capŸtul dinspre sarcinŸ al altui circuit identic, aÛa cum a fost menÍionat, de altfel Án subcapitolul 3.4. Aceasta poate determina, Án general, o singurŸ declanÛare (pe circuitul avÊnd reglajul protecÍiei de valoare mai micŸ), ceea ce ÁnseamnŸ, de fapt, un singur circuit scos din funcÍiune.n În cazul instalaÍiilor trifazate cu 3 conductoare, al doilea defect poate determina doar un scurtcircuit bifazat, astfel ÁncÊt, valoarea tensiunii utilizate Án formula pentru determinarea lungimii maxime a circuitului este √3 Uo.Lungimea maximŸ a circuitului este datŸ de:

Lmax = 0,8 Uo √3 Sph

2ρ Ia(1+m) (metri)

n În cazul instalaÍiilor trifazate cu 4 conductoare, cea mai micŸ valoare a curentului de defect se va obÍine Án cazul Án care unul dintre defecte afecteazŸ conductorul neutru. În acest caz, pentru evaluarea lungimii maxime a circuitului se va utiliza valoarea Uo pentru tensiune, Ûi:

Lmax = 0,8 Uo S1

2ρ Ia(1+m) (metri)

deci numai 50% din lungimea maximŸ permisŸ Án cazul sistemului TN(1).

(1) De reÍinut: Nu existŸ o lungime limitŸ a circuitelor pentru protecÍia Ámpotriva defectelor de punere la pŸmÊnt Án schemele TT dacŸ protecÍia este asiguratŸ printr-un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate.

Fig. F60: Calculul lui Lmax pentru sistemul IT Ûi indicarea cŸilor de curent Án condiÍiile celui de-al doilea defect.


Programul de calcul Ecodial calculeazŸ pe baza “metodei impedanÍelor”.

Lungimea maximŸ a unui circuit din sistemul IT este:

n pentru o schemŸ trifazatŸ cu 3 conductoare

n pentru o schemŸ trifazatŸ cu 4 conductoare

Lmax = 0,8 Uo S1

2ρ Ia(1+m)

Lmax = 0,8 Uo √3 Sph

2ρ Ia(1+m)


F36

(1) Tabelele sunt cele descrise Án subcapitolul 6.2 ( Tab. F45 pÊnŸ la F48). TotuÛi, tabela cu factorii de corecÍie (Tab. F61) care Íine cont de raportul Sph/SPE, de tipul circuitului Ûi al materialului conductor, este specificŸ pentru sistemul IT Ûi diferŸ de cel pentru sistemul TN.

În formulele precedente: Lmax = lungimea maximŸ a circuitului, Án metri Uo = tensiunea de fazŸ (230 V Án sistemele 230/400 V) ρ = rezistivitatea la temperaturŸ normalŸ de funcÍionare (22,5 x 10-3 Ω mm2/m pentru cupru Ûi 36 x 10-3 Ω mm2/m pentru aluminiu) Ia = reglajul magnetic al protecÍiei la supracurent, Án amperi sau Ia = curentul, exprimat Án amperi, necesar funcÍionŸrii fuzibilului Án timpul specificat

m = Sph

SPE

SPE = secÍiunea conductorului de protecÍie, PE, Án mm2

S1 = secÍiunea conductorului de neutru dacŸ circuitul conÍine conductor de neutru S1 = secÍiunea conductorului de fazŸ, Sph dacŸ circuitul nu conÍine conductor de neutru.

TabeleTabelele urmŸtoare au fost construite Án conformitate cu “metoda convenÍionalŸ” descrisŸ mai sus.Tabelele stabilesc lungimile maxime ale circuitelor, dincolo de care, rezistenÍa conductoarelor limiteazŸ valoarea curentului de scurtcircuit pÊnŸ la un nivel inferior celui care determinŸ declanÛarea Ántreruptorului automat (sau funcÍionarea fuzibilului) care protejeazŸ circuitul, suficient de rapid pentru a se asigura protecÍia Ámpotriva contactului indirect.Acese tabele iau Án considerare urmŸtoarele:n tipul dispozitivului care realizeazŸ protecÍia (Ántreruptor sau fuzibil) Ûi pragul magnetic al acestuia;n secÍiunea conductoarelor de fazŸ Ûi de protecÍie;n sistemul de legare la pŸmÊnt;n factorul de corecÍie: Tab. F61 indicŸ factorul de corecÍie care trebuie aplicat lungimilor date Án Tabelele F44 la F47 Án cazul sistemului IT

Tab. F61: Factori de corecÍie care se aplicŸ lungimilor de circuit date Án Tabelele F45 la F48 pentru sistemele IT.

Circuit Materialul m = Sph/SPE (sau PEN) conductorului m = 1 m = 2 m = 3 m = 43 faze Cupru 0,86 0,57 0,43 0,34 Aluminiu 0,54 0,36 0,27 0,213 faze + N sau Cupru 0,50 0,33 0,25 0,201 fazŸ + N Aluminiu 0,31 0,21 0,16 0,12

ExempleO instalaÍie trifazatŸ cu trei conductoare 230/400 V are neutrul tratat Án sistemul IT.Unul dintre circuite este protejat de un Ántreruptor de 63 A Ûi este realizat cu cablu din aluminiu de secÍiune 50 mm2.Conductorul de protecÍie PE, de 25 mm2, este de asemenea din aluminiu. Care este lungimea maximŸ acceptabilŸ a circuitului pÊnŸ la care protecÍia persoanelor Ámpotriva contactelor indirecte accidentale este asiguratŸ de cŸtre releul magnetic instantaneu al Ántreruptorului?Tabelul F46 indicŸ 603 m cŸreia trebuie sŸ-i aplicŸm un factor de corecÍie de 0,36 (m = 2 pentru cablul din aluminiu).Prin urmare, lungimea maximŸ a circuitului este 217 m.

7.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitateÎn conformitate cu Standardul CEI 60364-4-41 utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA) este necesarŸ pentru protecÍia circuitelor de prizŸ avÊnd un curent nominal i 20 A Án toate cazurile. Utilizarea RCD este recomandatŸ Án urmŸtoarele situaÍii:n circuite de prizŸ amplasate Án zonele umede, pentru orice valoare a curentului nominal;n circuite de prizŸ amplasate Án instalaÍii temporare; n circuite care alimenteazŸ incinte pentru spŸlŸtorii sau bazine de Ánot;n circuite care alimenteazŸ organizŸri de Ûantier, rulote, bŸrci de agrement, tÊrguri mobile.A se vedea 2.2 Ûi Capitolul P, SecÍiunea 3.

Fig. F62: Circuite care alimenteazŸ prize.


UrmŸtoarele tabele(1) dau lungimile maxime care trebuie respectate pentru ca persoanele sŸ fie protejate Ámpotriva riscului de contact indirect, de cŸtre dispozitivele de protecÍie.

F37

7.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiuProtecÍia cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual de sensibilitate i 500 mA la intrare pentru circuitul de alimentare al unei zone cu risc crescut de incendiu este obligatorie Án anumite ÍŸri (vezi Fig. F63).TotuÛi, pentru protecÍia Ámpotriva riscului de incendiu este preferabilŸ o sensibilitate de 300 mA.

7.5 Cazul Án care impedanÍa buclei de defect este de valoare mare În cazul Án care curentul de defect de punere la pŸmÊnt este limitat datoritŸ unei impedanÍe ridicate a buclei de defect, astfel ÁncÊt dispozitivele de protecÍie la supracurent nu pot declanÛa Ántr-un timp acceptabil, pot fi luate Án considerare urmŸtoarele posibilitŸÍi:

Propunerea 1 (vezi Fig. F64):n Instalarea unui Ántreruptor automat care are un prag magnetic de valoare mai micŸ, de exemplu:2In i Irm i 4InAceasta permite protecÍia persoanelor Án cazul circuitelor lungi. Trebuie totuÛi verificat sŸ nu existe declanÛŸri nedorite ale protecÍiei la supracurenÍi Án cazul apariÍiei unor curenÍi tranzitorii, precum cei de la pornirile de motoare.n SoluÍii Schneider Electric o Ántreruptoare Compact tip G (2In i Irm i 4In),o Ántreruptoare Multi 9, curbŸ B.

Propunerea 2 (vezi Fig. F65)n Instalarea pe circuit a unui dispozitiv de curent diferenÍial rezidual. Dispozitivul nu trebuie sŸ fie de mare sensibilitate (de la cÊÍiva amperi pÊnŸ la cÊÍiva zeci de amperi). Acolo unde existŸ prize circuitele trebuie protejate de dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA); Án general un dispozitiv pe circuit la un anumit numŸr de prize, pe un circuit comun.n SoluÍii Schneider Electric o dispozitive de curent diferenÍial rezidual Multi 9, NG 125: IΔn = 1 la 3 A,o Vigicompact REH sau REM: IΔn = 3 la 30 A.

Propunerea 3 CreÛterea secÍiunii conductorului de protecÍie PE sau PEN Ûi/sau a conductoarelor de fazŸ Án scopul reducerii impedanÍei buclei de defect.

Propunerea 4 (vezi Fig. F66)AdŸugarea unor conductoare echipotenÍiale suplimentare. Aceasta are un efect similar propunerii 3, adicŸ reducerea rezistenÍei buclei de defect, ÁmbunŸtŸÍind, Án acelaÛi timp, mŸsurile de protecÍie existente Ámpotriva tensiunilor de atingere. EficienÍa acestei mŸsuri poate fi verificatŸ prin mŸsurarea rezistenÍei, efectuatŸ Ántre fiecare parte conductoare accesibilŸ Ûi conductorul local, principal, de protecÍie.


Fig. F63: Zone cu risc de incendiu.

Fig. F64: Întreruptor automat cu prag magnetic de declanÛare de valoare mai micŸ.

Fig. F65: ProtecÍia cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual. Fig. F66: ÎmbunŸtŸÍirea legŸturii echipotenÍiale.


F38

8 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD)

8.1 DescrierePrincipiuCaracteristicile principale ale dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual sunt prezentate Án Fig. F67.Un circuit magnetic Ánchis cuprinde toate conductoarele parcurse de curent ale unui circuit astfel ÁncÊt fluxul magnetic generat Án miez va depinde Án orice moment de suma aritmeticŸ a curenÍilor; curenÍii circulÊnd Án aceeaÛi direcÍie se vor considera ca fiind pozitivi (I1), iar cei care circulŸ Án direcÍie opusŸ, negativi (I2).Într-un circuit fŸrŸ defect, Án funcÍionare normalŸ, I1 + I2 = 0 Ûi, prin urmare, nu va exista flux magnetic Án miez, iar tensiunea electromotoare indusŸ Án bobinŸ va fi de asemenea zero.Un curent de punere la pŸmÊnt Id va circula prin miezul magnetic cŸtre defect dar se va Ántoarce cŸtre sursŸ via prizŸ de pŸmÊnt sau via conductor de protecÍie, Án sistemul TN.Prin urmare suma aritmeticŸ a curenÍilor care traverseazŸ miezul magnetic este diferitŸ de 0 iar aceastŸ diferenÍŸ creeazŸ un flux magnetic Án miez.DiferenÍa de curent este denumitŸ “curent rezidual” iar principiul este cunoscut drept “principiul curentului diferenÍial rezidual”. Fluxul alternativ rezultant Án miezul magnetic induce o tensiune electromotoare Án bobinŸ astfel ÁncÊt curentul I3 circulŸ prin bobina de acÍionare a dispozitivului de declanÛare. DacŸ curentul rezidual depŸÛeÛte valoarea impusŸ pentru funcÍionarea dispozitivului de declanÛare fie direct fie prin intermediul unui releu electronic, atunci Ántreruptorul automat asociat va declanÛa.

Fig. F67: Principiul de funcÍionare al dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual.

8.2 RecomandŸri pentru utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidualCurenÍi permanenÍi de scurgere la pŸmÊntOrice instalaÍie de joasŸ tensiune are un curent permanent de scurgere la pŸmÊnt care se datoreazŸ:n inegalitŸÍii(1) dintre capacitŸÍile intrinsece ale conductoarelor active Án raport cu pŸmÊntul a celor trei faze, Án cazul circuitelor trifazate;n capacitŸÍii dintre conductoarele active Ûi pŸmÊnt Án cazul circuitelor monofazate.Cu cÊt instalaÍia este mai extinsŸ cu atÊt capacitatea sa este mai mare Ûi Án consecinÍŸ prezintŸ curenÍi de scurgere la pŸmÊnt mai mari.Curentul capacitiv cŸtre pŸmÊnt creÛte uneori semnificativ datoritŸ condensatoarelor de filtrare asociate echipamentelor electronice (automatizŸri, sisteme informatice, etc.).În absenÍa unor date mai precise curentul de scurgere la pŸmÊnt Ántr-o instalaÍie poate fi estimat pornind de la urmŸtoarele valori mŸsurate la 230V/50Hz:n circuite monofazate sau trifazate: 1,5 mA/100 m;n ÁncŸlzire prin pardosealŸ: 1 mA/kW;n aparate tip fax-uri: 1mA;n puncte de lucru cu tehnologie informaticŸ: 2 mA;n terminal informatic (PC): 2 mA;n imprimantŸ: 1 mA;n fotocopiator: 1,5 mA.

(1) În sistemele trifazate curenÍii capacitivi de scurgere la pŸmÊnt ar fi zero dacŸ conductoarele celor trei faze ar avea capacitŸÍi egale Án raport cu pŸmÊntul, condiÍie care Án practicŸ nu poate fi realizatŸ.

CurenÍii permanenÍi de scurgere la pŸmÊnt care existŸ Ûi care nu se datoreazŸ unor defecte, cum ar fi supratensiunile tranzitorii, pot conduce la declanÛŸri nedorite ale dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual. Anumite tehnici au fost dezvoltate pentru a preÁntÊmpina astfel de probleme de funcÍionare.

F39

ÎntrucÊt dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sunt Án conformitate cu standadele CEI Ûi cu multe standarde naÍionale, acestea funcÍioneazŸ Án intervalul (0,5 ...1) IΔn pentru o valoare nominalŸ IΔn. Prin urmare curenÍii de scurgere la pŸmÊnt Án aval de un dispozitiv de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual nu vor depŸÛi 0,5 IΔn.În practicŸ limitarea curenÍilor de scurgere la pŸmÊnt la 0,25 IΔn prin divizarea circuitului poate elimina declanÛŸrile nedorite.În cazuri particulare precum extinderile sau renovŸrile parÍiale Án instalaÍiile IT trebuie consultaÍi producŸtorii.

CurenÍii tranzitorii de scurgere la pŸmÊntPunerea sub tensiunePunerea sub tensiune a capacitŸÍilor menÍionate mai sus determinŸ creÛterea unor curenÍi tranzitorii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ Ûi de foarte scurtŸ duratŸ similari celor arŸtaÍi Án Fig. F68.ApariÍia bruscŸ a primului defect Ántr-un sistem IT genereazŸ de asemenea curenÍi tranzitorii de scurgere la pŸmÊnt, de ÁnaltŸ frecvenÍŸ datoritŸ creÛterii bruÛte a tensiunii de fazŸ la valoarea tensiunii de linie, pe cele douŸ faze neafectate.

Supratensiuni de mod comunReÍelele electrice de putere sunt supuse unor supratensiuni de origine diferitŸ: atmosfericŸ, sau datoritŸ unor schimbŸri bruÛte a condiÍiilor de funcÍionare ale sistemului (defecte, funcÍionarea fuzibilelor, comutaÍii, etc.) Aceste schimbŸri bruÛte determinŸ deseori tensiuni Ûi curenÍi tranzitorii mari Án circuitele inductive Ûi capacitive Ánainte de atingerea unei stŸri stabile. Anumite ÁnregistrŸri au stabilit faptul cŸ, Án sistemele de joasŸ tensiune, supratensiunile rŸmÊn Án general sub 6 kV Ûi cŸ acestea pot fi reprezentate adecvat prin forme de undŸ convenÍionale de tip impuls 1,2/50 µs (vezi Fig. F69).Aceste supratensiuni determinŸ creÛteri ale curenÍilor tranzitorii reprezentaÍi prin forma de undŸ de impuls de curent convenÍionalŸ 8/20 µs, avÊnd o valoare de vÊrf de cÊÍiva zeci de amperi (vezi Fig. F70).CurenÍii tranzitorii circulŸ cŸtre pŸmÊnt prin capacitŸÍile instalaÍiei, descŸrcŸtoare sau prin defecte de izolaÍie.

Imunitatea la regimuri tranzitoriiFiecare dispozitiv de curent diferenÍial rezidual trebuie sŸ aibŸ un nivel minim de imunitate la declanÛŸri nedorite Án conformitate cu cerinÍele din Tab. F71. Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual tip “S” sau temporizate nivel I sau II (vezi Fig. F38) acoperŸ toate valorile curenÍilor tranzitorii de scurgere la pŸmÊnt inclusiv cei ai descŸrcŸtoarelor cu duratŸ mai micŸ de 40 ms.Tensiunile Ûi curenÍii tranzitorii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ (sau impulsurile unidirecÍionale) menÍionaÍi mai sus ÁmpreunŸ cu alte surse de perturbaÍii electromagnetice (bobinele contactoarelor, releele, contactele uscate), descŸrcŸrile electrostatice Ûi formele de undŸ electromagnetice radiante (radio, sistemele de amorsare, etc.) sunt parte ale domeniului din ce Án ce mai important al compatibilitŸÍii electromagnetice. Pentru alte detalii pot fi consultate Caietele Tehnice nr. 120 Ûi 149 ale Schneider Electric.Este esenÍial ca dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sŸ fie imune la posibila funcÍionare defectuoasŸ produsŸ de efectele perturbaÍiilor electromagnetice.

Fig. F68: Forma de undŸ standardizatŸ a curenÍilor tranzitorii 0,5 µs/100 Hz.

Fig. F69: Forma de undŸ standardizatŸ de impuls de tensiune 1,2/50 µs

Fig. F70: Forma de undŸ de impuls de curent standardizatŸ 8/20 µs.

PerturbaÍie Test Valori impuseSupratensiuni Impuls 1,2/50 µs 6 kV vÊrf Curent Impuls 0,5 µs/100 kHz 200 A vÊrf(1)

tranzitoriu Impuls 8/20 µs 200 A vÊrf 60 A vÊrf pentru 10 mA RCD 5 kA vÊrf pentru RCD tip “S” sau temporizat (vezi nota)ComutaÍie Impulsuri tranzitorii repetitive 4 kV CEI 61000-4-4Electricitate DescŸrcŸri electrostatice CEI 61000-4-2 8 kV staticŸ Unde CÊmpuri electromagnetice CEI 61000-4-3 3 V/m radiante

(1) Pentru dispozitivele de curent diferenÍial rezidual avÊnd IΔn < 10 mA acest test nu este cerut (CEI 61008-1).NotŸ: Dispozitivele temporizate de curent diferenÍial rezidual sunt amplasate Án mod normal Án vecinatatea sursei de alimentare a intalaÍiei, unde supracurenÍii de origine externŸ au valorile cele mai mari. Testul de curent de vÊrf de 5 kA reflectŸ aceastŸ cerinÍŸ de ÁnaltŸ performanÍŸ.

Tab. F71: Testele privind nivelele admisibile din punct de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice pentru dispozitivele de curent diferenÍial rezidual.



F40

În practica, nivelele indicate Án Tab. F71 sunt Án conformitate cu specificaÍiile de proiectare Ûi execuÍie.Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual tip “A Si” (marcate prin simbolul din Fig. F72) evitŸ declanÛŸrile nedorite Án cazul reÍelelor poluate, efectelor trŸsnetelor, curenÍilor de ÁnaltŸ frecvenÍŸ, componentelor de c.c., regimurilor tranzitorii, temperaturii scŸzute de funcÍionare (-25° C).

Imunitatea faÍŸ de componentele de curent continuu (vezi Fig. F73)Sursele auxiliare de curent continuu pentru comandŸ Ûi semnalizare pentru echipamentele electrice Ûi mecanice sunt uzuale, iar anumite aparate includ Ûi scheme redresoare (diode, triace, tiristoare).În eventualitatea unui defect de punere la pŸmÊnt Án aval de astfel de scheme redresoare, curentul de defect poate conÍine Ûi componente de curent continuu.Riscul de a exista Ûi astfel de componente depinde de gradul de izolaÍie al circuitelor de curent continuu din aparatele respective Ûi fiecare caz trebuie analizat separat. Probleme de acest tip apar de obicei Án cazul aplicaÍiilor industriale.Standardele CEI clasificŸ RCD-urile Án funcÍie de capacitatea lor de a funcÍiona corect Án prezenÍa componentelor de curent continuu Án structura curentului rezidual.n Dispozitive clasŸ AC: funcÍioneazŸ doar Án cazul unui curent rezidual alternativ;n Dispozitive clasŸ A: funcÍioneazŸ Án cazul unui curent rezidual pulsatoriu;n Dispozitive clasŸ B: funcÍioneazŸ Án cazul unui curent rezidual continuu.NotŸ: În general, se utilizeazŸ dispozitive de curent diferenÍial rezidual de clasŸ AC. Dispozitivele de clasŸ A se utilizeazŸ Án cazul unor cerinÍe speciale ca o variantŸ specialŸ a dispozitivelor AC.

RecomandŸri referitoare la instalarea RCD-urilor cu transformatoare de curent toroidale separateDetectorul curentului rezidual este un circuit magnetic Ánchis (de obicei circular) avÊnd permeabilitatea magneticŸ foarte ridicatŸ pe care este realizatŸ ÁnfŸÛurarea unei bobine, ansamblul constituind un transformator de curent toroidal (sau de tip inel).DatoritŸ permeabilitŸÍii sale ridicate, orice abatere de la o simetrie perfectŸ a conductoarelor care trec prin miezul magnetic, precum Ûi Ánvecinarea cu materiale feroase (carcase din oÍel, Ûasie, etc.) pot afecta suficient de mult echilibrul fluxurilor magnetice, mai ales Án cazul sarcinilor mari (pornire de motoare, curentul de magnetizare la punerea sub tensiune a transformatoarelor , etc.), astfel ÁncÊt pot genera declanÛŸri nedorite a dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual.DacŸ nu sunt luate mŸsuri speciale, raportul dintre curentul de funcÍionare IΔn Ûi curentul de fazŸ maxim Iph (max) este, Án general mai mic decÊt 1/1000.Acest raport poate fi micÛorat Án mod substanÍial (adicŸ aparatul sŸ fie desensibilizat) prin adoptarea mŸsurilor indicate Án Fig. F74 Ûi sumarizate Án Tab. F75.

Fig. F72: Simbol standardizat Án anumite ÍŸri pentru a indica protecÍia Ámpotriva funcÍionŸrii incorecte datorate regimurilor tranzitorii.

Fig. F73: Curent continuu.

Fig. F74: Trei mŸsuri pentru reducerea raportului IΔn/Iph (max).


Tab. F75: MŸsuri pentru reducerea raportului IΔn/Iph (max).

MŸsuri Diametru Factor de reducerea (mm) sensibilitŸÍiiAmplasarea atentŸ, Án mod simetric, 3a conductoarelor Án interiorul miezului magneticSupradimensionarea miezului magnetic Ø50 la Ø100 2 Ø80 la Ø200 2 Ø120 la Ø300 6Utilizarea unor ecrane din oÍel sau manÛoane Ø50 4din fier moale n cu grosimea 0,5 mm Ø80 3 n de lungime dublŸ diametrului miezului magnetic Ø120 3 n “ÁmbrŸcarea” completŸ a conductoarelor Ûi depŸÛirea Ø200 2 miezului magnetic Án mod egal, la ambele capete

Aceste mŸsuri pot fi combinate. Printr-o centrare atentŸ a conductoarelor Án interiorul unui miez magnetic de diametru 200 mm, cÊnd miezul de diametru de 50 mm este suficient, Ûi utilizÊnd un manÛon, raportul 1/1000 poate deveni 1/30000.

F41

Alegerea caracteristicilor unui Ántreruptor cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual (RCCB - CEI 61008)Curentul nominal Curentul nominal al unui Ántreruptor cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este ales Án funcÍie de valoarea maximŸ a curentului de sarcinŸ pe care Ál poate suporta.n dacŸ Ántreruptorul cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este conectat Án serie, Án aval de un Ántreruptor, curentul nominal al ambelor dispozitive de protecÍie trebuie sŸ fie acelaÛi, de exemplu: In u In1(1) (vezi Fig. F76a);n dacŸ Ántreruptorul cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este conectat Án amonte de un grup de circuite protejate de Ántreruptoare, aÛa cum se aratŸ Án Fig. F76b, atunci curentul nominal al acestuia este dat de: In u ku x ks (In1 + In2 + In3 + In4).

CerinÍele de comportare electrodinamicŸProtecÍia Ámpotriva scurtcircuitelor trebuie realizatŸ de cŸtre dispozitivele de protecÍie Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit amplasate Án amonte, dar se considerŸ faptul cŸ, acolo unde dispozitivul de curent diferenÍial rezidual este amplasat Án acelaÛi tablou electric de distribuÍie (Án conformitate cu standardele Án vigoare) ca Ûi Ántreruptoarele (fuzibilele) din aval, protecÍia la curentul de scurtcircuit realizatŸ de aceste Ántreruptoare este o soluÍie adecvatŸ.În toate cazurile este necesarŸ o coordonare Ántre dispozitivele de curent diferenÍial rezidual Ûi dispozitivele de protecÍie Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit, iar producŸtorii furnizeazŸ, Án general, tabele de coordonare (vezi Tab. F77).

(1) Anumite standarde includ Ûi un test termic de Íinere la un curent mai mare decÊt In pentru a se asigura corecta coordonare a protecÍiilor.


Fig. F76: Întreruptor automat cu dispozitiv de curent diferenÍialrezidual.

Fig. F77: Coordonarea tipicŸ datŸ de producŸtor Ántre dispozitive de curent diferenÍial rezidual, Ántreruptoare Ûi fuzibile (produse Merlin Gerin).

Întreruptoare automate Ûi dispozitive de curent diferenÍial rezidual asociate - Isc max (ef), Án kA

Întreruptorul automat din amonte DT40 DT40N C60N C60H C60L C120N C120H NG125N NG125HRCBB Án aval 2P I 20A 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 3 4,5 4,5 4,5 230V IN-A 40A 6 10 20 30 30 10 10 15 15 IN-A 63A 6 10 20 30 30 10 10 15 15 I 100A 15 15 15 15 4P I 20A 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 2 3 3 3 400V IN-A 40A 6 10 10 15 15 7 7 15 15 IN-A 63A 6 10 10 15 15 7 7 15 15 NG 125NA 10 16 25 50

Fuzibile Ûi dispozitive de curent diferenÍial rezidual asociate - Isc max (ef), Án kA

Fuzibil gG amonte 20A 63A 100A 125ARCBB Án aval 2P I 20A 8 230V IN-A 40A 30 20 IN-A 63A 30 20 I 100A 6 4P I 20A 8 400V IN-A 40A 30 20 IN-A 63A 30 20 NG 125NA 50


F42

G1

Capitolul GDimensionarea Ûi protecÍia circuitelor

Cuprins

GeneralitŸÍi G2 1.1 Metodologie Ûi definiÍii G2

1.2 Principiile protecÍiei la supracurent G4

1.3 Valori practice pentru o schemŸ de protecÍie G4

1.4 Amplasarea dispozitivelor de protecÍie G6

1.5 Conductoare Án paralel G6

Metoda practicŸ pentru determinarea G7 secÍiunii minime admisibile a conductoarelor 2.1 GeneralitŸÍi G7

2.2 Metoda generalŸ pentru cabluri G7

2.3 Metoda simplificatŸ recomandatŸ pentru cabluri G16

2.4 Sisteme de bare capsulate G18

Determinarea cŸderii de tensiune G20 3.1 Limita maximŸ a cŸderii de tensiune G20

3.2 Calculul cŸderii de tensiune Án condiÍii de funcÍionare G21 Án regim permanent

Curentul de scurtcircuit G24 4.1 Curentul de scurtcircuit la bornele de joasŸ tensiune G24 ale transformatoarelor de distribuÍie MT/JT

4.2 Curentul de scurtcircuit trifazat (Isc) Án orice punct G25 al unei instalaÍii de joasŸ tensiune

4.3 Curentul de scurtcircuit Isc la capŸtul circuitului dinspre sarcinŸ G28 Án funcÍie de valoarea Isc la capŸtul dinspre sursŸ

4.4 Curentul de scurtcircuit generat de un alternator G29 sau de un invertor

Cazuri particulare ale curentului de scurtcircuit G30 5.1 Calculul valorilor minime ale curentului de scurtcircuit G30

5.2 Verificarea stabilitŸÍii termice a cablului Án condiÍii G35 de scurtcircuit

Conductoare de protecÍie PE G37 6.1 Conectare Ûi alegere G37

6.2 Dimensionare G38

6.3 Conductorul de protecÍie dinspre transformatorul MT/JT G40 Ûi tabloul general de distribuÍie (TGJT)

6.4 Conductorul de echipotenÍialitate G41

Conductorul neutru G42 7.1 Dimensionarea conductorului neutru G42

7.2 ProtecÍia conductorului neutru G44

7.3 Întreruperea conductorului neutru G44

7.4 Separarea conductorului neutru G44

Exemple de calcul pentru cabluri G46

1

2

3

4

5

6

7

8

G - Dimensionarea Ûi protecÍia circuitelor

G2

1 GeneralitŸÍi

(1) În acest capitol, termenul de “cablaj” se referŸ la toate conductoarele izolate, inclusiv cablurile unifilare Ûi multifilare, precum Ûi la conductoarele izolate pozate Án tub, etc.

PŸrÍile componente ale circuitelor Ûi protecÍiile lor sunt calculate astfel ÁncÊt toate condiÍiile de funcÍionare, normale sau anormale, sŸ fie Ándeplinite.

1.1 Metodologie Ûi definiÍiiMetodologie (vezi Fig. G1)DupŸ o analizŸ preliminarŸ care stabileÛte cerinÍele de putere ale unei instalaÍii electrice, aÛa cum s-a indicat Án capitolul B, subcapitolul 4, trebuie realizat un studiu din punct de vedere al cablajului(1) Ûi al protecÍiei acesteia, pornind de la originea instalaÍiei, trecÊnd prin zonele intermediare Ûi pÊnŸ la circuitele finale.La fiecare nivel cablurile Ûi protecÍiile acestora, trebuie sŸ ÁndeplineascŸ simultan cÊteva condiÍii, pentru a avea garanÍia unei instalaÍii sigure, Ûi anume:n sŸ suporte curentul de sarcinŸ permanent Ûi, pe termen scurt, supracurenÍi;n sŸ nu genereze cŸderi de tensiune ce ar avea ca urmare performanÍe scŸzute ale anumitor sarcini, de exemplu: un timp de acceleraÍie excesiv de lung la pornirea motoarelor, etc.

În plus, dispozitivele de protecÍie (Ántreruptoarele automate sau fuzibilele) trebuie:n sŸ protejeze cablurile Ûi barele de distribuÍie pentru toate valorile de supracurent, incluzÊnd Ûi curenÍii de scurtcircuit;n sŸ asigure protecÍia persoanelor Ámpotriva contactelor indirecte accidentale, Án mod special Án cazul sistemelor TN Ûi IT, unde lungimea circuitelor poate limita valorile curenÍilor de scurtcircuit, ÁntÊrziind astfel deconectarea automatŸ (trebuie amintit faptul cŸ, Án cazul sistemelor TT instalaÍiile sunt, Án mod obligatoriu, protejate de cŸtre dispozitive de curent diferenÍial rezidual, Án general, de sensibilitate 300 mA).SecÍiunile conductoarelor sunt determinate de obicei prin metoda generalŸ descrisŸ Án subcapitolul 2 din cadrul acestui capitol. Pe lÊngŸ aceastŸ metodŸ, anumite standarde naÍionale pot recomanda o anumitŸ secÍiune minimŸ care trebuie respectatŸ din motive de rezistenÍŸ mecanicŸ. Sarcinile particulare (cum se aratŸ Án capitolul N) impun o supradimensionarea a secÍiunii cablurilor care le alimenteazŸ Ûiprin urmare dispozitivele lor de protecÍie vor fi stabilite Án consecinÍŸ.

Tab. G1: Diagrama logicŸ de alegere a secÍiunii conductoarelor Ûi a dispozitivelorde protecÍie pentru un circuit dat.

Cererea de puteren kVA ce trebuie furnizaÍi;n curentul de sarcinŸ maxim IB;

Dimensionarea conductorului:n alegerea tipului conductorului Ûi al izolaÍiei;n alegerea metodei de instalare;n se va Íine cont de coeficienÍii de corecÍie ai cablului datoraÍi diferitelor condiÍii de mediu;n determinarea secÍiunii cablului utilizÊnd tabelele care indicŸ capacitatea de transport de curent a cablului.

Verificarea cŸderii maxime de tensiune:n Án condiÍii de funcÍionare stabilŸ;n la porniri de motoare.

Calculul curenÍilor de scurtcircuit:n puterea de scurtcircuit din amonte;n valorile maxime;n valorile minime la capŸtul dinspre sarcinŸ a circuitului.

Alegerea dispozitivelor de protecÍie:n curentul nominal;n puterea de rupere;n utilizarea tabelelor de filiaÍie;n verificarea selectivitŸÍii.

G3

Fig. G2: Calculul curentului maxim de sarcinŸ IB.

1 GeneralitŸÍi

DefiniÍiiCurentul maxim de sarcinŸ: IBn La nivelul circuitelor finale, acest curent corespunde sarcinii nominale exprimate Án kVA. În cazul pornirilor de motoare sau a altor sarcini care absorb la pornire un curent ridicat, mai ales Án aplicaÍiile cu porniri dese (exemplu: motoare de lift, sudurŸ, etc.) trebuie luate Án considerare efectele termice cumulative ale acestor supracurenÍi. Sunt afectate atÊt cablurile cÊt Ûi releele termice de protecÍie.n La nivelul circuitelor din amonte, acest curent corespunde puterii aparente de alimentare, Án kVA, care Íine cont de coeficienÍii de simultaneitate Ûi de utilizare ks Ûi, respectiv ku, aÛa cum se aratŸ Án Fig. G2.

Curentul maxim admisibil: IzReprezintŸ valoarea maximŸ a curentului pe care cablajul circuitului o poate suporta un timp nedefinit fŸrŸ a i se reduce durata normalŸ de viaÍŸ.Pentru o secÍiune datŸ a conductorului, valoarea curentului maxim admisibil depinde de anumiÍi parametrii:n modul constructiv al cablului Ûi conductoarelor (conductor din Cu sau Al, izolaÍie din PVC sau EPR etc., numŸr de conductoare active);n temperatura ambiantŸ;n metoda de instalare;n influenÍa circuitelor Ánvecinate.

SupracurenÍiiSe spune cŸ se produce “supracurent” atunci cÊnd curentul depŸÛeÛte valoarea maximŸ a curentului de sarcinŸ IB aferent sarcinii respective.Pentru evitarea deteriorŸrii ireversibile a cablului (sau a receptorului, Án cazul Án care supracurentul se datoreazŸ unui defect al acestuia), acest curent trebuie Ántrerupt Ántr-un timp care depinde de valoarea sa.SupracurenÍi de duratŸ relativ scurtŸ pot apŸrea, totuÛi, Án funcÍionarea normalŸ; se pot distinge douŸ tipuri de supracurenÍi:n SuprasarciniAceÛti curenÍi pot apŸrea Án condiÍii normale de funcÍionare datoritŸ unui numŸr de sarcini care funcÍioneazŸ ocazional, simultan sau pornirilor de motoare, etc. DacŸ oricare din aceste condiÍii persistŸ mai mult decÊt o perioadŸ de timp datŸ (care depinde de reglajul releului de protecÍie sau de calibrul fuzibilului), circuitul va fi, Án mod automat Ántrerupt.n CurenÍii de scurtcircuitAceÛti curenÍi se produc datoritŸ deteriorŸrii izolaÍiei dintre conductoarele active Ûi/sau dintre conductoarele active Ûi pŸmÊnt (Án cazul sistemelor de legare la pŸmÊnt prin impedanÍe mici), Án urmŸtoarele variante:o curent de scurtcircuit trifazat (implicÊnd sau nu conductorul de neutru Ûi/sau conductorul de protecÍie),o bifazat (implicÊnd sau nu conductorul de neutru Ûi/sau conductorul de protecÍie),o monofazat cu conductorul de neutru (Ûi/sau cu conductorul de protecÍie).

Tabloul general de distribuÍie

Factorii de simultaneitate Ûi utilizare combinaÍi: ks x ku = 0,69IB = (80+60+100+50) x 0,69 = 200 A

Tabloul secundar

Curent de sarcinŸ nominal al motorului: 50 A


G4

Fig. G3: ProtecÍia circuitului cu ajutorul Ántreruptorului automat.

Fig. G4: ProtecÍia circuitului cu ajutorul fuzibilului.

(1) Ambele denumiri sunt utilizate frecvent Án diferite standarde.

Fig. G5: Caracteristica I2t a conductorului izolat Án funcÍie de douŸ nivele diferite de temperaturŸ.

1 GeneralitŸÍi

1.2 Principiile protecÍiei la supracurent Dispozitivul de protecÍie este amplasat la Ánceputul circuitului de protejat (veziFig. G3 Ûi Fig. G4).n Acesta acÍioneazŸ Án sensul Ántreruperii supracurentului Ántr-un timp mai scurt decÊt cel dat de caracteristica I2t a circuitului;n Permite curentului maxim de sarcina IB sŸ circule un timp nedefinit.Caracteristicile I2t ale conductoarelor izolate atunci cÊnd prin acestea circulŸ un curent de scurtcircuit pentru o perioadŸ de pÊnŸ la 5 secunde, pot fi determinate, aproximativ, cu formula:

I2t = k2 S2 care indicŸ faptul cŸ, Án acest caz, cŸldura generatŸ este proporÍionalŸ cu pŸtratul secÍiunii conductorului,

unde: t: durata curentului de scurtcircuit (Án secunde) S: secÍiunea conductorului izolat (mm2) I: valoare eficace a curentului de scurtcircuit (Aef) k: constantŸ aferentŸ conductorului izolat (valorile k2 sunt date Án Fig. G52).Pentru un conductor izolat dat curentul maxim admis variazŸ Án funcÍie de caracteristicile mediu. De exemplu, Án cazul unei temperaturi ridicate (θa1 > θa2), Iz1 este mai mic decÊt Iz2 (vezi Fig. G5). θ reprezintŸ temperatura mediului.

Note: n Isc reprezintŸ curentul de scurtcircuit trifazat;n ISCB reprezintŸ curentul nominal de rupere a Ántreruptorului automat;n Ir ( sau Irth )(1) reprezintŸ nivelul de reglaj al curentului; exemplu: un Ántreruptor automat de 50 A poate avea pragul de declanÛare a protecÍiei reglat la un nivel similar cu cel al unui Ántreruptor automat de 30 A (vezi Fig. G6).

1.3 Valori practice pentru o schemŸ de protecÍieMetodele urmŸtoare se bazeazŸ pe reguli stabilite prin standarde CEI Ûi sunt puse Án practicŸ Án multe ÍŸri.

Reguli generaleUn dispozitiv de protecÍie (Ántreruptor automat sau fuzibil) funcÍioneazŸ corect dacŸ:n curentul sŸu nominal In sau curentul reglat Ir este mai mare decÊt curentul maxim de sarcinŸ IB, dar mai mic decÊt curentul maxim admis Iz al cablului, adicŸ: IB < In < Iz corespunzŸtor zonei “a“ din Fig. G6;n valoarea curentului de declanÛare la suprasarcinŸ I2, reglat Án mod “convenÍional“ este mai micŸ decÊt 1,45 Iz ceea ce corespunde zonei “b“ din Fig. G6.Durata de declanÛare “convenÍionalŸ“ poate fi reglatŸ Ántre o orŸ Ûi 2 ore Án funcÍie de standardele locale Ûi de valoarea aleasŸ pentru I2. În cazul fuzibilelor, I2 este curentul (notat If) la care fuzibilul funcÍioneazŸ Án timpul convenÍional;n curentul nominal de scurtcircuit al Ántreruptorului automat este mai mare decÊt curentul de scurtcircuit trifazat al circuitului Án punctul respectiv al instalaÍiei. Aceasta corespunde zonei “c“ din Fig. G6.

G5Fig. G6: Nivelele de curent pentru determinarea caracteristicilor Ántreruptorului sau fuzibilului.

Zona A: IB i In i Iz Zona B: I2 i 1,45 Iz Zona C: ISCB u ISC

Criteriile pentru fuzibile:IB i In i Iz/k3 Ûi ISCB u ISC.

AplicaÍiin ProtecÍia prin Ántreruptor automat:În virtutea nivelului sŸu ridicat de precizie, curentul I2 este totdeauna mai mic decÊt 1,45 In (sau 1,45 Ir), astfel ÁncÊt, condiÍia I2 i 1,45 Iz (aÛa cum s-a menÍionat Án capitolul “Reguli generale”) va fi Ántotdeauna respectatŸ.n Caz particular:DacŸ Ántreruptorul nu protejeazŸ la suprasarcinŸ, este necesar sŸ ne asigurŸm cŸ, Án cazul valorii minime a curentului de scurtcircuit, protecÍia la supracurent va funcÍiona corect. Acest caz particular este analizat Án subcapitolul 5.1.n ProtecÍia prin fuzibil:CondiÍia I2 i 1,45 Iz trebuie, de asemenea, luatŸ Án considerare. I2 reprezintŸ curentul de funcÍionare (la care fuzibilul se topeÛte) Ûi este egal cu k2 x In (k2 avÊnd valori Ántre 1,6 Ûi 1,9 ) Án conformitate cu tipul de fuzibil respectiv.Un alt factor, k3, a fost introdus (k3 = k2/1,45) astfel Áncat, condiÍia I2 i 1,45 Iz este valabilŸ doar dacŸ In i Iz/k3. Pentru fuzibilele tip gG:In < 16 A · k3 = 1,31In u 16 A · k3 = 1,10Mai mult, capacitatea de rupere a fuzibilului ISCF trebuie sŸ fie mai mare decÊt curentul de scurtcircuit trifazat al circuitului calculat Án punctul de amplasare al fuzibilului.n Asocierea diferitelor dispozitive de protecÍie:Utilizarea unor dispozitive de protecÍie avÊnd capacitŸÍi de rupere mai mici decÊt nivelul curentului de scurtcircuit calculat Án punctele de amplasare este permisŸ de CEI Ûi de anumite standarde naÍionale Án urmŸtoarele condiÍii:o Án amonte este amplasat un alt dispozitiv de protecÍie care are puterea de rupere necesarŸ, Ûio cantitatea de energie ce poate sŸ treacŸ prin dispozitivul din amonte este inferioarŸ valorii pe care dispozitivul de protecÍie din aval, ÁmpreunŸ cu Ántreg cablajul o pot suporta fŸrŸ a se deteriora.

Criterii pentru Ántreruptoare automate:IB i In i Iz Ûi ISCB u ISC.

1 GeneralitŸÍi


G6

În practicŸ acest lucru este admis:o Án cazul asocierii Ántreruptor automat/fuzibil,o Án tehnica numitŸ “filiaÍie” Án care capacitatea de limitare foarte mare a anumitor tipuri de Ántreruptoare automate reduce Án mare mŸsurŸ valoarea curentului de scurtcircuit din aval.CombinaÍiile posibile care au fost testate Án laborator sunt indicate Án documentaÍia tehnicŸ a producŸtorilor de astfel de dispozitive.

1.4 Amplasarea dispozitivelor de protecÍieReguli generale (vezi Fig. G7a)Dispozitivul de protecÍie este amplasat la Ánceputul fiecŸrui circuit, Ûi acolo unde apare o reducere a curentului maxim admis Án calea de curent.

Alternative posibile pentru alte amplasŸri Án anumite circumstante (vezi Fig. G7b)Dispozitivul de protecÍie poate fi amplasat de-a lungul circuitului: n dacŸ porÍiunea AB a circuitului nu se gŸseÛte Án vecinŸtatea unui material combustibil, saun dacŸ de-a lungul acestei porÍiuni nu sunt conectate circuite de prize sau alte elemente de derivaÍie.Trei cazuri pot fi ÁntÊlnite Án practicŸ:n ConsiderÊnd cazul (1) Án diagramŸ:o AB i 3 m, Ûio porÍiunea AB a fost protejatŸ pentru a reduce practic, la minimum, riscul unui scurtcircuit (conductor amplasat Án Íevi de oÍel, de exemplu);n ConsiderÊnd cazul (2):o dispozitivul din amonte P1 protejeazŸ porÍiunea AB de conductor Ámpotriva curentului de scurtcircuit Án conformitate cu subcapitolul 5.1;n ConsiderÊnd cazul (3):o dispozitivul de protecÍie la suprasarcinŸ (S), este amplasat adiacent sarcinii. Aceasta este Ûi cazul circuitelor tip motor. Dispozitivul (S) constituie elementul de control (pornire/oprire) Ûi de protecÍie la suprasarcinŸ a motorului, Án timp ce (SC) este sau Ántreruptor automat (special proiectat pentru protecÍia motoarelor) sau fuzibil tip aM.o protecÍia la scurtcircuit (SC) amplasatŸ Án amonte de circuit este Án conformitate cu principiile din subcapitolul 5.1.

Circuite fŸrŸ protecÍie (vezi Fig. G7c)Fie:n Dispozitivul de protecÍie P1 este dimensionat pentru a proteja cablul S2 Ámpotriva suprasarcinii Ûi scurtcircuitului.Sau:n Acolo unde Ántreruperea circuitului constituie un risc, de exemplu:o circuitul de excitaÍie Án cazul maÛinilor rotative,o circuite aferente electromagneÍilor mari Án aplicaÍiile de ridicare,o circuitele secundare ale transformatoarelor de mŸsurŸ de curent.În aceste cazuri, Ántreruperea circuitelor nu poate fi admisŸ, deci protecÍia cablurilor devine de importanÍŸ secundarŸ.

1.5 Conductoare Án paralelConductoarele avÊnd aceeaÛi secÍiune, aceeaÛi lungime Ûi din acelaÛi material pot fi conectate Án paralel.Curentul maxim admis este suma curenÍilor maximi aferenÍi conductoarelor individuale, luÊndu-se Án considerare Ûi efectele ÁncŸlzirii reciproce, metoda de instalare, etc.ProtecÍia Ámpotriva suprasarcinii Ûi scurtcircuitului este identicŸ cu aceea pentru un singur conductor de secÍiune echivalentŸ.În scopul evitŸrii riscului de apariÍie a scurtcircuitului Án cazul cablurilor conectate Án paralel, trebuie luate urmŸtoarele mŸsuri:n protecÍie suplimentarŸ Ámpotriva deteriorŸrii mecanice a cablurilor Ûi Ámpotriva umiditŸÍii, prin utilizarea unei protecÍii suplimentare; n alegerea traseului cablului astfel ÁncÊt sŸ se evite vecinŸtatea cu materiale combustibile.

Dispozitivul de protecÍie este amplasat, Án general, la Ánceputul (originea) fiecŸrui circuit.

Fig. G7: Amplasarea dispozitivelor de protecÍie.

a

b

c

1 GeneralitŸÍi

G7

G - Sizing and protection of conductors 2 Metoda practicŸ pentru determinarea secÍiunii minime admisibile a conductoarelor

2.1 GeneralitŸÍi Standardul internaÍional, de referinÍŸ pentru studierea cablŸrii este CEI 60364-5-52: “InstalaÍii electrice Án clŸdiri - Partea 5-52: Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Sistemul de cablare”.Standardul este prezentat aici, pe scurt, cu exemplificarea celor mai utilizate metode de instalare. Capacitatea de transport de curent a conductoarelor, Án diferite cazuri, este datŸ Án anexa A a standardului. Metoda simplificatŸ pentru utilizarea tabelelor din anexa A este propusŸ Án anexa informativŸ B a standardului.

2.2 Metoda generalŸ pentru cabluriMetode posibile de instalare pentru diferite tipuri de conductoare sau cabluri În Tab. G8 sunt prezentate diferite metode de instalare admise Án funcÍie de diferite tipuri de conductoare Ûi cabluri.

Tab. G8: Alegerea sistemelor de cablare (Tabelul 52-1 din CEI 60364-5-52).

Conductoare Ûi cabluri Metoda de instalare Montaj Fixate În tub Pat de cabluri Canal Pe suport Pe Pe cablu liber cu bride de (inclusiv cele Án de cablu vertical tip scarŸ izolatoare de susÍinere protecÍie tresŸ sau Áncastrate Pe console, Án pardosealŸ) suporÍi de cablu

Conductoare neizolate - - - - - - + -Conductoare izolate - - + + + - + -Cabluri cu Multifilar + + + + + + 0 + manta (inclusiv cele armate Ûi cu izolaÍie Unifilar 0 + + + + + 0 + mineralŸ

+ Permis.- Interzis.0 Nerecomandat sau, Án mod normal neutilizat Án practicŸ.


G8

Metode posibile de instalare in diferite cazuri:În diferite cazuri pot fi utilizate metode de instalare adecvate. În Tab. G9 sunt prezentate combinaÍiile posibile. NumŸrul dat Án acest tabel se referŸ la diferitele sisteme de cablare considerate (vezi, de asemenea Tab. G10).

Tab. G9: Construirea sistemului de cablare (Tabelul 52-2 din CEI 60364-5-52).

Cazuri Metoda de instalare Montaj Fixate În tub Pat de cabluri Canal Pe suport Pe Pe cablu liber cu bride de (inclusiv cele Án de cablu vertical tip scarŸ izolatoare de susÍinere protecÍie tresŸ sau Áncastrate Pe console, Án pardosealŸ) suporÍi de cablu

Goluri Án clŸdiri 40, 46, 0 15, 16, - 43 30, 31, 32, - - 15, 16 41, 42 33, 34Canale de cabluri 56 56 54, 55 0 44, 45 30, 31, 32, - - 33, 34Îngropate Án pŸmÊnt 72, 73 0 70, 71 - 70, 71 0 - Încastrate Án elemente 57, 58 3 1, 2, 50, 51, 52, 53 44, 45 0 - -de construcÍie 59, 60Montate aparent - 20, 21 4, 5 6, 7, 8, 9, 12, 13, 14 6, 7, 30, 31, 32, 36 - 22, 23 8, 9 33, 34Montate aerian - - 0 10, 11 - 30, 31, 32 36 35 33, 34Imersate 80 80 0 - 0 0 - -- Interzis.0 Nerecomandat sau, Án mod normal neutilizat Án practicŸ.

2 Metoda practicŸ pentru determinarea secÍiunii minime admisibile a conductoarelor

G9


Tab. G10: Exemple de metode de instalare (Parte din Tabelul 52-3 din CEI 60364-5-52) (continuare pe pagina urmŸtoare).

Exemple de sisteme de cablare Ûi metodele respective de instalare În Tab. G10 sunt prezentate cÊteva sisteme diferite de cablare Ûi metodele respective de instalare.Anumite metode de referinÍŸ sunt definite (cu litere de cod de la A la G), incluzÊnd metode de instalare avÊnd aceleaÛi caracteristici relativ la capacitŸÍile de transport de curent ale sistemului de cablare.

Nr. criteriu Metoda de instalare Descriere Metoda de referinÍŸ utilizatŸ pentru a obÍine capacitatea de transport de curent

1 Conductoare izolate sau cabluri A1 unifilare Án tub, Án pereÍi izolaÍi termic

2 Cabluri multifilare Án tub Án pereÍi A2 izolaÍi termic

4 Conductoare izolate sau cabluri unifilare B1 Án tub, pe pereÍi de lemn sau de zidŸrie sau distanÍate de aceÛtia la mai puÍin de 0,3 x diametrul tubului

5 Cabluri multifilare, Án tub, pe pereÍi B2 de lemn sau de zidŸrie sau distanÍate de aceÛtia la mai puÍin de 0,3 x diametrul tubului 20 Cabluri unifilare sau multifilare fixate pe C un perete de lemn sau distanÍate de acesta la mai puÍin de 0,3 x diametrul cablului

30 Pe pat de cablu neperforat C

Camera

Camera


G10

Tab. G10: Exemple de metode de instalare (Parte din Tabelul 52-3 din CEI 60364-5-52) (sfÊrÛit).

Temperatura maximŸ de funcÍionare:Capacitatea de transport de curent datŸ Án tabelul urmŸtor a fost determinatŸ astfel ÁncÊt temperatura maximŸ a izolaÍiei sŸ nu fie depŸÛitŸ pe o duratŸ de timp care ar putea-o deteriora.Pentru diferite tipuri de materiale de izolaÍie, Tab. G11 prezintŸ temperatura maximŸ admisibilŸ.

Tab. G11: Temperaturile maxime de funcÍionare pentru diferite tipuri de izolaÍii (Tabelul 52-4 din CEI 60364-5-52).

Factori de corecÍie:Pentru a se lua Án considerare anumiÍi factori de mediu sau diferite condiÍii speciale de instalare, au fost introduÛi factori de corecÍie.SecÍiunea cablurilor se determinŸ pornind de la curentul nominal al sarcinii IB, ÁmpŸrÍit la diferiÍi coeficienÍi de corecÍie, k1, k2, ...

I'I

BB

k k=

⋅1 2...

I’B este curentul de sarcinŸ corectat, care se va compara cu capacitatea de transport de curent a cablului considerat.

Tipul de izolaÍie Temperatura limitŸIzolaÍie de PVC 70° C la nivelul conductoruluiIzolaÍie cu XLPE (polietilenŸ reticulatŸ) Ûi EPR 90° C la nivelul conductoruluiIzolaÍie mineralŸ (acoperit cu PVC sau 70° C la nivelul mantaleiexpus atingerii)IzolaÍie mineralŸ (neexpus atingerii Ûi fŸrŸ 105° C la nivelul mantaleiriscul unui contact cu materiale combustibile)


Nr. criteriu Metoda de instalare Descriere Metoda de referinÍŸ utilizatŸ pentru a obÍine capacitatea de transport de curent

31 Pe pat de cabluri perforat E sau F

36 Conductoare izolate sau neizolate G pe izolatori

70 Cabluri multifilare Án tub sau Án canal D de cablu Ángropate Án pŸmÊnt

71 Cabluri unifilare Án tub sau Án canal D de cablu Ángropate Án pŸmÊnt

G11

n Temperatura ambiantŸCapacitŸÍile de transport de curent ale cablurilor Án aer se definesc la temperatura medie a aerului de 30° C. Pentru alte temperaturi, factorii de corecÍie sunt daÍi Án Tab. G12, pentru izolaÍie din PVC, EPR Ûi XLPE.Acest factor de corecÍie este notat k1.

CapacitŸÍile de transport de curent ale cablurilor Án pŸmÊnt se definesc considerÊnd o temperaturŸ medie a solului de 20° C. Pentru alte temperaturi, factorii de corecÍie sunt daÍi Án Tab. G13, pentru izolaÍie din PVC, EPR Ûi XLPE.Acest factor de corecÍie este notat k2.

Tab. G12: Factori de corecÍie pentru temperaturi ale aerului altele decÊt 30° C Ûi care pot fi aplicaÍi capacitŸÍilor de transport de curent Án cazul cablurilor Án aer (din Tabelul A 52-14 din CEI 60364-5-52 ).

Tab. G13: Factori de corecÍie pentru temperaturi ale solului altele decÊt 20° C Ûi care pot fi aplicaÍi capacitŸÍilor de transport de curent Án cazul cablurilor Án tuburi Án pŸmÊnt (din Tabelul A 52-15 din CEI 60364-5-52 ).


Temperatura ambiantŸ °C Tip de izolaÍie PVC XLPE Ûi EPR10 1,22 1,1515 1,17 1,1220 1,12 1,0825 1,06 1,0435 0,94 0,9640 0,87 0,9145 0,79 0,8750 0,71 0,8255 0,61 0,7660 0,50 0,7165 - 0,6570 - 0,5875 - 0,5080 - 0,41

Temperatura ambiantŸ °C Tip de izolaÍie PVC XLPE Ûi EPR10 1,10 1,0715 1,05 1,0425 0,95 0,9630 0,89 0,9335 0,84 0,8940 0,77 0,8545 0,71 0,8050 0,63 0,7655 0,55 0,7160 0,45 0,6565 - 0,6070 - 0,5375 - 0,4680 - 0,38


G12

Tab. G14: Factori de corecÍie pentru cabluri Ángropate, pentru rezistivitŸÍi ale solului altele decÊt 2,5 K.m/W, care pot fi aplicaÍi capacitŸÍilor de transport de curent Án cazul metodei de instalare de referinÍŸ D (Tabelul A 52-16 din CEI 60364-5-52 ).

Tab. G15: Factori de corecÍie k3 Án funcÍie de natura solului.

n Rezistivitatea termicŸ a soluluiCapacitŸÍile de transport de curent ale cablurilor Ángropate se definesc considerÊnd o rezistivitate a solului de 2,5 K.m/W. Pentru alte valori, factorii de corecÍie sunt daÍi Án Tab. G14.Acest factor de corecÍie este notat k3.

Din experienÍŸ se Ûtie faptul cŸ existŸ o relaÍie Ántre natura solului Ûi rezistivitatea sa. Astfel, Án Tab. G15 sunt prezentate valori empirice pentru factorul k3, Án funcÍie de natura solului.

n Gruparea conductoarelor Ûi cablurilorCapacitŸÍile de transport de curent date Án tabelul de mai jos se referŸ la un singur circuit alcŸtuit din urmŸtorul numŸr de conductoare active (ÁncŸrcate):o douŸ conductoare izolate sau douŸ cabluri unifilare sau un cablu cu douŸ conductoare (care se utilizeazŸ pentru circuite monofazate),o trei conductoare izolate sau trei cabluri unifilare sau un cablu cu trei conductoare (care se utilizeazŸ pentru circuite trifazate).În cazul Án care mai multe conductoare izolate sau cabluri sunt instalate alcŸtuind un grup, se va aplica un factor de reducere de grup (notat k4).Tabelele G16 la G18 dau cÊteva exemple pentru diferite configuraÍii (metode de instalare Án aer sau Án pŸmÊnt).Tabelul G16 dŸ valorile factorului de corecÍie k4 pentru diferite configuraÍii de cabluri sau conductoare neÁngropate, grupÊnd mai mult decÊt un circuit sau un cablu multiconductor.

Tab. G16: Factori de reducere pentru grupuri de mai mult decÊt un circuit sau cablu multifilar (Tabelul A.52-17 din CEI 60364-5-52).


Rezistivitatea termicŸ a solului K.m/W 1 1,5 2 2,5 3Factor de corecÍie 1,18 1,1 1,05 1 0,96

Natura solului k3

Sol foarte ud (saturat) 1,21Sol ud 1,13Sol umed 1,05Sol uscat 1,00Sol foarte uscat 0,86

Aranjament NumŸr de circuite sau cabluri multifilare Metode de instalare(cabluri care se ating) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 de referinÍŸ

Cabluri mŸnunchi, Án aer, 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38 Metoda A la FÁncastrate sau ÁngropateCabluri Ántr-un strat pe perete, 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 Pentru mai mult de Metoda Cpodea sau pe pat de 9 circuite sau cabluricabluri neperforat multifilare nu existŸ Cabluri Ántr-un strat fixate 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 factor de reduceredirect sub un plafon de lemn Cabluri Ántr-un strat amplasate 1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 Metoda E Ûi Fpe pat de cabluri perforat orizontal sau verticalCabluri Ántr-un strat fixate 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78pe suport tip scarŸ, etc.

G13

Tab. G17: Factori de reducere pentru grupuri mai mari de circuite cu cabluri unifilare de aplicat valorilor nominale, Án aer - Metoda de instalare de referinÍŸ F (Tabelul A 52-21 din CEI 60364 -5 -52 ).

Tabelul G17 prezintŸ valorile factorului de corectie k4 pentru diferite configuraÍii de cabluri Ûi conductoare neÁngropate, pentru grupuri mai mari de circuite, realizate din cabluri unifilare, Án aer.


Metoda de instalare NumŸr de NumŸr de circuite Utilizarea unui paturi de trifazate multiplicator cabluri pentru 1 2 3

Pat de cablu 31 1 0,98 0,91 0,87 Trei cabluri perforat pozate 2 0,96 0,87 0,81 orizontal

3 0,95 0,85 0,78

Pat de cablu 31 1 0,96 0,86 Trei cabluri perforat pozatevertical 2 0,95 0,84 vertical

Suport 32 1 1,00 0,97 0,96 Trei cabluri tip scarŸ, pozateetc... 33 2 0,98 0,93 0,89 orizontal

34 3 0,97 0,90 0,86

Pat de cablu 31 1 1,00 0,98 0,96 Trei cabluri perforat pozate 2 0,97 0,93 0,89 Án treflŸ

3 0,96 0,92 0,86

Pat de cablu 31 1 1,00 0,91 0,89perforatvertical 2 1,00 0,90 0,86

Suport 32 1 1,00 1,00 1,00tip scarŸ,etc... 33 2 0,97 0,95 0,93

34 3 0,96 0,94 0,90


G14

Tab. G18: Factori de reducere pentru mai mult de un circuit, pentru cabluri unifilare sau multifilare instalate direct Án pŸmÊnt - Metoda de instalare D (Tabelul 52-18 din CEI 60364-5-52).

NumŸr de DistanÍa liberŸ dintre cabluri (a)a

circuite Cabluri care Diametrul 0,125 m 0,25 m 0,5 m se ating unui cablu 2 0,75 0,80 0,85 0,90 0,903 0,65 0,70 0,75 0,80 0,854 0,60 0,60 0,70 0,75 0,805 0,55 0,55 0,65 0,70 0,806 0,50 0,55 0,60 0,70 0,80

(a) Cabluri multifilare

(a) Cabluri unifilare

Tabelul G18 prezintŸ valorile factorului de corecÍie k4 pentru diferite configuraÍii de cabluri sau conductoare instalate direct Án pŸmÊnt.

n CurenÍii armoniciCapacitatea de transport de curent pentru cabluri trifazate, cu 4 sau 5 fire se bazeazŸ pe presupunerea cŸ numai 3 conductoare sunt complet ÁncŸrcate.TotuÛi, Án cazul Án care existŸ curenÍi armonici, curentul prin conductorul neutru poate avea o valoare semnificativŸ, chiar mai mare decÊt curenÍii de faza. Aceasta se datoreazŸ faptului cŸ armonicile 3 de curent de pe cele trei faze nu se anuleazŸ fazorial ci, dimpotrivŸ, se ÁnsumeazŸ aritmetic pe conductorul neutru.Aceasta afecteazŸ, evident, capacitatea de transport de curent a cablului, Ûi prin urmare este necesar sŸ se aplice un factor de corecÍie k5.Suplimentar, dacŸ procentul de armonicŸ 3 (h3) este mai mare de 33%, curentul prin conductorul neutru este mai mare decÊt cel prin conductoarele de fazŸ; prin urmare, alegerea secÍiunii cablului se bazeazŸ pe acesta. Efectul termic al curenÍilor armonici prin conductoarele de fazŸ trebuie, de asemenea, luat Án calcul. Tabelul G19 prezintŸ valorile coeficientului k5 Án funcÍie de conÍinutul de curenÍi de armonicŸ 3.

Tab. G19: Factori de corecÍie pentru curenÍi armonici Án cabluri cu 4 Ûi 5 fire (Tabelul D 52-1 din CEI 60364-5-52).

Curentul admisibil Án funcÍie de secÍiunea nominalŸ a conductoarelorStandardul CEI 60364-5-52 prezintŸ informaÍii extinse, sub formŸ de tabele referitoare la curenÍii admisibili Án funcÍie de secÍiunea cablurilor. Sunt luaÍi Án considerare mai mulÍi parametri, precum metoda de instalare, tipul izolaÍiei, tipul materialului conductor, numŸrul de conductoare ÁncŸrcate.


ConÍinut de curent de Factor de corecÍiearmonicŸ 3 al Alegerea secÍiunii se bazeazŸ Alegerea secÍiunii se bazeazŸ pecurentului de fazŸ, % pe curentul de fazŸ curentul din conductorul neutru0 - 15 1,0 -15 - 33 0,86 -33 - 45 - 0,86> 45 - 1,0

G15

Ca un exemplu, Tab. G20 prezintŸ capacitŸÍile de transport de curent pentru diferite metode de instalare a cablurilor cu izolaÍie din PVC, din aluminiu sau cupru, trei conductoare ÁncŸrcate, Án aer sau Án pŸmÊnt.

Tab. G20: CapacitŸÍile de transport de curent, Án Amperi, pentru diferite metode de instalare pentru conductoare cu izolaÍie din PVC, trifazate, din cupru sau aluminiu, temperatura conductorului: 70° C, temperatura ambiantŸ: 30° C Án aer, 20° C Án pŸmÊnt (Tabelul A.52-4 din CEI 60364-5-52).


SecÍiunea nominalŸ Metoda de instalarea conductoarelor A1 A2 B1 B2 C D(mm2)

1 2 3 4 5 6 7Cupru1,5 13,5 13 15,5 15 17,5 182,5 18 17,5 21 20 24 244 24 23 28 27 32 316 31 29 36 34 41 3910 42 39 50 46 57 5216 56 52 68 62 76 6725 73 68 89 80 96 8635 89 83 110 99 119 10350 108 99 134 118 144 12270 136 125 171 149 184 15195 164 150 207 179 223 179120 188 172 239 206 259 203150 216 196 - - 299 230185 245 223 - - 341 258240 286 261 - - 403 297300 328 298 - - 464 336Aluminiu2,5 14 13,5 16,5 15,5 18,5 18.54 18,5 17,5 22 21 25 246 24 23 28 27 32 3010 32 31 39 36 44 4016 43 41 53 48 59 5225 57 53 70 62 73 6635 70 65 86 77 90 8050 84 78 104 92 110 9470 107 98 133 116 140 11795 129 118 161 139 170 138120 149 135 186 160 197 157150 170 155 - - 227 178185 194 176 - - 259 200240 227 207 - - 305 230300 261 237 - - 351 260


G16

2.3 Metoda simplificatŸ recomandatŸ pentru cabluriPentru o alegerea mai uÛoarŸ a secÍiunilor de cablu, s-au propus douŸ tabele simplificate, pentru cabluri Ángropate Ûi neÁngropate.Aceste tabele cuprind cele mai uzuale configuraÍii Ûi permit accesul cel mai uÛor la informaÍii.

Cabluri neÁngropate:

Tab. G21a: Capacitatea de transport de curent, Án Amperi (Tabelul B.52-1 din CEI 60364-5-52).


MetodŸ NumŸr de conductoare ÁncŸrcate Ûi tipul de izolaÍie de instalare de referinÍŸ A1 2 PVC 3 PVC 3 XLPE 2 XLPE A2 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEB1 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEB2 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEC 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEE 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEF 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPE1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13SecÍiunea (mm2) Cupru1,5 13 13,5 14,5 15,5 17 18,5 13,5 22 23 24 26 -2,5 17,5 18 19,5 21 23 25 27 30 31 33 36 -4 23 24 26 28 31 34 36 40 42 45 49 -6 29 31 34 36 40 43 46 51 54 58 63 -10 39 42 46 50 54 60 63 70 75 80 86 -16 52 56 61 68 73 80 85 94 100 107 115 -25 68 73 80 89 95 101 110 119 127 135 149 16135 - - - 110 117 126 137 147 158 169 185 20050 - - - 134 141 153 167 179 192 207 225 24270 - - - 171 179 196 213 229 246 268 289 31095 - - - 207 216 238 258 278 298 328 352 377120 - - - 239 249 276 299 322 346 382 410 437150 - - - - 285 318 344 371 395 441 473 504185 - - - - 324 362 392 424 450 506 542 575240 - - - - 380 424 461 500 538 599 641 679Aluminiu2,5 13,5 14 15 16,5 18,5 19,5 21 23 24 26 28 -4 17,5 18,5 20 22 25 26 28 31 32 35 38 -6 23 24 26 28 32 33 36 39 42 45 49 -10 31 32 36 39 44 46 49 54 58 62 67 -16 41 43 48 53 58 61 66 73 77 84 91 -25 53 57 63 70 73 78 83 90 97 101 108 12135 - - - 86 90 96 103 112 120 126 135 15050 - - - 104 110 117 125 136 146 154 164 18470 - - - 133 140 150 160 174 187 198 211 23795 - - - 161 170 183 195 211 227 241 257 289120 - - - 186 197 212 226 245 263 280 300 337150 - - - - 226 245 261 283 304 324 346 389185 - - - - 256 280 298 323 347 371 397 447240 - - - - 300 330 352 382 409 439 470 530

G17

Factorii de corecÍie sunt prezentaÍi Án Tab. G21b pentru grupuri de cÊteva circuite sau cabluri multifilare:

Tab. G21b: Factori de reducere pentru grupuri de circuite sau cabluri multifilare (Tabelul B.52-3 din CEI 60364-5-52).

Tab. G22: Capacitatea de transport de curent, Án Amperi (Tabelul B.52-1 din CEI 60364-5-52).

Cabluri Ángropate:


Aranjament NumŸr de circuite sau cabluri multifilare 1 2 3 4 6 9 12 16 20Îngropate sau Án protejate 1,00 0,80 0,70 0,70 0,55 0,50 0,45 0,40 0,40

Cabluri Ántr-un strat pe perete, podea 1,00 0,85 0,80 0,75 0,70 0,70 - - -sau pe pat de cabluri neperforatCabluri Ántr-un strat fixate direct 0,95 0,80 0,70 0,70 0,65 0,60 - - -sub un plafon Cabluri Ántr-un strat amplasate pe pat 1,00 0,90 0,80 0,75 0,75 0,70 - - -de cabluri perforat orizontal/vertical Cabluri Ántr-un strat fixate 1,00 0,85 0,80 0,80 0,80 0,80 - - -pe suport tip scarŸ, etc.

MetodŸ SecÍiune NumŸr de conductoare ÁncŸrcate Ûi tipul de izolaÍiede instalare mm2 DouŸ PVC Trei PVC DouŸ XLPE Trei XLPEde referinÍŸD Cupru 1,5 22 18 26 22 2,5 29 24 34 29 4 38 31 44 37 6 47 39 56 46 10 63 52 73 61 16 81 67 95 79 25 104 86 121 101 35 125 103 146 122 50 148 122 173 144 70 183 151 213 178 95 216 179 252 211 120 246 203 287 240 150 278 230 324 271 185 312 258 363 304 240 361 297 419 351 300 408 336 474 396 D Aluminiu 2,5 22 18,5 26 22 4 29 24 34 29 6 36 30 42 36 10 48 40 56 47 16 62 52 73 61 25 80 66 93 78 35 96 80 112 94 50 113 94 132 112 70 140 117 163 138 95 166 138 193 164 120 189 157 220 186 150 213 178 249 210 185 240 200 279 236 240 277 230 322 272 300 313 260 364 308


G18

2.4 Sisteme de bare capsulateAlegerea sistemelor de bare capsulate poate fi realizatŸ utilizÊnd datele furnizate de producŸtor. Metodele de instalare, tipul de izolaÍie, factorii de corecÍie Án caz de grupare nu sunt parametri relevanÍi Án acest caz.SecÍiunea oricŸrui tip de barŸ capsulatŸ este determinatŸ de producŸtorul acesteia Án funcÍie de:n curentul nominal;n temperatura ambiantŸ consideratŸ a fi 35° C;n 3 conductoare ÁncŸrcate.

Curentul nominalCurentul nominal poate fi calculat Án funcÍie de:n locul de amplasare;n curentul absorbit de diferitele sarcini conectate Án lungul sistemului de bare.

Temperatura ambiantŸPentru temperaturi superioare lui 35° C trebuie aplicat un factor de corecÍie. Valorile factorului de corecÍie aplicat Án cazul sistemelor de putere medie Ûi mare (pÊnŸ la 4000 A) sunt date Án Tab. G23a.

Tab. G23a: Factorul de corecÍie pentru temperaturi ambiante mai mari de 35° C.

Curentul prin bara de neutruÎn cazul Án care existŸ curenÍi de armonicŸ 3, prin bara de neutru poate circula un curent semnificativ; prin urmare, trebuie luate Án considerare pierderi suplimentare de putere.Figura G23b prezintŸ curenÍii maximi admisibili prin barele de fazŸ Ûi neutru (pe unitate), Ántr-un sistem de bare capsulate, Án funcÍie de nivelul armonicii 3 de curent.

Fig. G23b: CurenÍii maximi admisibili (pe unitate) Ántr-un sistem de bare capsulate Án funcÍie de nivelul armonicii 3 de curent.


°C 35 40 45 50 55Factor de corecÍie 1 0,97 0,93 0,90 0,86

G19

Modul de amplasare al sistemului de bare capsulate depinde de poziÍia consumatorilor, locul de amplasare al sursei de alimentare Ûi de posibilitŸÍile de fixare.n un singur tronson de barŸ poate deservi o zonŸ de 4 la 6 metri;n dispozitivele de protecÍie pentru cablurile de alimentare ale consumatorilor sunt amplasate Án cofrete de derivaÍie conectate direct pe sistemul de bare;n o singurŸ linie de alimentare alimenteazŸ toÍi consumatorii de pe sistemul de bare, indiferent de puterea acestora.OdatŸ ce sistemul de bare a fost stabilit, este posibil sŸ se calculeze curentul absorbit In pe linia de distributie.In este egal cu suma curenÍilor absorbiÍi IB de cŸtre fiecare consumator: In = Σ IB.Consumatorii nu vor funcÍiona toÍi, Án acelaÛi timp Ûi, de asemenea, nu funcÍioneazŸ permanent la putere maximŸ, astfel ÁncÊt se va utiliza coeficientul de cerere simultanŸ, kS: In = Σ (IB . kS).

AplicaÍie NumŸr de consumatori de curent

Coeficientul Ks

Iluminat, ÁncŸlzire 1

DistribuÍie (ateliere) 2 la 34 la 56 la 910 la 40u 40

0,90,80,70,60,5

NotŸ: În cazul instalaÍiilor industriale se va Íine cont de posibilitŸÍile de evoluÍie a echipamentelor de bazŸ. Ca Ûi Án cazul tablourilor electrice, este necesarŸ pŸstrarea unei rezerve de cca. 20 %:In i IB x ks x 1,2.

Tab. G24: Coeficientul de cerere simultanŸ Án funcÍie de numŸrul de consumatori de curent.



G20

3 Determinarea cŸderii de tensiunii

Tab. G25: CŸderea maximŸ de tensiune dintre punctul de conexiune la reÍeaua de alimentare Ûi punctul de utilizare.

Fig. G26: CŸderea maximŸ de tensiune.

ImpedanÍa circuitelor este scŸzutŸ dar nu neglijabilŸ: atunci cÊnd transportŸ curentul de sarcinŸ existŸ o cŸdere de tensiune Ántre originea circuitului Ûi sarcinŸ. FuncÍionarea corectŸ a fiecŸrei sarcini (motor, circuit de iluminat, etc.) depinde de tensiunea aplicatŸ, aceasta fiind menÍinutŸ la o valoare stabilŸ, apropiatŸ de valoarea nominalŸ. Este necesar, deci, sŸ dimensionŸm conductoarelor circuitelor astfel ÁncÊt, la curentul nominal, tensiunea la bornele sarcinii sŸ fie menÍinutŸ Án limitele cerute de aceasta, pentru a obÍine performanÍele nominale.Acest subcapitol se referŸ la metodele de determinare a cŸderii de tensiune pentru a se verifica faptul cŸ aceasta:n corespunde standardelor Ûi normelor Án vigoare;n poate fi acceptabilŸ pentru sarcinŸ;n ÁndeplineÛte condiÍiile importante de funcÍionare.

3.1 Limita maximŸ a cŸderii de tensiuneCŸderea de tensiune maximŸ admisibilŸ variazŸ de la ÍarŸ la ÍarŸ. Valorile tipice pentru instalaÍiile de joasŸ tensiune sunt date Án Tab. G25.

Tipul de instalaÍie Iluminat Alte aplicaÍii (ÁncŸlzire Ûi de putere)Alimentare de la reÍeaua de distribuÍie publicŸ 3% 5%Post de transformare MT/JT alimentat 6% (8%) 8% (10%) de la reÍeaua de medie tensiune publicŸ

NotŸ: Valorile dintre paranteze sunt cele prevŸzute de norma romÊnŸ (NP-I7/2002).Aceste limite ale cŸderilor de tensiune se referŸ la condiÍii standard de funcÍionare Ûi nu se aplicŸ, de exemplu, pe perioada de pornire a motoarelor; conectarea simultanŸ (din ÁntÊmplare) a mai multor sarcini, etc. aÛa cum s-a menÍionat Án capitolul A, subcapitolul 4.3 (factorul de simultaneitate, etc.).Atunci cÊnd cŸderea de tensiune depŸÛeÛte valorile indicate Án Tab. G25, trebuie utilizate cabluri de secÍiuni mai mari care conduc la satisfacerea condiÍiilor din normele aplicabile.Atunci cÊnd este acceptabilŸ, valoarea de 8% poate conduce, Án cazul sarcinii de tip motor, la anumite probleme Án funcÍionare, de exemplu:n Án general, o funcÍionare la performanÍe satisfŸcŸtoare pentru un motor, impune o abatere a tensiunii de ±5% din valoarea tensiunii nominale;n curentul de pornire al unui motor poate fi de 5 - 7 ori curentul nominal, sau chiar mai mare. DacŸ se obÍine o cŸdere de tensiune de 8% Án condiÍii de curent nominal, atunci, pe durata pornirii, aceasta avea o valoare de 40% sau mai mult. În aceste condiÍii, motorul:o fie, nu va porni (datoritŸ cuplului de pornire insuficient) avÊnd consecinÍe legate de supraÁncŸlzire Ûi eventual declanÛarea protecÍiei,o fie, va accelera foarte Áncet, astfel ÁncÊt, curentul mare la pornire (care poate avea efecte nedorite asupra funcÍionŸrii altor echipamente) va continua mult peste perioada normalŸ de pornire a motorului;n Án final, o cŸdere de tensiune de 8% reprezintŸ o pierdere de putere (E2/R Watts), ceea ce, pentru sarcinile continue ÁnseamnŸ o pierdere importantŸ de energie. Din aceste motive este recomandat ca o cŸdere de tensiune de la 8% Án condiÍii normale de funcÍionare sŸ nu fie realizatŸ Án cazul circuitelor care sunt sensibile la tensiuni scŸzute (vezi Fig. G26).

G21

Tabel de calcul simplificatCalculele pot fi evitate prin utilizarea Tab. G28 care prezintŸ, printr-o aproximare acceptabilŸ, cŸderile de tensiune, pe fazŸ, pe km de cablu, pe amper, Án funcÍie de: n tipurile de circuite utilizate: circuite tip motor avÊnd cos ϕ apropiat de 0,8 sau circuite de iluminat avÊnd cos ϕ apropiat de unitate;n tipul de cablu: monofazat sau trifazat.CŸderea de tensiune pe un cablu este datŸ de relaÍia:

K x IB x L

unde: K: este dat Án tabel IB: este curentul maxim de sarcinŸ, Án Amperi L: lungimea cablului, Án km.Coloana “Puterea motorului cos ϕ = 0,35” din Tab. G28 poate fi utilizatŸ pentru calcularea cŸderii de tensiune pe perioada de pornire a motorului (vezi ex. 1 dupŸ Tabelul G28).

Tab. G27: Formulele de calcul ale cŸderilor de tensiune.


3.2 Calculul cŸderii de tensiune Án condiÍii de funcÍionare Án regim permanentFormulele uzualeTabelul G27 prezintŸ formulele uzuale pentru calculul cŸderii de tensiune pentru un circuit dat, pe kilometru de lungime.DacŸ:n IB: curentul nominal de sarcinŸ, Án amperin L: lungimea cablului, Án kilometrin R: rezistenÍa cablului, Án Ω/km

Rkm

S

Rkm

S

= ( )= ( )

22.5 mm

c.s.a. in mm for copper

36 mm

c.s.a. in mm for aluminium

2

2

2

2

Ω

Ω

/

/

,pentru cupru

pentru aluminiu

S(secÍ. Án mm2)

S(secÍ. Án mm2)

NotŸ: R este neglijabil pentru secÍiuni mai mari de 500 mm2.n X: reactanÍa inductivŸ a cablului (Ω/km)NotŸ: X este neglijabil pentru secÍiuni mai mici de 50 mm2. În absenÍa oricŸror altor informaÍii, X se va considera ca avÊnd valoarea de 0,08 (Ω/km).n ϕ: unghiul de defazaj dintre tensiune Ûi curent Án cazul circuitului considerat general:o Án cazul circuitelor de iluminat: cos ϕ = 1o Án cazul motoarelor :- la pornire: cos ϕ = 0,35- Án funcÍionare normalŸ: cos ϕ = 0,8n Un: tensiunea de linie (dintre faze)n Vn: tensiunea de fazŸ (fazŸ/neutru).Pentru ghenele Ûi barele prefabricate, rezistenÍele Ûi inductanÍele sunt date de cŸtre producŸtor.

Circuit CŸdere de tensiune (ΔU) Án volÍi Án %

Bifazat: fazŸ/fazŸ ∆U cos X sin = +( )2IB R Lϕ ϕ 100 UUn

∆

Monofazat: fazŸ/neutru ∆U cos X sin = +( )2IB R Lϕ ϕ 100 UVn

∆

Trifazat echilibrat: 3 faze ∆U cos X sin = +( )3 IB R Lϕ ϕ 100 UUn

∆ (cu sau fŸrŸ neutru)


G22

SecÍiunea Circuit monofazat Circuit trifazat echilibratÁn mm2 Motor Iluminat Motor Iluminat FuncÍ. normalŸ La pornire FuncÍ. normalŸ La pornire

Cu Al cos ϕ = 0,8 cos ϕ = 0,35 cos ϕ = 1 cos ϕ = 0,8 cos ϕ = 0,35 cos ϕ = 11,5 24 10,6 30 20 9,4 252,5 14,4 6,4 18 12 5,7 154 9,1 4,1 11,2 8 3,6 9,56 10 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,210 16 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,616 25 2,36 1,15 2,8 2,05 1 2,425 35 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,535 50 1,15 0,6 1,29 1 0,52 1,150 70 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,7770 120 0,64 0,37 0,64 0,56 0,32 0,5595 150 0,48 0,30 0,47 0,42 0,26 0,4120 185 0,39 0,26 0,37 0,34 0,23 0,31150 240 0,33 0,24 0,30 0,29 0,21 0,27185 300 0,29 0,22 0,24 0,25 0,19 0,2240 400 0,24 0,2 0,19 0,21 0,17 0,16300 500 0,21 0,19 0,15 0,18 0,16 0,13

Tab. G28: CŸderea de tensiune pe fazŸ, ΔU Án VolÍi pe Amper pe km.

Fig. G29: Exemplul 1.


ExempleExemplul 1 (vezi Fig. G29)Un cablu trifazat de cupru de lungime 50 m Ûi secÍiune 35 mm2 alimenteazŸ un motor de 400 V avÊnd:n 100 A, la cos ϕ = 0,8 Ûi ÁncŸrcare normalŸ;n 500 A (5 In), la cos ϕ = 0,35 la pornire.CŸderea de tensiune Án amonte de circuitul motorului, Án condiÍii normale (tabloul din Fig. G29 avÊnd 1000 A) are valoarea de 10 V Ántre faze.Care este cŸderea de tensiune pe circuitul motorului:n Án cazul funcÍionŸrii normale?n la pornire?SoluÍie:n cŸderea de tensiune Án condiÍii normale de funcÍionare:

∆ ∆U% 100

U=Un

Tabelul G28 (de mai sus) indicŸ 1 V/A/km adicŸ:ΔU pentru cablu = 1 x 100 x 0,05 = 5 VΔUtotal = 10 + 5 = 15 VPrin urmare:

15400

100 3x .75%= ,

AceastŸ valoare este mai micŸ decÊt cea admisibilŸ (8%), deci este satisfŸcŸtoare.n cŸderea de tensiune la pornirea motorului:

ΔUcablu = 0,52 x 500 x 0,05 = 13 V

DatoritŸ curentului superior de pornire necesar motorului, cŸderea de tensiune la nivelul tabloului de distribuÍie va depŸÛi valoarea de 10 V.ConsiderÊnd valoarea totalŸ a curentului Án tablou, pe perioada de pornire a motorului de 900 + 500 = 1400 A, atunci cŸderea de tensiune la nivelul tabloului va creÛte aproximativ proporÍional. 10

141,400

1,000 V

x =

ΔU tablou de distribuÍie = 14 VΔU cablu motor = 13 VΔU total = 13 + 14 = 27 V adicŸ:27400

100 6x .75%= , , o valoare care este satisfŸcŸtoare pe durata pornirii motorului.

G23

Exemplul 2 (vezi Fig. G30)Printr-un circuit trifazat cu 4 conductoare din cupru, de secÍiune 70 mm2 Ûi lungime 50 m trece un curent de 150 A. Linia alimenteazŸ printre altele, trei circuite monofazate de iluminat, fiecare de secÍiune 2,5 mm2, 20 m lungime Ûi parcurse de un curent de valoare 20 A.Se considerŸ cŸ reÍeaua este echilibratŸ Ûi cŸ cele trei circuite de iluminat sunt conectate Án acelaÛi punct.Care este cŸderea de tensiune pe circuitele de iluminat?SoluÍie:n CŸderea de tensiune pe circuitul trifazat cu 4 conductoare este:

∆ ∆U% 100

U=Un

Tabelul G28 indicŸ 0,55 V/A/kmn Ulinie = 0,55 x 150 x 0,05 = 4,125 V Ántre faze,

ceea ce ÁnseamnŸ:

4,125 √3

= 2,38 V Ántre fazŸ Ûi neutru.

n CŸderea de tensiune pe fiecare circuit monofazat de iluminat:ΔU pentru un circuit monofazat = 18 x 20 x 0,02 = 7,2 VCŸderea de tensiune totalŸ: 7,2 + 2,38 = 9,6 V9.6 V

V.2%

230100 4x =, ,

AceastŸ valoare a cŸderii de tensiune este satisfŸcŸtoare fiind mai micŸ decÊt valoarea maximŸ admisibilŸ de 6%.

Fig. G30: Exemplul 2.

50 m / 70 mm2 CuIB = 150 A

20 m / 2,5 mm2 CuIB = 20 A



G24

4 Curentul de scurtcircuit

Tab. G31: Valorile tipice ale Usc pentru diferite puteri nominale de transformatoare cu tensiuni primare i 20kV.

CunoaÛterea valorilor curentului de scurtcircuit trifazat simetric (Isc) Án diferite puncte ale instalaÍiei este o cerinÍŸ foarte importantŸ a activitŸÍii de proiectare.

Fig. G32: Cazul mai multor transformatoare conectate Án paralel.

CunoaÛterea valorilor curentului de scurtcircuit trifazat simetric (Isc) Án punctele strategice ale instalaÍiei este necesarŸ pentru a dimensiona echipamentul de comutaÍie (valorile curenÍilor de defect), cablurile (verificarea stabilitŸÍii termice), dispozitivele de protecÍie (setarea corectŸ a protecÍiilor - selectivŸ) Ûi aÛa mai departe...În continuare, va fi analizat un scurtcircuit trifazat net (de impedanÍŸ zero) alimentat printr-un transformator de distribuÍie MT/JT. Cu excepÍia unor cazuri speciale, acest tip de defect este cel mai sever Ûi este, cu siguranÍŸ, cel mai simplu de calculat.CurenÍii de scurtcircuit care se produc Án reÍele alimentate de la generatoare sincrone Ûi Án circuitele de curent continuu sunt prezentaÍi Án capitolul N.Pentru proiectarea instalaÍiilor electrice, calculele simplificate Ûi regulile practice care urmeazŸ dau rezultate destul de precise pentru marea majoritate a cazurilor.

4.1 Curentul de scurtcircuit la bornele de joasŸ tensiune ale transformatoarelor de distribuÍie MT/JTCazul unui singur transformatorn Ca o primŸ aproximaÍie, impedanÍa reÍelei de medie tensiune se poate neglija,

astfel ÁncÊt, I

IIsc

nUsc

nP

U= = x 100

where x 10

and:3

20 3I

IIsc

nUsc

nP

U= = x 100

where x 10

and:3

20 3, unde Ûi:

P = kVA este puterea nominalŸ a transformatorului U20 = tensiunea de linie Án secundarul transformatorului, Án gol In = curentul nominal, Án amperi Isc = curentul de scurtcircuit, Án amperi Usc = tensiunea de scurtcircuit a transformatorului, Án %Valorile tipice ale Usc pentru transformatoarele de distribuÍie sunt date Án Tab. G31.

n ExempleCazul unui transformator de 400 kVA, 242/420 V Án gol.Usc = 4 %

I I .n sc= = = =4

420 3550

5 04

13 700 x 10

x A

5 x 100 kA

3,

Cazul mai multor transformatoare montate Án paralel care alimenteazŸ o barŸ de distribuÍie.Valoarea curentului de scurtcircuit aferent unei plecŸri aflate imediat Án aval de sistemul de bare (vezi Fig. G32) poate fi estimatŸ ca o sumŸ a curenÍilor de scurtcircuit corespunzŸtori fiecŸrui transformator, calculaÍi individual. Se presupune cŸ toate transformatoarele sunt alimentate din aceeaÛi reÍea de medie tensiune, Án care caz, valorile Ánsumate obÍinute din Tab. G31 dau o valoare uÛor mai mare decÊt cea realŸ.AlÍi parametri care nu au fost luaÍi Án considerare ar putea fi impedanÍele sistemului de bare Ûi ale Ántreruptoarelor.Valorile curenÍilor de scurtcircuit astfel obÍinute sunt, ÁnsŸ, suficient de precise pentru calcule de proiectare. Alegerea Ántreruptoarelor Ûi/sau a dispozitivelor de protecÍie Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit este prezentatŸ Án capitolul H, secÍiunea 4.4.

Puterea transformatorului Usc Án % (kVA) Transformatoare Transformatoare Án ulei uscate

50 la 750 4 6 800 la 3.200 6 6

G25

Formula care face aceastŸ deducÍie Ûi, Án acelaÛi timp o converteÛte la o impedanÍŸ echivalentŸ raportatŸ la JT este urmŸtoarea:

unde:Zs = impedanÍa reÍelei de medie tensiune, exprimatŸ Án mΩUo = tensiunea de linie, Án gol, pe partea de JT, exprimatŸ Án VPsc = puterea de scurtcircuit trifazat, exprimat Án kVA.

RezistenÍa reÍelei MT din amonte, Ra este, Án general, neglijabilŸ Án comparaÍie cu reactanÍa Xa, aceasta fiind consideratŸ ca o valoare ohmicŸ aproximativŸ a lui Za. DacŸ sunt necesare calcule mai precise, Ra poate fi considerat egal cu 0,1Xa, iar Xa poate fi consideratŸ a fi egalŸ cu 0,995 Za.Tabelul G34 prezintŸ valorile Ra Ûi Xa corespunzŸtoare unor puteri de scurtcircuit MT(2) uzuale, anume 250 MVA Ûi 500 MVA.

(1) Puterea de scurtcircuit MVA: √3 ELIsc unde:n EL: valoarea nominalŸ a tensiunii de linie, exprimata Án kV (ef.);n Isc: curentul de scurtcircuit trifazat, exprimat Án kA (ef.).(2) PÊnŸ la 36 kV.

Tab. G34: ImpedanÍa reÍelei de medie tensiune raportatŸ la partea de joasŸ tensiune a transformatorului MT/JT.

Fig. G33: Diagrama impedanÍelor.


4.2 Curentul de scurtcircuit trifazat (Isc) Án orice punct al unei instalaÍii de joasŸ tensiuneCurentul de scurtcircuit trifazat, Isc, Án orice punct al unei instalaÍii electrice este dat de relaÍia:

unde: U20 = tensiunea de linie, Án gol, aferentŸ ÁnfŸÛurŸrilor secundare ale transformatorului ZT = impedanÍa totalŸ, pe fazŸ, a instalaÍiei din amonte de locul producerii defectului (Án Ω)

Metoda de calcul a ZTFiecare componentŸ a unei instalaÍii (reÍeaua de medie tensiune, transformator, cablu, Ántreruptor, sistem de bare, etc.) se caracterizeazŸ printr-o impedanÍŸ proprie Z, alcŸtuitŸ dintr-un element rezistiv (R) Ûi o reactanÍŸ inductivŸ (X). Este de notat faptul cŸ reactanÍa capacitivŸ nu este importantŸ pentru calculul curenÍilor de scurtcircuit.Parametrii R, X Ûi Z sunt exprimaÍi Án ohmi, Ûi sunt ca laturile unui triunghi dreptunghic, aÛa cum sunt arŸtaÍi Án diagrama impedanÍelor din Fig. G33.Metoda constŸ Án divizarea reÍelei Án secÍiuni convenabile Ûi Án calculul valorilor R Ûi X pentru fiecare dintre acestea.Acolo unde, Án reÍea, secÍiunile sunt conectate Án serie, toate elementele rezistive se adunŸ aritmetic; la fel, reactanÍele, pentru a obÍine valorile RT Ûi XT. ImpedanÍa (ZT) pentru secÍiunile combinate se calculeazŸ apoi cu relaÍia:

Z R XT T T= +2 2

În cazul Án care, pentru oricare douŸ secÍiuni ale reÍelei conectate Án paralel, predominŸ componenta rezistivŸ sau inductivŸ, acestea pot fi calculate astfel:Fie R1 Ûi R2 douŸ rezistenÍe conectate Án paralel; atunci, rezistenÍa echivalentŸ R3 va fi data de relaÍia:

RR

31= x R

R + R2

1 2iar reactanÍa echivalentŸ

X

X3

1= x XX + X

2

1 2

Este de reÍinut faptul cŸ, pentru calculul lui X3 vor conta doar inductanÍele proprii circuitelor, nu Ûi inductanÍele mutuale. DacŸ circuitele conectate Án paralel sunt Ánvecinate, atunci reactanÍa echivalentŸ X3 va avea o valoare sensibil mai mare.

Determinarea impedanÍei fiecŸrei componenten ReÍeaua din amonte de transformatorul MT/JT (vezi Tab. G34)Curentului de scurtcircuit trifazat, PSC, exprimat Án kA sau MVA(1) este dat de autoritatea furnizoare de la care poate fi dedusŸ valoarea impedanÍei echivalente.

Psc Uo (V) Ra (mΩ) Xa (mΩ)250 MVA 420 0,07 0,7500 MVA 420 0,035 0,351


G26

(1) Pentru sistemele la 50 Hz; la 60 Hz se va considera 0,18 mΩ/m.

Tab. G35: Valori de rezistenÍŸ, reactanÍŸ Ûi impedanÍŸ pentru transformatoare tipice de distribuÍie cu ÁnfŸÛurŸri MT i 20kV.

Puterea nom. Transformatoare Án ulei Transformatoare uscate (Án rŸÛinŸ)a transform. Usc (%) Rtr (mΩ) Xtr (mΩ) Ztr (mΩ) Usc (%) Rtr (mΩ) Xtr (mΩ) Ztr (mΩ) (kVA) 100 4 37,9 59,5 70,6 6 37,0 99,1 105,8160 4 16,2 41,0 44,1 6 18,6 63,5 66,2200 4 11,9 33,2 35,3 6 14,1 51,0 52,9250 4 9,2 26,7 28,2 6 10,7 41,0 42,3315 4 6,2 21,5 22,4 6 8,0 32,6 33,6400 4 5,1 16,9 17,6 6 6,1 25,8 26,5500 4 3,8 13,6 14,1 6 4,6 20,7 21,2630 4 2,9 10,8 11,2 6 3,5 16,4 16,8800 6 2,9 12,9 13,2 6 2,6 13,0 13,21,000 6 2,3 10,3 10,6 6 1,9 10,4 10,61,250 6 1,8 8,3 8,5 6 1,5 8,3 8,51,600 6 1,4 6,5 6,6 6 1,1 6,5 6,62,000 6 1,1 5,2 5,3 6 0,9 5,2 5,3


n Transformatoare (vezi Fig. G35)ImpedanÍa Ztr a unui transformator, vŸzutŸ la bornele de joasŸ tensiune, este datŸ de relaÍia:

Unde:U20 = valoarea nominalŸ a tensiunii de linie, Án gol, exprimatŸ Án VolÍiPn = puterea nominalŸ a transformatorului, Án kVAUsc = tensiunea de scurtcircuit a transformatorului, exprimatŸ Án %.

RezistenÍa ÁnfŸÛurŸrilor transformatorului, Rtr poate fi calculatŸ cunoscÊndu-se pierderile totale, precum urmeazŸ:

Pcu = 3In2 x Rtr, astfel ÁncÊt

, Án miliohmi

Unde:Pcu = pierderile totale, Án WaÍiIn = valoarea nominalŸ a curentului, Án AmperiRtr = rezistenÍa pe fazŸ a transformatorului, Án mΩ (rezistenÍele ÁnfŸÛurŸrilor de medie tensiune Ûi de joasŸ tensiune aferente unei faze sunt incluse Án aceastŸ valoare).

Pentru un calcul aproximativ, Rtr poate fi ignorat ÁntrucÊt X ~~ Z Án cazul transformatoarelor de distribuÍie standard.

n Întreruptoare automateÎn circuitele de joasŸ tensiune, impedanÍa Ántreruptoarelor situate Án amonte de locul de defect trebuie luatŸ Án considerare. În mod convenÍional, valoarea reactanÍei se presupune a fi 0,15 mΩ/Ántreruptor, Án timp ce valoarea rezistenÍei este neglijabilŸ.

n Sistemul de bareRezistenÍa sistemului de bare este Án general, neglijabilŸ, astfel ÁncÊt impedanÍa sa este, practic, Án Ántregime reactivŸ, fiind de valoare 0,15 mΩ/m(1) (dublarea distanÍei dintre bare poate conduce la creÛterea reactanÍei cu cca. 10%).

n Conductoarele circuitelorRezistenÍa conductorului este datŸ de relaÍia: Rc

LS

= ρunde:

ρ = rezistivitatea electricŸ a materialului conductorului la temperatura normalŸ de funcÍionare:

o 22,5 mΩ.mm2/m pentru cupru

o 36 mΩ.mm2/m pentru aluminiuL = lungimea conductorului, Án metriS = secÍiunea conductorului, Án mm2.

G27

Valorile reactanÍelor cablului pot fi obÍinute de la producŸtor. Pentru secÍiuni mai mici de 50 mm2, reactanÍa poate fi neglijatŸ. În absenÍa altor informaÍii, pentru sistemele la 50 Hz, poate fi utilizatŸ o valoare de 0,08 mΩ/m, iar pentru sistemele la 60 Hz, se va considera 0,096 mΩ/m. Pentru barele capsulate ca Ûi pentru alte sisteme de ghene prefabricate, trebuie consultat producŸtorul.

n MotoareÎn momentul unui scurtcircuit, un motor Án funcÍiune va trece (pentru o scurtŸ perioadŸ de timp) Án regim de generator Ûi va injecta un curent electric Án locul de defect.În general, contribuÍia acestei injecÍii de curent poate fi ignorata. TotuÛi, pentru calcule mai precise, Án mod special Án cazul motoarelor de puteri mari Ûi/sau a mai multor motoare de puteri mici, contribuÍia totalŸ poate fi estimatŸ utilizÊnd formula:Iscm = 3,5 In pentru fiecare motor, respectiv, 3,5 m In pentru m motoare similare care funcÍioneazŸ simultan. Sunt luate Án considerare numai motoare trifazate ÁntrucÊt contribuÍia motoarelor monofazate este insignifiantŸ.

n RezistenÍa arcului electricDefectele de scurtcircuit produc, Án general, un arc electric cu proprietŸÍi rezistive. RezistenÍa nu este stabilŸ iar valoarea sa medie este scŸzutŸ, dar, la joasŸ tensiune, aceastŸ rezistenÍŸ este suficientŸ pentru a reduce curentul de defect aferent. ExperienÍa a arŸtat faptul cŸ aceastŸ reducere poate ajunge la pÊnŸ la 20%. Acest fenomen uÛureazŸ sarcina Ántreruptorului relativ la procesul de deconectare, dar nu afecteazŸ capacitatea de Ánchiderea a contactelor pe scurtcircuit.

n Tabel recapitulativ (vezi Tab. G36)

Tab. G36: Tabel recapitulativ referitor la impedanÍele diferitelor pŸrÍi componente ale unui sistem de alimentare cu energie electricŸ.


U20 = tensiunea de linie, Án gol, Án secundarul transformatorului MT/JT, Án volÍiPsc = puterea de scurtcircuit trifazat la bornele de medie tensiune ale transformatorului MT/JT, Án kVAPcu = pierderile totale trifazate ale transformatorului MT/JT, Án WaÍiPn = puterea nominalŸ a transformatorului, Án kVAUsc = tensiunea de scurtcircuit a transformatorului MT/JT, Án %RT = rezistenÍa totalŸ; XT = reactanÍa totalŸ(1) ρ = rezistivitatea electricŸ a materialului conductorului la temperatura normalŸ de funcÍionare n 22,5 mΩ.mm2/m pentru cupru;n 36 mΩ.mm2/m pentru aluminiu.(2) În cazul mai multor conductoare Án paralel pe fazŸ, atunci rezistenÍa totalŸ se calculeazŸ prin divizarea rezistenÍei unui conductor la numŸrul de conductoare. ReactanÍa rŸmÊne, practic, neschimbatŸ.

RLS

= ρ

RLS

= ρ

Xa Za ZaUPsc

= =0 995 202

. ;,RaXa

= 0.1,a

a

Pcu

n=

3 2IRtr

x 103

trcu

n

IscU

R XT T

=+

202 23

sc

T T

a a asc

Ztr Rtr−2 2

ZtrUPn

xUsc= 20

2

100sc

tr tr

trn

Componente ale sistemului de alimentare R (mΩ) X (mΩ) ReÍeaua de alimentare Tab. G34 R poate fi neglijabil Án comparaÍie cu X Transformator Tab. G35 Rtr este adeseori neglijabil Án comparaÍie cu Xtr cu pentru transformatoare > 100 kVA Întreruptor Neglijabil XD = 0,15 mΩ/pol

Sistemul de bare Neglijabil pentru S > 200 mm2 Án formula: XB = 0,15 mΩ/m (1)

Conductoare(2) (1) Cabluri: Xc = 0,08 mΩ/m

Motoare Vezi secÍiunea 4.2 Motoare (adesea neglijabilŸ la JT) Curent de scurtcircuit trifazat Án kA


G28Tab. G37: Calculul curentului de scurtcircuit pentru o instalaÍie de joasŸ tensiune, alimentatŸ de la un transformator MT/JT de 1000kVA, 400 V.

4.3 Curentul de scurtcircuit Isc la capŸtul circuitului dinspre sarcinŸ, Án funcÍie de valoarea Isc la capŸtul dinspre sursŸReÍeaua indicatŸ Án Fig. G38 reprezintŸ un caz tipic de aplicaÍie a Tab. G39, rezultat din “metoda compoziÍiei” (menÍionatŸ Án capitolul F, secÍiunea 6.2). Aceste tabele dau Án mod rapid Ûi suficient de precis valoarea curentului de scurtcircuit Ántr-un punct al reÍelei, dacŸ se cunosc:n valoarea curentului de scurtcircuit Án amonte de punctul considerat;n lungimea Ûi structura circuitului dintre punctul Án care curentul de scurtcircuit este cunoscut Ûi punctul Án care acesta se doreÛte determinat.Este, prin urmare, suficientŸ alegerea Ántreruptorului automat avÊnd puterea de rupere superioarŸ valorii indicate Án tabele.DacŸ sunt necesare valori mai precise, este posibil sŸ se realizeze calcule mai detaliate (a se vede secÍiunea 4.2) sau sŸ se utilizeze programe de calcul, precum Ecodial. În acest caz se va putea lua Án considerare Ûi tehnica filiaÍiei, prin care, utilizarea unui Ántreruptor limitator Án amonte permite amplasarea Án aval a unor Ántreruptoare avÊnd puteri de rupere, uneori, mult mai mici decÊt cele care s-ar impune altfel (a se vedea capitolul H, secÍiunea 4.5).

MetodŸSe alege secÍiunea minimŸ admisibilŸ pentru conductorul din coloana corespunzŸtoare conductoarelor de cupru (Án acest exemplu, secÍiunea admisibilŸ este 47,5 mm2).Se alege lungimea conductorului aferent circuitului respectiv (sau cea mai apropiatŸ), de-a lungul rÊndului corespunzŸtor lui 47,5 mm2. Se coboarŸ Án coloana unde se gŸseÛte valoarea lungimii Ûi se opreÛte pe rÊndul Án dreptul cŸruia se gŸseÛte valoarea curentului de scurtcircuit din amonte (sau o valoare apropiatŸ superioarŸ).În acest caz, 30 kA este cea mai apropiatŸ valorii 28 kA considerate. Valoarea curentului de scurtcircuit pe circuitul din aval la 20 m este datŸ de intersecÍia dintre coloana Án care se gŸseÛte valoarea lungimii Ûi rÊndul corespunzŸtor curentului de scurtcircuit din amonte, Isc (sau unei valori apropiate, superioare).AceastŸ valoare, Án exemplu nostru este cca. 14,7 kA.Procedura pentru conductoarele din aluminiu este asemŸnŸtoare, dar coloana trebuie sŸ urce cŸtre mijlocul tabelului.În consecinÍŸ, un Ántreruptor automat montat pe o ÛinŸ DIN avÊnd un curent nominal de 63 A Ûi Isc = 25 kA (de exemplu NG125N) poate fi utilizat pentru valoarea curentului nominal de 55 A, aferentŸ circuitului din Fig. G38.Un Ántreruptor Compact de 160 A avÊnd o putere de scurtcircuit de 25 kA (de exemplu Compact NS160) poate fi utilizat pentru protecÍia circuitului de 160 A.

Fig. G38: Exemplu de calcul al curentului de scurtcircuit din aval, utilizÊnd Tabelul G39.


IscR XT T

=+

420

3 2 2InstalaÍia JT R (mΩ) X (mΩ) RT (mΩ) XT (mΩ)

ReÍeaua MT 0,035 0,351 Psc = 500 MVA Transformator 2,24 8,10 20 kV/420 V Pn = 1000 kVA Usc = 5% Pcu = 13,3 x 103 W Cablu unifilar 5 m cupru Xc = 0,08 x 5 = 0,40 2,41 8,85 Isc1 = 26 kA 4 x 240 mm2/fazŸ Întreruptor RD = 0 XD = 0,15 principal Sistem de bare RB = 0 XB = 1,5 2,41 10,5 Isc2 = 22 kA 10 m Cablu multifilar 100 m Xc = 100 x 0,08 = 8 26,1 18,5 Isc3 = 7,4 kA 95 mm2 cupru Cablu multifilar 20 m Xc = 20 x 0,08 = 1,6 71,1 20,1 Isc4 = 3,2 kA 10 mm2 cupru circuite finale de distribuÍie

Rc x= =22.54

0.125

240,

,

Rc x= =22.5 2 .6810095

3, ,

Rc x= =22.52010

45,

n Exemplu de calcul al curentului de scurtcircuit (vezi Tab. G37)

G29

Tab. G39: Isc Ántr-un punct din aval, Án funcÍie de curentul de scurtcircuit din amonte, de lungimea Ûi de secÍiunea admisibilŸ a cablului, Ántr-un sistem trifazat de 230/400 V.

NotŸ: Pentru un sistem trifazat avÊnd tensiunea de linie 230 V, valorile lungimii se Ámpart la √3.


4.4 Curentul de scurtcircuit generat de un alternator sau de un invertor A: a se vedea capitolul N.

Cupru 230 V/400 V SecÍ. admisibilŸ Lungimea circuitului (Án metri) conductor (mm2)1,5 1,3 1,8 2,6 3,6 5,2 7,3 10,3 14,6 212,5 1,1 1,5 2,1 3,0 4,3 6,1 8,6 12,1 17,2 24 344 1,2 1,7 2,4 3,4 4,9 6,9 9,7 13,7 19,4 27 39 556 1,8 2,6 3,6 5,2 7,3 10,3 14,6 21 29 41 58 8210 2,2 3,0 4,3 6,1 8,6 12,2 17,2 24 34 49 69 97 13716 1,7 2,4 3,4 4,9 6,9 9,7 13,8 19,4 27 39 55 78 110 155 22025 1,3 1,9 2,7 3,8 5,4 7,6 10,8 15,2 21 30 43 61 86 121 172 243 34335 1,9 2,7 3,8 5.3 7,5 10,6 15,1 21 30 43 60 85 120 170 240 340 48047,5 1,8 2,6 3,6 5,1 7,2 10,2 14,4 20 29 41 58 82 115 163 231 326 461 70 2,7 3,8 5,3 7,5 10,7 15,1 21 30 43 60 85 120 170 240 340 95 2,6 3,6 5,1 7,2 10,2 14,5 20 29 41 58 82 115 163 231 326 461 120 1,6 2,3 3,2 4,6 6,5 9,1 12,9 18,3 26 37 52 73 103 146 206 291 412 150 1,2 1,8 2,5 3,5 5,0 7,0 9,9 14,0 19,8 28 40 56 79 112 159 224 317 448 185 1,5 2,1 2,9 4,2 5,9 8,3 11,7 16,6 23 33 47 66 94 133 187 265 374 529 240 1,8 2,6 3,7 5,2 7,3 10,3 14,6 21 29 41 58 83 117 165 233 330 466 659 300 2,2 3,1 4,4 6,2 8,8 12,4 17,6 25 35 50 70 99 140 198 280 396 561 2x120 2,3 3,2 4,6 6,5 9,1 12,9 18,3 26 37 52 73 103 146 206 292 412 583 2x150 2,5 3,5 5,0 7,0 9,9 14,0 20 28 40 56 79 112 159 224 317 448 634 2x185 2,9 4,2 5,9 8,3 11,7 16,6 23 33 47 66 94 133 187 265 375 530 749 553x120 3,4 4,9 6,9 9,7 13,7 19,4 27 39 55 77 110 155 219 309 438 619 3x150 3,7 5,3 7,5 10,5 14,9 21 30 42 60 84 119 168 238 336 476 672 3x185 4,4 6,2 8,8 12,5 17,6 25 35 50 70 100 141 199 281 398 562 Isc Án amonte Isc Án aval (Án kA) (Án kA)100 93 90 87 82 77 70 62 54 45 37 29 22 17,0 12,6 9,3 6,7 4,9 3,5 2,5 1,8 1,3 0,990 84 82 79 75 71 65 58 51 43 35 28 22 16,7 12,5 9,2 6,7 4,8 3,5 2,5 1,8 1,3 0,980 75 74 71 68 64 59 54 47 40 34 27 21 16,3 12,2 9,1 6,6 4,8 3,5 2,5 1,8 1,3 0,970 66 65 63 61 58 54 49 44 38 32 26 20 15,8 12,0 8,9 6,6 4,8 3,4 2,5 1,8 1,3 0,960 57 56 55 53 51 48 44 39 35 29 24 20 15,2 11,6 8,7 6,5 4,7 3,4 2,5 1,8 1,3 0,950 48 47 46 45 43 41 38 35 31 27 22 18,3 14,5 11,2 8,5 6,3 4,6 3,4 2,4 1,7 1,2 0,940 39 38 38 37 36 34 32 30 27 24 20 16,8 13,5 10,6 8,1 6,1 4,5 3,3 2,4 1,7 1,2 0,935 34 34 33 33 32 30 29 27 24 22 18,8 15,8 12,9 10,2 7,9 6,0 4,5 3,3 2,4 1,7 1,2 0,930 29 29 29 28 27 27 25 24 22 20 17,3 14,7 12,2 9,8 7,6 5,8 4,4 3,2 2,4 1,7 1,2 0,925 25 24 24 24 23 23 22 21 19,1 17,4 15,5 13,4 11,2 9,2 7,3 5,6 4,2 3,2 2,3 1,7 1,2 0,920 20 20 19,4 19,2 18,8 18,4 17,8 17,0 16,1 14,9 13,4 11,8 10,1 8,4 6,8 5,3 4,1 3,1 2,3 1,7 1,2 0,915 14,8 14,8 14,7 14,5 14,3 14,1 13,7 13,3 12,7 11,9 11,0 9,9 8,7 7,4 6,1 4,9 3,8 2,9 2,2 1,6 1,2 0,910 9,9 9,9 9,8 9,8 9,7 9,6 9,4 9,2 8,9 8,5 8,0 7,4 6,7 5,9 5,1 4,2 3,4 2,7 2,0 1,5 1,1 0,87 7,0 6,9 6,9 6,9 6,9 6,8 6,7 6,6 6,4 6,2 6,0 5,6 5,2 4,7 4,2 3,6 3,0 2,4 1,9 1,4 1,1 0,85 5,0 5,0 5,0 4,9 4,9 4,9 4,9 4,8 4,7 4,6 4,5 4,3 4,0 3,7 3,4 3,0 2,5 2,1 1,7 1,3 1,0 0,84 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 3,9 3,9 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,3 3,1 2,9 2,6 2,2 1,9 1,6 1,2 1,0 0,73 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 2,9 2,9 2,9 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,3 2,1 1,9 1,6 1,4 1,1 0,9 0,72 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,9 1,9 1,9 1,8 1,8 1,7 1,6 1,4 1,3 1,1 1,0 0,8 0,61 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5Aluminiu 230 V/400 V SecÍ. admisibilŸ Lungimea circuitului (Án metri) conductor (mm2)2,5 1,4 1,9 2,7 3,8 5,4 7,6 10,8 15,3 224 1,1 1,5 2,2 3,1 4,3 6,1 8,6 12,2 17,3 24 356 1,6 2,3 3,2 4,6 6,5 9,2 13,0 18,3 26 37 5210 1,9 2,7 3,8 5,4 7,7 10,8 15,3 22 31 43 61 8616 2,2 3,1 4,3 6,1 8,7 12,2 17,3 24 35 49 69 98 13825 1,7 2,4 3,4 4,8 6,8 9,6 13,5 19,1 27 38 54 76 108 153 21635 1,7 2,4 3,4 4,7 6,7 9,5 13,4 18,9 27 38 54 76 107 151 214 30247,5 1,6 2,3 3,2 4,6 6,4 9,1 12,9 18,2 26 36 51 73 103 145 205 290 41070 2,4 3,4 4,7 6,7 9,5 13,4 19,0 27 38 54 76 107 151 214 303 428 95 2,3 3,2 4,6 6,4 9,1 12,9 18,2 26 36 51 73 103 145 205 290 411 120 2,9 4,1 5,8 8,1 11,5 16,3 23 32 46 65 92 130 184 259 367 150 3,1 4,4 6,3 8,8 12,5 17,7 25 35 50 71 100 141 199 282 399 185 2,6 3,7 5,2 7,4 10,4 14,8 21 30 42 59 83 118 167 236 333 471 240 1,2 1,6 2,3 3,3 4,6 6,5 9,2 13,0 18,4 26 37 52 73 104 147 208 294 415 300 1,4 2,0 2,8 3,9 5,5 7,8 11,1 15,6 22 31 44 62 88 125 177 250 353 499 2x120 1,4 2,0 2,9 4,1 5,8 8,1 11,5 16,3 23 33 46 65 92 130 184 260 367 519 2x150 1,6 2,2 3,1 4,4 6,3 8,8 12,5 17,7 25 35 50 71 100 141 200 282 399 2x185 1,9 2,6 3,7 5,2 7,4 10,5 14,8 21 30 42 59 83 118 167 236 334 472 2x240 2,3 3,3 4,6 6,5 9,2 13,0 18,4 26 37 52 74 104 147 208 294 415 587 3x120 2,2 3,1 4,3 6,1 8,6 12,2 17,3 24 34 49 69 97 138 195 275 389 551 3x150 2,3 3,3 4,7 6,6 9,4 13,3 18,8 27 37 53 75 106 150 212 299 423 598 3x185 2,8 3,9 5,5 7,8 11,1 15,7 22 31 44 63 89 125 177 250 354 500 707 3x240 3,5 4,9 6,9 9,8 13,8 19,5 28 39 55 78 110 156 220 312 441 623


G30

5 Cazuri particulare ale curentului de scurtcircuit

DacŸ un dispozitiv de protecÍie trebuie sŸ protejeze circuitul doar Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit, atunci este esenÍial ca acesta sŸ funcÍioneze Án mod sigur Án cazul Án care curentul de scurtcircuit are valoarea minimŸ posibilŸ.

Fig. G42a: Întreruptorul D protejeazŸ Ámpotriva scurtcircuitului Ántreaga instalaÍie, inclusiv sarcina.

Fig. G41: Circuit protejat de Ántreruptor fŸrŸ releu termic la suprasarcinŸ.

Fig. G40: Circuit protejat prin fuzibile aM.

Tab. G42b: ProtecÍii de asigurat pentru aplicaÍii cu variatoare de turaÍie.

5.1 Calculul valorilor minime ale curentului de scurtcircuitÎn general, Án circuitele de joasŸ tensiune, un singur dispozitiv de protecÍie protejeazŸ Ámpotriva tuturor valorilor curenÍilor, pornind de la suprasarcinŸ Ûi pÊnŸ la curenÍi de scurtcircuit de valoare egalŸ cu puterea de rupere a dispozitivului.În anumite cazuri, totuÛi, se pot utiliza dispozitive de protecÍie la suprasarcinŸ Ûi, separat, dispozitive de protecÍie la scurtcircuit.

Exemple de astfel de cazuriFigurile de la G40 la G42 aratŸ cazuri Án care sunt utilizate dispozitive de protecÍie separate pentru suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit.

Asa cum se indicŸ Án Figurile G40 Ûi G41, cele mai uzuale circuite care utilizeazŸ dispozitive separate de protecÍie pentru suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit, sunt cele care comandŸ Ûi protejeazŸ motoare.Figura G42a constituie o derogare de la regulile de protecÍie de bazŸ Ûi este, Án general, utilizatŸ pentru circuite de bare capsulate prefabricate, iluminat, etc.

Variatoare de turaÍieTabelul G42b indicŸ protecÍiile asigurate de variatoarele de turaÍie Ûi, dacŸ este necesar, anumite funcÍii adiÍionale ale dispozitivelor de protecÍie precum Ántreruptoare automate, relee termice, dispozitive de protecÍie diferenÍiale.

ProtecÍia de asigurat ProtecÍie asiguratŸ, Án general ProtecÍie adiÍionalŸ de variatoarele de vitezŸ SuprasarcinŸ cablu Da = (1) Nu este necesar dacŸ (1)SuprasarcinŸ motor Da = (2) Nu este necesar dacŸ (2)Scurtcircuit aval Da SuprasarcinŸ variator Da Supratensiune Da MinimŸ tensiune Da LipsŸ fazŸ Da Scurtcircuit amonte Întreruptor automat (declanÛare la scurtcircuit)Defect intern Întreruptor automat (declanÛare la scurtcircuit Ûi suprasarcinŸ)Defect de punere la pŸmÊnt (autoprotecÍie) RCD u 300 mA aval (contact indirect) Contact direct RCD i 30 mA

G31

CondiÍii de ÁndeplinitDispozitivele de protecÍie trebuie sŸ ÁndeplineascŸ urmŸtoarele douŸ condiÍii:n puterile lor de rupere sŸ fie mai mari decÊt curentul de scurtcircuit trifazat calculat Án punctul Án care acesta este instalat;n Ántreruperea curentului de scurtcircuit minim posibil Án circuit, Ántr-un timp compatibil cu stabilitatea termicŸ a conductoarelor circuitului, unde:

tcK Sscmin

i2 2

2I(valabil pentru tc < 5 secunde)

ComparaÍia dintre curbele de funcÍionare ale dispozitivelor de protecÍie Ûi curbele limitŸ de stabilitate termicŸ ale cablurilor aratŸ faptul cŸ aceastŸ condiÍie este ÁndeplinitŸ dacŸ:n Isc(min) > Im (pragul de declanÛare instantaneu sau temporizat de scurtŸ duratŸ) (vezi Fig. G43);n Isc(min) > Ia pentru protecÍia cu fuzibil. Valoarea curentului Ia corespunde cu punctul de intersecÍie al curbei de funcÍionare a fuzibilului cu cea reprezentÊnd stabilitatea termicŸ al cablului (vezi Fig. G44 Ûi G45).

Este necesar ca pragul magnetic instantaneu al dispozitivului de protecÍie sŸ ÁndeplineascŸ condiÍiile:n Im < Isc (min.) pentru protecÍia cu Ántreruptor sau fuzibil;n Ia < Isc (min.) pentru protecÍia cu fuzibil.

Fig. G45: ProtecÍia cu fuzibile “gl”.

Fig. G43: ProtecÍia cu Ántreruptor automat.

Fig. G44: ProtecÍia cu fuzibile “aM”.



G32

Fig G46: DefiniÍia lui L pentru un circuit trifazat cu 3 conductoare.

(1) Pentru valori mai mari ale secÍiunii minime admisibile, rezistenÍa calculatŸ pentru conductoare trebuie sŸ creascŸ pentru a se Íine cont de densitatea neuniforma de curent prin conductor (datoritŸ efectelor “pelicular” Ûi “de proximitate”).Valori recomandate:150 mm2: R + 15%185 mm2: R + 20%240 mm2: R + 25%300 mm2: R + 30%.(2) Sau pentru aluminiu, Án funcÍie de materialul conductorului.(3) Valoarea mai mare a rezistivitŸÍii se datoreazŸ temperaturii mai ridicate a conductorului datoritŸ trecerii curentului de scurtcircuit.


În practicŸ, aceasta ÁnseamnŸ faptul cŸ lungimea unui circuit Án aval de un dispozitiv de protecÍie nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ o valoare calculatŸ maximŸ.

MetodŸ practicŸ de calcul al LmaxEfectul de limitare al impedanÍei conductoarelor lungi asupra valorilor curenÍilor de scutcircuit trebuie verificat Ûi lungimea circuitelor trebuie limitatŸ corespunzŸtor.Metoda de calcul a lungimii maxime admisibile a fost deja indicatŸ Án cadrul sistemelor de tratare a neutrului TN Ûi IT pentru cazul primului Ûi, respectiv, celui de-al doilea defect (a se vedea capitolul F, secÍiunile 6.2 Ûi 7.2). În continuare sunt considerate douŸ cazuri:

1 Calculul Lmax pentru cazul sistemului trifazat 3 conductoareCurentul minim de scurtcircuit se va obÍine atunci cÊnd douŸ faze sunt scurtcircuitate la capŸtul circuitului dinspre sarcinŸ (vezi Fig. G46).

UtilizÊnd “metoda convenÍionalŸ”, tensiunea Án punctul de protecÍie P se presupune cŸ este cca. 80% din tensiunea nominalŸ pe perioada defectului, astfel ÁncÊt 0,8 U = Isc Zd, unde:

Zd = impedanÍa buclei de defectIsc = curentul de scurtcircuit (fazŸ/fazŸ)U = tensiunea nominalŸ fazŸ/fazŸ

Pentru cabluri i 120 mm2, reactanÍa poate fi neglijatŸ, astfel ÁncÊt:

Zd2L= ρ

Sph

(1)

unde:ρ = rezistivitatea cuprului(2) la temperatura medie pe perioada scurtcircuituluiSph = secÍiunea admisibilŸ a conductorului de fazŸ, Án mm2

L = lungimea, Án metriCablul nu va fi deteriorat datoritŸ degajŸrilor de caldurŸ dacŸ: Isc u Im.

Im i ,0.8 UZd

conduce la L i ,L

0.8 U Sph2 m

max =ρI

cu U = 400 Vρ = 1,25 x 0,018 = 0,023 Ω.mm2/m(3)

unde:Im = pragul magnetic al Ántreruptorului automatLmax = lungimea maximŸ a circuitului, Án metri

Lk Sph

mmax =

I

2 Calculul Lmax pentru un sistem trifazat cu 4 conductoare, 230/400 VCurentul de scurtcircuit minim se obÍine atunci cÊnd scurtcircuitul se produce Ántre o fazŸ a conductorului Ûi conductorul de neutru.Se impune un calcul similar cu cel din exemplul 1 de mai sus, dar utilizÊnd urmŸtoarele formule (pentru cabluri i 120 mm2(1)).n Án cazul Án care Sn al conductorului neutru = Sph al conductorului de fazŸ,

L3,333 Sph

mmax =

In dacŸ Sn pentru conductorul neutru < Sph, atunci:

L 6,666Sph

m where max =

+=

I1

1 mm

SphSn

unde

Pentru secÍiuni mai mari decÊt cele menÍionate, valorile reactanÍelor trebuie combinate cu cele ale rezistenÍelor pentru a se obÍine impedanÍele. ReactanÍa poate fi consideratŸ 0,08 mΩ/m pentru cablu (la 50 Hz). La 60 Hz, se considerŸ 0,096 mΩ/m.

Lmax = 0,8 U Sph 2ρ.Im

G33

Tabelele G48 la G50 prezintŸ lungimile maxime ale circuitelor (Lmax) Án metri, pentru:n circuitele trifazate, 4 conductoare, 400 V (cu neutru distribuit) Ûin circuite monofazate cu 2 conductoare, 230 Vprotejate, Án ambele cazuri prin Ántreruptoare de uz casnic sau Ántreruptoare avÊnd caracteristici de declanÛare similare.În alte cazuri, se aplicŸ factori de corecÍie asupra lungimilor indicate. AceÛti factori sunt indicaÍi Án Tab. G51.

Tab. G47: Lungimile maxime ale circuitelor, Án metri, pentru conductoarele de cupru (pentru aluminiu, lungimile trebuie multiplicate cu 0,62).


Valori tabelare pentru LmaxTabelul G47 de mai jos prezintŸ lungimile maxime ale circuitelor (Lmax), Án metri, pentru:n circuite trifazate cu 4 conductoare, 400 V (cu neutru distribuit) Ûin circuite monofazate cu 2 conductoare, 230 Vprotejate prin Ántreruptoare uzuale.În alte cazuri se aplicŸ lungimilor obÍinute factori de corecÍie (indicaÍi Án Tab. G53). Calculele se bazeazŸ pe o metodŸ anterioarŸ iar pragul de declanÛare poate fi reglat la +20% faÍŸ de pragul magnetic Im. Pentru o secÍiune admisibilŸ de 50 mm2, calculele se bazeazŸ pe o secÍiune realŸ de 47,5 mm2.

Pragul magnetic SecÍiunea nominalŸ a conductoarelor (Án mm2) de declanÛare instantanee Im (Án A) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 24050 100 167 267 400 63 79 133 212 317 80 63 104 167 250 417 100 50 83 133 200 333 125 40 67 107 160 267 427 160 31 52 83 125 208 333 200 25 42 67 100 167 267 417 250 20 33 53 80 133 213 333 467 320 16 26 42 63 104 167 260 365 495 400 13 21 33 50 83 133 208 292 396 500 10 17 27 40 67 107 167 233 317 560 9 15 24 36 60 95 149 208 283 417 630 8 13 21 32 63 85 132 185 251 370 700 7 12 19 29 48 76 119 167 226 333 452 800 6 10 17 25 42 67 104 146 198 292 396 875 6 10 15 23 38 61 95 133 181 267 362 457 1000 5 8 13 20 33 53 83 117 158 233 317 400 435 1120 4 7 12 18 30 48 74 104 141 208 283 357 388 459 1250 4 7 11 16 27 43 67 93 127 187 253 320 348 411 1600 5 8 13 21 33 52 73 99 146 198 250 272 321 4002000 4 7 10 17 27 42 58 79 117 158 200 217 257 3202500 5 8 13 21 33 47 63 93 127 160 174 206 2563200 4 6 10 17 26 36 49 73 99 125 136 161 2004000 5 8 13 21 29 40 58 79 100 109 128 1605000 4 7 11 17 23 32 47 63 80 87 103 1286300 5 8 13 19 25 37 50 63 69 82 1028000 4 7 10 15 20 29 40 50 54 64 8010000 5 8 12 16 23 32 40 43 51 6412500 4 7 9 13 19 25 32 35 41 51


G34

Tab. G50: Lungimea maximŸ a conductoarelor din cupru, Án metri, protejate prin Ántreruptoare automate, curbŸ D.

Tab. G48: Lungimea maximŸ a conductoarelor din cupru, Án metri, protejate prin Ántreruptoare automate, curbŸ B.

Tab. G49: Lungimea maximŸ a conductoarelor din cupru, Án metri, protejate prin Ántreruptoare automate, curbŸ C.

Tab. G51: Factori de corecÍie de aplicat lungimilor obÍinute din Tabelele G47 la G50.

Detalii circuit Circuit trifazat cu 3 conductoare, 400 V sau circuit monofazat cu 2 conductoare 400V (fŸrŸ neutru) 1,73Circuit monofazat cu 2 conductoare, 230 V (fazŸ Ûi neutru ) 1Circuit trifazat 4 conductoare 230/400 V sau circuit bifazat Sph/Sneutru = 1 13 conductoare, 230/400V (cu neutru) Sph/Sneutru = 2 0,67

Curentul nominal al SecÍiunea nominalŸ a conductoarelor (Án mm2) Ántreruptorului (Án A) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 506 200 333 533 800 10 120 200 320 480 800 16 75 125 200 300 500 800 20 60 100 160 240 400 640 25 48 80 128 192 320 512 800 32 37 62 100 150 250 400 625 875 40 30 50 80 120 200 320 500 700 50 24 40 64 96 160 256 400 560 76063 19 32 51 76 127 203 317 444 60380 15 25 40 60 100 160 250 350 475100 12 20 32 48 80 128 200 280 380125 10 16 26 38 64 102 160 224 304


Curentul nominal al SecÍiunea nominalŸ a conductoarelor (Án mm2) Ántreruptorului (Án A) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 506 100 167 267 400 667 10 60 100 160 240 400 640 16 37 62 100 150 250 400 625 875 20 30 50 80 120 200 320 500 700 25 24 40 64 96 160 256 400 560 76032 18,0 31 50 75 125 200 313 438 59440 15,0 25 40 60 100 160 250 350 47550 12,0 20 32 48 80 128 200 280 38063 9,5 16,0 26 38 64 102 159 222 30280 7,5 12,5 20 30 50 80 125 175 238100 6,0 10,0 16,0 24 40 64 100 140 190125 5,0 8,0 13,0 19,0 32 51 80 112 152

Curentul nominal al SecÍiunea nominalŸ a conductoarelor (Án mm2) Ántreruptorului (Án A) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 501 429 714 2 214 357 571 857 3 143 238 381 571 952 4 107 179 286 429 714 6 71 119 190 286 476 762 10 43 71 114 171 286 457 714 16 27 45 71 107 179 286 446 625 84820 21 36 57 86 143 229 357 500 67925 17,0 29 46 69 114 183 286 400 54332 13,0 22 36 54 89 143 223 313 42440 11,0 18,0 29 43 71 114 179 250 33950 9,0 14,0 23 34 57 91 143 200 27163 7,0 11,0 18,0 27 45 73 113 159 21580 5,0 9,0 14,0 21 36 57 89 125 170100 4,0 7,0 11,0 17,0 29 46 71 100 136125 3,0 6,0 9,0 14,0 23 37 57 80 109

NotŸ: CEI 60898 indicŸ un prag magnetic de declanÛare superior, de 10 - 50 In pentru circuite tipul D. Standardele Europene Ûi Tabelul G52 se bazeazŸ totuÛi pe o gamŸ de 10 - 20 In, nivel ce acoperŸ cerinÍele Án marea majoritate a cazurilor instalaÍiilor casnice Ûi similare.

G35

Exemple Exemplul 1Într-o instalaÍie monofazatŸ cu 2 conductoare, protecÍia este asiguratŸ de cŸtre un Ántreruptor automat de 50 A, de tip NS80HMA, pragul magnetic de declanÛare instantanee la care este setat, este de 500 A (precizie ±20%); cazul cel mai defavorabil impune 500 x 1,2 = 600 A la declanÛare. SecÍiunea cablului este 10 mm2 iar materialul conductorului este cupru.În Tab. G47, rÊndul Im = 500 A ÁntÊlneÛte coloana cu secÍiunea admisibilŸ = 10 mm2

la valoarea pentru Lmax de 67 m. Întreruptorul automat protejeazŸ cablul Ámpotriva scurtcircuitului cu condiÍia ca lungimea sa sŸ nu depŸÛeascŸ 67 m.

Exemplul 2Într-un circuit trifazat cu 3 conductoare (fŸrŸ neutru), protecÍia este asiguratŸ de un Ántreruptor automat de 220 A de tip NS250N cu un prag magnetic instantaneu al unitŸÍii de declanÛare de tip MA stabilit la 2000 A (±20%); cazul cel mai defavorabil impune 2400 A la declanÛare. Cablul este de 120 mm2 iar materialul conductorului este cupru.În Tab. G47 rÊndul Im = 2000 A ÁntÊlneÛte coloana cu secÍiunea = 120 mm2 la valoarea pentru Lmax de 200 m. Fiind un circuit trifazat 3 conductoare, 400 V (fŸrŸ neutru), trebuie aplicat un factor de corecÍie indicat Án Tab. G51. Acest factor poate fi 1,73. Întreruptorul automat protejeazŸ cablul Ámpotriva scurtcircuitului cu condiÍia ca lungimea sa sŸ nu depŸÛeascŸ 200 x 1,73 = 346 m.

5.2 Verificarea stabilitŸÍii termice a cablului Án condiÍii de scurtcircuit LimitŸrile termiceAtunci cÊnd durata unui scurtcircuit este micŸ (de la cÊteva zecimi de secundŸ pÊnŸ la cinci secunde) Ántreaga cŸldurŸ se presupune cŸ rŸmÊne Án interiorul conductorului, determinÊnd o creÛtere a temperaturii. Procesul de ÁncŸlzire este de tip adiabatic; este utilizatŸ o ipotezŸ care simplificŸ calculele Ûi permite un rezultat acoperitor, adicŸ o temperaturŸ a conductorului mai mare decÊt cea care se produce Án realitate. În practicŸ, ÁnsŸ, o parte din cŸldurŸ pŸrŸseÛte conductorul Ûi pŸtrunde Án interiorul izolaÍiei. Pentru o perioadŸ de 5 secunde sau mai scurtŸ, relaÍia I2t = k2S2 caracterizeazŸ timpul, Án secunde, Án care printr-un conductor de secÍiune S (Án mm2) poate circula un curent I (Án ameri), Ánainte ca temperatura sŸ atingŸ un nivel care ar putea deteriora izolaÍia.Factorul k2 este dat Án Tabelul G52 de mai jos.

În general, verificarea stabilitŸÍii termice a cablului nu este necesarŸ, excepÍie fŸcÊnd cazurile Án care cabluri de secÍiuni mici sunt instalate Án apropiere sau sunt alimentate direct din tablouri generale de distribuÍie.

Tab. G52: Valorile constantei k2.

Tab. G53: Energia termicŸ maximŸ admisibilŸ pentru cablu (exprimatŸ Án Amper2 x sec. x 106).

IzolaÍie Conductor din cupru (Cu) Conductor din aluminiu (Al)PVC 13,225 5,776XLPE 20,449 8,836


Metoda de verificare constŸ Án verificarea faptului cŸ, energia termicŸ I2t/Ω a materialului conductorului admisŸ prin Ántreruptorul de protecÍie (din catalogul producŸtorului) este mai micŸ decÊt cea permisŸ prin conductor (indicatŸ Án Tab. G53).

S (mm2) PVC XLPE Cupru Aluminiu Cupru Aluminiu1,5 0,0297 0,0130 0,0460 0,01992,5 0,0826 0,0361 0,1278 0,05524 0,2116 0,0924 0,3272 0,14146 0,4761 0,2079 0,7362 0,318110 1,3225 0,5776 2,0450 0,883616 3,3856 1,4786 5,2350 2,262025 8,2656 3,6100 12,7806 5,522535 16,2006 7,0756 25,0500 10,824150 29,839 13,032 46,133 19,936


G36

Exemplu Este un cablu din XLPE de secÍiune 4 mm2 bine protejat de un Ántreruptor automat C60N? Tabelul G53 indicŸ faptul cŸ valoarea I2t pentru cablu este 0,3272 x 106, Án timp ce valoarea maximŸ admisibilŸ pentru Ántreruptorul automat, din catalogul producŸtorului este considerabil inferioarŸ (i 0,1 x 106 A2s).Cablul este, prin urmare, bine protejat de Ántreruptorul automat pÊnŸ la capacitatea sa de rupere la scurtcircuit.

LimitŸrile electrodinamice Pentru toate tipurile de circuite (conductoare sau bare capsulate) este necesar sŸ se ia Án considerare efectele electrodinamice.Pentru a rezista la solicitŸrile electrodinamice, conductoarele trebuie sŸ fie solid fixate iar conexiunile sŸ fie bine realizate. Pentru barele capsulate Ûi pentru alte tipuri de conexiuni, ghene de curent, Ûine, etc. este, de asemenea, necesar sŸ se verifice performanÍele lor Án ceea ce priveÛte rezistenÍa la efectele electrodinamice ale curenÍilor de scurtcircuit. Valorile de vÊrf ale curenÍilor, limitate de Ántreruptor sau fuzibil trebuie sŸ fie inferioare celor pentru care sistemele prefabricate au fost proiectate. În general, producŸtorii publicŸ tabele de coordonare care asigurŸ protecÍia adecvatŸ produselor lor Ûi, de asemenea, reprezintŸ principalele avantaje ale acestor sisteme.


G37

6 Conductoare de protecÍie (PE)

6.1 Conectare Ûi alegere Conductoarele de protecÍie (PE) realizeazŸ legŸtura dintre toate pŸrÍile accesibile conductoare ale unei instalaÍii, pentru a crea legŸtura echipotenÍialŸ principalŸ. Aceste conductoare conduc curenÍii de defect datoraÍi deteriorŸrii izolaÍiei (dintre un conductor de fazŸ Ûi o parte accesibilŸ conductoare) cŸtre priza de pŸmÊnt a sursei. Conductoarele PE sunt conectate la borna principalŸ de ÁmpŸmÊntare a instalaÍiei.Borna principalŸ de ÁmpŸmÊntare este conectatŸ la priza de pŸmÊnt (a se vedea capitolul E) prin conductorul de protecÍie.

Conductoarele PE trebuie sŸ fie:n izolate Ûi colorate cu dungi galben/verde;n protejate Ámpotriva deteriorŸrii mecanice Ûi/sau chimice.

În schemele IT Ûi TN este recomandatŸ amplasarea conductorului de protecÍie Án imediata vecinŸtate (Án acelaÛi tub sau pe acelaÛi pat de cablu) a conductoarelor active aferente circuitului. Aceasta asigurŸ o valoare minim posibilŸ pentru reactanÍa buclei curentului de defect. Este de notat cŸ acest aranjament este prevŸzut prin fabricaÍie la barele prefabricate.

ConectareaConductoarele PE trebuie :n sŸ nu includŸ nici un mijloc care sŸ conducŸ la discontinuitatea circuitului (de exemplu: Ántreruptoare, contacte demontabile, etc.);n sŸ conecteze pŸrÍile active accesibile ale instalaÍiei la conductorul principal PE, Án paralel Ûi nu Án serie, aÛa cum este indicat Án Fig. G54;n sŸ fie prevŸzutŸ cu o bornŸ de ÁmpŸmÊntare dedicatŸ pe o barŸ comunŸ de ÁmpŸmÊntare situatŸ Án tablourile de distribuÍie.

Schema TTConductorul PE nu trebuie obligatoriu sŸ fie amplasat Án imediata vecinŸtate a conductoarelor active ale circuitului respectiv ÁntrucÊt nu sunt necesare valori mari ale curenÍilor de punere la pŸmÊnt, pentru funcÍionarea dispozitivelor de protecÍie diferenÍialŸ utilizate Án instalaÍiile TT.

Schemele IT Ûi TNConductorul PE sau PEN, aÛa cum s-a menÍionat anterior, trebuie sŸ fie instalat cÊt se poate de apropiat de conductoarelor active corespunzŸtoare circuitului; nici un material fero-magnetic nu trebuie sŸ fie interpus Ántre acestea. Conductorul PEN trebuie Ántotdeauna sŸ fie conectat direct la borna de ÁmpŸmÊntare a aparatului printr-o legŸturŸ de la borna sa de ÁmpŸmÊntare la borna de neutru (vezi Fig. G55).n Schema TN-C (conductorul neutru Ûi conductorul de protecÍie sunt unul Ûi acelaÛi Ûi se numeÛte PEN).FuncÍia de protecÍie a conductorului PEN are prioritate astfel ÁncÊt, toate regulile referitoare la conductoarele PE se aplicŸ Ûi conductoarelor PEN.n Trecerea TN-C la TN-SConductorul PE al unei instalaÍii este conectat la borna PEN sau la bara de ÁmpŸmÊntare (vezi Fig. G56), Án general la originea instalaÍiei. În aval de punctul de separare, nici un conductor PE nu mai poate fi conectat la conductorul neutru.

Fig. G55: Conectarea directŸ a conductorului PEN la borna de ÁmpŸmÊntare a aparatului.

Fig. G54: O conectare defectuasŸ, Án serie, va lŸsa toate aparatele din aval neprotejate.

Fig. G56: SchemŸ TN-C-S.


G38

Tab. G57: Alegerea conductorului de protecÍie (PE).

Tab. G58: SecÍiunea minimŸ pentru conductoarele PE .

(1) Datele sunt valabile dacŸ respectivul conductor este din acelaÛi material ca Ûi conductorul de fazŸ. În caz contrar trebuie aplicat un factor de corecÍie.(2) Atunci cÊnd conductorul PE este separat de conductoarele de fazŸ ale circuitului, urmŸtoarele valori minime trebuie respectate:a. 2,5 mm2 dacŸ PE este protejat mecanic;b. 4 mm2 dacŸ PE nu este protejat mecanic.(3) Din motive mecanice, conductorul PEN nu trebuie sŸ aibe o secÍiune mai micŸ de 10 mm2 (Cu) sau 16 mm2 (Al).(4 ) A se face referire la Figura G55 pentru a se aplica aceastŸ formulŸ.NotŸ: În RomÊnia se acceptŸ secÍiunile minime prevŸzute Án normativul NP-I7-2002, aliniatele 4.1.47 pŸnŸ la 4.1.49

(1) În schemele TN Ûi IT protecÍia se realizeazŸ, Án general de cŸtre dispozitive de protecÍie la supracurenÍi (fuzibile sau Ántreruptoare), prin urmare, impedanÍa buclei de defect trebuie sŸ fie suficient de micŸ pentru a li se asigura funcÍionarea. Cel mai sigur mijloc de realizare a unei bucle de curent cu impedanÍŸ micŸ este sŸ se asigure un conductor suplimentar Án acelaÛi cablu cu conductoarele de fazŸ (sau sŸ se respecte acelaÛi traseu cu conductoarele de fazŸ). AceastŸ metodŸ minimizeazŸ reactanÍa inductivŸ Ûi, prin urmare, impedanÍa buclei de defect.(2) Conductorul PEN este conductorul neutru utilizat Ûi Án calitate de conductor de protecÍie. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ, un anume curent poate circula prin acest conductor Án orice moment (Ûi Án absenÍa unui defect de izolaÍie). Din acest motiv, pentru PEN este recomandat un conductor izolat.(3) ProducŸtorul furnizeazŸ valorile pentru componentele R Ûi X ale impedanÍei (fazŸ/PE, fazŸ/PEN) pentru a fi utilizate Án calculul impedanÍei buclei de defect.(4) Posibil, dar nerecomandat, ÁntrucÊt impedanÍa buclei de defect nu este cunoscutŸ Án etapa de proiectare. MŸsurŸtorile Ántr-o instalaÍie realizatŸ reprezintŸ singura metodŸ Án vederea asigurŸrii protecÍiei persoanelor.(5) Trebuie sŸ fie permisŸ conectarea altor conductoare PE. NotŸ: Aceste elemente trebuie sŸ aibŸ o indicaÍie vizualŸ galben/verde, Án dungi, de lungime 15-100 mm (sau cel puÍin literele PE la 15 mm de fiecare extremitate).(6) Aceste elemente trebuie deconectate doar dacŸ existŸ alte mijloace pentru a se asigura continuitatea protecÍiei. (7) Cu acordul autoritŸÍilor din domeniul apei.(8) În cazul barelor capsulate sau a altor sisteme similare, carcasele metalice pot fi utilizate ca PEN, Án paralel cu o barŸ corespunzŸtoare, sau cu un alt conductor PE din interiorul carcasei.(9) Interzis Án anumite ÍŸri; universal permis ca Ûi conductor suplimentar echipotenÍial.

Tipul de conductor de protecÍie PE SchemŸ IT SchemŸ TN SchemŸ TT CondiÍii de ÁndeplinitConductor Cu acelaÛi cablu cu Puternic Puternic recomandat Corect Conductorul PE trebuie suplimentar conductoare de fazŸ, recomandat izolat la acelaÛi nivel ca Ûi sau acelaÛi tub conductoarele de fazŸ Independent de Posibil(1) Posibil (1),(2) Corect n conductorul PE poate fi conductoarele de fazŸ tip barŸ sau izolat(2)

Carcasa barelor capsulate sau a altor Posibil(3) PE posibil(3) Corect n Continuitatea electricŸ ghene prefabricate (5) PEN posibil(8) trebuie asiguratŸ prin protecÍia Mantaua exterioarŸ a conductoarelor cu Posibil(3) PE posibil(3) Posibil Ámpotriva deteriorŸrii izolaÍie mineralŸ (de tip “pyrotenax“) PEN nerecomandat(2),(3) datorate factorilor mecanici,

Anumite elemente externe conductoare(6) Posibil(4) PE posibil(4) Posibil chimici sau electrochimici precum: PEN interzis n ConductanÍa lor trebuie n structura metalicŸ a clŸdirilor sŸ fie corespunzŸtoare n carcasele utilajelor n conducte de apŸ(7)

Trasee metalice pentru cabluri, precum, Posibil(4) PE posibil(4) Posibil tuburi(9), profile, grile de susÍinere, suporÍi, etc. PEN nerecomandat(2),(4) Interzise spre utilizare Án calitate de conductoare PE sunt: tuburi metalice(9), conducte de gaz, conducte de apŸ caldŸ, armŸturi de cablu din benzi(9) sau din sÊrme metalice(9).


Tipuri de materialeMaterialele mentionate mai jos, Án Tabelul G57, pot fi folosite pentru confecÍionarea conductoarelor PE dacŸ sunt Ándeplinite condiÍiile din ultima coloanŸ.

6.2 DimensionareTabelul G58 de mai jos se bazeazŸ pe Standardul CEI 60364-5-54. Acest tabel prezintŸ douŸ metode pentru determinarea secÍiunii minime admisibile pentru conductoarele PE Ûi PEN Ûi, de asemenea, pentru conductorul cŸtre priza de pŸmÊnt.

SecÍiunea conductorului SecÍiunea minimŸ a SecÍiunea minimŸ a de fazŸ Sph (mm2) conductorului (mm2) conductorului (mm2) Cu Al Metoda Sph i 16 Sph

(2) Sph(3) Sph

(3)

simplificatŸ (1) 16 < Sph i 25 16 16 25 < Sph i 35 25 35 < Sph i 50 Sph/2 Sph/2 Sph > 50 Sph/2 Metoda adiabiaticŸ Orice dimensiune

G39

(1) Conductorul de ÁmpŸmÊntare.

Tab. G59: Valorile lui k, pentru conductoarele PE Án instalaÍiile de joasŸ tensiune, uzuale Án standardele naÍionale Ûi Án conformitate cu CEI 60724.

Cele douŸ metode sunt:n AdiabaticŸ (care corespunde cu cea descrisŸ Án CEI 60724)AceastŸ metodŸ, fiind economicŸ Ûi asigurÊnd protecÍia conductorului Ámpotriva supraÁncŸlzirii, conduce la secÍiuni mai mici decÊt cele corespunzŸtoare conductoarelor de fazŸ ale circuitului. Rezultatul este, uneori, incompatibil cu cerinÍa din cazul schemelor IT Ûi TN de minimizare a impedanÍei buclei de defect, pentru a se asigura funcÍionarea releelor magnetice instantanee ale dispozitivelor de protecÍie. AceastŸ metodŸ este utilizatŸ Án practicŸ pentru sistemele TT Ûi pentru dimensionarea conductorului cŸtre priza de pŸmÊnt(1).n SimplificatŸAceastŸ metodŸ se bazeazŸ pe anumite relaÍii Ántre dimensiunea conductorului PE Ûi cea a conductoarelor de fazŸ, presupunÊnd cŸ, Án ambele cazuri, este folosit acelaÛi material.Prin urmare, Án Tab. G58:

Sph i 16 mm2 SPE = Sph

16 < Sph i 35 mm2 SPE = 16 mm2

Sph > 35 mm2 SPE = Sph

2

NotŸ: Atunci cÊnd, Án cazul schemei TT, priza de pŸmÊnt a instalaÍiei se gŸseÛte Án afara zonei de influenÍŸ a prizei de pŸmÊnt a sursei, secÍiunea admisibilŸ a conductorului PE poate fi limitatŸ la 25 mm2 (pentru Cu) sau 35 mm2 (pentru Al).Conductorul de neutru nu poate fi folosit inclusiv ca Ûi conductor de protecÍie dacŸ secÍiunea sa minimŸ nu este egalŸ sau mai mare cu 10 mm2 (pentru Cu) sau 16 mm2 (pentru Al).Mai mult, un cablu flexibil nu poate fi utilizat ca PEN. ÎntrucÊt un conductor PEN este Ûi conductor neutru, secÍiunea sa nu poate, Án nici un caz, sŸ fie mai micŸ dacÊt cea necesarŸ pentru conductorul neutru care se va discuta Án secÍiunea 7.1 din acest capitol.AceastŸ secÍiune nu poate fi mai micŸ decÊt cea a conductoarelor de fazŸ decÊt dacŸ:n puterea aparentŸ (exprimatŸ Án kVA) a consumatorilor monofazaÍi este mai micŸ decÊt 10% din puterea aparentŸ totalŸ, Ûin curentul Imax care parcurge conductorul neutru, Án condiÍii normale, este mai mic decÊt curentul maxim admisibil pentru secÍiunea respectivŸ de cablu.Mai mult, protecÍia conductorului neutru trebuie sŸ fie asiguratŸ prin dispozitive de protecÍie destinate protecÍiei conductoarelor de fazŸ (aÛa cum se descrie Án secÍiunea 7.2 din acest capitol).

Valorile factorului k de utilizat Án formule Aceste valori sunt identice Án cÊteva standarde naÍionale iar creÛterea de temperaturŸ, ÁmpreunŸ cu valorile factorului k Ûi cu valorile limitŸ superioare de temperaturŸ pentru diferite clase de izolaÍie, corespund cu cele indicate Án CEI 60724 (1984).Datele prezentate Án Tabelul G59 sunt cele uzuale necesare pentru instalaÍiile de joasŸ tensiune.


Valori k Natura izolaÍiei PoliclorurŸ de vinil PolietilenŸ reticulatŸ (PVC) (XLPE) Cauciuc-etilenŸ-propilenŸ (EPR)Temperatura finalŸ (°C) 160 250Temperatura intermediarŸ (°C) 30 30 Conductoare izolate Cupru 143 176Án cabluri sau bare Aluminiu 95 116conductoare Án OÍel 52 64 contact cu mantaua de cabluri

Conductoarele unui Cupru 115 143cablu multifilar Aluminiu 76 94


G40

6.3 Conductorul de protecÍie dintre transformatorul MT/JT Ûi tabloul general de distribuÍie (TGJT)Toate conductoarele de fazŸ Ûi de neutru amplasate Án amonte de Ántreruptorul de intrare al tabloului general de distribuÍie (TGJT) sunt protejate de dispozitive instalate pe partea de medie tensiune a transformatorului. Conductoarele Án discuÍie, ÁmpreunŸ cu conductorul PE trebuie sŸ fie dimensionate corespunzŸtor.Dimensionarea conductoarelor de fazŸ Ûi de neutru de la transformator este exemplificatŸ Án secÍiunea 7.5 din acest capitol (pentru circuitul C1 al sistemului desenat Án Fig. G65). SecÍiunile recomandate pentru conductoare PE de tipul izolat sau barŸ de la punctul neutru al transformatorului indicat Án Fig. G60, sunt prezentate mai jos, Án Fig. G61. Puterea nominalŸ consideratŸ, Án kVA, este suma puterilor nominale ale tuturor transformatoarelor (dacŸ sunt mai multe) conectate la TGJT.

Aceste conductoare trebuie dimensionate Án conformitate cu practicile naÍionale.

Fig. G60: Conductorul PE cŸtre bara principalŸ de ÁmpŸmÊntare a TGJT.

Tab. G61: SecÍiunea recomandatŸ a conductorului PE dintre transformatorul MT/JT Ûi tabloul general de distribuÍie, Án funcÍie de puterea nominalŸ a transformatorului Ûi de timpul de deconectare.


Tabelul indicŸ secÍiunile conductoarelor, Án mm2, Án conformitate cu:n puterea nominalŸ a transformatorului MT/JT, Án kVA;n timpul de deconectare Án cazul unui defect, Án secunde, al protecÍiei de pe partea de medie tensiune;n tipul izolaÍiei Ûi al materialului conductorului.DacŸ protecÍia pe MT este cu fuzibile, atunci se va utiliza coloana cu 0,2 secunde.În schemele IT, dacŸ este instalatŸ o protecÍie la supratensiune (Ántre punctul neutru al transformatorului Ûi pŸmÊnt), conductoarele de conectare a acesteia trebuie dimensionate, Án conformitate cu cele descrise mai sus, Án acelaÛi fel ca Ûi conductoarele PE.

Puterea nom. Materialul Conductor Conductor izolat Conductor izolat a transform. conductorului tip barŸ Án PVC Án XLPE (JT, Cupru t(s) 0,2 0,5 - 0,2 0,5 - 0,2 0,5 -230/400 V) Aluminiu t(s) - 0,2 0,5 - 0,2 0,5 - 0,2 0,5

i100 SecÍiune PE 25 25 25 25 25 25 25 25 25160 SPE (mm2) 25 25 35 25 25 50 25 25 35 200 25 35 50 25 35 50 25 25 50 250 25 35 70 35 50 70 25 35 50 315 35 50 70 35 50 95 35 50 70400 50 70 95 50 70 95 35 50 95 500 50 70 120 70 95 120 50 70 95 630 70 95 150 70 95 150 70 95 120800 70 120 150 95 120 185 70 95 150 1.000 95 120 185 95 120 185 70 120 150 1.250 95 150 185 120 150 240 95 120 185

G41

Fig. G62: Conductoare echipotenÍiale suplimentare.


6.4 Conductorul de echipotenÍialitateConductorul echipotenÍial principalAcest conductor trebuie sŸ aibŸ, Án general, o secÍiune cel puÍin egalŸ cu jumŸtate din cea a celui mai mare conductor PE, dar Án nici un caz sŸ nu depŸÛeascŸ 25 mm2 (pentru Cu) sau 35 mm2 (pentru Al), Án timp ce secÍiunea sa minimŸ trebuie sŸ fie de 6 mm2 (pentru Cu) sau 10 mm2 (pentru Al).

Conductorul echipotenÍial suplimentarAcest conductor permite ca o parte accesibilŸ conducŸtoare care este ÁndepŸrtatŸ faÍŸ de conductorul echipotenÍial principal (PE) sŸ fie conectatŸ la un conductor de protecÍie local. SecÍiunea sa trebuie sŸ fie cel puÍin jumŸtate din cea a conductorului de protecÍie la care se conecteazŸ.DacŸ acesta conecteazŸ douŸ pŸrÍi accesibile conductoare (M1 Ûi M2 din Fig. 62), secÍiunea sa trebuie sŸ fie cel puÍin egalŸ cu cea a celui mai mic dintre cele douŸ conductoare PE (pentru M1 Ûi M2). Conductoarele echipotenÍiale care nu sunt Áncorporate Án cablu trebuie sŸ fie protejate mecanic prin tuburi, Íevi, etc, sau oricum altfel este posibil.Alte utilizŸri importante ale conductoarelor echipotenÍiale suplimentare se referŸ la reducerea impedanÍei buclei de defect, Án mod special Án cazul protecÍiei Ámpotriva contactelor indirecte Án cazul schemelor TN sau IT Ûi, de asemenea, Án zone speciale, cu risc crescut (CEI 60364-4-41).


G42

7 Conductorul neutru

În afara cerinÍelor legate de curentul de regim permanent, secÍiunea admisibilŸ Ûi protecÍia conductorului neutru depinde de anumiÍi factori, precum:n modul de tratare al neutrului: TT, TN, etc;n curenÍii armonici prezenÍi;n metoda de protecÍie Ámpotriva contactelor accidentale indirecte, Án conformitate cu metodele descrise Án continuare.Culoarea conductorului neutru este, obligatoriu, albastrŸ. Conductorul PEN, atunci cÊnd este izolat, va fi marcat prin una din urmŸtoarele metode:n verde/galben pe Ántreaga lungime Ûi, suplimentar, marcaj albastru la capete sau,n albastru deschis pe Ántreaga lungime Ûi, suplimentar, marcaj verde/galben la capete.

7.1 Dimensionarea conductorului neutruInfluenÍa modului de tratare al neutruluiSchemele TT Ûi TN-Sn Circuite monofazate sau trifazate cu secÍiuni i 16 mm2 (cupru) Ûi 25 mm2 (aluminiu): secÍiunea conductorului neutru trebuie sŸ fie egalŸ cu cea a conductoarelor de fazŸ.n Circuite trifazate cu secÍiuni > 16 mm2 (cupru) Ûi 25 mm2 (aluminiu): secÍiunea conductorului neutru poate fi aleasŸ astfel:o egalŸ cu cea a conductoarelor de fazŸ, sauo mai micŸ, cu condiÍia ca:- curentul probabil care va circula prin conductorul neutru sŸ fie mai mic decÊt valoarea permisŸ Iz. InfluenÍa armonicilor multiplu de 3(1) trebuie luatŸ Án considerare, de asemenea, sau- conductorul neutru este protejat la scurtcircuit, Án conformitate cu secÍiunea G-7.2- secÍiunea conductorului neutru este cel puÍin egalŸ cu 16 mm2 (cupru) Ûi 25 mm2 (aluminiu).

Schema TN-CÎn teorie, se aplicŸ aceleaÛi condiÍii ca cele mai sus menÍionate, dar, Án practicŸ, conductorul neutru nu trebuie sŸ fie Ántrerupt Án nici o situaÍie ÁntrucÊt ÁndeplineÛte Ûi funcÍia de conductor de protecÍie PE (vezi Tab. G58 coloana “secÍiunea pentru conductorul PEN”).

Schema ITÎn general, nu este recomandat sŸ se distribuie conductorul neutru; sunt preferate schemele trifazate cu 3 conductoare. CÊnd este, totuÛi, necesarŸ o schemŸ trifazatŸ cu 4 conductoare, sunt aplicabile condiÍiile descrise mai sus pentru schemele TT Ûi TN-S.

InfluenÍa curenÍilor armoniciEfectele armonicii 3 Ûi a celor multiplu de 3Într-o instalaÍie, armonicile sunt produse, Án general, de sarcini neliniare (calculatoare, corpuri de iluminat cu balast electronic, redresoare, electronicŸ de putere, etc.) Ûi pot genera curenÍi mari Án conductorul neutru. În mod special, armonica 3 Ûi armonicile multiplu de 3 au tendinÍa de a se Ánsuma Án conductorul neutru astfel:n curenÍii componentei fundamentale sunt defazaÍi cu 2π/3 radiani, astfel ÁncÊt suma vectorialŸ a lor este zero;n pe de altŸ parte, curenÍii armonicii 3 pe cele trei faze sunt situaÍi Án acelaÛi fel Án raport cu cei ai componentei fundamentale Ûi, prin urmare, sunt ÁntotdeaunŸ Án fazŸ (vezi Fig. G63a).(1) Armonica 3 Ûi armonicile multiplu de 3.

Fig. G63a: CurenÍii armonicii 3 sunt Án fazŸ Ûi se ÁnsumeazŸ Án conductorul neutru.

G43

Fig. G63b: Raportul dintre ÁncŸrcarea conductorului neutru Ûi cea a conductorului de fazŸ Án funcÍie de procentajul armonicii 3.

Tab. G63: Factori de corecÍie datoraÍi curenÍilor armonici Án conductoarele cu patru Ûi cinci conductoare (Án conformitate cu CEI 60364-5-52).


Factorii de corecÍie datoraÍi curenÍilor armonici, Án cablurile cu 4 Ûi 5 conductoare cu 4 conductoare activeCalculele de bazŸ Án ceea ce priveÛte cablurile se referŸ la cablurile cu trei conductoare active, adicŸ prin conductorul neutru, nu circulŸ curent. DatoritŸ armonicii 3 de curent, existŸ curent Án conductorul neutru. Prin urmare, acest conductor neutru creazŸ un mediu cald pentru cele trei conductoare de fazŸ Ûi, din acest motiv trebuie luat Án considerare un factor de corecÍie pentru conductoarele de fazŸ (vezi Tab. G63).Factorii de corecÍie, aplicaÍi curentului de regim permanent al cablului cu trei conductoare active dau, de fapt, curentul de regim permanent pentru cablul cu patru conductoare active, atunci cÊnd curentul prin cel de-al patrulea conductor este generat de armonici. Factorii de corecÍie iau, de asemenea, Án considerare efectele de ÁncŸlzire create de curentul armonic prin conductoarele de fazŸ.

n În cazul Án care este de aÛteptat ca, prin conductorul neutru sŸ circule un curent mai mare decÊt cel prin conductoarele de fazŸ, atunci dimensionarea cablului se va face pe baza curentului prin conductorul neutru;

n În cazul Án care dimensionarea cablului se face pe baza curentului prin conductorul neutru care nu este seminificativ mai mare decÊt cel care circulŸ prin conductoarele de fazŸ, este necesar sŸ se reducŸ valoarea tabelarŸ referitoare la curentul de regim permanent aferent conductoarelor active;

n În cazul Án care curentul prin conductorul neutru este mai mare decÊt 135% din valoarea curentului din conductoarele de fazŸ, iar dimensionarea cablului s-a realizat pe baza curentului din conductorul de neutru, atunci cele trei conductoare active (de fazŸ) nu vor fi total ÁncŸrcate. Reducerea ÁncŸlzirii generate de conductoarele de fazŸ compenseazŸ cŸldura generatŸ de conductorul neutru; prin urmare, nu este necesar sŸ se aplice nici un factor de corecÍie curentului de regim permanent al celor trei conductoare active.

Figura G63b aratŸ raportul dintre ÁncŸrcarea conductorului neutru Ûi cea a conductorului de fazŸ Án funcÍie de procentajul armonicii 3.În practicŸ, valoarea maximŸ a acestui raport nu depŸÛeÛte √3.

Procentul armonicii 3 Factorul de corecÍiedin curentul de fazŸ Dimensionarea se bazeazŸ Dimensionarea se bazeazŸ (%) pe curentul de fazŸ pe curentul din conductorul de neutru0 - 15 1,0 -15 - 33 0,86 -33 - 45 - 0,86> 45 - 1,0


G44

Exemple Se considerŸ un circuit trifazat cu o sarcinŸ proiectatŸ de 37 A care circulŸ printr-un cablu cu izolaÍie din PVC, fixat pe perete prin metoda de instalare C. Din Tab. G24 un cablu de 6 mm2 avÊnd conductoare din cupru are un curent de regim permanent de 40 A Ûi, prin urmare, este adecvat dacŸ prin circuit nu sunt prezente armonici.n DacŸ armonica 3 este prezentŸ Án proporÍie de 20%, atunci, trebuie aplicat un factor de corecÍie de 0,86 iar sarcina devine: 37/0,86 = 43 A. Pentru aceastŸ sarcinŸ este necesar un cablu de 10 mm2;n DacŸ armonica 3 este prezentŸ Ántr-un procent de 40% dimensionarea cablului se va face pe baza curentului din conductorul neutru: 37 x 0,4 x 3 = 44,4 A, cŸruia i se va aplica un coeficient de corecÍie de 0,86. Aceasta va conduce la un curent de sarcinŸ de 44,4/0,86 = 51,6 A. Pentru aceastŸ sarcinŸ, este necesar un cablu de 10 mm2;n DacŸ armonica 3 este prezentŸ Ántr-un procent de 50% dimensionarea cablului se va face tot pe baza curentului din conductorul neutru: 37 x 0,5 x 3 = 55,5 A. În acest caz, factorul de corecÍie este 1 Ûi se impune un cablu de 16 mm2.

7.2 ProtecÍia conductorului neutru (vezi Fig. G64)

ProtecÍia Ámpotriva suprasarciniiDacŸ conductorul neutru este corect dimensionat (inclusiv din punct de vedere al armonicilor), nu se impune nici o mŸsurŸ specialŸ de protecÍie, ÁntrucÊt acesta este protejat de protecÍia asiguratŸ conductoarelor de fazŸ.TotuÛi, Án practicŸ, dacŸ secÍiunea conductorului neutru este mai micŸ decÊt cea a conductoarelor de fazŸ, trebuie instalatŸ o protecÍie la suprasarcinŸ a conductorului neutru.

ProtecÍia Ámpotriva defectelor de scurtcircuit DacŸ secÍiunea conductorului neutru este mai micŸ decÊt cea a conductoarelor de fazŸ, conductorul neutru trebuie protejat Ámpotriva defectelor de scurtcircuit.DacŸ secÍiunea conductorului neutru este mai mare sau egalŸ cu cea a conductoarelor de fazŸ, nu se impune nici o mŸsurŸ specificŸ de protecÍie ÁntrucÊt acesta este protejat de protecÍia asiguratŸ conductoarelor de fazŸ.

7.3 Întreruperea conductorului neutru(vezi Fig. G64)Necesitatea de a Ántrerupe neutrul este legatŸ de protecÍia Ámpotriva contactului indirect.

Schema TN-CConductorul neutru nu trebuie sŸ fie Ántrerupt Án nici o circumstanÍŸ ÁntrucÊt acesta ÁndeplineÛte Ûi rolul de conductor de protecÍie PE.

Schemele TT, TN-S, ITÎn eventualitatea unui defect, Ántreruptorul va deconecta toÍi polii, inclusiv polul neutru (dacŸ Ántreruptorul este multipolar).AceastŸ acÍiune poate fi realizatŸ Án cazul protecÍiei cu fuzibile doar Ántr-un mod indirect, Án care funcÍionarea unuia sau mai multor fuzibile provoacŸ o declanÛare mecanicŸ a tuturor polilor unui Ántreruptor asociat, conectat Án serie cu protecÍia cu fuzibile respectivŸ.

7.4 Separarea conductorului neutru(vezi Fig. G64)O practicŸ foarte bunŸ este aceea ca fiecare circuit sŸ fie echipat cu mijloace adecvate pentru separarea sa.


G45

Fig. G64: Diferite situaÍii Án care apare conductorul neutru.

(A) Autorizat pentru sistemele TT sau TN-S dacŸ un dispozitiv de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual este instalat la originea circuitului sau Án amonte, Ûi dacŸ nici un neutru artifical nu este distribuit Án aval.(B) Autorizat Án sistemele IT Án anumite condiÍii: dacŸ Ántreruptorul comandŸ un numŸr de circuite finale omogene ale cŸror raport al calibrelor nu depŸÛeÛte 2 Ûi care sunt protejate Ámpotriva unui al doilea defect care s-ar putea produce Án altŸ parte a instalaÍiei printr-un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual de sensibilitate i 15% decÊt cea a calibrului protecÍiei circuitului final avÊnd cea mai micŸ secÍiune.


TT TN-C TN-S IT

Monofazat (fazŸ/neutru) (B) or or

Monofazat (fazŸ/fazŸ) (A) (A) or or

Trifazat 4 conductoare Sn u Sph (B) or

Trifazat 4 conductoare Sn < Sph (B) or


G46

Exemple de calcul pentru cabluri (vezi Fig. G65)

ConsiderŸm o instalaÍie alimentatŸ printr-un transformator de 1000 kVA. Procesul tehnologic impune un grad sporit de continuitate a serviciilor, iar acesta este realizat prin utilizarea unui generator de 500 kVA/400V Ûi prin adoptarea sistemului trifazat IT, cu neutru nedistribuit (3 faze - 3 conductoare) la nivelul tabloului general de distribuÍie. Restul instalaÍiei este izolat prin intermediul unui transformator de 400 kVA, 400/400 V. ReÍeaua izolatŸ este realizatŸ Án sistemul trifazat TT cu 4 conductoare. În diagrama din Figura G65 sunt redate rezultate ale studiului pe calculator al acestei instalaÍii pentru circuitul C1, Ántreruptorul Q1, circuitul C6 Ûi Ántreruptorul Q6. Aceste studii au fost realizate cu programul de calcul ECODIAL 3.3 (produs Merlin Gerin).

Aceste calcule se bazeazŸ pe metodele descrise Án acest ghid.

Fig. G65: Exemplu de schemŸ monofilarŸ.

8 Exemple de calcul pentru cabluri

G47

Calcule utilizand programul Ecodial 3.3

AceleaÛi calcule utilizÊnd metoda simplificatŸ recomandatŸ Án acest ghidDimensionarea circuitului C1Transformatorul de 1000 kVA are o tensiune la mersul Án gol de 420 V. Circuitul C1 trebuie sŸ corespundŸ unui curent de fazŸ de valoare:

Prin urmare, pe fiecare fazŸ vor fi utilizate 6 cabluri unifilare de cupru, cu izolaÍie din PVC, Án paralel. Aceste cabluri vor fi pozate pe un canal de cablu corespunzŸtor metodei F. Factorii “k” de corecÍie sunt urmŸtorii:

K1 = 1 (vezi Tab. G12, temperaturŸ 30° C)K4 = 0,87 (vezi Tab. G17, cabluri care se ating, 1 pat de cabluri, u 3 circuite)

AlÍi factori de corecÍie nu sunt relevanÍi Án acest exemplu.Curentul de sarcinŸ corectat este:

Fiecare conductor poate transporta, prin urmare, un curent de 263 A. Tabelul G21a indicŸ pentru secÍiunea conductorului, valoarea de 95 mm2.

Tab. G66: Calcule utilizÊnd programul Ecodial 3.3 (Merlin Gerin).

Caracteristicile generale ale reÍeleiSistemul de tratare a neutrului ITNeutru distribuit NoTensiunea (V) 400FrecvenÍa (Hz) 50Transformatorul 1 T1NumŸr de transformatoare 1Putere de scurtcircuit Án amonte (MVA) 500Putere nominalŸ (kVA) 1.000Tensiunea de scurtcircuit (%) 6

RezistenÍa reÍelei de medie tensiune (mΩ) 0,0351

ReactanÍa reÍelei de medie tensiune (mΩ) 0,351

RezistenÍa transformatorului RT (mΩ) 2,293

ReactanÍa transformatorului XT (mΩ) 10,333Curentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 23,3Cablul C1

Curentul maxim de sarcinŸ (A) 1.374Tipul de izolaÍie PVCMaterialul conductorului cupruTemperatura ambiantŸ (° C) 30Cablu unifilar sau multifilar UNIMetoda de instalare FNumŸrul de circuite alŸturate (Tab. G21b) 1Alt coeficient 1SecÍiunea selectatŸ a conductorului (mm2) 6 x 95Conductorul de protecÍie 1 x 120Lungimea (m) 5

CŸderea de tensiune ΔU (%) 0,122

CŸderea de tensiune totalŸ ΔU (%) 0,122Curentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 23Curentul de defect de punere la pŸmÊnt Id (kA) 17Întreruptorul Q1

Curentul de scurtcircuit trifazat Án amonte de Ántreruptor Ik3 (kA) 23Curentul maxim de sarcinŸ (A) 1,374NumŸrul de poli Ûi numŸrul de poli protejaÍi 3P3DÎntreruptor NT 16Tipul Ántreruptorului H 1 - 42 kATipul declanÛatorului Micrologic 5 ACurentul nominal (A) 1.600

Sistemul de bare B2 Curentul maxim de sarcinŸ (A) 1,374Tipul standard, pe cantTemperatura ambiantŸ (° C) 30Dimensiuni (m Ûi mm) 1 m 2x5 mm x 63 mmMaterial CopperCurentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 23Valoarea de vÊrf a curentului de scurtcircuit trifazat Ik (kA) 48RezistenÍa sistemului de bare R (mΩ) 2,52RezistenÍa sistemului de bare X (mΩ) 10,8Întreruptor Q6

Curentul de scurtcircuit Án amonte de intreruptor Ik3 (kA) 23Curentul maxim de sarcinŸ (A) 560NumŸrul de poli Ûi numŸrul de poli protejaÍi 3P3DÎntreruptor NS800Tipul Ántreruptorului N – 50 kATipul declanÛatorului Micrologic 2.0Curentul nominal (A) 800Limita de selectivitate (kA) totalŸCablul C6

Curentul maxim de sarcinŸ (A) 560Tipul de izolatie PVCMaterialulu conductorului cupruTemperatura ambiantŸ (° C) 30Cablu unifilar sau multifilar UNIMetoda de instalare FNumŸrul de circuite alŸturate (Tab. G20) 1Alt coeficient 1SecÍiunea selectatŸ a conductorului (mm2) 1 x 300Conductorul de protecÍie 1 x 150Lungimea (m) 15

CŸderea de tensiune ΔU (%) 0,38

CŸderea de tensiune totalŸ ΔU (%) 0,54Curentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 20Curentul de defect de punere la pŸmÊnt Id (kA) 13,7CondiÍii specifice de dimensionare suprasarcinŸ



G48

RezistenÍele Ûi reactanÍele inductive ale celor Ûase conductoare Án paralel pentru o lungime de 5 m sunt:

mΩ (rezistenÍa cablului: 22,5 mΩ.mm2/m)

X = 0,08 x 5 = 0,40 mΩ (reactanÍa cablului: 0,08 mΩ/m)

Dimensionarea circuitului C6Circuitul C6 alimenteazŸ un transformator trifazat de izolaÍie de putere 400 kVA, 400/400 V.

Curentul primar

Se propune instalarea cablului unifilar, Án mod singular, pe un canal de cablu, Án aer liber la o temperaturŸ de 30° C. Întreruptorul este reglat la 560 A.Metoda de instalare este caracterizatŸ prin litera F, iar coeficienÍii “k” de corecÍie sunt toÍi egali cu “1”.Este recomandatŸ o secÍiune de 240 mm2.ResistenÍa Ûi reactanÍa inductivŸ sunt, respectiv:

mΩ

X = 0,08 x 15 = 1,2 mΩ

Calculul curentului de scurtcircuit pentru alegerea Ántreruptoarelor Q1 Ûi Q6 (vezi Tab. G67)


Conductorul de protecÍieCerinÍe pentru stabilitate termicŸ: Figurile G58 Ûi G59 aratŸ faptul cŸ, atunci cÊnd se utilizeazŸ metoda adiabaticŸ, secÍiunea conductorului de protecÍie PE pentru circuitul C1 va fi:

Un singur conductor de secÍiune 120 mm2 dimensionat astfel din motive menÍionate ulterior este, prin urmare, suficient, realizÊndu-se totodatŸ condiÍiile unei protecÍii satisfŸcŸtoare Ámpotriva contactului indirect (deoarece impedanÍa este suficient de micŸ).Pentru circuitul C6, secÍiunea conductorului de protecÍie PE poate fi:

În acest caz, o secÍiune de 95 mm2 poate fi corespunzŸtoare dacŸ condiÍiile de protecÍie Ámpotriva contactului indirect sunt, de asemenea, satisfŸcute.

Tab. G67: Exemplu de evaluare a curentului de scurtcircuit.

Componentele R (mΩ) X (mΩ) Z (mΩ) Ikmax (kA) circuitului 500 MVA la reÍeaua 0,04 0,36 de ÁnaltŸ tensiune Transformator 1 MVA 2,2 9,8 10,0 23 Cablul C1 0,20 0,4 Sub-total Q1 2,44 10,6 10,9 23 Sistem de bare B2 3,6 7,2 Cablul C6 1,4 1,2 Sub-total Q6 4,0 8,4 9,3 20

G49


ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte accidentalePentru verificarea circuitului C6 din Fig. G65, pot fi utilizate Tab. F45 Ûi Tab. 61 sau formula indicatŸ la pagina F27. Lungimea maximŸ admisibilŸ a circuitului este datŸ de relaÍia:

(valoarea de la numitor 630 x 11 = Im reprezintŸ nivelul curentului de declanÛare magneticŸ instantanee a Ántreruptorului de 630 A).Prin urmare, lungimea de 15 m este total protejatŸ de cŸtre dispozitivele instantanee de protecÍie la supracurent.

CŸderea de tensiuneDin Tab. G28 se poate observŸ faptul cŸ:n pentru circuitul C1 (6 x 95 mm2/fazŸ)

n pentru circuitul C6

La bornele transformatorului de separaÍie JT/JT, cŸderea de tensiune exprimatŸ Án procente este: ΔU% = 0,72%.


G50

H1

Capitolul HAparate de comutaÍie de joasŸ tensiune: funcÍii Ûi selecÍie

Cuprins

FuncÍiile de bazŸ ale aparatelor de comutaÍie H2 de joasŸ tensiune 1.1 ProtecÍie electricŸ H2

1.2 Separare H3

1.3 Control H4

Aparate de comutaÍie H5 2.1 Dispozitive de comutaÍie elementare H5

2.2 Dispozitive de comutaÍie combinate H9

Alegerea aparatelor de comutaÍie H10 3.1 Tabel cu caracteristici funcÍionale H10

3.2 SelecÍia aparatelor de comutaÍie H10

Întreruptoare automate H11 4.1 Standarde Ûi descriere H11

4.2 Caracteristici fundamentale ale unui Ántreruptor automat H13

4.3 Alte caracteristici ale unui Ántreruptor automat H15

4.4 SelecÍia unui Ántreruptor automat H18

4.5 Coordonarea Ántre Ántreruptoarele automate H22

4.6 Selectivitate MT/JT Ántr-un post de transformare H27 tip consumator

1

2

3

4


H2

1 FuncÍiile de bazŸ ale aparatelor de comutaÍie de joasŸ tensiune

Rolul aparatajului electric de comutaÍie constŸ Án realizarea urmŸtoarelor funcÍii: n protecÍie electricŸ; n separarea sigurŸ de pŸrÍile aflate sub tensiune;n comanda localŸ sau de la distanÍŸ.

Standardele naÍionale Ûi internaÍionale definesc modul Án care trebuie realizate circuitele instalaÍiilor de JT precum Ûi caracteristicile diferitelor aparate de comutaÍie. Principalele funcÍii ale aparatelor de comutaÍie sunt: n protecÍie electricŸ;n separare electricŸ a unei secÍiuni dintr-o instalaÍie;n comanda localŸ sau de la distanÍŸ.Aceste funcÍii sunt rezumate Án Tab. H1.ProtecÍia electricŸ la joasŸ tensiune este (excepÍie siguranÍele fuzibile) de obicei ÁncorporatŸ Án Ántreruptoarele automate sub forma dispozitivelor termice Ûi electromagnetice Ûi/sau dispozitive de declanÛare pe baza curentului rezidual (mai rar dispozitive sensibile la tensiunea rezidualŸ - acceptate dar nerecomandate de CEI). Celor prezentate Án Tabelul H1 li se adaugŸ Ûi alte funcÍii, anume: n protecÍie la supratensiune; n protecÍie la minimŸ tensiune; care sunt realizate cu dispozitive specifice (diferite tipuri de descŸrcŸtoare, relee asociate cu contactoare, Ántreruptoare automate comandate de la distanÍŸ, combinaÍii Ántreruptor automat/izolator, etc.).

Tab. H1: FuncÍiile de bazŸ ale unui aparat de comutaÍie de JT.

1.1 ProtecÍie electricŸ Scopul protecÍiei este evitarea Ûi limitarea consecinÍelor distructive sau periculoase ale supracurenÍilor (suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit) Ûi defectelor de izolaÍie, precum Ûi separarea circuitului defect de restul instalaÍiei. Trebuie fŸcutŸ o distincÍie Ántre protecÍia: n elementelor instalaÍiei (cabluri, conductoare, aparate de comutaÍie, etc.);n persoanelor Ûi animalelor;n echipamentelor Ûi receptoarelor alimentate de la instalaÍii electrice.

ProtecÍia circuitelorn Împotriva suprasarcinii; Án cazul supracurentului produs Ántr-o instalaÍie normalŸ (fŸrŸ defect).n Împotriva curenÍilor de scurtcircuit datoraÍi defectului de izolaÍie Ántre conductoarele de faze diferite sau (Án sistemele de tip TN) Ántre fazŸ Ûi conductorul neutru (sau PE). ProtecÍia Án aceste cazuri este realizatŸ de siguranÍe fuzibile sau Ántreruptoare automate, la nivelul tabloului de distribuÍie la care este legat circuitul receptorului. Anumite derogŸri de la aceastŸ regulŸ sunt autorizate Án standardele naÍionale, precum cele notate Án capitolul H1, subcapitolul 1.4.

ProtecÍia persoanelorn Împotriva defectelor de izolaÍie. În acord cu schema (TN, TT sau IT) protecÍia va fi realizatŸ de siguranÍe fuzibile sau Ántreruptoare automate cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual Ûi/sau monitorizarea permanentŸ a rezistenÍei de izolaÍie Ántre instalaÍie Ûi pŸmÊnt.

ProtecÍia motoarelor electricen Împotriva supraÁncŸlzirii datorate, de exemplu, unei suprasarcini Ándelungate, rotorului blocat, funcÍionŸrii Ántr-o singurŸ fazŸ, etc. Sunt utilizate relee termice proiectate special astfel ÁncÊt sŸ corespundŸ caracteristicilor particulare aferente motoarelor. DacŸ este necesar, astfel de relee pot sŸ protejeze la suprasarcinŸ cablul aferent circuitului motorului. ProtecÍia la scurtcircuit este realizatŸ fie de o siguranÍŸ de tip aM fie de un Ántreruptor automat fŸrŸ elementul de protecÍie termic.

ProtecÍia electricŸ asigurŸ:n protecÍia elementelor de circuit Ámpotriva solicitŸrilor termice Ûi mecanice produse de curenÍii de scurtcircuit; n protecÍia persoanelor Án cazul defectelor de izolaÍie; n protecÍia receptoarelor alimentate cu energie electricŸ (motoare, etc.).

ProtecÍie electricŸ Separare ComandŸ Ámpotrivan curenÍilor de suprasarcinŸ n separare indicatŸ clar de un n comutaÍie Án regim de n curenÍilor de scurtcircuit indicator mecanic cu imunitate funcÍionare normalŸ n defectelor de izolaÍie la defect n comutaÍie de urgenÍŸ n un interval sau barierŸ de n oprire de urgenÍŸ separare, intercalatŸ Ántre contactele n deconectare pentru asig. deschise, vizibilŸ Án mod clar mentenanÍei mecanice

H3

1.2 Separare Scopul separŸrii este sŸ izoleze un circuit sau un receptor (de exemplu un motor, etc.) de restul sistemului alimentat cu energie astfel ÁncÊt personalul sŸ poatŸ lucra la partea separatŸ Án perfectŸ siguranÍŸ.În principiu, toate elementele unei instalaÍii de JT trebuie sŸ aibŸ mijloace de separare. În practicŸ, pentru a menÍine o continuitate optimŸ a funcÍionŸrii, este preferatŸ asigurarea de mijloace de separare la originea fiecŸrui circuit. Un dispozitiv de separare trebuie sŸ ÁndeplineascŸ urmŸtoarele cerinÍe: n toÍi polii circuitului incluzÊnd neutrul (exceptÊnd cazul cÊnd neutrul este un conductor PEN) trebuie sŸ poatŸ fi deschiÛi(1);n trebuie sŸ fie asigurat cu mijloace de zŸvorÊre a deschiderii, cu cheie (prin intermediul unui lacŸt) astfel ÁncÊt sŸ se evite reÁnchiderea neautorizatŸ, accidentalŸ;n trebuie sŸ se conformeze unui standard recunoscut naÍional sau internaÍional (cum este CEI 60947-3) privind distanÍa dintre contacte, lungimea liniei de fugŸ, tensiunea de Íinere, etc. Ûi de asemenea: o verificarea dacŸ contactele dispozitivului de separare sunt realmente deschise.Verificarea poate fi: - vizualŸ dacŸ dispozitivul este proiectat corespunzŸtor astfel ÁncÊt sŸ permitŸ observarea contactelor (anumite standarde naÍionale impun aceastŸ condiÍie pentru un dispozitiv de separare plasat la originea unei instalaÍii de JT alimentatŸ direct de la un transformator MT/JT), sau- mecanicŸ, prin intermediul unui indicator fixat prin sudurŸ de arborele activ al dispozitivului. În acest caz construcÍia dispozitivului trebuie sŸ fie astfel ÁncÊt, Án eventualitatea sudŸrii contactelor Án poziÍia Ánchis, indicatorul sŸ nu poatŸ indica poziÍia deschis, o curenÍii de scurgere. Cu dispozitivul de separare deschis, curenÍii de scurgere Ántre contactele deschise ale fiecŸrei faze nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ: - 0,5 mA pentru un dispozitiv nou- 6 mA la sfÊrÛitul timpului de utilizare,o tensiunea de Íinere Ántre contactele deschise. Dispozitivul de separare Án stare deschisŸ trebuie sŸ reziste la un impuls de 1,2/50 µs avÊnd o valoare de vÊrf de 6, 8 sau 12 kV conform tensiunii nominale aÛa cum se aratŸ Án Tab. H2. Dispozitivul trebuie sŸ satisfacŸ aceste condiÍii pentru altitudini de pÊnŸ la 2000 m. Factorii de corecÍie sunt daÍi Án standardul CEI 60664-1 pentru altitudini mai mari de 2000 m.În consecinÍŸ, dacŸ testele sunt fŸcute la nivelul mŸrii, valorile de Áncercare trebuie mŸrite cu 23% pentru a lua Án considerare efectul altitudinii. Vezi standardul CEI 60947.


Separarea indicatŸ clar de un indicator cu imunitate la defect sau de o separare vizibilŸ a contactelor satisface standardele naÍionale ale multor ÍŸri.

(1) Simultaneitatea deschiderii tuturor contactelor de fazŸ, deÛi nu este totdeauna obligatorie, este totuÛi insistent recomandatŸ (din raÍiuni de mŸrire a siguranÍei Ûi simplitŸÍii Án funcÍionare). Contactul neutru se deschide dupŸ contactele de fazŸ Ûi se Ánchide Ánaintea acestora (CEI 60947-1).

Tab. H2: Valorile de vÊrf ale impulsurilor de tensiune corespunzŸtoare tensiunii nominale normale. Gradele III Ûi IV reprezintŸ grade de poluare definite Án CEI 60664-1.

Tensiune nominalŸ Œinere la impuls (de serviciu) de tensiune (V) (pentru 2.000 m) (kV) III IV230/400 4 6 400/690 6 8 690/1.000 8 12


H4

1.3 Control În sens larg, prin “control” se Ántelege orice facilitate de modificare, Án deplinŸ siguranÍŸ, a configuraÍiei sarcinilor instalaÍiei, la toate nivelele. FuncÍionarea aparatelor de comutaÍie este o parte importantŸ a comenzii sistemului de alimentare.

Comanda funcÍionalŸ AceastŸ comandŸ se referŸ la toate aparatele de comutaÍie Án condiÍii normale de serviciu, pentru conectarea/deconectarea unei pŸrÍi a instalaÍiei sau a unui receptor de la sursa de energie. Aparatele de comutaÍie destinate acestui rol trebuie sŸ fie plasate cel puÍin: n la originea circuitelor de alimentare;n la bornele receptoarelor. Marcajul circuitelor comandate trebuie sŸ fie clar Ûi fŸrŸ ambiguitŸÍi. Pentru a obÍine un maximum de flexibilitate Ûi continuitate Án funcÍionare, Án special acolo unde aparatele de comutaÍie realizeazŸ Ûi funcÍia de protecÍie (cazul Ántreruptoarelor automate sau siguranÍelor) este preferabil sŸ se includŸ un aparat de comutaÍie la fiecare nivel de distribuÍie, adicŸ la fiecare ieÛire a tablourilor de distribuÍie Ûi subdistribuÍie. Manevrele pot fi: n manuale (prin intermediul unui levier, etc.), saun electrice (prin buton aflat la nivelul aparatului sau la panoul de comandŸ). Aceste aparate de comutaÍie, lucreazŸ instantaneu (fŸrŸ nici o ÁntÊrziere deliberatŸ); Án plus acelea care realizeazŸ Ûi protecÍia sunt totdeauna multipolare(1). Întreruptorul general aferent sursei de alimentare a instalaÍiei precum Ûi orice Ántreruptor utilizat pentru funcÍia de inversor de sursŸ trebuie sŸ fie unitŸÍi multipolare.

Deconectarea de urgenÍŸ - oprirea de urgenÍŸ O deconectare de urgenÍŸ este destinatŸ sŸ ÁntrerupŸ alimentarea unui circuit activ, care este sau poate sŸ devinŸ periculos (Ûoc electric sau incendiu).O oprire de urgenÍŸ are drept scop oprirea unei miÛcŸri mecanice care poate sŸ devinŸ periculoasŸ. În cele douŸ cazuri: n dispozitivul de comandŸ de urgenÍŸ sau mijloacele lui de operare (locale sau de la distanÍŸ) cum ar fi butonul de oprire de urgenÍŸ, Án formŸ de ciupercŸ de culoare roÛie, trebuie sŸ fie accesibile Ûi uÛor de recunoscut. Acestea trebuie plasate Án apropierea locului unde poate sŸ aparŸ sau de unde poate fi observat un pericol;n o singurŸ acÍiune trebuie sŸ ducŸ la o Ántrerupere completŸ a tuturor conductoarelor active(2)(3);n butonul de deconectare de urgenÍŸ, protejat cu o fereastrŸ din sticlŸ, poate sŸ fie utilizat cu condiÍia ca Án instalaÍiile neprotejate realimentarea circuitelor sŸ poatŸ fi realizatŸ de o persoanŸ autorizatŸ, care va folosi o cheie de acces. Trebuie notat cŸ, Án anumite cazuri, un sistem de deconectare de urgenÍŸ poate sŸ solicite ca sursa auxiliarŸ aferentŸ sistemelor de frÊnare electromagneticŸ sŸ fie menÍinutŸ pÊnŸ la oprirea finalŸ a utilajelor respective.

Deconectarea Án cazul lucrŸrilor de ÁntreÍinere mecanicŸ AceastŸ operaÍie asigurŸ oprirea unei maÛini Ûi imposibilitatea de a fi repornitŸ accidental atÊta timp cÊt se desfŸÛoarŸ lucrŸrile de ÁntreÍinere. Deconectarea este Án general realizatŸ la nivelul aparatului de comutaÍie, cu utilizarea unei zŸvorÊri de siguranÍŸ corespunzŸtoare Ûi plasarea inscripÍiei de atenÍionare la mecanismul de acÍionare.

(1) SŸ asigure o Ántrerupere pe fiecare fazŸ (unde este cazul Ûi o Ántrerupere a neutrului). (2) LuÊnd Án consideraÍie motoarele blocate. (3) Într-o schemŸ de tratare TN conductorul PEN nu trebuie sŸ fie niciodatŸ Ántrerupt deoarece el ÁndeplineÛte funcÍia de ÁmpŸmÊntare de protecÍie Ûi de conductor neutru.

FuncÍiile de comandŸ ale aparatelor de comutaÍie permit personalului de exploatare sŸ modifice ÁncŸrcarea sistemului Án orice moment. Acestea includ: n comanda funcÍionalŸ (manevrele de comutaÍie de rutinŸ, etc.); n comutaÍia de urgenÍŸ;n lucrŸrile de ÁntreÍinere ale instalaÍiei.


H5

2 Aparate de comutaÍie

2.1 Dispozitive de comutaÍie elementareSeparatorul (vezi Fig. H5)Acest aparat de comutaÍie este acÍionat manual, poate fi blocat prin zavorÊre, avÊnd douŸ poziÍii (deschis/Ánchis) Ûi realizeazŸ o separare sigurŸ a circuitului Án poziÍia deschis. Caracteristicile lui sunt definite Án CEI 60947-3. Un separator nu este proiectat sŸ ÁnchidŸ pe sarcinŸ sau sŸ deschidŸ pe sarcina(1) Ûi nici o valoare nominalŸ pentru acestea nu este datŸ Án standarde. Trebuie totuÛi sŸ fie capabil sŸ reziste la trecerea curenÍilor de scurtcircuit Ûi este specificatŸ valoarea curentului de scurtŸ duratŸ respectiv, Án general pentru o secundŸ, Án lipsa altei ÁnÍelegeri Ántre utilizator Ûi producŸtor. AceastŸ caracteristicŸ este Án mod normal adecvatŸ pentru perioade lungi de supracurent (de valori mai mici), ca acelea de la pornirea motoarelor electrice. În cazul separatoarelor, trebuie satisfŸcute valorile standardizate pentru testele de anduranÍŸ mecanicŸ, supratensiune Ûi curent de fugŸ.

Separatorul de sarcinŸ (vezi Fig. H6)Acest separator de comandŸ este Án general acÍionat manual (dar uneori este dotat cu declanÛare electricŸ pentru uÛurarea operŸrii) Ûi este un dispozitiv neautomat, cu douŸ poziÍii (deschis/Ánchis). Acesta este capabil sŸ ÁnchidŸ Ûi sŸ deschidŸ circuite sub sarcinŸ, Án condiÍii normale de funcÍionare. În consecinÍŸ, separatorul de sarcinŸ nu asigurŸ nici o protecÍie pentru circuitul Án care este plasat. Standardul CEI 60947-3 defineÛte: n frecvenÍa de comutaÍie (max. 600 cicluri de Ánchideri/deschideri pe orŸ); n anduranÍa mecanicŸ Ûi electricŸ (Án general mai micŸ decÊt a unui contactor); n puterea de rupere Ûi capacitatea de Ánchidere la funcÍionare normalŸ Ûi ocazionalŸ. CÊnd Ánchidem un separator de sarcinŸ pentru a alimenta un circuit existŸ Ántotdeauna posibilitatea ca un scurtcircuit neaÛteptat sŸ existe Án avalul circuitului. Din aceastŸ cauzŸ separatoarele de sarcinŸ sunt caracterizate de o anumitŸ valoare a curentului de defect pe care pot sŸ-l suporte, Án contextul apariÍiei forÍelor electrodinamice produse de curentul de scurtcircuit. Deci, aceste dispozitive pot Ánchide curenÍi de defect Ûi deschide curenÍi de sarcinŸ. Ca urmare dispozitivele de protecÍie din amonte sunt utilizate numai pentru Ántreruperea curenÍilor de defect. Categoria AC-23 include comutaÍia ocazionalŸ a motoarelor individuale. ComutaÍia condensatoarelor Ûi a lŸmpilor cu filament de tungsten face obiectul ÁnÍelegerii dintre producŸtor Ûi utilizator.Categoriile de utilizare (vazi Tab. H7) nu se aplicŸ unui echipament utilizat Án mod normal pentru pornirea, accelerarea Ûi/sau oprirea motoarelor individuale. Exemplu: Un separator de sarcinŸ de 100 A din categoria AC-23 (sarcinŸ inductivŸ) trebuie sŸ fie capabil:n sŸ conecteze un curent de 10In (= 1000 A) la un factor de putere de 0,35 (inductiv);n sŸ deconecteze un curent de 8In (= 800 A) la un factor de putere de 0,45 (inductiv);n sŸ suporte curenÍi de scurtcircuit de scurtŸ duratŸ cÊnd este Án poziÍia Ánchis.

(1) Un separator de JT este un aparat de comutaÍie care poate fi acÍionat numai Án lipsa tensiunii, mai ales la Ánchidere, datoritŸ posibilitŸÍii existenÍei unui scurtcircuit neaÛteptat Án aval. Interblocarea cu un separator de sarcinŸ sau cu un Ántreruptor automat din amonte este frecvent utilizatŸ.

Tab. H7: Categorii de utilizare ale aparatelor de comutaÍie de joasŸ tensiune conform cu CEI 60947-3.

Fig. H5: Simbol pentru un separator.

Fig. H6: Simbol pentru un separator de sarcinŸ.

Categoria de utilizare AplicaÍii tipice Cos ϕ Curentul la Curentul la Operare Operare conectare x In deconectare x In frecventŸ ocazionalŸAC-20A AC-20B ConecteazŸ Ûi deconecteazŸ - - - fŸrŸ sarcinŸ AC-21A AC-21B ComutŸ sarcini rezistive inclusiv 0,95 1,5 1,5 suprasarcini moderate AC-22A AC-22B ComutŸ sarcini mixte rezistive Ûi 0,65 3 3 inductive inclusiv suprasarcini moderate

AC-23A AC-23B ComutŸ sarcini puternic inductive 0,45 pentru I i 100 A 10 8 (motoare Ûi altele) 0,35 pentru I > 100 A


H6

Teleruptorul (vezi Fig. H8)Dispozitivul este utilizat Án comanda circuitelor de iluminat unde prin apŸsarea unui buton (sau a unei comenzi de la distanÍŸ) se va deschide un Ántreruptor Ánchis sau se va Ánchide un Ántreruptor deschis, Ántr-o secvenÍŸ bistabilŸ. AplicaÍiile tipice sunt: n comutaÍia iluminatului pe scŸrile marilor clŸdiri Án sistem “control multipunct” sau “cap scarŸ”;n scheme de iluminat etapizat;n sistemele de iluminat a platformelor, fabricilor, etc. ExistŸ dispozitive auxiliare care sunt disponibile pentru: n semnalizarea la distanÍŸ a stŸrii aparatului Án orice moment;n funcÍii de temporizare;n opÍiuni de contact menÍinut.

Contactorul (vezi Fig. H9)Contactorul este un aparat de comutaÍie monostabilŸ acÍionat prin intermediul unei bobine Ûi Íinut Ánchis prin intermediul unui curent (redus) prin acea bobinŸ (deÛi existŸ Ûi diverse tipuri de zŸvorÊri mecanice pentru diferite aplicaÍii). Contactoarele sunt proiectate sŸ realizeze un mare numŸr de cicluri Ánchidere/deschidere Ûi sunt de obicei comandate de la distanÍŸ prin butoane de Ánchidere/deschidere. NumŸrul mare de cicluri de funcÍionare repetitive este standardizat Án tabelul VIII a CEI 60947-4-1 prin: n durata de funcÍionare: 8 ore; fŸrŸ Ántrerupere; intermitent; temporar, de 3, 10, 30, 60 Ûi 90 minute; n categoria de utilizare: de exemplu, un contactor din categoria AC3 poate fi utilizat pentru pornirea Ûi oprirea unui motor cu rotorul Án scurtcircuit; n numŸrul de cicluri de porniri/opriri (1 la 1200 de cicluri pe orŸ);n anduranÍa mecanicŸ (numŸrul de manevre Án lipsa sarcinii);n anduranÍa electricŸ (numŸrul de manevre Án sarcinŸ);n puterea de rupere Ûi capacitatea de Ánchidere, conform cu categoria de utilizare.Exemplu: Un contactor de 150 A din categoria AC3 trebuie sŸ aibŸ un curent de deconectare minim de 8In (= 1200 A) Ûi sŸ conecteze un curent de 10In (= 1500 A) la un factor de putere de 0,35 (inductiv).

Contactor echipat cu relee termice(1)

Un contactor echipat cu relee termice pentru protecÍia la suprasarcinŸ este denumit, Án anumite ÍŸri discontactor(1). Aceste aparate sunt utilizate pentru comanda circuitelor de iluminat comandate la distanÍŸ cu butoane, etc. Ûi pot fi de asemenea considerate ca element esenÍial Án funcÍionarea motoarelor, cum se specificŸ Án paragraful 2.2 “Dispozitive de comutaÍie combinate”. “Discontactorul” nu este echivalent cu Ántreruptorul automat, deoarece puterea sa de rupere este limitatŸ la 8 sau 10 In de aceea, pentru protecÍia la scurtcircuit este necesar sŸ se utilizeze siguranÍe fuzibile sau un Ántreruptor automat, conectate Án serie Án amonte de contactele principale ale “discontactorului”.

SiguranÍe fuzibile (vezi Fig. H10)Prima litera indicŸ gama de rupere a arcului:n “g” ÁnseamnŸ capacitate de rupere extinsŸ pe toatŸ gama;n “a” ÁnseamnŸ capacitate de rupere pe o parte a gamei.A doua literŸ indicŸ categoria de utilizare; aceastŸ literŸ defineÛte acurateÍea caracteristicii timp-curent, timpii Ûi curenÍii convenÍionali, pragurile.Exemplu:n “gG” indicŸ fuzibile cu capacitate de rupere extinsŸ pe toatŸ gama pentru aplicaÍii generale;n “gM” indicŸ fuzibile cu capacitate de rupere extinsŸ pe toatŸ gama pentru protecÍia motoarelor;n “aM” indicŸ fuzibile cu capacitate de rupere pe o parte a gamei pentru protecÍia motoarelor.SiguranÍele pot fi cu Ûi fŸrŸ semnalizator mecanic de fuziune. SiguranÍele Ántrerup circuitul prin topirea controlatŸ a elementului fuzibil, atunci cÊnd curentul depŸÛeÛte o valoare datŸ, corespunzŸtoare unei anumite durate de timp; relaÍia curent/timp este datŸ sub forma caracteristicii de protecÍie, specificŸ fiecŸrui tip de siguranÍŸ. Standardele definesc douŸ clase de siguranÍe fuzibile: n cele destinate instalaÍiilor casnice, fabricate sub forma elementelor de Ánlocuire pentru curenÍi nominali de pÊnŸ la 100 A, tip “gG” Án CEI 60269-1 Ûi 3; n cele pentru uz industrial, element de Ánlocuire denumit tip “gG” (uz general); “gM” Ûi “aM” (pentru circuitele motoarelor) Án CEI 60269-1 Ûi 2.

Fig. H8: Simbol pentru un comutator bistabil controlat de la distanÍŸ (teleruptor).

Fig. H9: Simbol pentru un contactor.

(1) Acest termen nu este definit Án publicaÍiile CEI, dar este curent utilizat Án cÊteva ÍŸri, dar nu Ûi Án RomÊnia.

Sunt foarte des utilizate douŸ clase de elemente fuzibile: n pentru instalaÍii casnice sau similare tipul gG; n pentru aplicaÍii industriale tipul gG, gM sau aM.

Fig. H10: Simbol pentru fuzibile.


H7

Principalele diferenÍe Ántre siguranÍele casnice Ûi industriale constau Án tensiunea nominalŸ Ûi valorile de curent (care cer dimensiuni fizice mult mai mari) precum Ûi caracteristicile de Ántrerupere a curentului de defect. Tipul “gG” este des utilizat pentru protecÍia circuitelor motoarelor, ceea ce este posibil atunci cÊnd caracteristicile lor le permit sŸ reziste la curentul de pornire al motorului fŸrŸ a fi deteriorate.Recent au fost adoptate de CEI siguranÍele de tip “gM” pentru protecÍia motoarelor destinate sŸ acopere condiÍiile de pornire Ûi de regim de scurtcircuit. Acest tip de siguranÍŸ este utilizat pe larg Án anumite ÍŸri, dar Án prezent siguranÍele de tip “aM”, Án combinaÍie cu relee termice de suprasarcinŸ, sunt mult mai folosite. SiguranÍa de tip “gM” este caracterizatŸ prin douŸ valori de curent. Prima valoare defineÛte curentul nominal al elementului Ánlocuitor Ûi al contactului fix; a doua valoare Ich defineÛte caracteristica timp-curent a elementului Ánlocuitor ca Án tabelele II, III Ûi VI din CEI 60269-1. Aceste douŸ valori sunt separate printr-o literŸ care defineÛte tipul de utilizare. De exemplu: InMIch defineÛte o siguranÍŸ destinatŸ utilizŸrii pentru protecÍia unui motor Ûi avÊnd caracteristica G. Prima valoare In corespunde curentului continuu maxim pentru ansamblul siguranÍei Ûi a doua Ich corespunde caracteristicii G pentru elementul de Ánlocuire. Pentru mai multe detalii, a se consulta nota de la sfÊrÛitul subcapitolului 2.1. Un element Ánlocuitor “aM” este definit de o valoare de curent In Ûi o caracteristicŸ timp-curent aÛa cum se prezintŸ Án Fig. H14 (pagina urmŸtoare).Important: Anumite standarde naÍionale utilizeazŸ tipul (industrial) de siguranÍe “gl” care are aceleaÛi caracteristici principale ca Ûi tipul “gG”. Oricum siguranÍele de tip “gl” nu trebuie sŸ fie utilizate Án instalaÍii casnice.

Zone de fuziune - curenÍi convenÍionali Aceste siguranÍe realizeazŸ protecÍia la suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit. CurenÍii convenÍionali de nonfuziune Ûi fuziune sunt standardizaÍi, aÛa cum se aratŸ Án Fig. H12 Ûi Tab. H13. n Curentul convenÍional de nonfuziune Inf este valoarea curentului pe care elementul fuzibil poate sŸ-l suporte un timp specificat, fŸrŸ sŸ se topeascŸ.Exemplu: O siguranÍŸ de 32 A la un curent de 1,25In (= 40 A) nu trebuie sŸ se topeascŸ Án mai puÍin de o orŸ (Tab. H13) . n Curentul convenÍional de fuziune If (= I2 Án Fig. H12) este valoarea de curent care va produce topirea elementului de Ánlocuire, Ánainte de scurgerea unui timp specificat. Exemplu: O siguranÍŸ de 32 A supusŸ unui curent de 1,6In (= 52,1 A) trebuie sŸ se topeascŸ Án timp de o orŸ sau mai puÍin (Tab. H13).Testele standardizate CEI 60269-1 impun plasarea caracteristicii de funcÍionare a siguranÍelor Ántre douŸ curbe limitŸ (arŸtate Án Fig. H12). Aceasta ÁnseamnŸ cŸ douŸ siguranÍe care satisfac testul pot avea timpi de funcÍionare semnificativ diferiÍi, Án special pentru suprasarcini de valori reduse.

Fuzibilele de tip gM necesitŸ un releu de suprasarcinŸ, aÛa cum este descris Án nota de la sfÊrÛitul subcapitolului 2.1.

Fig. H12: Zona de fuziune Ûi nonfuziune a fuzibilelor de tip “gG” Ûi “gM” .

(1) Ich pentru siguranÍe tip gM.


Tab. H13: Zona de fuziune Ûi nonfuziune a fuzibilelor de JT de tip “gG” Ûi “gM” (CEI 60269-1 Ûi 60269-2-1).

Curent nominal(1) Curent de nonfuziune Curent de fuziune Timpul In (A) convenÍional convenÍional convenÍional Inf I2 (h)

In i 4 A 1,5 In 2,1 In 1

4 < In < 16 A 1,5 In 1,9 In 1

16 < In i 63 A 1,25 In 1,6 In 1

63 < In i 160 A 1,25 In 1,6 In 2

160 < In i 400 A 1,25 In 1,6 In 3

400 < In 1,25 In 1,6 In 4


H8

n Cele douŸ exemple, pentru o siguranÍŸ de 32 A, ÁmpreunŸ cu specificaÍiile precedente asupra condiÍiilor de Áncercare standard, explicŸ de ce aceste siguranÍe au performanÍe modeste Án domeniul suprasarcinilor reduse. n De aceea este necesar sŸ fie instalat un cablu supradimensionat faÍŸ de cerinÍele normale ale circuitului, pentru a evita consecinÍele unei posibile suprasarcini prelungite (suprasarcinŸ 60% pentru cel mult o orŸ Án cel mai rŸu caz).Pentru comparaÍie, un Ántreruptor cu un curent nominal similar: n parcurs de 1,05In nu trebuie sŸ declanÛeze Án mai puÍin de o orŸ, Ûin parcurs de un curent de 1,25In trebuie sŸ declanÛeze Ántr-o orŸ sau mai puÍin (suprasarcinŸ 25% pentru cel mult o orŸ Án cel mai rŸu caz).

SiguranÍele din clasa “aM” (pentru motoare)Aceste siguranÍe realizeazŸ protecÍia numai la curenÍii de scurtcircuit Ûi trebuie sŸ fie asociate cu alte aparate de comutaÍie (contactoare echipate cu relee termice sau Ántreruptoare automate) pentru a asigura protecÍia la suprasarcinŸ cu valori < 4In. De aceea ele nu sunt autonome.Deoarece siguranÍele “aM” nu sunt destinate sŸ protejeze la nivele reduse de curent de suprasarcinŸ, nu sunt fixate valori pentru curenÍii convenÍionali de fuziune Ûi nonfuziune.Curbele caracteristice pentru Áncercarea acestor siguranÍe, sunt date pentru valori ale curentului de defect depŸÛind aproximativ 4In (vezi Fig. H14) Ûi siguranÍele Áncercate conform CEI 60269 trebuie sŸ aibŸ curbe de funcÍionare care se plaseazŸ Án interiorul zonei haÛurate.NotŸ: VÊrfurile de sŸgeatŸ din diagramŸ indicŸ zona permisŸ a caracteristicii timp-curent, pentru diferite siguranÍe testate conform CEI 60269.

CurenÍii de rupere nominali Án regim de scurtcircuit O caracteristicŸ a siguranÍelor fuzibile moderne este aceea cŸ datoritŸ fuziunii rapide Án cazul curentului de scurtcircuit de valoare mare(1), Ántreruperea Áncepe Ánaintea apariÍiei curentului de vÊrf, astfel ÁncÊt curentul de defect nu atinge niciodatŸ valoarea sa prezumatŸ (vezi Fig. H15).AceastŸ limitare a curentului reduce sernnificativ solicitŸrile termice Ûi electrodinamice care ar putea sŸ aparŸ, minimizÊnd consecinÍele la locul defectului. Puterea de rupere la scurtcircuit a siguranÍei se bazeazŸ de aceea pe valoarea efectivŸ a componentei de c.a. a curentului prezumat de defect. Pentru siguranÍe fuzibile nu este specificatŸ nici o valoare nominalŸ la Ánchiderea pe scurtcircuit, pentru curentul de scurtcircuit.

MementoCurenÍii de scurtcircuit conÍin iniÍial o componentŸ de c.c., de mŸrime Ûi duratŸ care depinde de raportul XL/R, corespunzŸtor buclei de curent de defect. Aproape de sursŸ (transformatorul MT/JT) relaÍia IvÊrf/Ief (a componentei de c.a.) Án momentul imediat urmŸtor defectului, poate sŸ ajungŸ la 2,5 (standardizat de CEI Ûi arŸtat Án Fig. H16 pagina urmŸtoare). La nivelele inferioare ale distribuÍiei, Án cazul circuitelor periferice XL este mic Án comparaÍie cu R Ûi astfel pentru circuitele finale, IvÊrf/Ief = 1,41 condiÍie care corespunde cu Fig. H15.Efectul de limitare a vÊrfului de curent apare numai cÊnd valoarea eficace prezumatŸ a componentei de c.a. atinge un anumit nivel. De exemplu, Án Fig. H16, siguranÍa de 100 A va limita vÊrful curentului de defect la o valoare de 2 kA (a). AceeaÛi siguranÍŸ, pentru un curent prezumat efectiv de 20 kA va limita vÊrful de curent la 10 kA (b). În acest caz particular, Án lipsa limitŸrii produse de siguranÍe, vÊrful de curent ar fi atins 150 kA (c). AÛa cum s-a menÍionat deja, la nivelele inferioare ale distribuÍiei, R este mult mai mare decÊt XL Ûi nivelul curentului de defect este Án general redus. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ, curentul de defect poate sŸ nu atingŸ valori suficient de mari pentru a se putea produce limitarea. Pe de altŸ parte, componenta de curent continuu tranzitorie (Án acest caz) are un efect nesemnificativ asupra valorii de vÊrf a curentului, aÛa cum s-a menÍionat anterior. NotŸ: asupra parametrilor nominali ai siguranÍei “gM”O siguranÍŸ de tip “gM” este de fapt o siguranÍŸ de tip “gG” la care elementul fuzibil corespunde valorii de curent Ich (ch = caracteristic) care poate fi, de exemplu, 63 A.Aceasta este valoarea de test CEl, astfel ÁncÊt caracteristica timp-curent sŸ fie identicŸ cu cea a siguranÍei “gG” de 63 A. AceastŸ valoare (63 A) este adoptatŸ pentru ca siguranÍa sŸ reziste la curenÍii de pornire ai motorului, curentul de funcÍionare de regim permanent In putÊnd fi Án valoare de 10 la 20 A. Acesta ÁnseamnŸ cŸ soclul Ûi pŸrÍile metalice aferente pot fi de gabarit redus, deoarece cŸldura disipatŸ Án funcÍionarea normalŸ este mai micŸ. O siguranÍŸ standard “gM” corespunzŸtoare pentru aceastŸ situaÍie va fi denumitŸ 32M63 (adicŸ InMIch).Prima valoare de curent se referŸ la caracteristica de sarcinŸ permanentŸ a siguranÍei fuzibile, Án timp ce a doua valoare Ich se referŸ la caracteristica de curent de pornire (scurtŸ duratŸ).

SiguranÍele din clasa “aM” protejeazŸ numai la curenÍi de scurtcircuit Ûi trebuie Ántotdeauna asociate cu un alt dispozitiv care sŸ protejeze la suprasarcinŸ.

(1) Pentru curenÍi depŸÛind un anumit nivel, Án funcÍie de curentul nominal al siguranÍei, cum este arŸtat mai sus Án Fig. H15.

Fig. H14: Zona standardizatŸ de fuziune a fuzibilelor de tip aM (toate calibrele de curent).

Fig. H15: Limitarea de curent datŸ de o siguranÍŸ.


H9

În cazul folosirii siguranÍelor “gM”, protecÍia la suprasarcinŸ a motorului nu este realizatŸ de siguranÍŸ Ûi astfel totdeauna este necesarŸ utilizarea unui releu termic separat. De aceea, singurul avantaj oferit de siguranÍele “gM” faÍŸ de siguranÍele “aM” este reducerea dimensiunilor fizice Ûi o uÛoarŸ reducere a costurilor aferente.

2.2 Dispozitive de comutaÍie combinateÎn general, dispozitivele de comutaÍie nu pot realiza singure toate cerinÍele celor trei funcÍii de bazŸ: protecÍie, comandŸ Ûi separare. Atunci cÊnd instalarea unui Ántreruptor automat nu este oportunŸ (mai ales cÊnd frecvenÍa de conectare este mare, pe perioade Ándelungate) sunt utilizate combinaÍii de dispozitive special proiectate pentru funcÍiile respective. Cele mai utilizate combinaÍii sunt descrise mai jos.

Asocieri separatoare Ûi fuzibileSe disting douŸ cazuri:n Cazul Án care arderea uneia sau multor siguranÍe produce deschiderea aparatului de comutaÍie adiÍional. Aceasta este realizatŸ prin utilizarea siguranÍelor dotate cu pini de percuÍie Ûi un sistem de declanÛare a aparatului de comutaÍie adiÍional, dotat cu resoarte Ûi mecanisme basculante (vezi Fig. H17).n Cazul Án care un aparat de comutaÍie neautomat este asociat cu un set de siguranÍe Ántr-o carcasŸ comunŸ. În anumite ÍŸri conform cu CEI 60947-3, termenii “switch-fuse” Ûi “fuse-switch” au semnificaÍii speciale, adicŸ:o un “switch-fuse” cuprinde un aparat de comutaÍie, de regulŸ un separator (Án general douŸ Ántreruperi pe pol) Án partea din amonte are trei socluri de siguranÍe fixe, Án care sunt montate elementele de Ánlocuire (vezi Fig. H18).o un “fuse-switch” constŸ din trei lame (cŸi de curent) de siguranÍe, fiecare realizÊnd o dublŸ Ántrerupere pe fazŸ. CŸile de curent nu sunt continue pe toatŸ lungimea lor, fiecare avÊnd o porÍiune Án mijloc unde este montat elementul de Ánlocuire (cartuÛul fuzibil). Unele dispozitive au o singurŸ separare pe fazŸ, cum se aratŸ Án Fig. H19.

Fig. H17: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator cu declanÛare automatŸ.

Fig. H19: Simbol pentru fuzibile Ûi separator fŸrŸ declanÛare automatŸ.Fig. H18: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator fŸrŸ declanÛare automatŸ.

Fig. H16: Curentul de vÊrf limitat Án funcÍie de curentul eficace prezumat al componentei periodice a curentului de defect pentru fuzibile de joasŸ tensiune.

Fig. H20: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator + discontactor.

Fig. H21: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator de sarcinŸ + discontactor.

Domeniul de curent pentru aceste dispozitive este limitat la maximum 100 A, pentru tensiunea trifazatŸ de 400 V, fiind utilizate Án principal Án instalaÍii casnice sau similare. Pentru a evita confuzia Ántre prima variantŸ (cu declanÛare automatŸ) Ûi cea de a doua variantŸ, termenul “combinaÍie fuzibile Ûi separator” trebuie sŸ fie completat cu “automat” sau “neautomat”.

Separator combinat cu fuzibile + contactor dotat cu relee termice - separator de sarcinŸ combinat cu fuzibile + contactor dotat cu relee termice AÛa cum s-a menÍionat, un contactor dotat cu relee termice (discontactor) nu realizeazŸ protecÍia la scurtcircuit Ûi de aceea este necesarŸ prezenÍa siguranÍelor fuzibile de tip aM, pentru a realiza aceastŸ funcÍie. CombinaÍia este utilizatŸ Ánprincipal pentru circuitele de comandŸ ale motoarelor unde separatorul sau separatorul de sarcinŸ permite manevre, cum sunt:n schimbarea elementelor de Ánlocuire (cu circuitul deschis);n intervenÍia asupra circuitului din aval de contactorul dotat cu relee termice (existŸ riscul Ánchiderii acestuia prin comanda de la distanÍŸ).Separatorul combinat cu fuzibile trebuie sŸ fie interblocat cu contactorul cu relee. O manevrŸ de deschidere sau Ánchidere a separatorului combinat cu fuzibile trebuie sŸ fie posibilŸ numai dacŸ contactorul este deschis (Fig. H20), deoarece separatorul combinat cu fuzibile nu are posibilitatea de a comuta sub sarcinŸ. Un separator de sarcinŸ combinat cu fuzibile nu necesitŸ interblocare (Fig. H21). Aparatul de comutaÍie trebuie sŸ fie de clasŸ AC22 sau AC23 dacŸ circuitul alimenteazŸ un motor.

Întreruptor automat + contactor-Ántreruptor automat + contactor cu relee termiceAceste combinaÍii sunt utilizate Án sistemele de distribuÍie comandate la distanÍŸ, la care numŸrul de acÍionŸri este mare sau pentru comanda Ûi protecÍia circuitelor de alimentare a motoarelor.


Curentul de defect prezumat (kAvÊrf)

Curentul maxim posibil ex. 2,5 Ief (CEI)

Calibrul nominal al fuzibilului

Curbele caracteristice ale curentului de vÊrf limitat

Componenta periodicŸ a curentului de defect prezumat (kAef)


H10

3 Alegerea aparatelor de comutaÍie

3.1 Tabel cu caracteristici funcÍionaleDupŸ ce au fost studiate funcÍiile de bazŸ ale aparatelor de comutaÍie de JT (paragraful 1, Tab. H1) Ûi diferitele componente ale acestora, (paragraful 2), Tab. H22 prezintŸ posibilitŸÍile diferitelor aparate de realizare a funcÍiilor de bazŸ.

(1) Este realizatŸ Ántreruperea tuturor conductoarele active.(2) Ar putea sŸ fie necesarŸ menÍinerea alimentŸrii sistemului de oprire.(3) DacŸ este asociat cu un releu termic (combinaÍia este de obicei numitŸ “discontactor”).(4) În anumite ÍŸri, un separator cu contacte vizibile este montat obligatoriu la partea amonte a unei instalaÍii de JT alimentatŸ direct de la un transformator MT/JT.(5) Anumite tipuri de aparate de comutaÍie, sunt corespunzŸtoare pentru funcÍii de separare, (RCD conform CEI 61008) fŸrŸ sŸ se specifice explicit acest lucru.

3.2 SelecÍia aparatelor de comutaÍiePentru o alegere optimŸ a aparatelor de comutaÍie sunt utilizate din ce Án ce mai mult pachete de programe de calcul (software). Fiecare circuit este analizat Án mod separat Ûi este ÁntocmitŸ o listŸ a cerinÍelor referitoare la funcÍiile de protecÍie Ûi de logistica de exploatare a instalaÍiei, conform celor menÍionate Án tabelul Tab. H22 Ûi rezumate Án Tab. H1.Sunt studiate un numŸr de combinaÍii de aparate de comutaÍie Ûi se fac comparaÍii Ántre diverse soluÍii, cu scopul de a realiza:n performanÍe satisfŸcŸtoare;n compatibilitŸÍi Ántre elementele individuale, de la curentului nominal In pÊnŸ la curentului de defect Icu;n compatibilitate cu aparatajul de comutaÍie din amonte sau luarea Án consideraÍie a contribuÍiei acestuia Án procesele de comutaÍie;n conformitate cu toate reglementŸrile Ûi specificaÍiile Án vigoare, privind funcÍionarea sigurŸ Ûi fiabilŸ a circuitului respectiv. Pentru a determina numŸrul de poli ai unui tip de aparat de comutaÍie facem referire la capitolul G, paragraful 7, Fig. G64. Aparatele de comutaÍie multifuncÍionale, iniÍial mai costisitoare, reduc costurile aferente instalaÍiei Ûi problemele de montaj sau de exploatare. Adesea se constantŸ cŸ astfel de aparate de comutaÍie constituie cea mai bunŸ soluÍie tehnico-economicŸ.

Tab. H22: FuncÍiile Ándeplinite de diverse tipuri de aparate de comutaÍie.

Aparat de Separare ComandŸ ProtecÍie electricŸcomutaÍie FuncÍionalŸ De urgenÍŸ Oprire de Comutare ptr. SuprasarcinŸ Scurtcircuit DiferenÍial urgenÍŸ mentenanÍŸ (mecanicŸ) mecanicŸSeparator (cu n separ. vizibilŸ)(4)

Separator n n n(1) n(1)(2) n de sarcinŸ(5) Dispozitiv de n n n(1) n(1)(2) n n curent rezidual (RCD)(5)

Separator n n n(1) n(1)(2) n de sarcinŸ cuseparare vizibilŸContactor n n(1) n(1)(2) n n(3)

Teleruptor n n(1) n

Fuzibil n n nÎntreruptor n n(1) n(1)(2) n n n automat(5)

Întreruptor n n n(1) n(1)(2) n n n automat cu(5)

separ. vizibilŸÎntreruptor n n n(1) n(1)(2) n n n n automat de supracurent Ûi rezidual(5)

Locul de Originea fiecŸrui Toate punctele În general pe La punctele de La punctele de Originea fiecŸrui Originea fiecŸrui Originea circuit instalare circuit unde din punct circuitul de sosire alimentare ale alimentare ale circuit circuit unde sistemul de (principiu de vedere al fiecŸrui tablou fiecŸrei maÛini fiecŸrei maÛini tratare a neutrului general) operaÍional de distribuÍie Ûi/sau la fiecare este potrivit poate fi necesarŸ maÛinŸ implicatŸ TN-S, IT, TT oprirea procesului Án proces

H11

4 Întreruptoare automate

Întreruptoarele automate care asigurŸ separarea Ándeplinesc toate funcÍiile de bazŸ ale aparatelor de comutaÍie; Án acelaÛi timp, prin intermediul accesoriilor aferente, sunt create alte numeroase posibilitŸÍi funcÍionale.

AÛa cum se aratŸ Án Tab. H23 un Ántreruptor automat cu aptitudine de separare este sigurul tip de aparat de comutaÍie capabil sŸ satisfacŸ simultan toate funcÍiile necesare Ántr-o instalaÍie electricŸ.În plus, acesta poate sŸ realizeze o gamŸ largŸ de alte funcÍii, prin intermediul unor elemente auxiliare, de exemplu: semnalizare (Ánchidere/deschidere, declanÛare pe defect), declanÛare la tensiune minimŸ, comandŸ la distanÍŸ, etc. Aceste caracteristici fac din Ántreruptorul automat cu aptitudine de separare tipul de aparat de comutaÍie de bazŸ pentru orice instalaÍie electricŸ.

Tab. H23: FuncÍiile unui Ántreruptor automat cu aptitudine de separare.

4.1 Standarde Ûi descriereStandardePentru instalaÍii de JT de tip industrial, standardele CEI relevante sunt urmŸtoarele: n 60947-1: reguli generale; n 60947-2: partea a 2-a: Ántreruptoare de putere; n 60947-3: partea a 3-a: comutatoare, separatoare, separatoare de sarcinŸ, aparate de comutaÍie combinate cu siguranÍe fuzibile; n 60947-4: partea a 4-a: contactoare Ûi startere pentru motoare; n 60947-5: partea a 5-a: dispozitive de comandŸ a circuitelor Ûi elementelor de comutaÍie; n 60947-6: partea a 6-a: dispozitive cu funcÍii multiple de comutaÍie; n 60947-7: partea a 7-a: echipament auxiliar. Pentru instalaÍii de JT casnice Ûi similare, standardul corespunzŸtor este CEI 60898 Ûi/sau alte standarde naÍionale echivalente.

Descriere Figura H24 prezintŸ schematic pŸrÍile principale ale Ántreruptorului automat de JT Ûi funcÍiile aferente:n componentele de comutaÍie, conÍinÊnd contactele fixe Ûi mobile Ûi camera de stingere a arcului electric; n mecanismul Ántreruptorului, care deschide piesele de contact prin intermediul dispozitivului de declanÛare la aparitia unui supracurent. Acest mecanism cuprinde Ûi pÊrghia (maneta) de acÍionare manualŸ; n un dispozitiv de declanÛare, care cuprinde:o un dispozitiv termic Ûi magnetic Án care o lamŸ bimetalicŸ, acÍionatŸ termic, detecteazŸ o situaÍie de suprasarcinŸ, Án timp ce declanÛatorul electromagnetic acÍioneazŸ la nivele de curent corespunzŸtoare unui regim de scurtcircuit, sau o un releu electronic ce primeÛte informaÍii de la transformatorii de curent instalaÍi cÊte unul pe fiecare fazŸ; n un spaÍiu de conectare, unde se pot monta diferite tipuri de borne, pentru conectarea conductoarelor aferente circuitului de forÍŸ.Întreruptoarele automate pentru uz casnic (vezi Fig. H25, pagina urmŸtoare), conforme cu CEI 60898 sau alte standarde naÍionale echivalente Ándeplinesc funcÍiile de bazŸ de:n separare;n protecÍie Ámpotriva supracurentului.

Fig. H24: PŸrÍile principale ale unui Ántreruptor automat.

Întreruptoarele automate industriale trebuie sŸ fie conforme cu recomandŸrile CEI 60947-1 Ûi 60947-2, sau ale altor standarde echivalente. Tipurile de Ántreruptoare automate casnice trebuie sŸ se conformeze standardului CEI 60898 sau standardului naÍional echivalent.

FuncÍiuni CondiÍii posibileSeparare nComandŸ FuncÍional n ComandŸ de urgenÍŸ n (cu utilizarea unei bobine de declanÛare) ComutaÍie pentru n mentenanÍŸ mecanicŸProtecÍie SuprasarcinŸ n Scurtcircuit n Defect de izolaÍie n (cu releu de curent diferenÍial) MinimŸ tensiune n (cu bobinŸ de minimŸ tensiune)ComandŸ la distanÍŸ n (adaugatŸ separat sau ÁncorporatŸ)IndicaÍii Ûi mŸsurŸtori n (opÍiune generalŸ pentru declanÛator electronic)


H12

Anumite modele au fost concepute pentru a oferi protecÍie diferenÍialŸ (30 mA) prin adŸugarea unui bloc modular, Án timp ce alte modele (RCBO conform CEI 61009 Ûi CBR conform CEI 60947-2, Anexa B) au anexa diferenÍialŸ ÁncorporatŸ (vezi Fig. H26).În afarŸ de funcÍiile mai sus menÍionate Ûi alte funcÍii pot fi asociate ulterior unui Ántreruptor automat prin module adiÍionale, aÛa cum este arŸtat Án Fig. H27, Án special comanda de la distanÍŸ Ûi indicarea poziÍiei (Ánchis-deschis-declanÛat pe defect).

Fig. H27: Sistemul Multi 9 de aparataj modular de comutaÍie de JT.

Fig. H29: Exemplu de Ántreruptor automat industrial de regim greu. Masterpact-ul oferŸ numeroase funcÍii Áncorporate Án declanÛatorul sau Micrologic.

Întreruptoarele automate de JT Án carcasŸ turnatŸ, conforme cu CEI 60947-2, realizeazŸ prin intermediul blocurilor auxiliare adaptabile o gamŸ de funcÍii auxiliare similare celor descrise mai sus (vezi Fig. H28).Întreruptoarele automate industriale de regim greu, conforme cu CEI 60947-2, au Áncorporate numeroase funcÍii electronice Ûi de comunicare (vezi Fig. H29).AdiÍional funcÍiilor de protecÍie, unitŸÍile Micrologic aduc Ûi funcÍii de optimizare (inclusiv de calitatea energiei), de diagnozŸ, de comunicare, de monitorizare Ûi telecomandŸ.

Fig. H25: Întreruptoarele automate pentru uz casnic protejazŸ la supracurent Ûi au aptitudini de separare.

Fig. H26: În plus faÍŸ de Ántreruptorul automat de mai sus (din Fig. H25) acesta oferŸ protecÍie diferenÍialŸ.

Fig. H28: Exemplu de Ántreruptor automat de tip industrial (Compact NS) capabil sŸ ÁndeplineascŸ numeroase funcÍii auxiliare.


H13

4.2 Caracteristici fundamentale ale unui Ántreruptor automatParametrii fundamentali ai unui Ántreruptor automat sunt:n tensiunea nominalŸ Ue;n curentul nominal In; n domeniul de reglaj al curentului de declanÛare, pentru protecÍia la suprasarcinŸ (Ir(1) sau Irth(1)) Ûi pentru protecÍie la scurtcircuit (Im)(1); n capacitatea de deconectare (Icu pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial; Icn pentru cele de tip casnic).

Tensiunea nominalŸ (de funcÍionare) (Ue) Aceasta este tensiunea la care Ántreruptorul automat a fost proiectat sŸ funcÍioneze Án condiÍii normale. Alte valori de tensiune sunt asociate Ántreruptorului automat corespunzŸtoare altor condiÍii ÁntÊlnite Án exploatare, aÛa cum se aratŸ Án subparagraful 4.3

Curentul nominal (In) Aceasta este valoarea maximŸ a curentului, la care Ántreruptorul automat dotat cu un anumit tip de releu de protecÍie la supracurent poate sŸ funcÍioneze indefinit, la o temperaturŸ ambiantŸ specificatŸ de fabricant, fŸrŸ sŸ fie depŸÛite limitele de temperaturŸ specifice pentru cŸile de curent.

Exemplu Un Ántreruptor automat, avÊnd curentul nominal In = 125 A pentru temperatura ambiantŸ de 40° C, va fi echipat cu un releu de protecÍie la supracurent calibrat Án mod corespunzŸtor (la 125 A). AcelaÛi Ántreruptor automat poate fi utilizat la valori mai mari ale temperaturii ambiante dacŸ reglajul este modificat Án mod corespunzŸtor. Astfel, la o temperaturŸ ambiantŸ de 50° C, Ántreruptorul automat poate sŸ funcÍioneze Án regim de duratŸ numai la 117 A, (sau numai la 109 A, pentru 60° C), pentru a se conforma limitei de temperaturŸ specificate.Ajustarea reglajului unui Ántreruptor automat este realizatŸ prin reducerea valorii curentului de declanÛare aferent releului de suprasarcinŸ, fapt atestat printr-un marcaj corespunzŸtor, aferent Ántreruptorului. Utilizarea unui modul de declanÛare de tip electronic, proiectat sŸ funcÍioneze la temperaturi ridicate, permite Ántreruptoarelor automate sŸ funcÍioneze la o temperaturŸ ambiantŸ de 60° C (sau chiar la 70° C).NotŸ: curentul In pentru Ántreruptoare automate (conform CEI 60947-2) este egal cu Iu pentru aparatele de comutaÍie Án general, unde Iu este curentul nominal, de regim permanent.

Parametrii nominali Án cazul modulelor cu domenii multiple Un Ántreruptor automat, care poate fi dotat cu module diferite de protecÍie la supracurent, avÊnd diferite domenii de reglaj ale curentului de declanÛare este considerat ca avÊnd curentul nominal egal cu cea mai mare valoare a curentului de reglaj, aferentŸ tuturor tipurilor de relee de protecÍie cu care acesta poate fi echipat.

Exemplu Un Ántreruptor automat NS630N poate fi echipat cu 4 declanÛatoare electronice de la 150 la 630 A. Calibrul Ántreruptorului automat este de 630 A.

Curentul reglat al releului de suprasarcinŸ (Irth sau In) În afarŸ de Ántreruptoarele automate de curenÍi mici, care sunt foarte uÛor de Ánlocuit, Ántreruptoarele automate industriale de putere sunt echipate cu relee de protecÍie la supracurent demontabile sau interÛanjabile. În acest sens, pentru a adapta Ántreruptoarele automate la cerinÍele circuitului comandat Ûi pentru a evita necesitatea instalŸrii de cabluri supradimensionate, releele de protecÍie sunt, Án general, reglabile. Curentul reglat de declanÛare, In sau Irth (sunt utilizate ambele notaÍii) reprezintŸ valoarea curentului peste care Ántreruptorul automat va declanÛa. Acesta reprezintŸ de asemenea, curentul maxim pe care Ántreruptorul automat poate sŸ-l suporte, fŸrŸ declanÛare. AceastŸ valoare trebuie sŸ fie mai mare decÊt curentul maxim de sarcinŸ Ismax, dar mai redusŸ decÊt curentul maxim admisibil al circuitului, Iz (vezi capitolul G, subparagraful 1.3).Releele de protecÍie de tip “termic” sunt Án general reglabile de la 0,7 la 1,0 In. În cazul Án care sunt utilizate dispozitive electronice pentru aceste funcÍii, intervalul de reglaj este mai mare; tipic Án 0,4 Ûi 1,0 In.

Exemplu (vezi Fig. H30):Un Ántreruptor automat NS630N echipat cu un releu de protecÍie la supracurent STR23SE de 400 A reglat la 0,9 va avea curentul reglat de declanÛare: Ir = 400 x 0,9 = 360 A. NotŸ: pentru Ántreruptoarele automate echipate cu relee de protecÍie la supracurent, nereglabile Ir = In. Exemplu pentru Ántreruptorul automat C60N, 20A, Ir = In = 20A.(1) Reglajul valorilor de curent se referŸ la declanÛarea

termicŸ, la suprasarcinŸ Ûi magneticŸ, la scurtcircuit.

Fig. H30: Exemplu de Ántreruptor automat Compact NS630N echipat cu declanÛator STR23SE reglat la 0,9 pentru a avea Ir = 360 A.



H14

Reglajul curentului de declanÛare al releului de scurtcircuit (Im) Releele de declanÛare la scurtcircuit (instantanee sau cu temporizare de scurtŸ duratŸ) sunt destinate sŸ declanÛeze rapid Ántreruptorul automat la apariÍia curenÍilor de defect de valoare ridicatŸ. Valorile treptelor de declaÛare Im sunt:n fie stabilite de standarde pentru tipurile casnice de Ántreruptoarele automate, exemplu CEI 60898, saun indicate de fabricant pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial, corespunzŸtor standardelor, Án special CEI 60947-2.În cazul Ántreruptoarelor automate de tip industrial moderne, existŸ o mare varietate de dispozitive de declanÛare care permit utilizatorului sŸ adapteze caracteristicile de protecÍie ale Ántreruptorului automat la cerinÍele specifice consumatorilor (vezi Tab. H31, Fig. H32, Ûi Fig. H33).

Fig. H33: Curba de declanÛare a unui Ántreruptor automat cu declanÛator electronic.

Ir: Reglaj la suprasarcinŸ temporizatIm: Reglaj la scurtcircuit temporizatIi: Reglaj la scurtcircuit instantaneuIcu: Capacitatea de rupere

Fig. H32: Curba de declanÛare a unui Ántreruptor automat cu declanÛator magneto-termic.


Tab. H31: Gamele de declanÛare la suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit pentru Ántreruptoarele automate de joasŸ tensiune.

(1) 50 In Án CEI 60898, ceea ce este consideratŸ nerealistŸ de majoritatea fabricanÍilor europeni (Merlin Gerin: 10 la 14 In).(2) Pentru uz industrial, standardul CEI nu specificŸ valori. Valorile date Án tabel sunt cele de uz curent.

Tipul releului ProtecÍia la ProtecÍia la scurtcircuit de protecÍie suprasarcinŸ Întreruptoare Magneto- Ir = In Reglaj jos Reglaj standard Reglaj sus automate de uz termic tip B tip C tip D casnic CEI 60898 3 In i Im i 5 In 5 In i Im i 10 In 10 In i Im i 20 In(1)

Întreruptoare Magneto- Ir = In Reglaj jos Reglaj standard Reglaj sus automate modulare termic fixŸ tip B sau Z tip C tip D sau K industriale(2) 3,2 In i fix i 4,8 In 7 In i fix i 10 In 10 In i fix i 14 InÎntreruptoare Magneto- Ir = In fix FixŸ: Im = 7 la 10 In automate termic AjustabilŸ: AjustabilŸ: industriale(2) 0,7 In i Ir i In - Reglaj jos: 2 la 5 In CEI 60947-2 - Reglaj standard: 5 la 10 In Electronic TemporizatŸ TemporizatŸ, ajustabilŸ 0,4 In i Ir i In 1,5 Ir i Im i 10 Ir Instantanee fixŸ I = 12 la 15 In

H15

Caracteristici de separare (izolare)Un Ántreruptor automat este capabil sŸ separe un circuit dacŸ el ÁndeplineÛte condiÍiile impuse unui separator (la tensiunea sa nominalŸ) corespunzŸtoare standardelor (vezi subparagraful 1.2). În acest caz este denumit Ántreruptor-separator (cu aptitudine de separare) Ûi marcat cu simbolul .Toate aparatele de comutaÍie de JT: Multi9, Compact NS Ûi Masterpact, produse sub marca Merlin Gerin, se ÁncadreazŸ in aceastŸ categorie.

Capacitatea de deconectare la scurtcircuit (Icu sau Icn) Capacitatea de deconectare (nominalŸ) la scurtcircuit a unui Ántreruptor automat de putere, este cea mai mare valoare (prezumatŸ) a curentului, pe care acesta este capabil sŸ-l ÁntrerupŸ, fŸrŸ a suferi deteriorŸri semnificative. Valoarea de curent, specificatŸ Án standarde, este valoarea eficace a componentei de c.a. a curentului de defect, adicŸ se considerŸ componenta de c.c. tranzitorie (care este totdeauna prezentŸ Án cazurile cele mai defavorabile de scurtcircuit) ca fiind nulŸ. AceastŸ valoare nominalŸ (Icu) pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial Ûi (Icn) pentru cele de tip casnic, este de obicei datŸ Án kA valoare eficace.Icu (capacitatea de deconectare “limitŸ” sau “ultimŸ”, care implicŸ cea mai mare valoare pentru curentul de Ántrerupt, Án cadrul ciclului de Áncercare la scurtcircuit) Ûi Ics (capacitatea de deconectare, de serviciu, care implicŸ o anumitŸ valoare de curent, Án ciclul de Áncercare la scurtcircuit) sunt definite Án CEI 60947-2, ÁmpreunŸ cu un tabel care indicŸ relaÍia Ántre Ics Ûi Icu pentru diferite categorii de utilizare A (declanÛare instantanee) Ûi B (declanÛare temporizatŸ) aÛa cum se aratŸ Án subparagraful 4.3.ÎncercŸrile de laborator pentru stabilirea capacitŸÍii de rupere a Ántreruptoarelor automate, sunt guvernate de standarde specifice care includ:n secvenÍe de operare, cuprinzÊnd o succesiune de manevre de Ánchidere Ûi deschidere, Án regim de scurtcircuitn defazajul Ántre curent Ûi tensiune. Atunci cÊnd curentul este Án fazŸ cu tensiunea de alimentare (cos ϕ = 1) Ántreruperea curentului este mai uÛoarŸ, decÊt pentru altevalori ale factorului de putere. Deconectarea unui curent la valori reduse ale cos ϕ este mult mai dificil de realizat; un factor de putere egal cu zero fiind (teoretic) situaÍia cea mai defavorabilŸ.În practicŸ, toÍi curenÍii de defect de scurtcircuit din sistemele de distribuÍie, aufactori de putere subunitari. Ca urmare, standardele sunt bazate pe valori considerate ca fiind reprezentative pentru majoritatea sistemelor de distribuÍie. În general, cu cÊt nivelul curentului de defect este mai mare pentru o anumitŸ tensiune de alimentare, cu atÊt este mai scŸzutŸ valoarea factorului de putere corespunzŸtor buclei de defect (de exemplu, aproape de generatoare sau de transformatoare de mare putere).Tabelul H34, de mai jos, extras din CEI 60947-2 face legŸtura Ántre valorile standardizate ale factorului de putere cos ϕ Ûi curentul Icu corespunzŸtor pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial.n pentru determinarea capacitŸÍii de deconectare Icu a Ántreruptorului automat (prin realizarea unui secvenÍe deschidere-pauzŸ-Ánchidere-deschidere) sunt necesare teste relativ la urmŸtoarele elemente: o tensiunea de Íinere dielectricŸ, o performanÍele de separare, o funcÍionarea corectŸ a protecÍiei la suprasarcinŸ. Este necesar ca secvenÍa de Áncercare precedentŸ sŸ nu afecteze comportarea Ántreruptorului automat din punct de vedere al performanÍelor de comutaÍie.

4.3 Alte caracteristici ale unui Ántreruptor automatTensiunea nominalŸ de izolaÍie (Ui) Aceasta este valoarea de tensiune la care se efectueazŸ testele de rigiditate dielectricŸ (Án general mai mari decÊt 2 Ui) Ûi pentru care sunt definite distanÍele de strŸpungere Ûi conturnare. Valoarea maximŸ a tensiunii nominale de funcÍionare nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ tensiunea nominalŸ de izolaÍie, adicŸ Ue i Ui.

UrmŸtoarele caracteristici, mai puÍin importante, ale unui Ántreruptor automat de JT sunt deseori luate Án calcul atunci cÊnd seface alegerea finalŸ a acestuia.

Capacitatea de deconectare (rupere) la scurtcircuit a Ántreruptoarelor automate de JT depinde de valoarea factorului de putere cos ϕ aferent buclei de curent de defect. Valorile standard pentru aceste relaÍii au fost stabilte Án anumite standarde.


Tab. H34: Curentul Icu corespunzŸtor factorului de putere cos ϕ al reÍelei cu scurtcircuit (CEI 60947-2).

Icu cos ϕ6 kA < Icu i 10 kA 0,510 kA < Icu i 20 kA 0,320 kA < Icu i 50 kA 0,2550 kA < Icu 0,2


H16

Tensiunea nominalŸ de Íinere la impuls (Uimp) AceastŸ caracteristicŸ indicŸ valoarea de vÊrf (kVmax) a tensiunii de impuls (de o anumitŸ formŸ Ûi polaritate) pe care echipamentul este capabil sŸ o suporte Án condiÍii de test, fŸrŸ a se defecta, Ûi la care se raporteazŸ valorile distanÍelor de izolare.În general pentru Ántreruptoare automate industriale Uimp = 8 kV Ûi pentru cele domestice Uimp = 6kV.

Categoriile de Ántreruptoare automate (A sau B) Ûi curentul nominal admisibil de scurtŸ duratŸ (Icw) AÛa cum s-a menÍionat anterior (Án subparagraful 4.2) existŸ douŸ categorii de aparate de comutaÍie de tip industrial, de JT, Ûi anume A Ûi B conform CEI 60947-2: n aparate din categoria A, la care nu existŸ nici o ÁntÊrziere deliberatŸ Án acÍiunea dispozitivelor de declanÛare electromagneticŸ la scurtcircuit (vezi Fig. H35). Acestea sunt Án general Ántreruptoare automate cu carcasŸ turnatŸ, Ûin aparate din categoria B, pentru care, Án scopul de a realiza o coordonare cu celelalte Ántreruptoare Án sensul selectivitŸÍii protecÍiei, este posibilŸ declanÛarea temporizatŸ. Aceasta este posibil numai dacŸ nivelul curentului de defect este mai scŸzut decÊt curentul nominal admisibil de scurtŸ duratŸ (Icw) aferent Ántreruptorului automat respectiv (vezi Fig. H36). Acest mod de funcÍionare este Án general utilizat Án cazul Ántreruptoarelor aferente puterilor celor mai mari cu camere de rupere Án aer Ûi la anumite tipuri de Ántreruptoare de mare putere, cu carcasŸ turnatŸ. Icw este curentul maxim pe care Ántreruptoarele automate din categoria B, pot sŸ-l suporte din punct de vedere termic Ûi electrodinamic, un interval de timp indicat de fabricant, fŸrŸ deteriorŸri semnificative.

Curentul maxim de conectare (Ánchidere pe scurtcircuit - Icm)Icm este cea mai mare valoare instantanee a curentului, pe care un Ántreruptor automat poate sŸ-l conecteze, Án condiÍii specifice, la tensiunea nominalŸ. În reÍelele de c.a., aceastŸ valoare instantanee de vÊrf, este corelatŸ cu Icu (curentul de deconectare) prin coeficientul k. Acesta depinde de factorul de putere (cos ϕ) al buclei aferente curentului de scurtcircuit (aÛa cum se aratŸ Án Tab. H37).

Într-o instalaÍie proiectatŸ corect un Ántreruptor automat nu va fi niciodatŸ Án situaÍia de a funcÍiona la curentul maxim de deconectare, Icu. Din acest motiv, a fost introdus un nou parametru Ûi anume, Ics. Valoarea acestuia este definitŸ Án CEI 60947-2 ca fiind procent din Icu (25, 50, 75 Ûi 100%).

Exemplu: Un Masterpact NW08H2 are o capacitate de deconectare Icu Án valoare de 100 kA. Capacitatea acestuia de conectare de vÊrf Icm va fi 100 x 2,2 = 220 (kAmax).

Capacitatea de rupere de serviciu la scurtcircuit (Ics) Capacitatea nominalŸ de rupere limitŸ la scurtcircuit (Icu) sau capacitatea nominalŸ de Ánchidere la scurtcircuit (Icm) este curentul de defect maxim pe care Ántreruptorul automat poate sŸ-l ÁntrerupŸ fŸrŸ sŸ fie afectat Án mod semnificativ. Probabilitatea de apariÍie a unui astfel de curent este foarte scŸzutŸ Ûi Án circumstanÍe normale curenÍii de defect sunt considerabil mai scŸzuÍi decÊt capacitatea de rupere “limitŸ” Icu a Ántreruptorului. Pe de altŸ parte este important ca aceÛti curenÍi (cu probabilitate scŸzutŸ) sŸ fie ÁntrerupÍi Án condiÍii bune astfel ÁncÊt Ántreruptorul sŸ fie imediat disponibil pentru reÁnchidere, dupŸ ce circuitul defect a fost remediat. Din aceste motive, a fost creat un nou parametru Ics exprimat Án procente din Icu (25, 50, 75 Ûi 100% pentru Ántreruptoarele automate industriale). SecvenÍa standard de Áncercare la scurtcircuit este urmŸtoarea: n O - CO - CO(1) (la Ics); Testele realizate conform acestei secvenÍe sunt destinate sŸ verifice dacŸ Ántreruptorul este Án stare bunŸ Ûi disponibil unei funcÍionŸri normale. Pentru Ántreruptoarele automate de tip casnic Ics = k x Icn. Valorile coeficientului k sunt date Án CEI 60898 tabelul XIV. În Europa, practica industrialŸ utilizeazŸ un coeficient k de 100%, astfel ÁncÊt Ics = Icu.

(1) “O” reprezintŸ operaÍia de deschidere. “CO” reprezintŸ operaÍia de Ánchidere urmatŸ de deschidere.

Fig. H35: Întreruptor automat categoria A.

Fig. H36: Întreruptor automat categoria B,


Tab. H37: RelaÍia Ántre capacitatea de rupere nominalŸ Icu Ûi capacitatea de Ánchidere nominalŸ Icm la diferite valori ale factorului de putere al curentului de scurtcircuit, aÛa cum este standardizatŸ Án CEI 60947-2.

Icm cos ϕ Icm = k Icu

6 kA < Icu i 10 kA 0,5 1,7 x Icu

10 kA < Icu i 20 kA 0,3 2 x Icu

20 kA < Icu i 50 kA 0,25 2,1 x Icu

50 kA i Icu 0,2 2,2 x Icu

H17

Limitarea curentului de scurtcircuitCapacitatea de limitare a curentului de scurtcircuit aferentŸ unui Ántreruptor automat constŸ Án abilitatea de a preveni atingerea curentului de defect prezumat maxim, permiÍÊnd numai trecerea unui curent limitat, aÛa cum se aratŸ Án Fig. H38. Caracteristicile de limitare a curentului sunt date de producŸtor sub formŸ de diagrame specifice (Fig. H39, a Ûi b). n diagrama (a) aratŸ dependenÍa valorii de vÊrf a curentului limitat faÍŸ de valoarea componentei de c.a. a curentului de defect prezumat (curentul prezumat este curentul de defect care ar trece prin Ántreruptorul automat dacŸ nu s-ar realiza limitarea curentului);n limitarea de curent reduce semnificativ solicitŸrile termice (proporÍionale cu I2t) aceastŸ dependenÍŸ fiind arŸtatŸ Án diagrama (b) a Fig. H39. Aceste diagrame au Án abscisŸ valoarea eficace a componentei de c.a. a curentului de defect prezumat. Întreruptoarele automate pentru instalaÍii casnice Ûi similare sunt clasificate Án anumite standarde (mai ales standardul european EN 60898). Ca urmare, Ántreruptoarele automate aparÍinÊnd unei clase (de limitatoare de curent) au caracteristici de limitare standard, definite de clasa respectivŸ. În aceste cazuri fabricanÍii, de obicei, nu furnizeazŸ curbe de performanÍŸ caracteristice.

Multe modele de Ántreruptoare automate de JT sunt caracterizate printr-o capacitate de limitare a curentului de scurtcircuit, mijloc prin care acesta este redus Ûi este prevenitŸ atingerea valorii de vÊrf maxime a curentului prezumat (Fig. H38). PerformanÍele de limitare a curentului ale acestor Ántreruptoare automate sunt prezentate Án forma graficŸ Án Fig. H39, diagrama (a).

a) b)

Fig. H39: Curbele de performanÍŸ ale unui Ántreruptor automat de JT tipic.

Limitarea de curent reduce eforturile termice Ûi electrodinamice Án toate elementele de circuit parcurse de curent, prelungind semnificativ durata de viaÍŸ a acestor elemente. Mai mult, proprietatea de limitare permite utilizarea tehnicilor “de filiaÍie” (vezi 4.5), reducÊnd semnificativ costurile proiectŸrii Ûi instalŸrii unor circuite electrice.

Avantajele limitŸrii de curentUtilizarea Ántreruptoarelor automate limitatoare de curent aduce numeroase avantaje:n o mai bunŸ conservare a circuitelor instalaÍiei: Ántreruptoarele limitatoare de curent atenueazŸ puternic toate efectele nocive asociate curenÍilor de scurtcircuit;n reducerea efectelor termice: ÁncŸlzirea conductoarelor (Ûi implicit a instalaÍiei) este semnificativ redusŸ, astfel ÁncÊt durata de viaÍŸ a cablurilor creÛte corespunzŸtor;n reducerea efectelor electrodinamice (mecanice): forÍele datorate respingerii electrodinamice sunt mai reduse, cu risc mai mic de deformare Ûi posibilŸ rupere, uzurŸ excesivŸ a contactelor, etc.;n reducerea efectelor de influenÍŸ electromagneticŸ: o influenÍŸ mai redusŸ asupra instrumentelor de mŸsurŸ Ûi circuitelor asociate, sistemelor de telecomunicaÍii, etc.Ca urmare, Ántreruptoarele limitatoare contribuie la o exploatare optimŸ a:n cablurilor Ûi circuitelor electrice; n sistemelor de bare colectoare;n aparatelor de comutaÍie, reducÊnd semnificativ ÁmbŸtrÊnirea izolaÍiei. ExempluÎntr-un sistem avÊnd curentul de scurtcircuit prezumat de 150 kAef, un Ántreruptor automat Compact L limiteazŸ curentul de vÊrf la mai puÍin de 10% din valoarea de vÊrf prezumatŸ Ûi efectul termic (integrala Joule) la mai puÍin de 1% din valoarea calculatŸ. Utilizarea tehnicii filiaÍiei cu ajutorul unor Ántreruptoare limitatoare pe mai multe nivele de distribuÍie poate determina realizarea unor importante economii.Tehnica filiaÍiei, descrisŸ Án subcapitolul 4.5, permite realizarea de economii substanÍiale din punctul de vedere al aparatajului de comutaÍie (Ántreruptoarele din aval de cele limitatoare vor putea avea performanÍe mai reduse). Economiile care se fac la costul tablourilor de distribuÍie din faza de proiectare pot atinge, global, valoarea de 20%.Schemele de protecÍie selectivŸ Ûi schemele utilizÊnd tehnica filiaÍiei sunt compatibile pentru Ántreruptoarele automate Compact NS, pÊnŸ la capacitatea de deconectare maximŸ a acestora.

Fig. H38: CurenÍi prezumaÍi Ûi reali.



H18

4.4 SelecÍia unui Ántreruptor automatAlegerea unui Ántreruptor automat Alegerea unui Ántreruptor automat se realizeazŸ Án funcÍie de: n caracteristicile electrice ale instalaÍiei pentru care este destinat;n mediul ÁnconjurŸtor: temperaturŸ ambiantŸ, amplasare Án interiorul unui panou sau Ántr-un tablou de distribuÍie, condiÍii climatice, etc.;n cerinÍele de deconectare a curentului de scurtcircuit Ûi de conectare pe scurtcircuit;n specificaÍii funcÍionale: declanÛare selectivŸ, cerinÍe de comandŸ la distanÍŸ Ûi semnalizare, prezenÍa contactelor auxiliare, bobine auxiliare de declanÛare, integrarea Ántr-o reÍea localŸ (de comunicare, comandŸ Ûi semnalizare); n regulamente de exploatare aferente instalaÍiei, Án particular protecÍia persoanelor;n parametrii Ûi caracteristicile consumatorilor: motoare, iluminat fluorescent, transformatoare JT/JT etc. UrmŸtoarele paragrafe se referŸ la alegerea unui Ántreruptor automat de JT, destinat utilizŸrii Án sistemele de distribuÍie.

Alegerea curentului nominal Án funcÍie de temperatura ambiantŸCurentul nominal al unui Ántreruptor automat este definit pentru funcÍionarea la o temperaturŸ ambiantŸ specificatŸ, Án general: n 30° C pentru Ántreruptoarele automate de tip casnic;n 40° C pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial.PerformanÍele Ántreruptoarelor automate la diferite temperaturi ambiante, depind Án principal de tehnologie Ûi de unitŸÍile lor de declanÛare (vezi Fig. H40).

DeclanÛatoare termice Ûi electromagnetice necompensate Întreruptoarele automate cu declanÛatoare termice necompensate au mŸrimea curentului de declanÛare dependentŸ de temperatura mediului ambiant. DacŸ Ántreruptorul automat este instalat Ántr-o incintŸ sau Ántr-un loc ÁncŸlzit (camerŸ ÁncŸlzitŸ, etc.) curentul necesar pentru declanÛare la suprasarcinŸ va fi mult mai redus. CÊnd temperatura mediului Án care este amplasat Ántreruptorul automat depŸÛeÛte temperatura de referinÍŸ, reglajul acestuia trebuie corectat.Din acest motiv, fabricanÍii de Ántreruptoare automate furnizeazŸ tabele care indicŸ factorii de corecÍie pentru temperaturi diferite faÍŸ de temperatura de referinÍŸ a Ántreruptorului automat. Din aceste tabele, se poate observa (vezi Tab. H41) cŸ la temperaturi mai joase decÊt valoarea de referinÍŸ, are loc o mŸrire virtualŸ a parametrilor nominali ai Ántreruptorului automat. În plus, reperele modulare de Ántreruptoare automate de curenÍi mici, montate prin juxtapunere (aÛa cum se aratŸ Án Fig. H27) sunt de obicei plasate Ántr-o carcasŸ metalicŸ, ÁnchisŸ. În aceste situaÍii ÁncŸlzirea reciprocŸ, produsŸ de curenÍii de sarcinŸ normali, necesitŸ aplicarea unui coeficient de corecÍie de 0,8.

Alegerea unei anumite clase de Ántreruptoare automate este determinatŸ de: caracteristicile electrice ale instalaÍiei, mediul ÁnconjurŸtor, sarcinile Ûi necesitŸÍile de comandŸ la distanÍŸ, ÁmpreunŸ cu tipul de sistem de telecomunicaÍii utilizat.

Fig. H40: Temperatura ambiantŸ.

Întreruptoarele automate cu dispozitive de declanÛare termice necompensate au nivelul de curent de declanÛare dependent de temperatura mediului ambiant.

Tab. H41: Exemplu de tabele pentru determinarea factorului de declasare/supraclasare Án funcÍie de temperatura ambiantŸ pentru Ántreruptoarele automate fŸrŸ declanÛatoare compensate.

C60a, C60H: curbŸ C, C60N: curbŸ B Ûi C (temperatura de referinÍŸ: 30° C)Curent (A) 20° C 25° C 30° C 35° C 40° C 45° C 50° C 55° C 60° C1 1,05 1,02 1,00 0,98 0,95 0,93 0,90 0,88 0,852 2,08 2,04 2,00 1,96 1,92 1,88 1,84 1,80 1,743 3,18 3,09 3,00 2,91 2,82 2,70 2,61 2,49 2,374 4,24 4,12 4,00 3,88 3,76 3,64 3,52 3,36 3,246 6,24 6,12 6,00 5,88 5,76 5,64 5,52 5,40 5,3010 10,6 10,3 10,0 9,70 9,30 9,00 8,60 8,20 7,8016 16,8 16,5 16,0 15,5 15,2 14,7 14,2 13,8 13,520 21,0 20,6 20,0 19,4 19,0 18,4 17,8 17,4 16,825 26,2 25,7 25,0 24,2 23,7 23,0 22,2 21,5 20,732 33,5 32,9 32,0 31,4 30,4 29,8 28,4 28,2 27,540 42,0 41,2 40,0 38,8 38,0 36,8 35,6 34,4 33,250 52,5 51,5 50,0 48,5 47,4 45,5 44,0 42,5 40,563 66,2 64,9 63,0 61,1 58,0 56,7 54,2 51,7 49,2

NS250N/H/L (temperatura de referinÍŸ: 40° C)Curent (A) 40° C 45° C 50° C 55° C 60° CTM160D 160 156 152 147 144TM200D 200 195 190 185 180TM250D 250 244 238 231 225


H19

ExempluCare este valoarea curentului nominal In, aferentŸ unui Ántreruptor automat C60N cu urmŸtoarele funcÍii: n protejeazŸ un circuit, curentul de sarcinŸ maxim fiind estimat la 34 A;n este instalat alŸturi de alte Ántreruptoare automate, Ántr-o cutie de distribuÍie ÁnchisŸ;n temperatura mediului ambiant este de 50° C.Un Ántreruptor automat C60N de 40 A va trebui utilizat la 35,6 A la temperatura mediului ambiant de 50° C (vezi Tab. H41). Pentru a Íine seama de ÁncŸlzirea reciprocŸ din spaÍiul Ánchis trebuie utilizat un coeficient de 0,8 - dupŸ cum s-a arŸtat mai devreme - astfel ÁncÊt 35,6 x 0,8 = 28,5 A, care nu este corespunzŸtor sarcinii de 34 A. De aceea, trebuie ales un Ántreruptor automat de 50 A, care asigurŸ un curent nominal dupŸ declasare de 44 x 0,8 = 35,2 A.

DeclanÛatoare termice Ûi electromagnetice compensate Aceste declanÛatoare conÍin o lamŸ bimetalicŸ de compensare, care permite reglajul curentului de declanÛare la suprasarcinŸ (Ir sau Irth) Án cadrul unui interval specific, independent de temperatura ambiantŸ.Exemplu:n Án anumite ÍŸri sistemul TT este standard pentru reÍelele de distribuÍie de JT Ûi instalaÍiile casnice (sau similare) sunt protejate la punctul de delimitare de un Ántreruptor automat furnizat de autoritatea competentŸ. Acest Ántreruptor automat, pe lÊngŸ protecÍia la atingerea indirectŸ, va declanÛa la suprasarcinŸ Án cazul Án care consumatoarul depŸÛeÛte nivelul de curent fixat Án contractul Áncheiat cu furnizorul de energie. Întreruptoarele automate (In i 60A) sunt compensate pentru intervalul de temperaturi (-5° C la +40° C). n Ántreruptoarele automate de JT, avÊnd curenÍii nominali (In i 630 A) sunt de regulŸ echipate cu declanÛatoare compensate pentru intervalul (-5° C la +40° C).

DeclanÛatoare electronice Un avantaj important al declanÛatoarelor electronice Ál constituie stabilitatea caracteristicilor, Án condiÍii de temperaturŸ variabilŸ. TotuÛi, ÁnsuÛi aparatul de comutaÍie impune limite, aÛa cum s-a menÍionat anterior, astfel ÁncÊt fabricanÍii dau de obicei un tabel de dependenÍŸ a valorilor maxime admisibile pentru valorile curentului de declanÛare Án funcÍie de temperatura ambiantŸ (vezi Fig. H42).

DeclanÛatoarele electronice sunt foarte stabile Án condiÍii de temperaturŸ variabilŸ.

Fig. H42: Declasarea unui Ántreruptor automat Masterpact NW20, Án funcÍie de temperaturŸ.

Masterpact, versiunea NW20 40°C 45°C 50°C 55°C 60°CH1/H2/H3 DebroÛabil cu In (A) 2.000 2.000 2.000 1.980 1.890 bornele pe plat Reglaj maxim Ir 1 1 1 0,99 0 ,95L1 DebroÛabil cu In (A) 2.000 2.000 1.900 1.850 1.800 bornele pe cant Reglaj maxim Ir 1 1 0,95 0,93 0 ,90



H20

Alegerea pragului de declanÛare instantanee sau cu temporizare redusŸ Tabelul H43 de mai jos prezintŸ principalele caracteristici ale declanÛatoarelor instantanee sau cu temporizare redusŸ.

Alegerea Ántreruptorului automat Án funcÍie de capacitatea de rupere Instalarea unui Ántreruptor automat Ántr-o instalaÍie de JT trebuie sŸ ÁndeplineascŸ una din condiÍiile urmŸtoare: n sŸ aibŸ o capacitate de rupere Icu Ûi Ics (sau Icn) egalŸ sau mai mare decÊt curentul de scurtcircuit prezumat, calculat Án punctul respectiv al instalatiei, sau n dacŸ prima condiÍie nu este satisfŸcutŸ, sŸ fie asociat cu un alt dispozitiv, plasat Án amonte, care are capacitatea de deconectare necesarŸ.În al doilea caz, caracteristicile celor douŸ dispozitive trebuie sŸ fie coordonate astfel ÁncÊt energia care poate sŸ treacŸ prin dispozitivul din amonte sŸ nu depŸÛeascŸ pe cea pe care poate sŸ o suporte dispozitivul din aval. De asemenea cablurile asociate, conductoarele Ûi celelalte componente, trebuie sŸ nu fie afectate Án nici un fel. AceastŸ tehnicŸ este utilizatŸ eficient Án:n asocierea siguranÍelor cu Ántreruptoare automate;n asocierea Ántreruptoarelor limitatoare cu Ántreruptoare automate standard. AceastŸ tehnicŸ este denumitŸ filiaÍie (vezi subparagraful 4.5).

Alegerea Ántreruptoarelor automate generale Ûi plecŸri Un singur transformator DacŸ transformatorul este plasat Án postul de transformare de tip consumator, anumite standarde naÍionale impun un aparat de comutaÍie de JT, la care poziÍia “deschis” a contactelor este vizibilŸ, cum este cazul unui Compact NS debroÛabil.

Exemplu (vezi Fig. H44 pagina alaturatŸ)Ce tip de aparat este potrivit pentru a Ándeplini funcÍia de Ántreruptor automat principal Ántr-o instalaÍie alimentatŸ printr-un transformator trifazat 250 kVA MT/JT (400 V) plasat Ántr-un post de transformare de tip consumator?In transformator = 360 AIsc (trifazat) = 8,9 kAUn Ántreruptor automat de 400 A, cu un declanÛator reglabil Án intervalul 250 - 400 A Ûi cu o capacitate nominalŸ de rupere (Icu = 45 kA) va fi corespunzŸtor acestei utilizŸri.

Instalarea unui Ántreruptor automat de JT impune ca valoarea capacitŸÍii de rupere a acestuia (sau aceea a Ántreruptorului automat ÁmpreunŸ cu a dispozitivului asociat) sŸ fie egalŸ sau mai mare decÊt curentul de scurtcircuit prezumat calculat, Án punctul de instalare.

Întreruptorul automat conectat la ieÛirea celui mai mic transformator trebuie sŸ aibŸ capacitatea de rupere adecvatŸ curentului de defect cel mai mare care poate sŸ treacŸ prin Ántreruptorul automat aferent oricŸrui alt transformator.


Tab. H43: Diferite declanÛatoare instantanee sau cu temporizare redusŸ.

Tip DeclanÛator AplicaÍii Reglaj jos, n surse cu puteri de scurtcircuit reduse tip B (generatoare de rezervŸ) n cabluri sau linii aeriene lungi

Reglaj standard, n protecÍia circuitelor, cazul general tip C

Reglaj sus n protecÍia circuitelor cu curenÍi tranzitorii tip D sau K iniÍiali importanÍi (motoare, transformatoare, sarcini rezistive)

12 In n protecÍia motoarelor Án asociere cu tip MA discontactoarele (contactoare cu protecÍie la suprasarcinŸ)

H21

Mai multe transformatoare Án paralel (vezi Fig. H45)n Întreruptoarele automate CBP plecŸri din tabloul de distribuÍie de JT, trebuie sŸ fie capabile sŸ ÁntrerupŸ curentul de defect al tuturor transformatoarelor conectate Án paralel la barele colectoare adicŸ: Iscl + Isc2 + Isc3;n Întreruptoarele automate CBM, fiecare controlÊnd cÊte o ieÛire de transformator, trebuie sŸ fie capabile sŸ deconecteze curentul de scurtcircuit maxim (de exemplu) de numai Isc2 + Isc3 pentru un scurtcircuit produs Án amonte de CBM1. Din aceste consideraÍii, se observŸ cŸ Án aceste circumstanÍe, Ántreruptorul automat al celui mai mic transformator va fi afectat de cel mai mare curent de scurtcircuit, Án timp ce Ántreruptorul automat al celui mai mare transformator va fi parcurs de cel mai mic curent de scurtcircuit; n Reglajul intreruptoarelor automate CBM trebuie ales Án acord cu puterile nominale ale transformatoarelor respective. NotŸ: condiÍiile de bazŸ pentru funcÍionarea corectŸ a celor trei transformatoare trifazate Án paralel, pot fi rezumate astfel: 1. Defazajul Ántre tensiunile primar Ûi secundar sŸ fie acelaÛi pentru toate unitŸÍile conectate Án paralel. 2. Tensiunile nominale Án gol trebuie sŸ fie aceleaÛi pentru toate unitŸÍile. 3. Tensiunea de scurtcircuit (usc%) trebuie sŸ fie aceeaÛi pentru toate unitŸÍile. De exemplu, un transformator de 750 kVA cu usc = 6% va alimenta corect o sarcinŸ ÁmpreunŸ cu un transformator de 1000 kVA, avÊnd usc = 6%. În acest caz, transformatoarele vor fi ÁncŸrcate proporÍional cu puterile lor. Pentru transformatoare la care raportul puterilor depŸÛeÛte valoarea 2, funcÍionarea Án paralel nu este recomandatŸ. Tabelul H46 indicŸ pentru configuraÍia cea mai uzualŸ (2 sau 3 transformatoare de puteri egale) curenÍii de scurtcircuit care solicitŸ Ántreruptoarele automate CBM Ûi CBP conform Fig. H45. Tabelul se bazeazŸ pe urmŸtoarele ipoteze:n puterea trifazatŸ de scurtcircuit pe partea de MT a transformatorului este 500 MVA;n transformatoarele sunt de tip standard de 20/0,4 kV Ûi au puteri nominale conform tabelului;n cablurile aferente fiecŸrui transformator, pÊnŸ la Ántreruptorul automat de JT, sunt realizate din conductor monofilar, de lungime 5 m;n Ántre fiecare CBM al circuitului de sosire Ûi fiecare CBP al circuitului de plecare existŸ o lungime de 1 m de bare colectoare;n aparatajul de comutaÍie este instalat Ántr-un dulap de distribuÍie Ánchis, montat la sol; temperatura ambiantŸ este de 30° C.De asemenea tabelul indicŸ tipurile de Ántreruptoare automate din fabricaÍia Merlin Gerin recomandate pentru funcÍia de tip CBM Ûi respectiv CBP, la fiecare caz.

Exemplu (vezi Fig. H47 pagina urmŸtoare).n Alegerea Ántreruptoarelor automate pentru funcÍia de CBM:In pentru un transformator de 800 kVA = 1126 A (la 410 V tensiune Án gol) Icu (minim) = 48 kA (din Tab. H46)CBM indicat Án tabel este Compact NS 1250 N (Icu = 50 kA). n Alegerea Ántreruptoarelor automate pentru funcÍia CBP:Capacitatea de rupere la scurtcircuit (Icu) necesarŸ acestor Ántreruptoare automate este 56 kA, conform Tab. H46.SoluÍia recomandatŸ pentru cele trei circuite de plecare 1, 2 Ûi 3 o reprezintŸ Ántreruptoarele automate limitatoare de curent, tip NS 400 L, NS 250 L, NS 100L. Curentul Icu Án fiecare caz este 150 kA.

Fig. H44: Exemplu de transformator plasat Án postul de transformare de tip consumator.

Fig. H45: Transformatoare Án paralel.

Tab. H46: Valorile maxime ale curentului de scurtcircuit ce pot fi Ántrerupte de Ántreruptoarele sosire Ûi plecare din TG (CBM Ûi CBP), pentru cÊteva transformatoare Án paralel.


NumŸrul Ûi puterea Capacitatea de rupere Selectivitatea totalŸ Ántre Capacitatea de rupere min. Curentul nominal In al nominalŸ (kVA) pentru min. a Ántreruptorului Ántreruptoarelor autom. sosire a Ántreruptoarelor autom. Ántreruptoarelor autom. transformatoare 20/0,4 kV automat sosire (Icu) kA (CBM) Ûi plecare (CBP) din TG plecare (Icu) kA plecare (CPB) 250A2 x 400 14 NW08N1/NS800N 27 NS250H 3 x 400 28 NW08N1/NS800N 42 NS250H 2 x 630 22 NW10N1/NS1000N 42 NS250H 3 x 630 44 NW10N1/NS1000N 67 NS250H 2 x 800 19 NW12N1/NS1250N 38 NS250H 3 x 800 38 NW12N1/NS1250N 56 NS250H 2 x 1.000 23 NW16N1/NS1600N 47 NS250H 3 x 1.000 47 NW16N1/NS1600N 70 NS250H 2 x 1.250 29 NW20N1/NS2000N 59 NS250H 3 x 1.250 59 NW20N1/NS2000N 88 NS250L 2 x 1.600 38 NW25N1/NS2500N 75 NS250L 3 x 1.600 75 NW25N1/NS2500N 113 NS250L 2 x 2.000 47 NW32N1/NS3200N 94 NS250L 3 x 2.000 94 NW32N1/NS3200N 141 NS250L


H22

Aceste Ántreruptoare automate oferŸ urmŸtoarele avantaje: o selectivitate totalŸ faÍŸ de Ántreruptorul automat CBM din amonte, o utilizarea tehnicii “filiaÍiei” pentru componentele din aval, rezultÊnd avantaje economice.

Alegerea Ántreruptoarelor automate din circuitul de plecare Ûi din circuitele finale Utilizarea Tabelului G40Cu ajutorul acestui tabel poate fi determinatŸ rapid valoarea curentului de scurtcircuit trifazat, Án orice punct al instalaÍiei, dacŸ se cunosc: n valoarea curentului de scurtcircuit Ántr-un punct din amonte de Ántreruptorul respectiv;n lungimea, secÍiunea Ûi structura conductoarelor Ántre cele douŸ puncte.Este recomandatŸ alegerea unui Ántreruptor automat cu o capacitate de rupere superioarŸ celei din tabel.

Calculul detaliat al nivelului curentului de scurtcircuit Pentru a calcula Án mod precis curentul de scurtcircuit, mai ales atunci cÊnd capacitatea de rupere a Ántreruptorului automat este ceva mai micŸ decÊt cea indicatŸ Án tabel, este necesar sŸ se utilizeze metoda din capitolul G, paragraful 4.

Întreruptoarele automate bipolare (cu poli pe fazŸ Ûi neutru), avÊnd protecÍie pe un singur pol Aceste Ántreruptoare automate sunt Án general dotate cu un dispozitiv de protecÍie la supracurent, plasat numai pe polul fazei. Acestea pot fi utilizate Án schemele TT, TN-S Ûi IT. Reamintim cŸ Ántr-o schemŸ IT trebuiesc respectate urmŸtoarele condiÍii:n condiÍia (B) din Tab. G67, relativ la protecÍia conductorului de neutru, faÍŸ de supracurentul care apare Án cazul defectului dublu;n capacitatea de deconectare la scurtcircuit (nominalŸ): un Ántreruptor automat bipolar (fazŸ Ûi neutru) trebuie sŸ fie capabil sŸ ÁntrerupŸ pe un pol (la tensiunea dintre faze) curentul unui defect dublu egal cu 15% din curentul de scurtcircuit trifazat din punctul respectiv al instalaÍiei, dacŸ curentul este i 10 kA, sau 25% din curentul de scurtcircuit trifazat, dacŸ acesta depŸÛeÛte 10 kA;n protecÍia la atingere indirectŸ: aceastŸ protecÍie este realizatŸ conform regulilor pentru schemele IT.

Capacitate de deconectare insuficientŸÎn sistemele de distribuÍie de JT se ÁntÊmplŸ uneori (mai ales Án reÍelele foarte ÁncŸrcate) ca Isc calculat sŸ depŸÛeascŸ Icu al Ántreruptorului automat disponibil Án instalaÍie, sau modificŸri ale reÍelei din amonte, sŸ ducŸ la depŸÛirea performanÍelor Ántreruptorului automat de JT.n SoluÍia 1: verificaÍi dacŸ Ántreruptoarele automate din amonte sunt limitatoare de curent, permiÍÊnd aplicarea principiului filiaÍiei (descris Án subparagraful 4.5); n SoluÍia 2: instalarea unei game de Ántreruptoare automate avÊnd performanÍe sporite. AceastŸ soluÍie este interesantŸ din punct de vedere economic atunci cÊnd numai unul sau douŸ Ántreruptoare sunt afectate; n SoluÍia 3: asocierea siguranÍelor limitatoare de curent “gG” sau “aG” (cu Ántreruptoarele automate implicate), pe partea amonte. AceastŸ combinaÍie trebuie totuÛi sŸ respecte urmŸtoarele reguli:o performanÍele siguranÍei trebuie sŸ fie corespunzŸtoare, o sŸ nu se monteze siguranÍe pe conductorul de neutru, exceptÊnd anumite instalaÍii IT unde un defect dublu produce un curent Án conductorul de neutru care poate depŸÛi capacitatea de deconectare a Ántreruptorului automat. În acest caz, topirea siguranÍei de pe neutru, trebuie sŸ ducŸ la declanÛarea Ántreruptorului automat Ûi Ántreruperea tuturor fazelor.

4.5 Coordonarea Ántre Ántreruptoarele automateTehnica “filiaÍiei”Descrierea tehnicii “filiaÍiei”Prin limitarea Án amplitudine Ûi duratŸ a valorii de vÊrf a curentului de scurtcircuit un Ántreruptor automat limitator permite utilizarea, Án circuitele din aval, a unor aparate de comutaÍie Ûi componente de circuit cu capacitŸÍi de deconectare Ûi performanÍe de stabilitate termicŸ Ûi electrodinamicŸ mai scŸzute decÊt Án cazurile clasice. Reducerea dimensiunilor fizice Ûi a cerinÍelor de perfomanÍŸ asigurŸ economii substanÍiale Ûi simplificarea lucrŸrilor de instalare. Este de remarcat cŸ, Án timp ce Ántreruptoarele automate limitatoare de curent produc un efect de creÛtere virtualŸ a impedanÍei sursei pe durata scurtcircuitului, acestea nu au nici un efect Án alte condiÍii cum ar fi pornirea unui motor de putere mare (cÊnd este de dorit o impedanÍŸ redusŸ a sursei). În acest sens, de mare interes este gama de Ántreruptoare limitatoare Compact NS cu performanÍe ridicate de limitare.

Nivelele de curent de scurtcircuit din orice punct al unei instalaÍii electrice pot fi obÍinute din tabele.

Tehnica “filiaÍiei” utilizeazŸ proprietŸÍile Ántreruptoarelor limitatoare de curent pentru a permite instalarea Án aval de acestea, a unor cabluri Ûi componente de circuit cu performanÍe semnificativ mai reduse decÊt ar fi fost necesar, simplificÊnd Ûi reducÊnd costurile instalaÍiei.

Fig. H47: Transformatoare Án paralel.


H23

CondiÍii de exploatare Cele mai multe standarde naÍionale permit utilizarea tehnicii “filiaÍiei” cu condiÍia ca nivelul de energie care trece prin Ántreruptoarele limitatoare sŸ fie mai mic decÊt cel pe care pot sŸ Ál suporte Ántreruptoarele Ûi componentele din aval.În practicŸ, aceastŸ condiÍie poate fi verificatŸ numai prin ÁncercŸri realizate Án laborator. Astfel de teste sunt realizate de fabricanÍi care furnizeazŸ informaÍii sub formŸ de tabel. În acest mod, utilizatorii pot sŸ proiecteze Ántr-o manierŸ riguroasŸ o schemŸ tip cascadŸ, bazatŸ pe combinaÍii de tipuri de Ántreruptoare recomandate.De exemplu, Tab. H48 indicŸ posibilitatea utilizŸrii tehnicii “filiaÍiei” a Ántreruptoarelor automate de tip C60, Clario Ûi NG125, dacŸ se instaleazŸ Án aval de Ántreruptoarele limitatoare NS 250 N, H sau L pentru instalaÍii de 230/400 V sau 240/415 V trifazate.

În general sunt necesare ÁncercŸri de laborator, pentru a ne asigura cŸ sunt Ándeplinite condiÍiile de exploatare impuse de standardele naÍionale Ûi cŸ producŸtorul asigurŸ combinaÍii corespunzŸtoare de aparate de comutaÍie

Avantajele tehnicii “filiaÍiei” De procesul de limitare a curentului beneficiazŸ toate circuitele din aval care sunt alimentate prin Ántreruptorul automat limitator respectiv.Principiul nu este restrictiv, adicŸ Ántreruptoarele automate limitatoare pot fi montate Án orice punct al instalaÍiei unde circuitele Ûi componentele din aval ar avea performanÍe inadecvate. Rezultatul este: n simplificarea calculelor de curent de scurtcircuit;n simplificarea, adicŸ alegerea Ántr-un domeniu mai larg a aparatelor de comutaÍie Ûi echipamentelor din aval;n utilizarea unor aparate de comutaÍie Ûi echipamente cu performanÍe mai reduse, cu micÛorarea costurilor corespunzŸtoare;n economie de spaÍii de amplasare, deoarece echipamentele cu performanÍe mai reduse sunt Án general mai puÍin voluminoase.

DeclanÛarea selectivŸ (selectivitatea)Selectivitatea este realizatŸ de dispozitive automate de protecÍie, astfel ÁncÊt un defect care apare Án orice punct a instalaÍiei, sŸ fie deconectat de dispozitivele de protecÍie plasate imediat Án amonte de defect, Án timp ce toate celelalte dispozitive de protecÍie rŸmÊn Án aceeÛi stare (vezi Fig. H49).

Selectivitatea poate fi totalŸ sau parÍialŸ. Aceasta poate fi bazatŸ pe principiul nivelelor de curent sau temporizŸrilor sau o combinaÍie a celor douŸ. DezvoltŸri recente sunt bazate pe principiul selectivitŸÍii logice. Un sistem (brevetat de Merlin Gerin) utilizeazŸ avantajele combinate ale limitŸrii de curent Ûi selectivitŸÍii.


Tab. H48: Exemple de posibilitŸÍi de “filiaÍie” pentru instalaÍii de 230/400 V sau 240/415 V trifazate.

kAeficace Capacitatea de rupere 150 NS250La Ántreruptorului 50 NS250Hautomat limitator 35 NS250Namonte

Capacitatea de rupere 150 NG125La Ántreruptorului 70 NG125Lautomat aval (beneficiind 40 C60L i 40 A C60L i 40 Ade tehnica “filiaÍiei”) 36 NG125N NG125N 30 C60H C60N/H/L C60N/H C60L C60L 50-63 A 25 C60N C120N/H C120N/H C120N/H 20 Clario Clario Clario

Fig. H49: Selectivitate totalŸ Ûi parÍialŸ.


H24

Selectivitatea Ántre Ántreruptoarele automate A Ûi B este totalŸ dacŸ valoarea maximŸ a curentului de scurtcircuit Án circuitul B (Isc B) nu depŸÛeÛte reglajul de declanÛare la scurtcircuit al Ántreruptorului automat A (Im A). În aceastŸ situaÍie la scurtcircuit va declanÛa numai B (vazi Fig. H50).Selectivitatea este parÍialŸ dacŸ curentul de scurtcircuit maxim posibil Án circuitul B depŸÛeÛte reglajul de declanÛare aferent Ántreruptorului automat A. Într-o astfel de situaÍie la curent de scurtcircuit maxim, vor declanÛa ambele Ántreruptoare automate A Ûi B (vezi Fig. H51).

Selectivitatea bazatŸ pe nivelul de curent: protecÍia Ámpotriva suprasarcinilor (vezi Fig. H52a).AceastŸ metodŸ este realizatŸ prin reglajul succesiv al nivelelor de declanÛare ale releelor, Án trepte, de la releul din aval (reglaj inferior) cŸtre sursŸ (reglaj superior). Selectivitatea este totalŸ sau parÍialŸ conform anumitor condiÍii particulare, aÛa cum s-a arŸtat Án exemplele de mai sus.Ca regulŸ selectivitatea este obÍinutŸ cÊnd:n IrA/IrB > 2:

Selectivitatea bazatŸ pe nivele de timp: protecÍia Ámpotriva scurtcircuitelor de nivel scŸzut (vezi Fig. H52b)AceastŸ metodŸ este implementatŸ prin reglajul declanÛŸrii temporizate astfel ÁncÊt releele din aval sŸ aibŸ cel mai scurt timp de acÍiune; ÁntÊrzierea creÛte progresiv pe mŸsurŸ ce ÁnaintŸm cŸtre sursŸ.În diagrama cu douŸ nivele prezentatŸ Ántreruptorul automat A, din amonte, este ÁntÊrziat suficient pentru a asigura selectivitatea totalŸ cu Ántreruptorul automat B (de exemplu, Masterpact cu declanÛator electronic).

Selectivitatea bazatŸ pe combinarea celor douŸ metode de mai sus (vezi Fig. H52c)O ÁntÊrziere mecanicŸ, adiÍionalŸ schemei nivelelor de curent, poate sŸ ÁmbunŸtŸÍeascŸ performanÍele de selectivitate globalŸ. Întreruptorul automat din amonte are douŸ niveluri pentru declanÛarea electromagneticŸ ultrarapidŸ:n Im A declanÛator magnetic cu temporizare sau declanÛator electronic cu scurtŸ temporizare;n Ii declanÛare instantanee.Selectivitatea este totalŸ dacŸ Isc B < Ii (instantanee).

Selectivitatea bazatŸ pe nivelele energiei arcului electric: protecÍia Ámpotriva scurtcircuitelor foarte puterniceAceastŸ tehnologie implementatŸ Án Ántreruptorul automat limitator Compact NS este extrem de eficientŸ pentru obÍinerea selectivitŸÍii totale.Principiu: Atunci cÊnd un scurtcircuit foarte puternic este detectat de cŸtre douŸ Ántreruptoare automate A Ûi B, contactele acestora se deschid simultan. Ca rezultat curentul este limitat semnificativ.n cantitatea importantŸ de energie a arcului electric provoacŸ declanÛarea Ántreruptorului automat B;n apoi energia scade Ûi nu mai este suficientŸ pentru a provoca declanÛarea lui A.Ca regulŸ, selectivitatea Ántre Compact NS este totalŸ dacŸ raportul Ántre A Ûi B este mai mare decÊt 2,5.

Selectivitate prin nivele de curent

Fig. H51: Selectivitate parÍialŸ Ántre Ántreruptoarele automate A Ûi B.

Fig. H50: Selectivitate totalŸ Ántre Ántreruptoarele automate A Ûi B.

Selectivitatea prin nivele de curent este realizatŸ prin reglajul Án trepte al curenÍilor de acÍionare ai declanÛatoarelor magnetice.

a)

b)

c)

Fig. H52: Selectivitate.

Selectivitatea prin nivele de curent este realizatŸ cu Ántreruptoare automate, de preferat limitatoare, prin reglajul Án trepte al nivelelor de curent aferente declanÛatoarelor electromagnetice instantanee.În acest sens pot exista mai multe cazuri: n Întreruptorul din aval nu este limitator de curent În acest caz, selectivitatea totalŸ este practic imposibilŸ, deoarece IscA este aproximativ egal cu IscB astfel ÁncÊt ambele Ántreruptoare automate vor declanÛa simultan. Ca urmare, pentru aceastŸ situaÍie, selectivitatea este parÍialŸ Ûi limitatŸ la Im al Ántreruptorului automat din amonte (vezi Fig. H51).n Întreruptorul din aval este limitator de curent ÎmbunŸtŸÍirea declanÛŸrii selective poate fi obÍinutŸ prin utilizarea unui Ántreruptor automat limitator de curent Án aval, adicŸ Án poziÍia Ántreruptorului B. Pentru un scurtcircuit produs Án aval de B, curentul limitat IB va duce la funcÍionarea declanÛatorului electromagnetic din B (reglat corespunzŸtor) dar va fi insuficient pentru a produce declanÛarea lui A. NotŸ: toate Ántreruptoarele automate de JT (considerate aici) au un anumit grad de limitare al curentului, chiar Ûi acelea care nu sunt clasificate ca limitatoare de curent. Acest fapt s-a luat Án considerare pentru curba caracteristicŸ a Ántreruptorului automat standard A, prezentatŸ Án Fig. H53. Sunt necesare totuÛi calcule Ûi teste adecvate pentru a asigura performanÍe satisfŸcŸtoare Án cazul acestei combinaÍii.


H25

n Întreruptorul automat din amonte este de tip ultrarapid cu ÁntÊrziere redusŸ (SD) Aceste Ántreruptoare sunt dotate cu declanÛatoare care au o temporizare redusŸ, nereglabilŸ. ÎntÊrzierea este suficientŸ pentru asigurarea unei selectivitŸÍi absolute cu orice alt Ántreruptor ultrarapid din aval, la orice valoare a curentului de scurtcircuit, pÊnŸ la valoarea Ii A (vezi Fig. H54).

Fig. H53: Limitarea aval de Ántreruptorul automat B.

Fig. H54: Utilizarea unui Ántreruptor automat amonte selectiv.

ExempluÎntreruptorul automat A: Compact NS250N dotat cu un declanÛator care include o caracteristicŸ SD. Ir = 250 A, declanÛator magnetic reglat la 2000 A Întreruptorul automat B: Compact NS100N Ir = 100 A Catalogul de distribuÍie electricŸ Merlin Gerin indicŸ limita de selectivitate la 3000 A (o ÁmbunŸtŸÍire peste limita de 2500 A obÍinutŸ la folosirea unui declanÛator standard).

Selectivitate temporalŸAceastŸ tehnicŸ necesitŸ: n introducerea unui mecanism de temporizare Án structura declanÛatoarelor aferente;n Ántreruptoare automate cu performanÍe de stabilitate termicŸ Ûi electrodinamicŸ corespunzŸtoare nivelelor ridicate de curent Ûi ÁntÊrzierilor implicate.DouŸ Ántreruptoare automate A Ûi B Án serie (parcurse de acelaÛi curent) sunt selective dacŸ durata de declanÛare a Ántreruptorului automat B din aval este mai micŸ decÊt durata de nondeclanÛare a Ántreruptorului automat A.

Selectivitatea bazatŸ pe declanÛare ÁntÊrziatŸ, utilizeaza Ántreruptoare automate numite “selective” (Án anumite ÍŸri). Utilizarea acestor Ántreruptoare automate este relativ simplŸ Ûi constŸ Án eÛalonarea Án timp a momentelor de declanÛare pentru mai multe Ántreruptoare automate conectate Án serie.



H26

Selectivitate pe mai multe nivele Un exemplu de schemŸ practicŸ cu Ántreruptoare automate Merlin Gerin - Masterpact (cu dispozitive electronice de protecÍie). Aceste Ántreruptoare automate sunt echipate cu temporizatoare reglabile permiÍÊnd 4 trepte de reglaj, astfel ÁncÊt: n ÁntÊrzierea corespunzŸtoare unei anumite trepte este mai mare decÊt timpul de Ántrerupere total al treptei urmŸtoare inferioare; n temporizarea corespunzŸtoare primei trepte este mai mare decÊt timpul total de rupere al Ántreruptoarelor automate ultrarapide (tip Compact de exemplu) sau al fuzibilelor (vezi Fig. H55).

Fig. H55: Selectivitate temporalŸ.

Limitare Ûi selectivitate obÍinute pe baza energiei arcului electric (selectivitate energeticŸ) FiliaÍia Ántre 2 aparate este obÍinutŸ utilizÊnd declanÛarea Ántreruptorului automat din amonte A pentru a ajuta Ántreruptorul automat din aval B sŸ rupŸ arcul. Limita selectivitŸÍii Is este Án consecinÍŸ egalŸ cu capacitatea de rupere ultimŸ Icu B a Ántreruptorului automat B acÍionÊnd singur, deoarece filiaÍia implicŸ declanÛarea ambelor aparate. Tehnologia bazatŸ pe energia arcului electric implementatŸ Án Ántreruptoarele automate Compact NS permite creÛterea limitelor selectivitŸÍii. Principiile sunt urmŸtoarele:n Ántreruptorul automat limitator din aval (B) vede un curent de scurtcircuit important. DeclanÛarea este rapidŸ (< 1ms) Ûi deci curentul este limitat; n Ántreruptorul automat amonte (A) vede un curent de scurtcircuit limitat comparat cu capacitatea sa de rupere. Acest curent provoacŸ o respingere a contactelor. Ca rezultat tensiunea arcului creÛte Ûi curentul este Ûi mai mult limitat. Presiunea nu este destul de mare pentru a provoca declanÛarea Ántreruptorului automat. Deci, Ántreruptorul automat A va ajuta Ántreruptorul automat B sŸ declanÛeze, fŸrŸ a declanÛa el ÁnsuÛi. Limita selectivitŸÍii poate fi mai mare decÊt Icu B Ûi selectivitatea devine totalŸ la un cost optim al aparatelor.

Selectivitate totalŸ naturalŸ cu Compact NSAvantajul major al Ántreruptorului automat Compact NS constŸ Án asigurarea selectivitŸÍii totale naturale Ántre douŸ aparate Ánseriate dacŸ:n raportul Ántre curenÍii nominali ai celor douŸ declanÛatoare este > 1,6;n raportul curenÍilor nominali ai celor douŸ Ántreruptoare automate > 2,5.


H27

Se pot realiza scheme de selectivitate logicŸ utilizÊnd Ántreruptoare automate dotate cu declanÛatoare electronice, proiectate special Án acest scop (Compact, Masterpact, fabricate de Merlin Gerin) interconectate prin conductoare pilot.

Selectivitate logicŸ Acest sistem de selectivitate necesitŸ Ántreruptoare automate echipate cu declanÛatoare electronice, proiectate special Ûi cu conductoare pilot de interconexiune, pentru transferul de date Ántre Ántreruptoarele automate. Pentru douŸ nivele A Ûi B (vezi Fig. H56) Ántreruptorul automat A este reglat sŸ declanÛeze instantaneu Án caz cŸ releul Ántreruptorului automat B nu trimite un semnal care sŸ confirme cŸ defectul se aflŸ Án aval de B.Acest semnal produce ÁntÊrzierea declanÛŸrii lui A asigurÊnd totodatŸ protecÍia de rezervŸ Án eventualitatea cŸ Ántreruptorul automat B nu reuÛeÛte Ántreruperea. Acest sistem (brevetat de Merlin Gerin) permite de asemenea localizarea rapidŸ a defectelor.

Fig. H56: Selectivitate logicŸ.

4.6 Selectivitate MT/JT Ántr-un post de transformare de tip consumatorÎn general, transformatorul dintr-un post de transformare de tip consumator este protejat prin siguranÍe de MT care corespund parametrilor transformatorului, Án conformitate cu principiile enunÍate Án CEI 60787 Ûi CEI 60420, urmÊnd indicaÍiile fabricantului de siguranÍe fuzibile. Deoarece siguranÍa de MT nu trebuie sŸ declanÛeze la defecte apŸrute pe partea de JT (Án aval de Ántreruptorul de JT), curba caracteristicŸ a celui din urmŸ trebuie sŸ se gŸseascŸ la stÊnga curbei de pre-arc a siguranÍei fuzibile. AceastŸ condiÍie, fixeazŸ reglajele maximale pentru protecÍia Ántreruptorului de JT, Ûi anume:n reglajul nivelului maxim al curentului de scurtcircuit al declanÛatorului electromagnetic;n ÁntÊrzierea maximŸ permisŸ pentru declanÛatorul de scurtcircuit (vezi Fig. H57).

Fig. H57: Exemplu.



H28

Fig. H58: Curbele fuzibilelor MT Ûi Ántreruptorului automat JT.

n nivelul de scurtcircuit la bornele de MT ale transformatorului: 250 MVA; n transformator MT/JT: 1250 kVA, 20/0,4 kV;n siguranÍe MT: 63 A; n conexiune Ántre transformator Ûi Ántreruptorul automat de JT: 10 m de cablu monofilar; n Ántreruptor automat de JT: Compact NS 2000 reglat la 1800 A (Ir). Care este reglajul maxim al curentului de declanÛare la scurtcircuit Ûi ÁntÊrzierea maximŸ permisŸ? Curbele din Fig. H58 aratŸ cŸ selectivitatea este asiguratŸ dacŸ ÁntÊrzierea declanÛatorului temporizat este reglatŸ la: n un nivel i 6 Ir = 10,8 kA; n un reglaj de ÁntÊrziere la treapta 1 sau 2.


J1

Capitolul JProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor la JT

Cuprins

General J2 1.1 Ce este o supratensiune tranzitorie? J2

1.2 Cele patru tipuri de supratensiuni tranzitorii J2

1.3 Principalele caracteristici ale supratensiunilor tranzitorii J4

1.4 Moduri de propagare J5

Dispozitive de protecÍie Ámpotriva supratensiunilor J6 2.1 Dispozitive de protecÍie primarŸ (protecÍia instalaÍiilor J6 Ámpotriva trŸsnetului)

2.2 Dispozitive de protecÍie secundarŸ (protecÍia instalaÍiilor J8 interioare Ámpotriva trŸsnetului)

Standarde J11 3.1 Descrierea unui descŸrcŸtor J11

3.2 Standarde de produs J11

3.3 Datele tehnice ale unui descŸrcŸtor Án conformitate J11 cu standardul CEI 61643-11

3.4 Standarde de instalare ale descŸrcŸtoarelor J13

Alegerea unui dispozitiv de protecÍie J14 4.1 Evaluarea riscului supratensiunilor pentru J14 instalaÍia de protejat

4.2 Alegerea capacitŸÍii de scurgere a unui descŸrcŸtor J16 (pentru o reÍea de JT)

4.3 Alegerea descŸrcŸtorului Án funcÍie de sistemul J16 de tratare a neutrului

4.4 Alegerea unui Ántreruptor automat pentru J17 protejarea descŸrcŸtorului

1

2

3

4

J - ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor la JT

J2

1 General

1.1 Ce este o supratensiune tranzitorie?O supratensiune tranzitorie este un impuls de tensiune sau o undŸ care este suprapusŸ tensiunii nominale a reÍelei (vezi Fig. J1).

Fig. J1: Exemple de supratensiuni tranzitorii.

Acest tip de supratensiune tranzitorie este caracterizat de (vezi Fig. J2):n frontul de undŸ (tf) mŸsurat Án µs;n gradientul S mŸsurat Án kV/µs.O supratensiune tranzitorie perturbŸ echipamentele Ûi provoacŸ radiaÍii electromagnetice. Mai mult decÊt atÊt, durata supratensiunii tranzitorii (T) cauzeazŸ un impuls de energie Án circuitele electrice care poate sŸ distrugŸ echipamentele.

Fig. J2: Principalele caracteristici ale supratensiunii.

1.2 Cele patru tipuri de supratensiuni tranzitoriiExistŸ patru tipuri de supratensiuni tranzitorii care pot perturba instalaÍiile electrice Ûi consumatorii alimentaÍi din acestea:n supratensiuni tranzitorii de origine atmosfericŸ;n supratensiuni tranzitorii de comutaÍie;n supratensiuni tranzitorii de frecvenÍŸ industrialŸ;n supratensiuni tranzitorii cauzate de descŸrcŸri electrostatice.

Supratensiuni tranzitorii de origine atmosfericŸRiscul unei lovituri de trŸsnet: cÊteva cifreÎn fiecare zi Ántre 2000 Ûi 5000 de furtuni se formeazŸ pe planeta noastrŸ. Aceste furtuni sunt ÁnsoÍite de trŸsnete care constituie un risc serios pentru oameni Ûi echipamente. Lovituri de trŸsnet ating pŸmÊntul cu o ratŸ de 30 pÊnŸ la 100 lovituri pe secundŸ. Anual aceasta ÁnseamnŸ 3 mii de miliarde de lovituri de trŸsnet.n Pretutindeni Án lume, Án fiecare an, mii de persoane sunt lovite de trŸsnet Ûi un numŸr foarte mare de animale sunt ucise.n TrŸsnetul provoacŸ un mare numŸr de incendii, Án special asupra clŸdirilor din ferme.

J3

1 General

TrŸsnetul provine dintr-o descŸrcare a sarcinilor electrice acumulate Án norii cumulo-nimbus care formeazŸ un condensator cu pŸmÊntul. Fenomenul furtunilor provoacŸ daune serioase. TrŸsnetul este un fenomen atmosferic frecvent care produce supratensiuni tranzitorii Án toate elementele conductoare Ûi Án special Án conductoare Ûi Án echipamente.

n TrŸsnetul afecteazŸ transformatoarele electrice, contoarele de energie, aparatele electro-casnice, Án general toate aplicaÍiile electrice Ûi electronice din sectorul rezidenÍial Ûi industrial.n ClŸdirile Ánalte sunt cele mai des lovite de trŸsnet.n Costul reparaÍiilor pentru daunele provocate de trŸsnete este foarte mare.n Este dificilŸ evaluarea daunelor provocate de perturbaÍiile produse de trŸsnete asupra reÍelelor de telecomunicaÍie sau calculatoare, erori ale automatelor programabile sau defectŸri ale sistemelor de reglare automatŸ.În plus pierderile provocate de un echipament scos din uz de o loviturŸ de trŸsnet pot avea consecinÍe financiare apropiate de costul iniÍial al echipamentului.

Caracteristicile unui descŸrcŸri de trŸsnetTabelul J3 aratŸ valorile date de comitetul de protecÍie Ámpotriva trŸsnetelor (comisia tehnicŸ 81 a CEI). DupŸ cum se poate vedea 50% din trŸsnete sunt de o forÍŸ mai mare de 33 kA Ûi 5% sunt mai mari de 85 kA. Energia implicatŸ este deci foarte mare.

Este important de cunoscut probabilitatea Ûi forÍa loviturilor atunci cÊnd protejŸm o instalaÍie. Mai trebuie Ûtiut Ûi cŸ curentul unui trŸsnet este un impuls de curent de ÁnaltŸ frecvenÍŸ ajungÊnd pÊnŸ la un megahertz.

Efectele trŸsnetuluiCurentul unui trŸsnet este deci un curent electric de ÁnaltŸ frecvenÍŸ. La fel ca Ûi efectele provocate de o inducÍie puternicŸ sau de alte supratensiuni tranzitorii, el provoacŸ aceleaÛi efecte asupra unui conductor ca Ûi orice alt curent de joasŸ frecvenÍŸ:n Efecte termice: topire la locul impactului Ûi efectul Joule datorat circulaÍiei de curent care provoacŸ incendii.n Efecte electrodinamice: cÊnd curentul de trŸsnet circulŸ printr-un conductor paralel cu alte conductoare poate provoca atragere sau respingere Ántre conductoare, adicŸ deformaÍii mecanice sau ruperi ale acestora.n Efectul de combustie: trŸsnetul provoacŸ dilatarea aerului Án canalul de arc implicÊnd suprapresiuni pe o distanÍŸ de zeci de metri. Suflul poate sparge geamuri sau proiecta oameni Ûi animale la cÊÍiva metri faÍŸ de locaÍia iniÍialŸ. La reÁntoarcerea aerului Án canalul de arc, unda de Ûoc se transformŸ Ántr-o undŸ sonorŸ: tunetul.n Supratensiunile tranzitorii circulŸ dupŸ impact pe reÍelele electrice sau pe reÍelele telefonice aeriene.n Supratensiunile induse de efectul radiaÍiei electromagnetice a canalului de arc de trŸsnet, care acÍioneazŸ ca o antenŸ peste cÊÍiva kilometri, Ûi care reprezintŸ un impuls de curent considerabil.n Ridicarea potenÍialului pŸmÊntului la circulaÍia curentului de trŸsnet Án pŸmÊnt.Aceasta explicŸ loviturile indirecte ale trŸsnetului prin tensiunea de pas Ûi distrugerea echipamentelor.

Supratensiuni tranzitorii de comutaÍieO schimbare bruscŸ Án condiÍiile de funcÍionare ale unei reÍele electrice va provoca apariÍia unor fenomene tranzitorii. Acestea sunt Án general unde de tensiune de ÁnaltŸ frecvenÍŸ sau amortizate (vezi Fig. J1).Acestea au un front lent; frecvenÍa lor variazŸ de la zeci la sute de kilohertzi.Supratensiunile tranzitorii de comutaÍie sunt provocate de:n impulsuri de tensiune la deconectarea aparaturii de comutaÍie (fuzibile, Ántreruptoare automate), datoritŸ funcÍionŸrii dispozitivelor de protecÍie, sau de deschiderea Ûi Ánchiderea aparatajului de comandŸ (relee, contactori);n impulsuri de tensiune de la circuite inductive provocate de motoare la pornire sau oprire sau conectarea Ûi deconectarea transformatoarelor Án posturile de transformare MT/JT;n impulsuri de tensiune la conectarea unei baterii de condensatoare la reÍea;n toate dispozitivele care conÍin o bobinŸ, un condensator sau un transformator, conectate la alimentarea cu energie electricŸ: relee, contactoare, televizoare, imprimante, computere, cuptoare electrice, filtre, etc.

Tab. J3: Caracteristicile descŸrcŸrilor de trŸsnet date de comitetul de protecÍie Ámpotriva trŸsnetelor al CEI.

Probabilitatea Curentul Gradientul Durata NumŸr total de producere de vÊrf totalŸ descŸrcŸri P% I (kA) S (kA/μs) T (s) n95 7 9,1 0,001 150 33 24 0,01 25 85 65 1,1 6


J4

Supratensiuni tranzitorii de frecvenÍŸ industrialŸ (vezi Fig. J4)Aceste supratensiuni au aceeaÛi frecvenÍŸ ca Ûi reÍeaua (50, 60 sau 400 Hz):n supratensiuni cauzate de defecte de izolaÍie fazŸ/carcasŸ sau fazŸ/pŸmÊnt Án reÍelele cu neutrul izolat sau tratat prin impedanÍŸ sau prin Ántreruperea conductorului neutru. CÊnd aceasta se ÁntÊmplŸ, aparatele monofazice pot primi Án loc de 230 V, pÊnŸ la 400V sau pentru medie tensiune tensiunea poate creÛte cu pÊnŸ la √3;n supratensiuni cauzate de avarii, de exemplu un conductor de medie tensiune cŸzut peste unul de joasŸ tensiune.n funcÍionarea unui eclator de ÁnaltŸ sau medie tensiune provoacŸ o creÛtere a potenÍialului pŸmÊntului, pe durata acÍionŸrii dispozitivului de protecÍie. La ciclurile automate de cuplŸri-decuplŸri succesive, ce urmeazŸ dupŸ detectarea unui defect, aceste dispozitive vor reamorsa arcul dacŸ defectul persistŸ.

Supratensiuni tranzitorii cauzate de descŸrcŸri electrostaticeÎntr-un mediu uscat, sarcinile acumulate creazŸ un cÊmp electrostatic foarte puternic. De exemplu o persoanŸ mergÊnd pe un covor cu ÁncŸlÍŸminte electroizolantŸ se va ÁncŸrca cu o sarcinŸ la o tensiune de cÊÍiva kilovolÍi. DacŸ persoana se apropie de un obiect conductor, va transmite o descŸrcare electricŸ de cÊÍiva amperi cu un front de undŸ de cÊteva nanosecunde. DacŸ avem de-a face cu un obiect conÍinÊnd electronicŸ sau circuite imprimate neprotejate acestea pot fi distruse.

1.3 Principalele caracteristici ale supratensiunilor tranzitoriiTabelul J5 de mai jos prezintŸ principalele caracteristici ale supratensiunilor tranzitorii.

Trei lucruri trebuiesc reÍinute:n o loviturŸ de trŸsnet directŸ sau indirectŸ poate avea consecinÍe distructive asupra instalaÍiilor electrice la cÊÍiva kilometri depŸrtare de locul impactului;n supratensiunile tranzitorii industriale sau de comutaÍie pot provoca, de asemenea, daune considerabile;n faptul cŸ o instalaÍie este subteranŸ nu o protejeazŸ complet, deÛi riscul unei lovituri directe este limitat.

Tab. J5: Principalele caracteristici ale supratensiunilor tranzitorii.

Fig. J4: Supratensiuni tranzitorii de frecvenÍŸ industrialŸ.

1 General

Tip de supratensiune Coef. supratens. DuratŸ Gradientul sau tranzitorie tranzitorii frecvenÍa

FrecvenÍŸ industrialŸ i 1,7 LungŸ FrecvenÍŸ industrialŸ (defect de izolaÍie) 30 la 1.000 ms (50-60-400 Hz)De comutaÍie sau 2 la 4 ScurtŸ Medie descŸrcare electrostaticŸ 1 la 100 ms 1 la 200 kHz

AtmosfericŸ > 4 Foarte scurtŸ Foarte mare 1 la 100 μs 1 la 1.000 kV/μs

J5

1 General

1.4 Moduri de propagareModul obiÛnuitModul obiÛnuit de propagare a supratensiunilor este Ántre pŸrÍile active Ûi pŸmÊnt: fazŸ/pŸmÊnt sau neutru/pŸmÊnt (vezi Fig. J6). Ele sunt periculoase Án special pentru aparatele cu carcasŸ metalicŸ legatŸ la pŸmÊnt datoritŸ riscului strŸpungerii dielectricului.

Fig. J6: Modul obiÛnuit.

Fig. J7: Modul diferenÍial.

Modul diferenÍialModul diferenÍial de propagare a supratensiunilor este Ántre fazŸ/fazŸ sau fazŸ/neutru (vezi Fig. J7). Ele sunt periculoase Án special pentru aparatele electronice, computere etc.


J6

2 Dispozitive de protecÍie Ámpotriva supratensiunilor

DouŸ tipuri majore de dispozitive sunt utilizate pentru suprimarea sau limitarea supratensiunilor: ele sunt denumite dispozitive de protecÍie primarŸ Ûi dispozitive de protecÍie secundarŸ.

2.1 Dispozitive de protecÍie primarŸ (protecÍia instalaÍiilor Ámpotriva trŸsnetului)Scopul dispozitivelor de protecÍie primarŸ este protecÍia instalaÍiilor Ámpotriva loviturilor directe ale trŸsnetului. Ele capteazŸ Ûi conduc curentul de trŸsnet la pŸmÊnt. Principiul este bazat pe aria de protecÍie determinatŸ de o structurŸ care este mai ÁnaltŸ decÊt restul. AcelaÛi principiu se aplicŸ pentru un stÊlp, clŸdire sau structurŸ metalicŸ ÁnaltŸ.ExistŸ trei tipuri de protecÍie primarŸ:n conductor paratrŸsnet Franklin, care este cel mai vechi Ûi mai bine cunoscut dispozitiv de protecÍie Ámpotriva trŸsnetului;n conductoare aeriene orizontale;n zŸbrele metalice sau cuÛca Faraday.

Conductorul paratrŸsnetConductorul paratrŸsnet este o vergea metalicŸ plasatŸ Án vÊrful unei clŸdiri. Ea este legatŸ la pŸmÊnt prin intermediul unuia sau mai multor conductoare (adesea platbandŸ de cupru) (vezi Fig. J8).

Fig. J8: Exemplu de protecÍie utilizÊnd conductorul paratrŸsnet Franklin.

J7

Proiectarea Ûi execuÍia unei instalaÍii de paratrŸsnet este sarcina unui specialist. Trebuie acordatŸ atenÍie traseului platbandelor de cupru, ecliselor de testare a prizelor de pŸmÊnt, electrozilor prizei de pŸmÊnt Ûi distanÍelor pÊnŸ la celelalte reÍele utilitare (gaz, apŸ, etc.).Mai mult, scurgerea curentului de trŸsnet spre pŸmÊnt va induce supratensiuni, prin radiaÍie electromagneticŸ, Án circuitele electrice ale clŸdirii ce este protejatŸ. Acestea pot sŸ ajungŸ la zeci de kilovolÍi; pentru acest motiv este recomandabil ca sŸ divizŸm conductoarele de coborÊre Án douŸ, patru sau mai multe coborÊri Án paralel pentru a minimiza efectele electromagnetice.

Conductoare aeriene orizontaleAceste conductoare sunt Ántinse deasupra structurii care urmeazŸ a fi protejatŸ (vezi Fig. J9). Ele sunt utilizate pentru structuri speciale: lansatoare de rachete, aplicaÍii militare Ûi conductoare de gardŸ pentru liniile electrice aeriene de ÁnaltŸ tensiune (vezi Fig. J10).

Fig. J9: Exemplu de paratrŸsnet utilizÊnd metoda conductorului orizontal.

Fig. J10: Exemplu de protecÍie a LEA utilizÊnd conductoare de gardŸ.



J8

ZŸbrele metalice (cuÛca Faraday)Principiul este utilizat pentru clŸdiri foarte sensibile adŸpostind calculatoare sau producÍie de circuite integrate. El constŸ Án multiplicarea simetricŸ a numŸrului de coborÊri pe exteriorul clŸdirii. Se adaugŸ legŸturi orizontale suplimentare dacŸ clŸdirea este ÁnaltŸ; de exemplu la fiecare douŸ etaje (vezi Fig. J11). Conductoarele verticale sunt legate la pŸmÊnt Ûi Ántre ele. Rezultatul este o serie de zŸbrele de 15 x 15 m sau 10 x 10 m. Aceasta ÁnseamnŸ o legŸturŸ echipotenÍialŸ mai bunŸ a clŸdirii care divizeazŸ curenÍii de trŸsnet, reducÊnd considerabil cÊmpul electromagnetic Ûi inducÍia.

Dispozitivele de protecÍie primarŸ Ámpotriva trŸsnetelor precum conductoarele orizontale sau zŸbrelele metalice sunt utilizate pentru protecÍia Ámpotriva loviturilor directe de trŸsnet. Aceste dispozitive de protecÍie nu previn apariÍia efectelor secundare distructive asupra echipamentelor. De exemplu creÛterea potenÍialului pŸmÊntului sau inducÍia electromagneticŸ datoratŸ scurgerii curentului cŸtre pŸmÊnt. Pentru reducerea efectelor secundare Án reÍelele telefonice Ûi electrice trebuiesc montaÍi descŸrcŸtori de joasŸ tensiune.

Fig. J11: Exemplu de protecÍie a unei clŸdiri utilizÊnd principiul zŸbrelelor metalice (cuÛca Faraday).

2.2 Dispozitive de protecÍie secundarŸ (protecÍia instalaÍiilor interioare Ámpotriva trŸsnetului)Acestea trateazŸ efectele supratensiunilor tranzitorii atmosferice, de comutaÍie sau de frecvenÍŸ industrialŸ. Ele pot fi clasificate dupŸ felul Án care sunt conectate Án instalaÍii: Án serie sau Án paralel.

Dispozitivele de protecÍie conectate Án serieAcestea sunt conectate Án serie cu conductoarele electrice ale sistemului care trebuie protejat (vezi Fig. J12).

Dispozitivele de protecÍie secundarŸ sunt clasate Án douŸ categorii: dispozitive de protecÍie montate Án serie Ûi dispozitive de protecÍie montate Án paralel.Dispozitivele de protecÍie montate Án serie sunt specifice unor sisteme sau aplicaÍii.Dispozitivele de protecÍie montate Án paralel sunt utilizate pentru reÍele electrice, reÍele telefonice, reÍele de comandŸ.

Fig. J12: Principiul protecÍiei Án serie.

Transformatoarele Acestea reduc vÊrfurile de tensiune prin efectul inducÍiei Ûi eliminŸ cÊteva armonici datoritŸ modului de realizare a conexiunilor. AceastŸ protecÍie nu este foarte eficientŸ.

FiltreleBazate pe componente precum rezistenÍe, inductanÍe sau condensatori, ele sunt potrivite Ámpotriva supratensiunilor de comutaÍie sau a celor de frecvenÍŸ industrialŸ, corespunzŸtoare unei benzi de frecvenÍŸ bine definitŸ. Aceste protecÍii nu sunt potrivite pentru perturbaÍii atmosferice.


J9

Amortizoare de undŸ Sunt fabricate Án principiu din bobine Án aer care limiteazŸ supratensiunile Ûi descŸrcŸtori care absorb curenÍii. Ele sunt potrivite pentru protejarea electronicii sensibile sau a computerelor, acÍionÊnd numai asupra supratensiunilor. TotuÛi aceste aparate sunt masive Ûi scumpe.

CondiÍionerele de reÍea Ûi sursele neÁntreruptibile statice (UPS)Aceste dispozitive sunt utilizate pentru protecÍia echipamentelor sensibile precum calculatoarele, care solicitŸ energie de cea mai bunŸ calitate. Ele pot fi folosite pentru reglajul frecvenÍei Ûi tensiunii, eliminarea interferenÍelor Ûi asigurarea continuitŸÍii Án alimentarea cu energie electricŸ, chiar Án cazul dispariÍiei tensiunii (pentru UPS).Pe de altŸ parte, aceste dispozitive nu oferŸ protecÍie Ámpotriva supratensiunilor atmosferice Ûi, deci, este Án continuare necesarŸ utilizarea descŸrcŸtorilor.

Dispozitivele de protecÍie conectate Án paralelPrincipiu Dispozitivele de protecÍie conectate Án paralel se adapteazŸ la instalaÍia ce urmeazŸ a fi protejatŸ (vezi Fig. J13).Este protecÍia la supratensiune cel mai des folositŸ.

Principalele caracteristicin Tensiunea nominalŸ a dispozitivului de protecÍie trebuie sŸ corespundŸ tensiunii reÍelei la bornele dispozitivului: 230/400 V.n DacŸ nu existŸ supratensiuni prin dispozitiv nu se va scurge nici un curent cŸtre pŸmÊnt.n La apariÍia unei supratensiuni de o valoare mai mare decÊt un prag reglabil Án instalaÍia ce urmeazŸ a fi protejatŸ, dispozitivul de protecÍie conduce supratensiunea la pŸmÊnt limitÊnd tensiunea la nivelul de protecÍie dorit Up (vezi Fig. J14).

Fig. J13: Principiul protecÍiei Án paralel.

Fig. J14: CurbŸ tipica U/I a unui dispozitiv de protecÍie ideal.

CÊnd supratensiunea dispare, dispozitivul de protecÍie nu mai conduce Ûi se reÁntoarce la starea inactivŸ. Aceasta este caracteristica idealŸ tensiune/curent:n timpul de rŸspuns al dispozitivului de protecÍie (tr) trebuie sŸ fie cÊt de scurt posibil, pentru protecÍia cÊt mai rapidŸ a instalaÍiei; n dispozitivul de protecÍie trebuie sŸ aibŸ capacitatea de a conduce energia previzibilŸ a supratensiunilor ce ar putea sŸ aparŸ;n descŸrcŸtorul trebuie sŸ reziste la curentul nominal In.



J10

Produsele utilizaten Limitatoare de tensiuneSunt utilizate Án posturile de transformare MT/JT la bornele JT ale transformatorului Án schema de tratare a neutrului IT. Ele pot conduce supratensiunile tranzitorii cŸtre pŸmÊnt, Án special cele de frecvenÍŸ industrialŸ (vezi Fig. J15).

Fig. J15: Limitator de tensiune.

n DescŸrcŸtoare de JTAcest termen desemneazŸ dispozitive foarte diferite, Án funcÍie de tehnologia constructivŸ aplicatŸ. DescŸrcŸtoarele de JT le gŸsim sub formŸ de module gata de instalat Án dulapurile de distribuÍie de JT. Pot fi debroÛabile Ûi pot proteja doar puncte specifice. Ele asigurŸ protecÍie secundarŸ elementelor vecine dar capacitatea de scurgere este destul de micŸ. ExistŸ variante Ánglobate Án receptoarele electrice care ÁnsŸ nu pot proteja Ámpotriva supratensiunilor puternice.n DescŸrcŸtoare de JT pentru curent redusAcestea protejeazŸ liniile telefonice sau de comunicaÍie Ámpotriva supratensiunilor atmosferice Ûi de comutaÍie. Ìi acestea sunt instalate Án cutii de distribuÍie sau Ánglobate Án receptoarele electrice.


J11

3 Standarde

3.1 Descrierea unui descŸrcŸtorUn descŸrcŸtor este un dispozitiv care limiteazŸ supratensiunile tranzitorii Ûi conduce curenÍii la pŸmÊnt pentru a reduce amplitudinea supratensiunilor la o valoare nepericuloasŸ pentru instalaÍiile Ûi echipamentele electrice. DescŸrcŸtorii conÍin componente neliniare cum ar fi de exemplu varistorii.DescŸrcŸtorii eliminŸ supratensiunile propagate:n Án modul obiÛnuit: fazŸ/pŸmÊnt sau neutru/pŸmÊnt;n Án modul diferenÍial: fazŸ/neutru.Cand tensiunea depŸÛeÛte pragul Uc, descŸrcŸtorul conduce energia spre pŸmÊnt Án modul comun. În modul diferenÍial energia este direcÍionatŸ cŸtre un alt dispozitiv conductor.DescŸrcŸtoarele au o protecÍie termicŸ internŸ, care protejazŸ Ámpotriva aprinderii la sfÊrÛitul perioadei de viaÍŸ. Gradual, de-a lungul funcÍionŸrii normale, dupŸ cÊteva cicluri de funcÍionare, descŸrcŸtorul se degradeazŸ Ûi se transformŸ Ántr-un dispozitiv conductor. Un indicator inclus informeazŸ utilizatorul despre apropierea sfÊrÛitului ciclului de exploatare.AnumiÍi descŸrcŸtori transmit aceste informaÍii la distanÍŸ.ProtecÍia Ámpotriva scurtcircuitelor este asiguratŸ de cŸtre Ántreruptorul automat extern.

3.2 Standarde de produsStandardul internaÍional CEI 61643-1Dispozitive de protecÍie Ámpotriva supratensiunilor conectate la reÍelele de distribuÍie.Acest standard recent (2002) este bazat pe trei standarde de produs: VDE0675, NF C 61740/95 Ûi UL1449. Sunt definite trei clase:n Clasa 1 de test: dispozitivele conduc curentul de descŸrcare nominal (In), impulsuri de forma 1,2/50 Ûi curentul de impuls Iimp;n Clasa 2 de test: dispozitivele conduc curentul de descŸrcare nominal (In), impulsuri de forma 1,2/50 Ûi curentul de descŸrcare Imax;n Clasa 3 de test: dispozitivele conduc impulsuri de forma 1,2/50 sau 8/20. Cele trei clase de test nu pot fi comparate, fiecare avÊnd originea Án altŸ ÍarŸ, cu propriile specificaÍii. Fiecare fabricant se referŸ la una din cele trei clase.

3.3 Datele tehnice ale unui descŸrcŸtor Án conformitate cu cu standardul CEI 61643-1n DescŸrcŸtor (SPD, Surge Protection Device): dispozitiv care trebuie sŸ limiteze supratensiunile tranzitorii Ûi sŸ conducŸ curenÍii de scurgere. Ei conÍin cel puÍin o componentŸ neliniarŸ.n Clasele de test: clasificarea descŸrcŸtorilor dupŸ clasa de testare. n In: curentul de descŸrcare nominal, reprezintŸ valoarea de vÊrf a impulsului de curent avÊnd forma de undŸ de 8/20 µs, care circulŸ prin descŸrcŸtor. Este utilizat Án clasificarea descŸrcŸtorilor pentru clasŸ 2 de test Ûi pentru condiÍii iniÍiale pentru clasa 1 Ûi 2 de test.n Imax: curentul de descŸrcare pentru clasa 2 de test, este valoarea de vÊrf a curentului cu o forma de undŸ de 8/20 µs care circulŸ prin descŸrcŸtor Ûi cu o magnitudine conformŸ cu secvenÍa de test operaÍional pentru clasa 2; Imax este mai mare decat In.n Ic: curentul de scurgere sau curentul de operare permanent, este curentul care se scurge prin descŸrcŸtor atunci cÊnd este alimentat la tensiunea operaÍionalŸ de Íinere (Uc) pentru fiecare mod. Ic corespunde sumei curenÍilor care circulŸ prin descŸrcŸtor Ûi prin celelalte circuite Án paralel cu acesta.n Iimp: curentul de impuls, este definit utilizÊnd un curent de vÊrf (IvÊrf), Ûi sarcina “Q” Ûi testatŸ Án conformitate cu secvenÍa de test operaÍional. Este utilizat pentru clasificarea descŸrcŸtorilor pentru clasŸ 1.n Un: tensiunea nominalŸ a reÍelei; este tensiunea de referinÍŸ care defineÛte reÍeaua, exemplu 230/400 V pentru o reÍea trifazicŸ. Este utilizatŸ de asemenea tensiunea fazŸ-nul, notatŸ U0; valoarea U0 este necesarŸ la alegerea Uc.n Uc: tensiunea de Íinere permanentŸ, este valoarea efectivŸ maximŸ care poate fi aplicatŸ permanent descŸrcŸtorului; este egalŸ cu tensiunea nominalŸ.n Up: tensiunea de protecÍie, este un parametru care caracterizeazŸ funcÍionarea descŸrcŸtorului prin limitarea tensiunii la bornele sale la o valoare aleasŸ; aceastŸ valoare va fi mai mare decÊt valoarea maximŸ obÍinutŸ la mŸsurarea tensiunii limitate.Valorile comune pentru o reÍea de 230/400 V sunt:1 kV – 1,2 kV – 1,5 kV – 1,8 kV – 2 kV – 2,5 kV.


J12

n Ures: tensiunea rezidualŸ, valoarea de vÊrf a tensiunii care apare la bornele descŸrcŸtorului Án timpul procesului de trecere a curentului.DescŸrcŸtorul este caracterizat prin Uc, Up, In Ûi Imax (vezi Fig. J16).n Pentru a testa descŸrcŸtorii fiecare ÍarŸ a definit unde de curent Ûi tensiune specifice:o impuls de tensiune, exemplu pentru RomÊnia: 1,2/50 µs (vezi Fig. J17).o impuls de curent, exemplu pentru RomÊnia: 8/20 µs (vezi Fig. J18).

Fig. J16: Caracteristica tensiune/curent.

o alte impulsuri posibile, exemplu 4/10 µs, 10/1000 µs, 10/350 µs ...ComparaÍia Ûi testele asupra descŸrcŸtorilor trebuie sŸ se facŸ cu aceeaÛi formŸ de undŸ astfel ÁncÊt rezultatele sŸ fie relevante.

Fig. J17: Impuls de 1,2/50 µs.

Fig. J18: Impuls de 8/20 µs.

3 Standarde

J13

3.4 Standarde de instalare ale descŸrcŸtoarelorn InternaÍional: CEI 61643-12, principii de selecÍie Ûi montajn InternaÍional: CEI 60364, instalaÍii electrice Án clŸdirio CEI 60364-4-443: protecÍie pentru garantarea securitŸÍiiAtunci cÊnd instalaÍia este alimentatŸ sau conÍine o linie electricŸ aerianŸ, trebuie prevŸzut un dispozitiv de protecÍie Ámpotriva supratensiunilor atmosferice dacŸ indicele keraunic al amplasamentului este suficient de ridicat (Nk > 25 de zile pe an cu furtuni) o CEI 60364-4-443-4: alegerea echipamentului pentru instalaÍiiAceastŸ secÍiune ajutŸ la alegerea nivelului de protecÍie Up pentru descŸrcŸtori Án funcÍie de receptoarele ce urmeazŸ a fi protejate. Tensiunea nominalŸ a dispozitivelor de protecÍie rezidualŸ nu trebuie sŸ fie mai mare decÊt valoarea corespunzŸtoare categoriei a 2-a (vezi Tab. J19).

o CEI 60364-5-534: alegerea Ûi montarea echipamentului electricAceastŸ secÍiune descrie condiÍiile de instalare ale descŸrcŸtorilor:- Án funcÍie de sistemul de tratare al neutrului: tensiunea de Íinere permanentŸ Uc pentru un descŸrcŸtor trebuie sŸ nu fie mai micŸ decÊt tensiunea de funcÍionare maximŸ la bornele sale.În sistemele TT, dacŸ descŸrcŸtorul este pe partea sarcinii a unui RCD (dispozitiv de curent diferenÍial rezidual), Uc trebuie sŸ fie egal cu 1,5 U0.În sistemele TN Ûi TT, dacŸ descŸrcŸtorul este pe partea alimentŸrii a unui RCD (dispozitiv de curent diferenÍial rezidual), Uc trebuie sŸ fie cel puÍin egal cu 1,1 U0.În sistemele IT, Uc trebuie sŸ fie cel puÍin egalŸ tensiunea fazŸ-fazŸ U.U0 este tensiunea reÍelei (Ántre fazŸ Ûi neutru) Án reÍelele IT, deci valori mai mari ale Uc pot fi necesare.- Án amontele instalaÍiei: dacŸ descŸrcŸtorul este instalat Án apropierea sursei instalaÍiei electrice alimentate din reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ, curentul nominal de descŸrcare trebuie sŸ fie mai mic de 5 kA.DacŸ descŸrcŸtorul este instalat Án aval de un dispozitiv de protecÍie rezidualŸ detip S, descŸrcŸtorul trebuie sŸ fie imun la un impuls de curent mai mic de 3 kA (8/20 µs).- Án prezenÍa conductoarelor de paratrŸsnet: dacŸ este instalat un descŸrcŸtor, trebuiesc aplicate specificaÍii adiÍionale pentru descŸrcŸtori (vezi CEI 61024-1 Ûi CEI 61312-1).

(1) Conform standardului CEI 60038.(2) În SUA Ûi Canada, pentru tensiuni mai mari decÊt 300 V faÍŸ de pŸmÊnt, se utilizeazŸ tensiunea din rÊndul de jos.

Tab. J19: Alegerea echipamentului pentru instalaÍii conform CEI 60364.

3 Standarde

Tensiunea nominalŸ Tensiunea nominalŸ de impuls recomandatŸ pentru a instalaÍiei(1) V kVReÍea ReÍea Echipament Án Echipament Echipament Echipament trifazatŸ(2) monofazatŸ apropierea de distribuÍie de utilizare protejat cu punct sursei (tensiune (tensiune individual median (tensiune de Íinere de Íinere (tensiune de Íinere categoria 3) categoria 2) de Íinere categoria 4) categoria 1)- 120-240 4 2,5 1,5 0,8 230/440(2) - 6 4 2,5 1,5 277/480(2)

400/690 - 8 6 4 2,5 1.000 - Valori sugerate de inginerii de sistem


J14

4 Alegerea unui dispozitiv de protecÍie

4.1 Evaluarea riscului supratensiunilor pentru instalaÍia de protejatPentru a determina tipul de protecÍie la supratensiune necesar unei anumite instalaÍii propunem urmŸtoarea metodŸ de evaluare a riscului. Ea ia Án considerare criterii specifice amplasamentului pe de o parte Ûi caracteristici ale receptorilor din instalaÍia ce urmeazŸ a fi protejatŸ pe de altŸ parte.

Principiu generalUrmŸtoarele elemente trebuiesc luate Án considerare atunci cÊnd evaluŸm riscul:n riscul ca zona sŸ fie lovitŸ de un trŸsnet;n tipul de reÍea de distribuÍie electricŸ sau tipul de reÍea telefonicŸ;n topografia zonei;n prezenÍa unui conductor de paratrŸsnet;n echipamentul ce urmeazŸ a fi protejat;n supratensiunile de comutaÍie.UtilizÊnd aceste elemente se pot genera douŸ diagnostice: ale receptoarelor ce urmeazŸ a fi protejate Ûi a zonei ce urmeazŸ a fi protejate.

Diagnosticul receptoarelor ce urmeazŸ a fi protejateSunt date Án formula urmŸtoare:R = S + C + I (vezi Tab. J20).Unde: R: riscul receptoarelor S: sensibilitatea echipamentului C: costul echipamentului I: consecinÍele indisponibilitŸÍii echipamentului

n Sensibilitatea echipamentuluiEste definitŸ Án funcÍie de Íinerea la impuls de tensiune a echipamentului ce urmeazŸ a fi protejat (Ui):

S = 1 S = 2 S = 3 Echipament cu Íinere Echipament cu Íinere Echipament cu Íinere la impuls importantŸ la impuls normalŸ la impuls micŸ (4 kV) (2,5 kV) (1,5 kV) Dulapuri de distribuÍie, Toate electrocasnicele, Echipamente cu prize industriale, frigidere, cuptoare, maÛini circuite electronice, motoare, transformatoare de spŸlat vase, unelte televizoare, sisteme portabile audio, computere Ûi telecomunicaÍii

n Costul echipamentului

n Indisponibilitatea echipamentului Ûi consecinÍeleSe poate accepta:

Tab. J20: Calculul riscului receptoarelor R = S + C + I.

C = 1 C = 2 C = 3 Cost redus Cost mediu Cost ridicat < 2 kUS$ 2 la 20 kUS$ > 20 kUS$

I = 1 I = 2 I = 3 Întreruperea totalŸ a Întreruperea parÍialŸ a FŸrŸ Ántreruperea funcÍionŸrii (consecinÍe funcÍionŸrii (consecinÍe funcÍionŸrii (consecinÍe financiare reduse) financiare acceptabile) financiare inacceptabile)

J15

Diagnosticul amplasamentului ce urmeazŸ a fi protejatEste dat de urmŸtoarea formulŸ:E = Ng(1 + LV + MV + d) (vezi Fig. J21)Unde: Ng: densitatea loviturilor de trŸsnet (numŸrul loviturilor/km2/an) Aceasta poate fi obÍinutŸ consultÊnd o hartŸ furnizatŸ de serviciul meteorologic. DacŸ dispuneÍi de indicele keraunic Nk (numŸrul de zile pe an Án care este auzit tunetul) trebuie sŸ ÛtiÍi cŸ Ng = Nk/20 LV: lungimea Án km a reÍelelor electrice aeriene de JT ce alimenteazŸ instalaÍia MV: parametru depinzÊnd de reÍeaua de medie tensiune ce alimenteazŸ postul de transformare MT/JT d: coeficient care ia Án considerare locaÍia liniilor aeriene Ûi instalaÍiile.

Fig. J21: Structura reÍelei de alimentare de JT, E = Ng (1 + LV + MV + d).

d: coeficient care ia Án considerare locaÍia liniilor aeriene Ûi instalaÍiile

Supratensiunile de comutaÍieDescŸrcŸtorii instalaÍi pentru protejarea instalaÍiilor Ámpotriva supratensiunilor atmosferice pot proteja Ûi Ámpotriva supratensiunilor de comutaÍie.

Conductorul de paratrŸsnetRiscul apariÍiei supratensiunilor Ántr-o zonŸ este mai mare dacŸ existŸ un conductor mai Ánalt de 50 de metri sau o clŸdire Án zonŸ.NotŸ: O structurŸ care este mai ÁnaltŸ de 20 de metri precum coÛurile de fabricŸ, copaci, stÊlpi au acelaÛi efect ca un conductor de paratrŸsnet. Standardul EN 61024-1 solicitŸ instalarea unui descŸrcŸtor Án tabloul electric principal, dacŸ zona care urmeazŸ a fi protejatŸ include o instalaÍie de paratrŸsnet.

MV: parametru depinzÊnd de reÍeaua de medie tensiune ce alimenteazŸ postul de transformare MT/JT

LV: lungimea Án km a reÍelelor electrice aeriene (conductor sau torsadat) ce alimenteazŸ instalaÍia


MV = 0 MV = 1 Post de transformare MT/JT cu Post de transformare MT/JT cu alimentare subteranŸ alimentare Án principal aerianŸ

LV = 0 LV = 0,2 LV = 0,4 LV = 0,6 LV = 0,8 LV = 1Subteran L = 100 la 199 m L = 200 la 299 m L = 300 la 399 m L = 400 la 499 m L > 500 m sau torsadat Lungimea liniei aeriene de JT

d d = 0 d = 0,5 d = 0,75 d = 1ClŸdiri, linii MT, JT Înconjurate CÊteva Teren deschis Pe un vÊrf, lÊngŸ apŸ, telefonice de structuri structuri sau plat Án zonŸ montanŸ, lÊngŸ un Án jur conductor de paratrŸsnet


J16

(1) Riscul este scŸzut, oricum dacŸ se doreÛte instalarea unui descŸrcŸtor este recomandat modelul cu Imax = 15 kA.

Tab. J22: Alegerea capacitŸÍii de scurgere a unui descŸrcŸtor.

U0: tensiunea reÍelei Ántre fazŸ Ûi neutru (230/240 V).Uc: tensiunea de Íinere Án regim permanent.

Alegerea descŸrcŸtorilor Án funcÍie de sistemul de tratare a neutrului.Oferta Merlin Gerin: PRD-PF-PE

4.2 Alegerea capacitŸÍii de scurgere a unui descŸrcŸtor (pentru o reÍea de JT)DupŸ obÍinerea riscurilor pentru receptoare (R) Ûi pentru amplasament (E), poate fi determinatŸ capacitatea de scurgere Imax (formŸ de undŸ 8/20) pentru un descŸrcŸtor de JT:n ProtecÍia pe sosire (vezi Tab. J22)n ProtecÍia secundarŸÎn cele douŸ cazuri care urmeazŸ o protecÍie secundarŸ prin descŸrcŸtori este necesarŸ:o dacŸ nivelul de protecÍie (Up) este prea mare faÍŸ de tensiunea de Íinere la impuls UÛoc,o dacŸ un echipament sensibil este la o distanÍŸ mai mare de 30 de metri faÍŸ de descŸrcŸtorul instalat pe sosire. În acest caz un descŸrcŸtor de 8 kA trebuie instalat Ántr-un tablou secundar Ûi Án apropiere de sarcinile sensibile.

CompletaÍi alegerea cu urmŸtoarele elemente:n dacŸ este necesar, transmiterea la distanÍŸ a stŸrii de uzurŸ a descŸrcŸtorului; n un Ántreruptor automat pentru protejarea Ûi deconectarea descŸrcŸtorului.

Tab. J23: Valorile Uc conform standardului internaÍional CEI 60364-5-534.

4.3 Alegerea descŸrcŸtorului Án funcÍie de sistemul de tratare a neutrului (vezi Tab. J23)


I =1 I =2 I = 3R = 8 sau 9 30 - 40 kA 65 kA 65 kAR = 6 sau 7 15 kA(1) 30 - 40 kA 65 kAR ≤ 5 15 kA(1) 15 kA(1) 30 - 40 kA

Tratarea neutrului TT TN-S TN-C ITValoarea Uc Án modul obiÛnuit u 1,5 Uo u 1,1 Uo u 1,1 Uo u 1,732 Uo (fazŸ-pŸmÊnt, neutru-pŸmÊnt)Valoarea Uc Án modul diferenÍial u 1,1 Uo u 1,1 Uo u 1,1 Uo (fazŸ-neutru) 15 kA(1) 30-40 kA

Tratarea neutrului TT TN-S TN-C IT IT neutru neutru distribuit nedistribuitUc (reÍea) Tensiunea completŸ 345/360 V 345/264 V 253/264 V 380/415 V 380/415 VDescŸrcŸtori debroÛabili CM Uc = 275 V 1P CM Uc = 440 V 3P 3P CM/DM 1P + N 1P + N 1P + N Uc = 440/275 V 3P + N 3P + N 3P + NDescŸrcŸtori Án montaj fixPF30 - 65 kA CM 1P + N 1P + N 1P + N Uc = 440 V 3P + N 3P + N 3P + NPF8 - 15 kA CM/DM 1P + N 1P + N 1P + N Uc = 440/275 V 3P + N 3P + N 3P + NPE CM 1P Uc = 440 V 3 x 1P 3 x 1P

J17

Tab. J24: Alegerea unui Ántreruptor automat pentru protejarea descŸrcŸtorului.

4.4 Alegerea unui Ántreruptor automat pentru protejarea descŸrcŸtorului (vezi Tab. J24)DupŸ alegerea descŸrcŸtoarilor necesari pentru protecÍia instalaÍiei, Ántreruptorul automat pentru protejarea descŸrcŸtoarilor poate fi ales utilizÊnd tabelul de mai jos:n capacitatea de rupere trebuie sŸ fie compatibilŸ cu curentul de scurtcircuit din instalaÍie;n fiecare conductor activ trebuie protejat, exemplu un descŸrcŸtor 1P+N trebuie asociat cu un Ántreruptor automat bipolar (doi poli protejaÍi).


Curentul de scurgere max. Întreruptor pentru descŸrcŸtor automat Calibru CurbŸ8-15-30-40 kA 20 A C65 kA 50 A C


J18

K1

Capitolul KEficienÍa energeticŸ Án distribuÍia electricŸ

Cuprins

Introducere K2

EficienÍa energeticŸ Ûi electricitatea K3 2.1 Lumea este acum pregatitŸ pentru programe K3 Ûi acÍiuni legate de eficienÍa energeticŸ

2.2 O nouŸ provocare: date electrice K4

Un proces, cÊÍiva participanÍi K5 3.1 EficienÍa energeticŸ necesitŸ o abordare antreprenorialŸ K5

3.2 Studii de competitivitate economicŸ K6

3.3 Variatele profiluri Ûi misiuni ale participanÍilor K8 din cadrul companiei

De la mŸsurŸtori electrice la informaÍii electrice K10 4.1 AchiziÍia valorilor fizice K10

4.2 Date electrice pentru obiective reale K11

4.3 MŸsurŸtorile Áncep cu produse autonome cu funcÍii K13 de mŸsurŸ suplimentare

Sistem de informare Ûi comunicare K16 5.1 ReÍeaua de comunicaÍie la nivelul produsului, K16 echipamentului Ûi amplasamentului

5.2 De la sistemul de control Ûi monitorizare reÍea pÊnŸ K19 la echipamentul de putere inteligent

5.3 Suportul web (e-suport) devine accesibil K21

1

2

3

4

5


K2

1 Introducere

Anumite informaÍii din acest capitol sunt preluate din ghidul publicat de Carbon Trust (www.carbontrust.co.uk) GPG119 Ûi GPG231.

Sistemele de control Ûi monitorizare a energiei pot aduce un mare beneficiu pentru proprietarul reÍelei electrice ca Ûi componenta strategicŸ Án abordarea globalŸ “EficienÍa EnergeticŸ”.Costul total al deÍinerii (TCO, Total Cost of Ownership) unei reÍele electrice include nu numai investiÍia iniÍialŸ Án echipament ci Ûi performanÍele economice Án operare. Responsabilul cu securitatea muncii, responsabilul cu consumul de energie, Ûeful electrician sau managerul administrativ al locaÍiei sunt cu toÍii din ce Án ce mai interesaÍi. Profilul variazŸ, dar o parte din munca tuturor acestor oameni include managementul atent al consumului de electricitate, condiÍiile de achiziÍie a electricitŸÍii Ûi reÍeaua care o distribuie.Mai puÍine Ántreruperi costisitoare pentru afacerile companiei, mai puÍin consum nejustificat, operaÍii de mentenanÍŸ reduse la necesarul corect, acestea sunt obiective ce implicŸ decizii pentru care este util un sistem de “EficienÍa EnergeticŸ” capabil sŸ furnizeze date oricŸrei persoane ce are nevoie de ele, indiferent de profil.AstŸzi apropiindu-ne de abordarea “EficienÍa EnergeticŸ” nu ÁnseamnŸ sŸ creŸm un sistem complex Ûi costisitor. CÊteva caracteristici simple sunt cu adevŸrat abordabile cu o eficienÍŸ foarte bunŸ deoarece ele sunt incluse ca funcÍiuni direct Án echipamentul de putere.OdatŸ ce o instalaÍie electricŸ este echipatŸ cu funcÍii de mŸsurŸ, ea poate utiliza mediul de comunicaÍie Intranet al utilizatorului. OperaÍiile adiÍionale nu necesitŸ aptitudini specifice sau training, ci doar un software “License Free” cum ar fi un browser Internet.Evolutivitatea sau e-serviciile prin Internet sunt de asemenea o realitate de astŸzi, bazate pe noile tehnologii derivate din lumea comunicaÍiilor Ûi biroticii. Decizia de a profita de aceste noi posibilitŸÍi poate fi Án viitor din ce Án ce mai mult un factor de diferenÍiere.

K3

2.1 Lumea este acum pregatitŸ pentru programe Ûi acÍiuni legate de eficienÍa energeticŸPrima mare miÛcare a fost iniÍiatŸ de protocolul de la Kyoto din 1997, reÁnoit Án 2006.AceastŸ extrem de cunoscutŸ inÍelegere cere ÍŸrilor semnatare o reducere colectivŸ a emisiilor de gaze ce provoacŸ efectul de serŸ cu o medie anualŸ de aproximativ 5 procente sub nivelul din 1990 pe perioada 2008-2012.Protocolul este bazat pe trei mecanisme primare de piaÍŸ.n Mecanismul de dezvoltare curatŸ (Clean Development Mechanism, CDM), Ántelegere pentru ca reducerile sŸ fie “sponsorizate” Ûi Án ÍŸrile fŸrŸ obiective Án reducerea emisiilor.n Implementare reunitŸ (Joint Implementation), program care permite ÍŸrilor industrializate sŸ-Ûi ÁndeplineasŸ obiectivele privind reducerea emisiilor de gaze cu efect de serŸ prin participarea la proiecte care reduc emisiile Án alte ÍŸri.n TranzacÍionarea emisiilor, mecanism prin care o parte cu angajamente privind emisiile poate tranzactiona unitŸÍi de emisie ce Ái sunt permise cu altŸ parte pentru cŸ emite mai puÍin decÊt are dreptul. Aceasta este aÛa numita piaÍŸ de carbon (carbon market).În toate zonele geografice, la nivel de ÍarŸ, regiune, federaÍie s-au lansat programe, acÍiuni, reglementŸri :n reglementŸri Ûi standarde ÁntŸrite Án Europa (vezi Fig. K1); n proiecte Ûi iniÍiative Án Asia;n programe dedicate Án Statele Unite.

Fig. K1: Directiva consiliului parlamentului European 2006/32/CE datatŸ 5 Aprilie 2006 relativ la EficienÍa EnergeticŸ pentru utilizatori finali Ûi servicii legate de energie. ISO 14001 defineÛte principiile Ûi procesele necesare pentru reducerea permanentŸ a consumurilor de energie Ûi a emisiilor poluante Án orice organizaÍie.

MotivaÍiile pentru dezvoltarea unor programe de eficienÍŸ energeticŸ - Án special pentru forma electricŸ a energiei - sunt din ce Án ce mai puternice. Planul de eficienÍŸ energeticŸ este acum o prioritate pentru un numŸr din ce Án ce mai mare de companii:n ClŸdirile sunt cel mai mare consumator de energie Ûi o ÍintŸ prioritarŸ;n Deoarece costul energiei s-a dublat Án ultimii trei ani, economiile de electricitate au devenit o sursŸ de productivitate semnificativŸ pentru industrie;n Economia energiei este acum parte a angajamentului social al corporaÍiilor, pentru cele mai multe companii;n Cum reÍelele de productie Ûi distribuÍie se aflŸ sub presiunea crescutŸ a creÛterii cererii Ûi diminuŸrii resurselor, disponibilitatea energiei este o problemŸ pentru industriile grav afectate de consecinÍele Ántreruperilor;n Sectorul rezidenÍial este un sector cheie din ce Án ce mai afectat.

2 EficienÍa energeticŸ Ûi electricitatea


K4

2.2 O nouŸ provocare: date electriceToate caracteristicile dezvoltŸrilor curente conduc la apariÍia “Noii lumi electrice” Án care consideraÍiile cheie vor fi:n controlul riscurilor legate de Ántreruperile Án alimentarea cu energie;n restricÍiile energetice sau eficienÍa Ûi controlul costurilor; preÍul MWh a crescut Ántre 2003 Ûi 2006 de la 30 la 60 € pentru piaÍa europeanŸ;n sursele de energie regenerabile;n mediul ÁnconjurŸtor Ûi dezvoltarea durabilŸ.Electricitatea va fi folositŸ mai inteligent Ûi mai raÍional pentru a contribui Án egalŸ mŸsurŸ la competitivitatea companiilor, independenÍa lor energeticŸ Ûi la protecÍia mediului. Noile reguli de bazŸ obligŸ factorii de decizie din cadrul companiilor sŸ aloce noi resurse Ûi sŸ investeascŸ Án produse Ûi servicii pentru a aborda astfel consumul de energie.În particular ÁnfiinÍarea unui sistem de informaÍii global Án cadrul companiei va permite datelor electrice sŸ fie transmise Ûi utilizate Ûi controlate Án timp real pentru (vezi Fig. K2):n predicÍia indisponibilitŸÍii reÍelelor electrice;n Ánregistrarea calitŸÍii energiei electrice;n optimizarea consumului pe clŸdire, sector, unitate, atelier, locaÍie, evitarea consumului excesiv sau variaÍiilor anormale. Vom avea deci toate datele necesare pentru a face economii reflectate direct Án factura de energie. Utilizatorii finali vor profita deci de avantajul monitorizŸrii reÍelei electrice pentru a evita pierderile Ûi pentru a alimenta cu energie de calitate acolo unde este cu adevŸrat necesar;n organizarea mentenanÍei echipamentelor electrice;n o achiziÍie mai bunŸ a energiei electrice Ûi Án anumite cazuri o mai bunŸ revÊnzare.

Fig. K2: SoluÍiile Schneider Electric pentru controlul instalaÍiilor electrice.

2 EficienÍa energeticŸ Ûi electricitatea

K5

3.1 EficienÍa energeticŸ necesitŸ o abordare antreprenorialŸUn sistem de informaÍii trebuie integrat Án abordarea globalŸ a companiei.

UrmŸtoarea abordare pas cu pas pentru organizarea managementului energiei (aÛa cum este arŸtatŸ Án Fig. K3) este o metodŸ structuratŸ pentru conducerea proiectelor Ûi atingerea rezultatelor. Poate fi aplicatŸ atÊt Án cazurile simple cÊt Ûi Án cele complicate Ûi a dovedit Án timp cŸ este Án acelaÛi timp robustŸ Ûi practicŸ.Referitor la filozofia 6 Sigma - DefineÛte, MŸsoarŸ, AnalizeazŸ, ÎmbunŸtŸÍeÛte, ControleazŸ - nu poÍi ÁmbunŸtŸÍi ceea ce nu mŸsori.

ObÍinerea angajamentuluiPentru a demara acÍiuni Án domeniul eficienÍei energetice este esenÍial sprijinul majoritŸÍii persoanelor de decizie ale colectivului de conducere ca individualitŸÍi Ûi ca parte structuralŸ a organizaÍiei.

Întelegerea Áncepe cu:n studiul nivelurilor curente ale consumului de energie Ûi costurilor aferente;n examinarea modurilor Án care energia este utilizatŸ;n stabilirea standardelor pentru consumul eficient de energie Án organizaÍie;n analizarea posibilitŸÍii reducerii costurilor prin reducerea consumului aÛa ÁncÊt sŸ poatŸ fi fixate obiective rezonabile;n identificarea efectelor consumului de energie asupra mediului Ánconjurator.

Planificare Ûi organizarePrimul pas ar trebui sŸ fie elaborarea unei politici energetice adecvate organizaÍiei. Prin dezvoltarea Ûi difuzarea acestei politici conducerea organizaÍiei aratŸ angajamentul faÍŸ de obiectivul excelenÍei Án managementul energiei. Aceasta trebuie fŸcutŸ Án spiritul culturii organizaÍiei pentru a obÍine cel mai bun efect.

ImplementareToÍi angajaÍii ar trebui sŸ fie implicaÍi Án implementarea politicii energetice. Oricum pentru a uÛura o abordare structuratŸ Ánceputul se face prin a repartiza responsabilitŸÍi speciale unor persoane sau grupuri.

Control Ûi monitorizareFiecare proiect trebuie sŸ aibŸ un sponsor - o persoanŸ sau un grup cu responsabilitate asupra ansamblului eforturilor de monitorizare Ûi organizarea lor pentru obÍinerea rezultatelor aÛteptate. ÎncŸ o data Sistemul de InformaÍii legat de utilizarea energiei electrice Ûi impactul sŸu asupra activitŸÍii de bazŸ a companiei va susÍine acÍiunile sponsorului.Conducerea organizaÍiei trebuie sŸ sublinieze importanÍa proiectelor prin solicitarea unor rapoarte regulate asupra progreselor obÍinute Ûi prin publicarea Ûi sprijinirea succeselor, ceea ce poate susÍine motivaÍiile Ûi angajamentul individual.Matricea managementului energiei:

3 Un proces, cÊÍiva participanÍi

Fig. K3: O abordare pas cu pas pentru organizarea managementului energiei.

Niv

el

Politica energeticŸ Organizare Motivare Sistem de informaÍii Marketing InvestiÍii

4

Politica energeticŸ, planuri de acÍiune Ûirevizii regulate cu angajamentul conducerii intreprinderii ca parte a strategiei de mediu

Managementul energiei deplin integrat Án structura de conducere. ResponsabilitŸÍi clar delegate Án ceea ce priveÛte consumurile energetice

Canale de comunicare regulate, formale sau informale, folosite de managerul energetic Ûi de echipa lui la toate nivelurile

Sistem cuprinzŸtor de monitorizare consum, identificarea defectelor, relevarea economiilor Ûi alocare buget

Suport marketing pentru valorile eficienÍei energetice Ûi performanÍa managementului energetic Án organizaÍie Ûi Án afarŸ

Discriminare pozitivŸ Án favoarea soluÍiilor “verzi” cu evaluarea detaliatŸ a investiÍiilor cu ocazia construcÍiilor noi sau renovŸrilor

2

Politica propusŸ de managerul energetic sau Ûeful departamentului electric neadoptatŸ

Post de manager energetic, raportÊnd unui comitet ad-hoc dar cu liniile directoare Ûi autoritatea neclarŸ

Contacte cu principalii utilizatori prin comitete ad-hoc prezidate de responsabilul departamentului

Monitorizare Ûi rapoarte bazate pe datele achiziÍionate Responsabilii energetici sunt implicaÍi Án stabilirea bugetului

CÊteva formŸri ad-hoc Án domeniul eficienÍei energetice

Numai investiÍii utilizÊnd criteriul amortizŸrii rapide

0

FŸrŸ politicŸ explicitŸ FŸrŸ management energetic sau fŸrŸ delegare formalŸ a responsabilitŸÍilor pentru consumurile energetice

FŸrŸ contacte cu utilizatorii

FŸrŸ sistem de informaÍiiFŸrŸ contabilizarea consumurilor energetice

FŸrŸ promovarea eficienÍei energetice

FŸrŸ investiÍii Án creÛterea eficienÍei energetice Án imobil

n ObÍinerea angajamentului

n Identificarea nevoilor acÍionarilor

n Stabilirea politiciin Stabilirea obiectivelor n PregŸtirea planurilor de acÍiunen Stabilirea rolurilor Ûi responsabilitŸÍilor

n Prioritizarea investiÍiilorn PregŸtire, formaren Evaluarea integrŸrii Án afacere Ûi dificultŸÍilor de implementare

n Procesul de auditn Distribuirea rezultatelor auditului

Angajament

ÎnÍelegere

Planificare Ûi organizare

Implementare

Monitorizare Ûi control


K6

3.2 Studii de competitivitate economicŸUn sistem de informaÍii asupra eficientei energetice legat de utilizarea electricitŸÍii trebuie privit Ûi din punct de vedere economic pentru a asigura Ándeplinirea obiectivului de creÛtere a competitivitŸÍii economice.Studiul economic depinde Án principal de alocarea unei valori financiare consumului de electricitate, pierderilor operaÍionale legate de indisponibilitatea energiei Ûi costurilor de mentenanÍŸ, Án scopul exploatŸrii optime a instalaÍiei electrice.

Stadiu preliminar: evaluarea situaÍiei curente Ûi efectuarea unui studiu financiar (Figura K4)Nevoia unei instalaÍii de mŸsurŸ este justificatŸ prin cÊÛtigurile pe care le poate genera. O soluÍie care acoperŸ Ántreaga instalaÍie reprezintŸ o ÁmbunŸtŸÍire majorŸ a competitivitŸÍii companiei dar implicŸ o echipŸ dedicatŸ pentru exploatarea noilor capacitŸÍi.Exemplu:Figura de mai jos este un exemplu pentru calculul amortizŸrii investiÍiei - disponibilŸ Án format Excel pe www.trensparentready.com.

Fig. K4: Exemplu pentru calculul amortizŸrii investiÍiei.

Company data 00000 Automatic calculation Contributing factors Savings per Item Savings / Investment per category

Total savings or investment

Background: your organisation’s characteristicsAnnual revenues 100.000.000 Net profit (%) 10 %Annual work hours (hours/day x days/week x weeks/year) 1.950 hrsAverage hourly wage (loaded rate) 75 Annual electrical energy costs 1.000.000 Interest rate 15 %Corporate tax rate 30 %Annual energy cost savings potentialReduction in energy usage (% estimated) 10 %Reduction in energy usage 100.000 Reduction in demand charges 20.000 Power factor penalties avoided 20.000 Energy billing errors avoided 5.000 Energy costs allocated to tenants 0 Annual energy cost savings 145.000 Downtime cost avoidance potentialNumber of downtime events per year 2Hours of downtime per event 1,5 oreHours to recovery per downtime event 2 oreEmployees idled per downtime event 250Manufacturing employees required for line start-up 10IS employees required for computer system recovery 2Reduction in equipment replacements (e.g., transformers) 25.000 Reduction in scrapped products or parts 50.000 Corporate profit increase 15.385 Increase in productive work hours 56.250 Reduction in computer system recovery hours 600 Reduction in manufacturing line start-up costs 3.000 Annual downtime cost avoidance 150.235 Operations & maintenance savings potentialEmployees assigned to manually read meters 3Employees assigned to maintenance 2Employees assigned to energy data analysis 2Activity-based costing savings (e.g., equipment or process removal) 50.000 Equipment maintenance savings 10.000 Automatic meter reading 7.875 Fewer maintenance inspections 2.250 Fewer hours for data analysis 10.500 Operations & maintenance savings 80.625 Total annual gross savings potential 375.860 Transparent Ready system investmentNumber of buildings where energy is to be managed 2Metering devices, main/critical feeders, per building 10Metering devices, non-critical feeders, per building 15Metering devices, simple energy usage, per building 15Device costs 125.000 Software costs 15.000 Computer equipment costs 8.000 Installation 160.000 Configuration 8.000 Training 3.500 Support contract 14.338 Total system investment 333.838 ROI summaryInvested capital -333.838 Gross annual savings 375.860 Yearly depreciation -66.768 Corporate tax -112.758 Net annual savings (after taxes and depreciation) 196.334 Payback period (before tax & dep) (in months) 11Payback period (after tax & dep) (in months) 20 Net present value 324.304 Discounted return on investment (NPV / Invested Capital) 97 %


Scenariu financiar preliminar

K7

InvestiÍi Án trei paÛi:1 - FormulaÍi prioritŸÍile;2 - DefiniÍi mŸrimile electrice cheie;3 - SelectaÍi componentele.

Pasul 1 : formularea prioritŸÍilorFiecare obiectiv industrial sau terÍiar are propriile sale cerinÍe Ûi o arhitecturŸ de distribuÍie electricŸ specificŸ. În funcÍie de cerinÍele obiectivului se determinŸ aplicaÍia de eficienÍŸ energeticŸ adecvatŸ (Tab. K5):

Obiective AplicaÍii

Optimizarea consumului Alocarea costurilor

Analiza utilizŸrii energiei

Pompe Ûi ventilatoare pentru industrie Ûi ÁnfrastructurŸPompe Ûi ventilatoare pentru clŸdiri

Control iluminat

Optimizarea achiziÍiei de energie

Reducerea vÊrfului de putere

Optimizarea alimentŸrii cu energie

Subfacturarea

ÎmbunŸtŸÍirea eficienÍei echipelor ÁnsŸrcinate cu exploatarea instalaÍiilor electrice

Jurnal de evenimente Ûi alarme de distribuÍie electricŸ

ÎmbunŸtŸÍirea disponibilitŸÍii Ûi calitŸÍii energiei

Teleconducerea reÍelei de distribuÍie electricŸAutomatizarea reÍelei de distribuÍie electricŸ

Optimizarea activelor Analiza statisticŸ a utilizŸrii echipamentului - Compensarea energiei reactive

Pasul 2 : definirea mŸrimilor electrice cheien OdatŸ ce am formulat prioritŸÍile, putem defini mŸrimile electrice cheie ce trebuiesc incluse Án sistemul de mŸsurŸ.n Parametrii luaÍi Án considerare trebuie sŸ permitŸ detectarea unei perturbaÍii sau a unui fenomen similar imediat dupŸ apariÍie, Án alte cuvinte Ánainte sŸ aibŸ un efect Án detrimentul instalaÍiilor electrice Ûi consumatorilor curenÍi.n Metoda include instalarea de dispozitive adecvate pe fiecare plecare implicatŸ Ûi Ántr-un centru de coordonare Án aÛa fel ÁncÊt sŸ existe o vedere de ansamblu asupra instalaÍiei. Oricum trebuiesc identificaÍi consumatorii vitali pentru afacerile companiei Ûi de asemenea procesele costisitoare pentru a fi luate Án considerare ca informaÍii Án cadrul soluÍiei.

Exemplu: DacŸ aplicaÍia este mare consumatoare de electricitate Ûi nu prea sensibilŸ la calitate, sistemul de mŸsurŸ implicŸ produsele de mŸsurŸ adecvate. În acelaÛi sens o aplicaÍie sensibilŸ din punct de vedere al calitŸÍii energiei solicitŸ produse de mŸsurŸ diferite.

Pasul 3 : selecÍia componentelorPentru instalaÍii existente: cÊteva din echipamentele dumneavoastrŸ includ deja funcÍii de mŸsurŸ.

Exemplu: Releele de protecÍie includ adesea funcÍii de mŸsurŸ. Trebuie doar sŸ stabiliÍi comunicaÍia printr-o reÍea serialŸ Modbus cŸtre site-ul intranet.

Tab. K5: Obiective Ûi aplicaÍii.



K8

PoziÍie Dep. CunoÛtinÍe Rol Date afiÛate CÊnd? Formatul datelor

Personal de securitate

Local FŸrŸ cunoÛtinÍe tehnice electrice specifice

SiguranÍa persoanelor Ûi a bunurilor

În camera centralŸ de securitate, pe ecran, prin cabluri, GSM sau reÍeaua de date

Rar, Án cazul unui eveniment

Ordine derivate din proceduri planificate Án funcÍie de tipul de eveniment electric Ûi de alarmele predefinite cŸtre responsabili.

Ìeful compartimentului de intreÍinere

Local Responsabil de buna funcÍionare a instalaÍiilor inclusiv cele electrice, vechime 3-8 ani Án aceastŸ poziÍie, bun tehnician cu nivel ridicat de autonomie Án decizii. DeleagŸ problemele electrotehnice Án afara organizaÍiei (de exemplu calculul reglajului protecÍiilor)

ÎmpreunŸ cu echipa sa asigurŸ funcÍionarea corectŸ a aparaturii Án toate zonele (rŸcire, aer condiÍionat, electricitate, securitate, siguranÍa personalului, etc.). Prioritate o are disponibilitatea, din cauza superiorilor, de aceea el decide implicarea consultanÍilor externi Ûi contribuie la proiectele de investiÍii

MMS/SMS, calculator, prin intranet, e-mail

Rar, la evenimente, consultŸri periodice ale rapoartelor, frecvente cereri de consultare a informaÍiilor

Datele sunt partajate cu echipa sa:- ecrane cu mŸsurŸtori, asistenÍŸ la interpretŸri posibile (limitŸri, etc.)- ecrane de consumuri (kWH Ûi Euro)- evenimente cu marcŸ de timp- adresele subcontractorilor- schema monofilarŸ a instalaÍiei, desene ale dulapurilor electrice, legŸturi cŸtre instrucÍiunile fabricantilor- date financiare utilizate Án proiectele de investiÍii- indicatori de performanÍŸ electricŸ de completat

Responsabilul administrativ

Local CompetenÍe Án conducerea corporativŸ ca Ûi Án conducerea executivŸ

Responsabilul cu centrul de profit. AsigurŸ conformitatea cu procedurile pentru personal pe baza unei liste de verificŸri.Interesat de reducerea costurilor

Rapoarte economice Lunar Aspecte financiare incluzÊnd consumul de electricitate, legŸtura Ántre cifra de afaceri Ûi consumul de electricitate, costul mentenanÍei reÍelei electrice

Managerul de eficienÍŸ energeticŸ din cadrul unei companii multinaÍionale

Sediu corporaÍie

Responsabil achiziÍii negociazŸ contracte globale de achiziÍie de energie

Responsabil de factura globalŸ de energie a companiei ca sumŸ a filialelor, face comparaÍii Ántre entitŸÍi

Rapoarte economice Lunar Date financiare inclusiv consumul de electricitate pentru fiecare din entitŸÍi

3.3 Variatele profiluri Ûi misiuni ale participanÍilor din cadrul companieiPunerea la punct a unui sistem de colectare a informaÍiilor va permite accesul la date importante ale echipamentelor electrice Ûi trebuie sŸ implice Án egalŸ mŸsurŸ personalul IT Ûi cel cu profil electric, care prin definiÍie se aflŸ Án departamente diferite ale companiei (Tab. K6 Ûi Fig. K7).

Exemplu: Tabelul de mai jos aratŸ cÊteva poziÍii Ántr-un supermarket. Mai pot fi implicate Ûi alte poziÍii cum ar fi Departamentul Administrativ, Ìefii de ateliere sau Responsabilii tehnici.

Tab. K6: Diferitele poziÍii Ûi misiuni ale participanÍilor din cadrul companiei.


K9

Fig. K7: Exemplu: ConfiguraÍia unei reÍele de complexe comerciale cu rolul mai multor participanÍi.


- Defecte majore- Defecte minore

- MentenanÍŸ- Magazin

- kWh- kWh1- kWh2- kWh3- Alarme tarif- Defecte majore- Defecte minore

- Manager tehnic- Magazin

- Defecte majore

- Securitate- Magazin

- Structura tarifului- Profilul consumului- Verificarea facturilor- Analiza datelor- Generare Ûi trimitere rapoarte- PŸstrare date

Data center

- AnalizŸ financiarŸ

- Control cost- Corporate

- kWh magazin- Magazin financiar -Toate (cerute)- Manager energetic- Birou ÍarŸ

Œara i, n Magazine

- kWh ÍintŸ- Financiar ÍarŸ

- AchiziÍii energetice- Birou ÍarŸ

ComunicaÍie

IntrŸri digitale

Modbus Contoare pentru kWh Ûi kVAh

Magazinul n

- AnalizŸ financiarŸ- Defecte majore

- Responsabil magazin- Magazin


- Respons. ÍarŸ- Birou ÍarŸ


- Control cost- Birou ÍarŸ

- Colectarea datelor- Comunicare (criticŸ) cu utilizatorii locali- Comunicare cu Data Center


K10

PerformanÍele de eficienÍŸ energeticŸ Án domeniul electricitŸÍii pot fi explicate numai Án termeni de mŸrimi fizice fundamentale - tensiuni, curenÍi, armonici, etc. Aceste mŸsurŸtori fizice trebuiesc reprocesate pentru a deveni date digitale Ûi apoi informaÍii.În formŸ brutŸ datele nu sunt de mare folos. Din pŸcate mulÍi responsabili energetici s-au cufundat total Án aceste date Ûi vŸd colectarea Ûi interpretarea datelor ca sarcina lor principalŸ. Pentru a genera valoare din aceste date ele trebuiesc transformate Án informaÍii, (utilizate pentru suportul celor care supervizeazŸ consumurile energetice) Ûi ÁnÍelegere (utilizatŸ pentru acÍiuni Án domeniul reducerii consumului). Ciclul operaÍional este bazat pe patru procese: colectarea datelor, analiza datelor, comunicarea datelor Ûi acÍiune (vezi Fig. K8). Aceste elemente se aplicŸ oricŸrui sistem de achiziÍie a informaÍiilor. Ciclul funcÍioneazŸ cu condiÍia ca o reÍea de comunicaÍii adecvatŸ sŸ fie funcÍionalŸ.

Nivelul procesŸrii datelor genereazŸ informaÍii care pot fi ÁnÍelese la nivelul personalului; abilitatea interpretŸrii datelor de cŸtre utilizator rŸmÊne o provocare Án sensul stabilirii deciziilor.Datele sunt legate direct de receptorii care consumŸ electricitate (procese industriale, iluminat, aer condiÍionat, etc.) Ûi de serviciile pe care aceÛti receptori le aduc companiei (cantitate de produse manufacturate, confortul vizitatorilor unui supermarket, temperatura Ántr-o camera frigorificŸ, etc).Sistemul de informaÍii este apoi, gata sŸ fie utilizat zilnic de cei interesaÍi pentru a atinge obiectivele de eficienÍŸ energeticŸ stabilite de conducŸtorii companiei.

4.1 AchiziÍia valorilor fizice Calitatea datelor Áncepe de la mŸsurŸtoare: la locul potrivit, la timpul potrivit Ûi Án cantitatea potrivitŸ. În principiu mŸsurŸtorile electrice se bazeazŸ pe tensiune Ûi pe curentul ce trece prin conductori. Aceste valori ne conduc la toate celelalte: putere, energie, factor de putere, etc.Mai ÁntÊi vom asigura coerenÍa Ántre clasa de precizie a transformatoarelor de curent, transformatoarelor de tensiune Ûi precizia aparatelor de mŸsurŸ. Clasa de precizie va fi mai micŸ la ÁnaltŸ tensiune; o eroare de mŸsurŸ la ÁnaltŸ tensiune ÁnseamnŸ foarte multŸ energie.Eroarea totalŸ este egalŸ cu suma pŸtraticŸ a fiecŸrei erori:

erorilor = of error = error error ... error2 2 2+ + +∑of error = error error ... error2 2 2+ + +∑ eroare2 + eroare2 + ... + eroare2

Exemplu: un dispozitiv de mŸsurŸ cu o eroare de 2% conectat la un TC cu eroare de 2% ÁnseamnŸ:

erorilor = of error = error error ... error2 2 2+ + +∑of error = 2,828%2 22 2( ) + ( ) =∑Aceasta poate Ánsemna o pierdere de 2.828 kWh pentru 100.000 kWh consumaÍi.

4 De la mŸsurŸtori electrice la informaÍii electrice

Fig. K8: Ciclul operaÍional.

K11

MŸsurarea tensiuniiLa JT tensiunea se mŸsoarŸ direct de cŸtre dispozitive de mŸsurŸ. Atunci cÊnd nivelul de tensiune devine incompatibil cu caracteristicile dispozitivului (de exemplu la medie tensiune) trebuie sŸ utilizŸm transformatoare de tensiune.Un TT (transformator de tensiune) este definit de:n tensiunea primarŸ Ûi tensiunea secundarŸ;n puterea aparentŸ;n clasa de precizie.

MŸsurarea curentuluiMŸsurarea curentului este executatŸ de transformatoare de curent (TC) cu miez despicat sau miez continuu, plasate Án jurul fazelor Ûi Án jurul neutrului acolo unde este cazul. În concordanÍŸ cu precizia cerutŸ pentru mŸsurŸtori TC asociate cu releele de protecÍie permit de asemenea mŸsurarea curentului Án condiÍii normale.În particular pentru a mŸsura energia considerŸm douŸ obiective:n Obiectiv contractual stabilit cu furnizorul de energie sau Án eventualitatea revÊnzŸrii energiei. În acest caz CEI 62053-21 pentru clasele 1 Ûi 2 Ûi CEI 62053-22 pentru clasele 0,5S Ûi 0,2S devin aplicabile pentru a mŸsura energia activŸ. Întregul lanÍ de mŸsurŸ - TC, TT Ûi dispozitivul de mŸsurŸ - poate atinge o clasŸ de precizie CI de 1 la joasŸ tensiune, 0,5 la medie tensiune Ûi 0,2 la ÁnaltŸ tensiune cu posibilitŸÍi de a atinge 0,1 Án viitor.n Alocarea costurilor interne Án cadrul companiei adicŸ ÁmpŸrÍirea costurilor electricitŸÍii pe fiecare produs fabricat Ántr-un anume atelier. În acest caz o clasŸ de precizie Ántre 1 Ûi 2 pentru Ántregul lanÍ (TC, TT Ûi dispozitivul de mŸsurŸ) este suficientŸ.VŸ recomandŸm sŸ coordonaÍi precizia Ántregului lanÍ de mŸsurŸ cu cerinÍele de mŸsurŸ actuale; nu existŸ o singurŸ soluÍie universalŸ ci un bun compromis tehnic Ûi economic cu cerinÍele ce trebuiesc satisfŸcute. ReÍineÍi cŸ Ûi precizia mŸsurŸtorilor are un cost care trebuie comparat cu amortizarea investiÍiei pe care o aÛteptŸm.În general cÊÛtigurile Án termeni de eficienÍŸ energeticŸ sunt mai mari atunci cÊnd reÍeaua electricŸ nu a fost echipatŸ Án acest fel pÊnŸ acum. În schimb, modificŸrile permanente ale reÍelei electrice cauzate de activitatea companiei ne fac sŸ cŸutam optimizŸri semnificative Ûi imediate.Exemplu:Un ampermetru analogic de clasŸ 1, calibru 100 A, va afiÛa o mŸsurŸtoare de ±1 A la 100 A. DacŸ el afiÛazŸ 2 A, mŸsurŸtoarea este corectŸ ÁncepÊnd de la 1 A, rezultÊnd deci o incertitudine de 50%. O staÍie de mŸsurŸ clasŸ 1 ca PM710 Merlin Gerin - ca toate celelalte staÍii de mŸsurŸ Ûi unitŸÍi de monitorizare Ûi mŸsurŸ a circuitelor Merlin Gerin - au o precizie de 1% pe Ántreg domeniul de mŸsurŸ aÛa cum este specificat Án standardul CEI 62053.Alte mŸsurŸtori fizice ÁmbunŸtŸÍesc datele culese:n poziÍia Ánchis/deschis a aparatajului de comutaÍie;n mŸsurarea energiei prin impulsuri;n temperatura transformatoarelor Ûi motoarelor;n orele de funcÍionare, numŸrul de conectŸri/deconectŸri;n sarcina motoarelor;n sarcina bateriilor UPS-urilor;n jurnale pentru evenimente, Án special pentru defecte;n etc.

4.2 Date electrice pentru obiective realeDatele electrice sunt transformate Án informaÍii care urmŸresc sŸ satisfacŸ urmŸtoarele obiective:n modificarea obiceiurilor utilizatorilor pentru a consuma raÍional energie electricŸ Ûi a obÍine Án final costuri energetice mai mici.n ÁmbunŸtŸÍirea eficienÍei personalului de exploatare;n scŸderea costului energiei;n economia de energie prin ÁnÍelegerea modului Án care aceasta este utilizatŸ Ûi cum activele Ûi procesele pot fi optimizate pentru a fi mai eficiente energetic.n optimizarea Ûi creÛterea duratei de viaÍŸ a mijloacelor fixe asociate cu reÍeaua electricŸ;n Án final poate deveni o piesŸ importantŸ Án creÛterea productivitŸÍii proceselor asociate (procese industriale sau chiar de birou, managementul clŸdirilor), prevenind sau reducÊnd Ántreruperile sau asigurÊnd energie de o calitate mai bunŸ receptorilor.

Un TC este definit prin:n Raportul de transformare. De ex.: 50/5 A;n Clasa de precizie CI. De exemplu CI = 0,5 cazul general;n Puterea de precizie Án secundar necesarŸ pentru a alimenta cu energie dispozitivele de mŸsurŸ din secundar. De exemplu 1,25 VA;n Factorul limitŸ de precizie indicat ca factor aplicat In Ánaintea saturaÍiei. De exemplu FLP (sau Fs) = 10 pentru dispozitive de mŸsurŸ cu o putere de mŸsurŸ conformŸ cu normele.


Unitate de mŸsurŸ PM700.


K12

Costurile operaÍionale suprapuse peste imaginea unui iceberg (vezi Fig. K9). DacŸ un iceberg pare mare la suprafaÍŸ, mŸrimea din apŸ este de-a dreptul copleÛitoare. Prin analogie Án fiecare lunŸ furnizorul de energie vŸ trimite o facturŸ pentru energia consumatŸ. Economiile Án aceastŸ facturŸ sunt importante Ûi singure pot justifica nevoia unui sistem de monitorizare a energiei. ExistŸ ÁnsŸ Ûi alte economii mai puÍin evidente dar mult mai semnificative care pot fi obÍinute dacŸ dispuneÍi de uneltele corespunzŸtoare.

Modificarea obiceiurilor utilizatorilor de energieUtilizÊnd rapoartele de alocare a costurilor puteÍi verifica corectitudinea Ûi acurateÍea facturii de energie, distribui factura internŸ pe departamente, adopta decizii efective bazate pe considerente energetice Ûi fŸcÊnd publice performanÍele mŸsurii la fiecare nivel din organizaÍie. Apoi utilizÊnd modelul “proprietarul consumului de energie” la nivelul potrivit Án organizaÍie este posibil sŸ fie modificat comportamentul utilizatorilor pentru a induce respect faÍŸ de consumurile energetice Ûi Án final pentru a diminua costurile totale energetice.

ÎmbunŸtŸÍirea eficienÍei personalului de exploatareUna din principalele provocŸri pentru personalul de exploatare al reÍelei electrice este de a adopta deciziile potrivite Ûi de a acÍiona Án cel mai scurt timp. De aceea este necesar ca aceÛti oameni sŸ Ûtie mai bine ce se ÁntÊmplŸ Án reÍeaua lor, Ûi pe cÊt posibil sŸ fie informaÍi oriunde s-ar afla Án obiectivul respectiv.Acest obiectiv ÁnÍelept - transparent este un factor cheie care permite personalului sŸ:n ÁnÍeleagŸ parcursul energiei electrice - sŸ verifice dacŸ reÍeaua este parametrizatŸ corespunzŸtor, echilibratŸ, care sunt principalii consumatori, Án ce perioadŸ a zilei (sau sŸptŸmÊnii), etc;n ÁnÍeleagŸ comportamentul reÍelei - declanÛarea unei plecŸri principale este mai uÛor de ÁnÍeles dacŸ ai acces la informaÍii de la sarcinile din aval;n fie informaÍi operativ asupra evenimentelor, chiar atunci cÊnd se aflŸ Án afara obiectivului, utilizÊnd comunicaÍiile mobile disponibile Án prezent;n Án cazul unei avarii sŸ se ducŸ direct la echipamentul afectat, cu piesele de schimb potrivite, Ûi cu cauza avariei bine ÁnÍeleasŸ;n iniÍieze acÍiuni de mentenanÍŸ luÊnd Án considerare uzura realŸ a echipamentului, nici mai devreme nici mai tÊrziu;n Án final electricianul va avea posibilitatea sŸ monitorizeze reÍeaua electricŸ Ûi va obÍine Án anumite cazuri o scŸdere drastica a costului energiei.IatŸ mai jos cÊteva exemple ale celor mai simple aplicaÍii de sisteme de monitorizare:n marcarea zonelor unde au fost detectate consumuri anormale;n urmŸrirea consumurilor neprevŸzute;n asigurarea cŸ consumul de energie nu este mai mare decÊt al competiÍiei;n alegerea contractului de furnizare optim cu furnizorul de energie;n stabilirea unor reguli de consum simple pentru receptorii simpli (de exemplu iluminat);n solicitarea compensŸrii daunelor datoritŸ livrŸrilor de energie cu parametri necorespunzŸtori de cŸtre furnizorul de energie (de exemplu oprirea unui proces datoritŸ unui gol de tensiune).

Implementarea proiectelor de eficienÍŸ energeticŸSistemul de monitorizare a energiei electrice va furniza informaÍii care vor susÍine un audit energetic complet al obiectivului. Asemenea audit poate acoperi pe lÊngŸ electricitate Ûi sistemele de apŸ, aer, gaz Ûi abur. MŸsura, marcarea Ûi normarea informaÍiilor privitoare la consumurile energetice va arŸta cŸt de eficiente sunt procesele Ûi, pe ansamblu, obiectivul. Astfel pot fi elaborate planuri de acÍiune corespunzŸtoare. Obiectivele acestora pot fi variate de la sisteme de control iluminat, sisteme de automatizare clŸdiri, variatoare de vitezŸ, automatizŸri de proces, etc.

Optimizarea mijloacelor fixeO realitate este ca reÍeaua electricŸ evolueazŸ din ce Án ce mai mult Ûi de fiecare datŸ apare Ántrebarea: Va suporta reÍeaua mea aceastŸ nouŸ evoluÍie? Acesta este un caz tipic cÊnd sistemul de monitorizare poate ajuta responsabilul reÍelei sŸ ia deciziile corecte. Prin activitatea de Ánregistrare, se poate stabili adevŸrata utilizare a echipamentelor Ûi evalua cu acurateÍe rezerva disponibilŸ Ántr-o porÍiune de reÍea, tablou electric sau transformator. O utilizare corectŸ a echipamentului poate creÛte durata sa de viaÍŸ. Sistemele de monitorizare pot furniza informaÍii exacte despre utilizarea echipamentelor Ûi echipele de mentenanÍŸ pot decide asupra operaÍiunii de mentenanÍŸ potrivite, nici prea devreme, nici prea tÊrziu. În anumite cazuri monitorizarea armonicilor poate fi un factor pozitiv pentru durata de viaÍŸ a anumitor echipamente (de exemplu motoare sau transformatoare).


Fig. K9: Costurile operaÍionale suprapuse peste imaginea unui iceberg.

Reducerea costurilor utilitŸÍilor

Optimizarea utilizŸrii

echipamentelor

ÎmbunŸtŸÍirea fiabilitŸÍii

K13

CreÛterea productivitŸÍii prin reducerea timpului de ÁntrerupereTimpul de Ántrerupere este coÛmarul persoanelor ÁnsŸrcinate cu buna funcÍionare a reÍelei electrice. Pot fi generate pierderi importante pentru companie, presiunea pentru realimentarea cÊt mai rapidŸ - Ûi stresul asociat pentru operatori - este foarte ridicat.Un sistem de monitorizare Ûi control poate fi de folos reducÊnd timpii de Ántrerupere foarte eficient. FŸrŸ sŸ mai vorbim de un sistem de telecontrol care este mult mai sofisticat dar care poate fi necesar pentru aplicaÍiile cele mai solicitante, un simplu sistem de monitorizare poate furniza informaÍii importante care vor contribui semnificativ la reducerea timpilor de Ántrerupere:n informÊnd personalul operativ asupra evenimentelor, chiar atunci cÊnd se aflŸ Án afara obiectivului (utilizÊnd comunicaÍiile mobile disponibile Án prezent GSM/SMS);n furnizÊnd o vedere globalŸ a statutului reÍelei electrice;n ajutÊnd la identificarea zonei cu defect;n avÊnd acces la informaÍii detaliate furnizate de aparatura de cÊmp Ûi ataÛate fiecŸrui eveniment (motivul declanÛŸrii de exemplu).Apoi teleconducerea aparatajului poate fi necesarŸ dar nu obligatorie. În multe cazuri este necesarŸ o deplasare la locul defectului pentru a demara acÍiunile necesare.

CreÛterea productivitŸÍii prin ÁmbunŸtŸÍirea calitŸÍii energieiAnumiÍi receptori pot fi foarte sensibili la calitatea energiei Ûi operatorii pot fi puÛi Án faÍa unor situaÍii neaÛteptate dacŸ calitatea energiei nu este sub control. Monitorizarea calitŸÍii energiei este calea potrivitŸ pentru a preveni astfel de evenimente Ûi/sau pentru a rezolva probleme punctuale.

4.3 MŸsurŸtorile Áncep cu produse autonome cu funcÍii de mŸsurŸ suplimentareAlegerea aparatajului de mŸsurŸ Ûi aparatajului electric se face Án funcÍie de prioritŸÍile programului dumneavoastrŸ de eficienÍa energeticŸ Ûi Án funcÍie de tehnologia disponibilŸ:n FuncÍiile de mŸsurŸ Ûi protecÍie pentru reÍelele de medie Ûi joasŸ tensiune sunt integrate Án acelaÛi dispozitiv.Exemple: Releele de mŸsurŸ Ûi protecÍie Sepam, declanÛatoarele Micrologic pentru Compact Ûi Masterpact, unitŸÍile de control motoare TeSys U, controlerul varmetric NRC12, sursele neÁntreruptibile Galaxy.n FuncÍia de mŸsurŸ este integratŸ Ántr-un dispozitiv dar separatŸ de funcÍia de protecÍie.Exemplu: Accesoriu la un Ántreruptor automat de joasŸ tensiune.n FuncÍia de mŸsurŸ este ÁndeplinitŸ de un dispozitiv separat.Exemplu: PowerLogic Circuit Monitor este un dispozitiv de mŸsurŸ de ÁnaltŸ performanÍŸ.Progresele fŸcute de electronica industrialŸ Ûi de tehnologiile IT au fost utilizate Ántr-un singur dispozitiv:n pentru a Ándeplini cerinÍele de simplificare a tablourilor electrice;n pentru a reduce costurile de achiziÍie Ûi a reduce de asemenea numŸrul de aparate;n pentru a facilita evoluÍia produselor prin proceduri de upgrade software.

Unitate de control motor TeSys U

UnitŸÍi de declanÛare Micrologic pentru Masterpact



K14

Mai jos vŸ oferim exemple de mŸsurŸtori ce pot fi transmise prin Modbus, RS485 sau Ethernet (vezi Fig. K10):

UnitŸÍi de mŸsurŸ Relee de mŸsurŸ Ûi protecÍie MT

Relee de mŸsurŸ Ûi protecÍie JT

Controlere varmetrice

Controlere de izolatie

Exemple Power Meter, Circuit Monitor

SEPAM DeclanÛatoare Micrologic pentru Compact Ûi Masterpact

Varlogic Sisteme Vigilohm

MenÍinerea controlului asupra consumului de energie

Puterea instantanee, maximŸ, minimŸ n n n n -

Energia, posibilitate de repornire de la 0 n n n - -

Factorul de putere, instantaneu n n n - -

Cos ϕ, instantaneu - - - n -

ÎmbunŸtŸÍirea disponibilitŸÍii energiei

Curent, instantaneu, maxim, minim, dezechilibre

n n n n -

Curent, captura formei de undŸ n n n - -

Tensiune, instantanee, maximŸ, minimŸ, dezechilibre

n n n n -

Tensiune, captura formei de undŸ n n n - -

Starea aparatului n n n n -

Jurnalul de defecte n n n - -

FrecvenÍa, instantanee, max., min. n n n - -

THDu, THDi n n n n -

Administrarea mai bunŸ a instalaÍiei electrice

Temperatura receptoarului, sarcina Ûi starea termicŸ

n n - n -

RezistenÍa de izolaÍie - - - - n

UnitŸÍi de control motoare

Variatoare de vitezŸ JT

Softstartere JT Softstartere MT Surse neÁntreruptibile

Exemple TeSys U ATV ATS Motorpact RVSS Galaxy

MenÍinerea controlului asupra consumului de energie

Puterea instantanee, maximŸ, minimŸ - n - n n

Energia, posibilitate de repornire de la 0

- n n n -

Factorul de putere, instantaneu - - n n n

ÎmbunŸtŸÍirea disponibilitŸÍii energiei

Curent, instantaneu, maxim, minim, dezechilibre

n n n n n

Curent, captura formei de undŸ - - - n n

Starea aparatului n n n n n

Jurnalul de defecte n n n n -

THDu, THDi - n - - -

Administrarea mai bunŸ a instalaÍiei electrice

Temperatura receptoarului, sarcina Ûi starea termicŸ

n n n n n

Ore de funcÍionare motor - n n n -

Monitorizare baterii - - - - n

Tab. K10: Exemple de mŸsurŸtori disponibile via Modbus, RS485 sau Ethernet.


K15

Exemple de soluÍii pentru un obiectiv de mŸrime medie Analysesample Ltd. este o companie specializatŸ Án analiza mostrelor industriale colectate de la fabricile din regiune: metale, plastice, etc., pentru certificarea caracteristicilor chimice. Compania vrea sŸ deÍinŸ un control mai bun asupra consumurilor de energie electricŸ a cuptoarelor existente, sistemului de aer condiÍionat Ûi vrea, de asemenea, sŸ asigure calitatea energiei electrice pentru aparatura de mŸsurŸ de precizie utilizatŸ pentru analiza mostrelor.

ReÍea electricŸ protejatŸ Ûi monitorizatŸ via site IntranetSoluÍia implementatŸ implicŸ achiziÍia datelor referitoare la energie de la unitŸÍile de mŸsurŸ ceea ce permite de asemenea mŸsurŸtori asupra parametrilor electrici de bazŸ precum Ûi verificarea calitŸÍii energiei electrice. Conectat la un server web un browser internet permite utilizarea foarte simplŸ a datelor precum Ûi exportul acestora Án Microsoft Excel™. Curbele de consum Ûi alÍi parametrii pot fi tipŸrite Án timp real din foaia de calcul (vezi Fig. K11).Nu este deci nevoie de alte investiÍii IT, Án software sau hardware pentru a utiliza datele.De exemplu pentru reducerea facturii de electricitate Ûi limitatea consumului pe timp de noapte Ûi Án week-end-uri trebuie sŸ studiem curbele de consum furnizate de echipamentele de mŸsurŸ (vezi Fig. K12).

Fig. K11: Exemple de instalaÍii electrice protejate Ûi monitorizate via site Intranet.


LegŸturŸ serialŸ Modbus

Fig. K12: A Test, Ántrerupere totalŸ a iluminatului B Test, Ántrerupere aer condiÍionat Aici consumul Án timpul orelor nelucrŸtoare pare excesiv, aÛa ÁncÊt s-au luat douŸ decizii: n reducerea iluminatului pe timp de noapte; n oprirea aerului condiÍionat Án timpul week-end-urilor. Noua curbŸ obÍinutŸ aratŸ o scŸdere semnificativŸ a consumului.

Înainte de acÍiunile corective DupŸ acÍiunile corective

Test, Ántrerupere totalŸ a iluminatului

Test, Ántrerupere aer condiÍionat

DatŸ/Timp DatŸ/Timp


K16

Mai multe organizaÍii au deja un sistem de informaÍii chiar dacŸ nu este identificat Ûi condus corespunzŸtor. Trebuie subliniat cŸ Ántr-o lume Án schimbare orice sistem de informaÍii trebuie dezvoltat astfel ÁncÊt sŸ fie capabil sŸ-Ûi ÁndeplineascŸ primul obiectiv Ûi anume fundamentarea deciziilor managementului: un punct cheie este sŸ facem vizibile informaÍiile referitoare la consumul de energie la orice nivel al organizaÍiei prin intermediul infrastructurii de comunicaÍie.Datele energetice sunt importante, sunt unul din bunurile companiei. Compania are manageri IT care sunt deja ÁnsŸrcinaÍi sŸ exploateze celelalte sisteme IT. AceÛtia sunt participanÍi importanÍi la sistemul de monitorizare a energiei Ûi la schimbul de date cu celelalte entitŸÍi din cadrul companiei.

5.1 ReÍeaua de comunicaÍie la nivelul produsului, echipamentului Ûi amplasamentuluiLucrul de zi cu zi Ántr-un sistem de informaÍii energetice poate fi ilustrat de urmŸtoarea diagramŸ (vezi Fig. K13).

5 Sistem de informare Ûi comunicare

Sunt utilizate resurse diverse pentru a trimite date de la aparatele de mŸsurŸ Ûi protecÍie instalate Án tablourile electrice ale utilizatorului cum ar fi, de exemplu prin sistemul Schneider Electric Transparent Ready™.

Protocolul de comunicaÍii ModbusModbus este un protocol de comunicaÍii industrial Ántre echipamente care sunt interconectate printr-o legŸturŸ fizicŸ cum ar fi de exemplu o reÍea RS485 sau Ethernet via (TCP/IP) sau modem (GSM, Radio, etc). Acest protocol este bine adaptat pentru produsele pentru mŸsurŸ Ûi protecÍie Án reÍele electrice.IniÍial creat de Schneider Electric, Modbus este acum o resursŸ publicŸ administratŸ de un organism independent - organizaÍia Modbus IDA - care permite deschiderea totalŸ cŸtre utilizatori. Fiind definit ca standard industrial Án 1979, Modbus permite ca milioane de produse sŸ comunice Ántre ele.OrganizaÍia internaÍionalŸ care administreazŸ internetul, IETF, a aprobat crearea unui port (502) pentru produsele conectate la Internet/Intranet Ûi utilizÊnd protocolul de comunicaÍii Ethernet Modbus TCP/IP.Modbus este un proces de interogare/rŸspuns Ántre douŸ echipamente bazat pe citirea Ûi scrierea datelor (coduri de funcÍii). Interogarea este emisŸ de un singur “master”, rŸspunsul este trimis de echipamentul “slave” indentificat Án interogare (vezi Fig. K14).FiecŸrui produs “slave” conectat Ántr-o reÍea Modbus i se atribuie de cŸtre utilizator un numŸr de identificare, numit adresa Modbus, Ûi cuprins Ántre 1 Ûi 247.“Master”-ul (de exemplu un server web amplasat Ántr-un tablou electric) interogheazŸ simultan toate aparatele din reÍea cu un mesaj cuprinzÊnd adresa respondentului, codul funcÍiei, locaÍia de memorie a aparatului Ûi cantitatea de informaÍii, cel mult 253 octeÍi.Numai produsul cu adresa specificatŸ va rŸspunde acestei cereri de date.Schimbul are loc numai la iniÍiativa “master”-ului (aici serverul web): aceasta este procedura de operare “master-slave” a Modbus.

Fig. K13: Ierarhia sistemului.

K17


Procedura de interogare urmatŸ de un rŸspuns, ÁnseamnŸ cŸ “master”-ul va avea toate datele disponibile Án echipamente atunci cÊnd este interogat.“Master”-ul administreazŸ toate tranzacÍiile prin interogŸri succesive, dacŸ se adreseazŸ aceluiaÛi produs. AceastŸ regulŸ permite calculul numŸrului maxim de produse conectate la un “master” pentru a obÍine un timp de rŸspuns acceptabil pentru iniÍiatorul interogŸrii, Án special cÊnd legŸtura RS485 nu este prea bunŸ.

Fig. K14: Codurile funcÍiilor permiÍÊnd citirea sau scrierea datelor. Un mecanism software de detectare a erorilor de transmitere numit CRC16 permite ca un mesaj cu eroare sŸ fie repetat Ûi numai aparatul implicat sŸ raspundŸ.

ReÍeaua dumneavoastrŸ IntranetSchimbul de date industriale utilizeazŸ Án principal tehnologiile web implementate permanent Án reÍeaua de comunicaÍii a companiei Ûi mai particular Án reÍeaua intranet a companiei.Infrastructura IT administreazŸ coabitarea aplicaÍiilor software: compania o utilizeazŸ pentru funcÍionarea de aplicaÍii ca biroticŸ, tipŸrire, salvare date critice, contabilitate, achiziÍii, etc. CoexistenÍa datelor pe aceeaÛi reÍea de comunicaÍii nu pune deci probleme tehnologice deosebite.Atunci cÊnd cÊteva PC-uri, imprimante Ûi servere sunt conectate ÁmpreunŸ Án clŸdirile companiei, foarte probabil utilizÊnd reÍeaua localŸ Ethernet Ûi serviciile web, aceastŸ companie poate avea acces cu minim efort la datele de eficienÍŸ energeticŸ furnizate de tablourile sale electrice. Ìi aceasta fŸrŸ nici o dezvoltare software, tot ceea ce trebuie este un browser internet de tipul Microsoft Internet Explorer™.Datele de la aceste aplicaÍii tranziteazŸ reÍeaua localŸ Ethernet cu pÊnŸ la 1 Gb/s: mediul de comunicaÍie utilizat Án mod curent este cuprul sau fibra opticŸ, care permite conectarea oriunde, Án clŸdirile comerciale sau industriale sau Án instalaÍiile electrice.DacŸ compania are de asemenea un sistem intern de comunicaÍii Intranet pentru schimbul de e-mail-uri Ûi partajarea datelor pe servere web, ea utilizeazŸ de asemenea un protocol de comunicaÍii standardizat extrem de cunoscut: TCP/IP.Protocolul de comunicaÍii TCP/IP este proiectat pentru cele mai utilizate servicii web Ûi anume HTTP pentru accesarea paginilor web, SMTP pentru mesageria electronicŸ, etc.

AplicaÍii SNMP NTP RTPS DHCP TFTP FTP HTTP SMTP Modbus

Transport UDP TCP

LegŸturŸ IP

Fizic Ethernet 802.3 Ûi Ethernet II


K18

Datele electrice Ánregistrate Án serverele web industriale instalate Án dulapuri electrice sunt expediate utilizÊnd acelaÛi protocol standardizat TCP-IP pentru limitarea costurilor de mentenanÍŸ IT recente, intrinseci reÍelei IT. Acesta este principiul de operare a sistemului de comunicaÍii date asupra eficienÍei energetice Schneider Electric Transparent Ready™. Tabloul electric este autonom neavÊnd nevoie de un sistem IT adiÍional, de un PC, toate datele privitoare la eficienÍa energeticŸ pot circula Án mod uzual via intranet, GSM, linie de telefonie fixŸ, etc.

SecuritateAngajaÍii vor fi mai bine informaÍi, mai eficienÍi Ûi vor lucra Án condiÍii de deplinŸ securitate electricŸ; ei nu vor mai fi nevoiÍi sŸ meargŸ Án camerele cu dulapuri electrice pentru a face verificŸri de rutinŸ asupra aparatelor electrice - ei trebuie doar sŸ consulte datele. În aceste condiÍii sistemele de comunicaÍii oferŸ angajaÍilor companiei cÊÛtiguri imediate Ûi semnificative Ûi evitŸ grija eventualelor greÛeli. Devine astfel posibil pentru electricieni, tehnicieni de mentenanÍŸ sau producÍie, manageri sŸ lucreze cu toÍi Án deplinŸ siguranÍŸ. În funcÍie de importanÍa datelor managerul IT va da utilizatorilor drepturile de acces adecvate.

Impact redus asupra mentenanÍei reÍelei localeResponsabilul IT al companiei are resursele tehnice sŸ completeze Ûi sŸ monitorizeze echipamentele legate la reÍeaua IT al companiei. Bazat pe servicii web standard precum protocolul Modbus sub TCP/IP, avÊnd cerinÍe reduse de lŸÍime de bandŸ Ûi imunitate la viruÛii informatici sistemul de monitorizare a reÍelei electrice nu afecteazŸ performanÍele reÍelei locale de comunicaÍii; prin urmare responsabilul IT nu trebuie sŸ facŸ investiÍii adiÍionale Ûi nu are de asemenea probleme adiÍionale de securitate.

Subcontractarea cŸtre parteneri externiÎn acord cu politica de securitate a companiei, este posibilŸ utilizarea serviciilor suport ale partenerilor uzuali din domeniul electric; contractorii, tablotierii, integratorii de sistem ai produselor Schneider Electric pot furniza asistenÍŸ Ûi pot analiza datele electrice de consum ale companiei. DocumentaÍia tehnicŸ este disponibilŸ online Ûi poate fi consultatŸ oricÊnd.


K19

Specialised monitoringsuch as Power Logic SMS

Wstandard

eb browser

PowerEquipment

Otherutilities Process

Eqt gateway

1

2

3

IntelligentPowerEquipment

Otherutilities

Eqt server

PowerEquipment

Eqt server

General purposesite monitoring

Functionlevels

Specialisednetworkmonitoring

Basicmonitoring

Standard network Sensitive electrical networks High demanding sites

Systemcomplexity

General purposemonitoring system


Wstandard

eb browser

PowerEquipment


Eqt gateway

1

2

3


Otherutilities

Eqt server

PowerEquipment

Eqt server


Functionlevels


Basicmonitoring


Systemcomplexity



Wstandard

eb browser

PowerEquipment


Eqt gateway

1

2

3


Otherutilities

Eqt server

PowerEquipment

Eqt server


Functionlevels


Basicmonitoring


Systemcomplexity


5.2 De la sistemul de control Ûi monitorizare reÍea pÊnŸ la echipamentul de putere inteligentDe mai mulÍi ani, Án mod tradiÍional, sistemele de monitorizare Ûi control au fost centralizate Ûi bazate pe SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition).Decizia de a investi Ántr-un astfel de sistem - notat (3) Án Figura 15 - a fost luatŸ pÊnŸ acum numai Án cazul aplicaÍiilor foarte solicitante, atÊt din cauza receptoarelor de putere mare cÊt Ûi din cauza proceselor sensibile la non-calitatea energiei. Bazate pe tehnologii de automatizŸri, aceste sisteme sunt proiectate Ûi personalizate adesea de cŸtre un integrator de sistem, Ûi apoi instalate la obiectiv. Oricum, costurile iniÍiale, aptitudinile pentru exploatarea corectŸ a acestui sistem, costurile pentru evoluÍiile necesare pentru a urmŸri dezvoltarea reÍelei pot descuraja potenÍialii utilizatori sŸ investeascŸ Án acest domeniu. Apoi, bazatŸ pe o soluÍie dedicatŸ electricienilor, cea de-a doua abordare notatŸ cu (2) se potriveÛte mult mai bine nevoilor specifice ale reÍelei electrice Ûi promite o amortizare cu mult mai rapidŸ a investiÍiei. TotuÛi, datoritŸ arhitecturii centralizate, costul unei asemenea soluÍii poate pŸrea ridicat. Pentru anumite obiective tipurile (2) Ûi (3) pot coexista furnizÊnd informaÍii mult mai corecte electricienilor, atunci cÊnd este necesar.În prezent, un nou concept al echipamentelor de putere inteligente - notate cu (1) -este utilizat, considerat ca un prim pas cŸtre nivelurile (2) sau (3), datoritŸ abilitŸÍii acestor soluÍii de a coexista Án cadrul aceluiaÛi obiectiv.


Fig. K15: PoziÍionarea sistemelor de monitorizare.


K20

Arhitectura bazatŸ pe sisteme inteligente (vezi Fig. K16)Noua arhitecturŸ a apŸrut relativ recent datoritŸ tehnologiilor web Ûi poate fi poziÍionatŸ ca un punct de intrare Án sistemele de monitorizare. Fiind bazate pe tehnologiile web ea profitŸ la maxim de serviciile Ûi protocoalele de comunicaÍii standard Ûi de programele fŸrŸ licenÍŸ.InformaÍiile electrice pot fi accesate oriunde Án obiectiv iar munca electricienilor va fi mult mai eficientŸ. Conectarea la Internet este oferitŸ de asemenea pentru toate serviciile obiectivului.

Arhitectura centralizatŸ specializatŸ pentru electricieni (vezi Fig. K17)DedicatŸ electricienilor, arhitectura este bazatŸ pe o supervizare centralizatŸ specificŸ care ÁndeplineÛte toate cerinÍele de monitorizare a reÍelei electrice. Apoi ea solicitŸ Án mod natural un nivel mai redus de cunoÛtinÍe Ûi aptitudini pentru punere Án funcÍiune, reglaje Ûi mentenanÍŸ - toate aparatele de distribuÍie electricŸ sunt deja prezente Ántr-o bibliotecŸ de funcÍii dedicatŸ. În final Ûi costul de achiziÍie este diminuat semnificativ datoritŸ muncii simplificate a integratorului de sistem.

Fig. K17: Arhitectura specializatŸ de monitorizare a unui sistem de distribuÍie electricŸ.

Fig. K16: Arhitectura echipamentelor inteligente.


K21

Arhitectura convenÍionalŸ centralizatŸ de uz general (vezi Fig. K18)Aici este prezentatŸ o arhitecturŸ tipicŸ bazatŸ pe elemente standard de automatizŸri precum sistemele SCADA Ûi diverse interfeÍe. În ciuda realei eficienÍe aceastŸ arhitecturŸ are Ûi cÊteva puncte slabe, din care enumerŸm:n nivelul ridicat de calificare pentru exploatarea acestei reÍele;n evolutivitatea greoaie Ûi dificilŸ;n Án sfÊrÛit, amortizarea riscantŸ a acestei soluÍii costisitoare.Este adevŸrat cŸ aceastŸ soluÍie nu are echivalent pentru aplicaÍiile cele mai solicitante Ûi oferŸ date foarte relevante Án sŸlile de operare centralizatŸ.

Fig. K18: Sistem de monitorizare Ûi control convenÍional Án timp real.

5.3 Suportul web (e-suport) devine accesibil Punerea la punct a unui sistem de informaÍii pentru a susÍine o abordare globalŸ de eficienÍŸ energeticŸ conduce foarte repede la cÊÛtiguri economice, cu o amortizare Ántr-o perioadŸ mai micŸ de 2 ani pentru electricitate. Ca Ûi beneficiu suplimentar, care este ÁncŸ subestimat astŸzi, este pÊrghia pe care o obÍineÍi Án termeni de informaÍii tehnologice Án acest sector. ReÍeaua electricŸ poate fi analizatŸ periodic de un consultant profesionist cu ajutorul internetului, pentru a rŸspunde urmŸtoarelor probleme specifice, dupŸ cum urmeazŸ:n Contractele de furnizare a energiei. Schimbarea unui furnizor la un anumit moment devine posibilŸ datoritŸ analizei permanente a costurilor legate de consumuri; Ánainte singurele date erau furnizate de bilanÍul anual.n Gestionarea permanenatŸ a datelor electrice - via internet - pentru a le transforma Án informaÍii relevante, furnizate prin intermediul unui portal web personalizat. InformaÍiile legate de consumul unui receptor sunt acum uÛor de obÍinut, disponibile astfel unui numŸr mare de utilizatori. Este uÛor acum de postat aceste date pe internet, dar a le face realmente utile este mai complicat.n Diagnoza defectelor electrice complexe care necesitŸ analiza unui expert Án electrotehnicŸ; o resursŸ rarŸ care este mai uÛor accesibilŸ pe web.n Monitorizarea consumurilor Ûi generarea alertelor Án cazul unor vÊrfuri de consum anormale.n Serviciul de mentenanÍŸ este exact atÊt cÊt este necesar, astfel ÁncÊt presiunea asupra personalului de mentenanÍŸ se va diminua.EficienÍa energeticŸ nu mai este o problemŸ la care compania trebuie sŸ-i facŸ faÍŸ singurŸ; mai mulÍi e-parteneri pot oferi sprijin atunci cÊnd este necesar, Án special cÊnd se ajunge la stadiul mŸsurŸtorilor Ûi asistenÍei la luarea deciziilor, cu condiÍia ca reÍeaua electricŸ sŸ fie comunicantŸ via internet.Implementarea poate fi gradualŸ, ÁncepÊnd prin a face cÊteva echipamente cheie comunicante Ûi extinzÊnd treptat sistemul pentru a obÍine acurateÍea necesarŸ Ûi o bunŸ acoperire a instalaÍiei.



K22

Compania ÁÛi poate defini politica: solicitŸ unuia sau mai multor parteneri sŸ analizeze datele, le analizeazŸ singurŸ sau combinŸ cele douŸ opÍiuni.De asemenea compania poate decide sŸ administreze singurŸ energia electricŸ sau sŸ cearŸ unui partener sŸ monitorizeze calitatea energiei Ûi altui partener sŸ gestioneze datele referitoare la mentenanÍa echipamentelor.

Exemplu: Schneider Electric propune e-servicii care oferŸ vizualizarea datelor referitoare la sarcini Ûi analiza aplicaÍiilor Án cel mai simplu mod. Procesele pentru companiile cu locaÍii geografice diverse sunt simplificate prin integrarea datelor Ántr-un astfel de sistem. Sistemul transformŸ datele brute Án informaÍii utile, uÛor accesibile tuturor utilizatorilor interni. Aceasta poate contribui la reducerea costurilor arŸtÊnd utilizatorilor cum organizaÍia din care fac parte foloseÛte energia.O gamŸ largŸ de funcÍionalitŸÍi servesc nevoile personalului cu ajutorul aceleiaÛi platforme:Accesarea Ûi analiza datelor, Facturi istorice Ûi estimate, ComparaÍii de consumuri, SimulŸri diverse, Impactul schimbŸrilor operaÍionale precum utilizarea energiei pe paliere orare sau reducerea utilizŸrii cu o cantitate fixŸ sau procentualŸ, Alarmare automatŸ, Rapoarte memorate, Marcaj Ûi normalizare date, Alte utilitŸÍi - Accesul la informaÍiile privind gazele Ûi apa la fel ca Ûi electricitatea.

Fig. K19: Exemplu de soluÍie tipicŸ.


L1

Capitolul LCompensarea energiei reactive Ûi filtrarea armonicilor

Cuprins

Energia reactivŸ Ûi factorul de putere L2 1.1 Natura energiei reactive L2

1.2 Echipamente Ûi instalaÍii care absorb energie reactivŸ L2

1.3 Factorul de putere L3

1.4 Valori practice ale factorului de putere L4

De ce sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorul de putere? L5 2.1 Reducerea costului energiei L5

2.2 Optimizare tehnico-economicŸ L5

Cum sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorul de putere? L7 3.1 Principii teoretice L7

3.2 Ce echipamente utilizŸm? L7

3.3 Alegerea Ántre bateria de condensatoare fixŸ L9 sau cu reglaj automat

Unde se instaleazŸ condensatoarele pentru L10 compensarea energiei reactive 4.1 Compensare globalŸ L10

4.2 Compensare sectorialŸ L10

4.3 Compensare individualŸ L11

Cum sŸ hotŸrÊm nivelul optim de compensare? L12 5.1 Metoda generalŸ L12

5.2 Metoda simplificatŸ L12

5.3 Metoda bazatŸ pe evitarea penalizŸrilor tarifare L14

5.4 Metoda bazatŸ pe reducerea puterii aparente contractate L14

Compensarea la bornele transformatorului L15 6.1 Compensarea pentru creÛterea puterii active disponibile L15

6.2 Compensarea energiei reactive absorbite de transformator L16

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere la motoarele L18 cu inducÍie 7.1 Conectarea bateriei de condensatoare Ûi reglajul protecÍiei L18

7.2 Cum poate fi evitatŸ autoexcitaÍia unui motor cu inducÍie L19

Exemplul unei instalaÍii Ánainte Ûi dupŸ L20 compensarea energiei reactive

Efectele armonicilor L21 9.1 Probleme apŸrute datoritŸ armonicilor sistemului de alimentare L21

9.2 SoluÍii posibile L21

9.3 Alegerea soluÍiei optime L23

Instalarea bateriilor de condensatoare L24 10.1 Condensatoarele L24

10.2 Alegerea protecÍiilor, aparaturii de comandŸ Ûi a cablurilor de conectare L25

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

L - Compensarea energiei reactive Ûi filtrarea armonicilor

L2

1 Energia reactivŸ Ûi factorul de putere

Sistemele de curent alternativ alimenteazŸ cu douŸ forme de energie: n „Energie activŸ” energie mŸsuratŸ Án kWh care este transformatŸ Án lucru mecanic, caldurŸ, luminŸ, etc; n „Energie reactivŸ” care are douŸ forme:o „Energie reactivŸ” cerutŸ de circuite inductive (transformatoare, motoare, etc.), o „Energie reactivŸ” furnizatŸ de circuite capacitive (capacitatea cablurilor, condensatoare de putere, etc.).

Fig. L1: Un motor electric absoarbe de la reÍea putere activŸ P Ûi putere reactivŸ Q.

Fig. L2: Consumatori de energie care solicitŸ energie reactivŸ.

1.1 Natura energiei reactiveOrice maÛinŸ sau dispozitiv inductiv (adicŸ electromagnetic) care este alimentat Án curent alternativ transformŸ energia electricŸ primitŸ de la sistemul de alimentare Án lucru mecanic Ûi cŸldurŸ. AceastŸ energie este mŸsuratŸ cu contorul de energie activŸ (Án kWh) Ûi este denumitŸ energie activŸ. În scopul realizŸrii acestei conversii se produc cÊmpuri magnetice Án maÛini Ûi aceste cÊmpuri sunt asociate cu o altŸ formŸ de energie preluatŸ din sistemul de alimentare, numitŸ energie reactivŸ. Aceasta se datoreazŸ faptului cŸ dispozitivul inductiv absoarbe ciclic energie de la sistemul de alimentare (Án timpul creŸrii cÊmpului magnetic) Ûi reinjecteazŸ aceastŸ energie Án sistem (Án timpul anulŸrii cÊmpului magnetic) de douŸ ori Án fiecare perioadŸ a curentului alternativ de alimentare.Efectul, asupra rotorului generatorului, este de a-l Áncetini pe durata unei pŸrÍi a perioadei Ûi de a-l accelera Án timpul celeilalte pŸrÍi. Acest cuplu pulsant este strict valabil numai pentru alternatoarele monofazate. Pentru alternatoarele trifazate efectul este anulat mutual Án cele trei faze deoarece, la orice moment energia reactivŸ de alimentare Án una (sau douŸ) faze este egalŸ cu energia reactivŸ returnatŸ Án celelalte douŸ (sau una) faze Án cazul unui sistem echilibrat. Rezultatul este o sarcinŸ medie nulŸ asupra generatorului, adicŸ componenta reactivŸ a curentului nu absoarbe putere de la reÍea. Un fenomen similar se ÁntÊmplŸ cu elementele capacitive dintr-un sistem de alimentare, precum capacitatea cablurilor sau bateriile de condensatoare de putere, etc. În acest caz, energia este ÁnmagazinatŸ electrostatic.ÎncŸrcarea Ûi descŸrcarea ciclicŸ a capacitŸÍii acÍioneazŸ asupra generatorului din sistem Án acelaÛi mod Án care a fost descris anterior (cazul inductiv), dar circulaÍia curentului, cŸtre Ûi de la capacitŸÍi fiind Án opoziÍie de fazŸ faÍŸ de cel din cazul unei inductanÍe. Pe aceste consideraÍii se bazeazŸ schemele de compensare a energiei reactive (Ûi ÁmbunŸtŸÍire a factorului de putere). Ar trebui reÍinut cŸ Án timp ce componenta reactivŸ a curentului de sarcinŸ nu absoarbe putere de la sistem, ea cauzeazŸ pierderi de energie Án sistemele de transport Ûi distribuÍie a energiei prin ÁncŸlzirea conductorilor. Practic, Án sistemele de alimentare componentele reactive ale curenÍilor de sarcinŸ au caracter predominant inductiv Ûi impedanÍele sistemelor de transport Ûi distribuÍie sunt predominant capactive. CombinaÍia curent inductiv trecÊnd prin reactanÍa inductivŸ produce cele mai neplŸcute condiÍii de cŸdere de tensiune (adicŸ opoziÍie directŸ de fazŸ faÍŸ de tensiunea sistemului). Pentru aceste motive (pierderi de putere la transportul energiei electrice Ûi cŸderi de tensiune) este necesarŸ reducerea curentului inductiv pe cÊt posibil. Curentul capacitiv are efect invers asupra nivelului de tensiune Ûi produce o creÛtere de tensiune in sistemul de alimentare. Puterea (kW) asociatŸ cu energia “activŸ” este notatŸ cu P. Puterea reactiva (kVAR) este notatŸ cu Q. Puterea reactivŸ inductivŸ este convenÍional pozitivŸ (+ Q) iar cea reactivŸ capacitivŸ este consideratŸ negativŸ (- Q). Fig. L1 aratŸ cŸ puterea aparentŸ S este suma vectorialŸ a puterilor activŸ Ûi reactivŸ.Paragraful 1.3 dŸ relaÍia Ántre P, Q Ûi S, unde S este puterea aparentŸ Án kVA.

1.2 Echipamente Ûi instalaÍii care absorb energie reactivŸOrice maÛinŸ sau aparat de curent alternativ care include dispozitive electromagnetice sau conÍine ÁnfŸÛurŸri cuplate magnetic, absoarbe Ántr-o anumitŸ mŸsurŸ curent reactiv pentru crearea fluxului magnetic. Cele mai cunoscute elemente din aceastŸ clasa sunt: transformatorul, bobina de reactanÍŸ, motorul Ûi balastul lŸmpilor cu descŸrcare (vezi Fig. L2). Raportul dintre puterea reactivŸ Ûi puterea activŸ ale unui element, Án condiÍii de sarcinŸ nominalŸ variazŸ: n 65 - 75% pentru motoare asincrone; n 5 -10% pentru transformatoare.

L3

1.3 Factorul de putereDefiniÍia factorului de putere Factorul de putere al unei sarcini, care poate consta Án unul sau mai mulÍi consumatori (sau chiar o ÁntreagŸ instalaÍie) este dat de raportul P/S, adicŸ kW/kVA, la un moment dat. Factorul de putere ia valori Án intervalul 0 la 1. DacŸ curenÍii Ûi tensiunile au forme de undŸ perfect sinusoidale atunci factorul de putere este egal cu cos ϕ.Un factor de putere apropiat de 1 ÁnseamnŸ cŸ energia reactivŸ este micŸ Án comparaÍie cu energia activŸ Án timp ce o valoare micŸ a factorului de putere indicŸ condiÍii contrare primei situaÍii.

Diagrama vectorialŸ a puterilorn Puterea activŸ P (Án kW):o monofazat (o fazŸ Ûi neutru): P = V I cos ϕ,o monofazat (fazŸ Ûi fazŸ): P = U I cos ϕ,o trifazat (trei faze sau trei faze Ûi neutru): P = √3U I cos ϕ;n Puterea reactivŸ Q (Án kVAR):o monofazat (o faza si neutru): Q = V I sin ϕ,o monofazat (faza si faza): Q = U I sin ϕ,o trifazat (trei faze sau trei faze si neutru): Q = √3U I sin ϕ;n Puterea aparentŸ S (Án kVA):o monofazat (o fazŸ Ûi neutru): S = V I,o monofazat (fazŸ Ûi fazŸ): S = U I,o trifazat (trei faze sau trei faze Ûi neutru): S = √3U I.unde:

V = tensiunea Ántre fazŸ Ûi neutruU = tensiunea Ántre fazeI = curentul Án circuitϕ = defazajul Ántre V Ûi I

o pentru sisteme echilibrate sau aproape echilibrate Án cazul trei faze Ûi neutru.

Vectorii de curent Ûi tensiune Ûi diagrama de puteriDiagrama “vectorialŸ” a puterii este un artificiu util derivat direct din diagramele de curenÍi Ûi tensiuni dupŸ cum urmeazŸ: Tensiunile sistemului sunt luate ca mŸrimi de referinÍŸ, iar Án cazul sistemului trifazic cu sarcina echilibratŸ, din motive de simetrie, ne vom referi numai la o singurŸ fazŸ.Faza de referinÍŸ are tensiunea (V) dupŸ direcÍia orizontalŸ Ûi curentul (I) al acelei faze va fi practic ÁntÊrziat faÍŸ de tensiune cu un unghi ϕ pentru orice sarcinŸ. Componenta curentului I care este Án fazŸ cu V este componenta activŸ Ûi este egalŸ cu I cos ϕ, Án timp ce V I cos ϕ este puterea activŸ (Án kW), dacŸ V este mŸsurat Án kV. Componenta lui I, defazatŸ cu 90 de grade Án urma tensiunii V, este componenta reactivŸ si este egalŸ cu I sin ϕ, iar V I sin ϕ este puterea reactivŸ (Án kVAR) din circuit, dacŸ V este mŸsurat Án kV. DacŸ vectorul I este multiplicat cu V, exprimat Án kV, atunci V I este egalŸ cu puterea aparentŸ din circuit, mŸsuratŸ Án kVA. Formula obÍinutŸ este: S2 = P2 + Q2.Valorile de mai sus exprimate Án kW, kVAR, kVA asociate unei faze, multiplicate cu trei, reprezintŸ puterile activŸ, reactivŸ Ûi aparentŸ precum Ûi factorul de putere pentru un sistem trifazat, aÛa cum se vede Án Figura L3.


Factorul de putere (Power Factor, PF) este un raport kW pe kVA. Cu cÊt factorul de putere se apropie de valoarea sa maximŸ care este 1, cu atÊt beneficiile pentru consumatorul Ûi furnizorul de energie vor fi mai mari.PF = P (kW)/S (kVA)P = puterea activŸS = puterea aparentŸ.

Fig. L3: Diagrama de puteri.

P = putere activŸQ = putere reactivŸS = putere aparentŸ


L4

Tab. L4: Exemple de calcul pentru puterea aparentŸ, activŸ si reactivŸ.

1.4 Valori practice ale factorului de putereCalculul exemplului trifazat de mai sus este urmŸtorul:Pn = puterea nominalŸ = 51 kWP = puterea activŸ consumatŸ

P =Pn

56 kWρ

= =510 91.,

S = puterea aparentŸ

S =P

cos 6 kVA

ϕ= =56

0 865

.,AÛa cŸ utilizÊnd diagrama din Fig. L5 sau utilizÊnd un minicalculator, aflŸm valoarea tan ϕ corespunzŸtoare unui cos ϕ de 0,86 adicŸ 0,59. Q = P tan ϕ = 56 x 0,59 = 33 kVAR (vezi Tab. L15).Sau, folosind teorema lui Pitagora:

Q - 65 -56 33 kvar2= = =S P2 2 2

kVAR

Valori uzuale ale factorului de putere pentru cele mai comune echipamente Ûi aplicaÍii (vezi Tab. L6)

Tab. L6: Valori ale cos ϕ Ûi tan ϕ pentru cele mai comune echipamente Ûi aplicaÍii.Fig. L5: Calculul diagramei de puteri.


Tipul circuitului Putere aparentŸ Putere activŸ Putere reactivŸ S (kVA) P (kW) Q (kVAR)

Monofazic (Ántre fazŸ Ûi neutru) S = V I P = V I cos ϕ Q = V I sin ϕMonofazic (Ántre fazŸ Ûi fazŸ) S = U I P = U I cos ϕ Q = U I sin ϕExemplu sarcinŸ 5 kW 10 kVA 5 kW 8,7 kVAR cos ϕ = 0,5

Trifazat 3 faze sau 3 faze + neutru S = √3U I P = √3U I cos ϕ Q = √3U I sin ϕExemplu Motor Pn = 51 kW 65 kVA 56 kW 33 kVAR cos ϕ = 0,86 (randament) ρ = 0,91

Echipamente Ûi aplicaÍii cos ϕ tan ϕn Motor cu inducÍie ÁncŸrcat la 0% 0,17 5,80 25% 0,55 1,52 50% 0,73 0,94 75% 0,80 0,75 100% 0,85 0,62n LŸmpi cu incandescenÍŸ 1,0 0 n LŸmpi fluorescente (necompensate) 0,5 1,73 n LŸmpi fluorescente (compensate) 0,93 0,39 n LŸmpi cu descŸrcare 0,4 la 0,6 2,29 la 1,33n Cuptoare cu elemente rezistive 1,0 0 n Cuptoare cu inducÍie (compensate) 0,85 0,62 n Cuptoare de tip dielectric 0,85 0,62n MaÛini de lipit rezistive 0,8 la 0,9 0,75 la 0,48 n Aparate de sudurŸ monofazice 0,5 1,73 n Echipament de sudurŸ 0,7 la 0,9 1,02 la 0,48 n Echipament de sudurŸ Án c.c. 0,7 la 0,8 1,02 la 0,75n Cuptor cu arc 0,8 0,75

Un exemplu de calcul al puterii (vezi Tab. L4)

L5

2.1 Reducerea costului energieiManagementul bun al consumului de energie reactivŸ aduce importante avantaje economice. Aceste consideraÍii sunt bazate pe structura actualŸ de tarife aplicate Án mod curent Án Europa, destinate sŸ Áncurajeze beneficiarii sŸ micÛoreze consumul de energie reactivŸ. Instalarea condensatoarelor de compensare a energiei reactive la consumatori permite reducerea notelor de platŸ la electricitate prin menÍinerea consumului de putere reactivŸ sub o anumitŸ valoare, agreatŸ prin contractul cu furnizorul de energie. În acest tip de tarif, energia reactivŸ este plŸtitŸ conform criteriului lui tan ϕ.

tan Q (kvarh)P (kWh)

ϕ = Q (kVARh)

La consumator distribuitorul de energie livreazŸ energie reactivŸ gratis, pÊnŸ: n la nivelul de 40% din energia activŸ (tg ϕ = 0,4) pentru un interval de 16 ore pe zi (de la 6:00 la 22:00) Án timpul perioadelor celor mai solicitante (de obicei iarna); n fŸrŸ limitŸ Án perioada de solicitare redusŸ iarna, Ûi Án timpul primŸverii Ûi verii. Pe durata perioadelor de limitare, consumul de energie reactivŸ care depŸÛeÛte 40% din energia activŸ este plŸtit lunar la cursul curent. Astfel cantitatea de energie reactivŸ de platŸ Án aceste perioade va fi kVARh (de plŸtit) = kWh (tan ϕ > 0,4) unde: o kWh este energia activŸ consumatŸ Án perioada de limitare, o kWh tg ϕ este energia reactivŸ totalŸ Án perioada de limitare, o 0,4 kWh este cantitatea de energie reactivŸ livratŸ gratis Án perioada de limitare. tan ϕ = 0,4 corespunde unui factor de putere cos ϕ = 0,93 aÛa cŸ pentru a nu plŸti energie reactivŸ este suficient ca Án perioadele de limitare, cos ϕ sŸ nu scadŸ sub 0,93. În faÍa avantajelor notelor de platŸ scŸzute consumatorul trebuie sŸ punŸ Án balanÍŸ costul achiziÍionŸrii, instalŸrii Ûi utilizŸrii condensatoarelor de compensare a energiei reactive, aparaturii de protecÍie Ûi comandŸ, Ántreruptorului automat ÁmpreunŸ, cu consumul suplimentar de kWh datorat pierderilor Án dielectricul condensatoarelor, etc..Este posibil sŸ fie mai economic sŸ se facŸ compensarea numai parÍial Ûi ca plata unei pŸrÍi din energia reactivŸ sŸ fie mai avantajoasŸ decÊt o compensare de 100%. În general, corecÍia factorului de putere este o problemŸ de optimizare, cu excepÍia unor cazuri foarte simple.

2.2 Optimizare tehnico-economicŸUn factor de putere mai mare permite optimizarea componentelor unei instalaÍii. Supradimensionarea unui echipament poate fi evitatŸ, dar pentru a obÍine cele mai bune rezultate corecÍia ar trebui fŸcutŸ pe cÊt posibil cÊt mai aproape de fiecare componentŸ a echipamentelor inductive.

Reducerea dimensiunii cablurilor Tabelul L7 aratŸ creÛterea dimensiunii cablurilor atunci cÊnd factorul de putere scade de la 1 la 0,4.

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere al instalaÍiilor prezintŸ mai multe avantaje tehnice Ûi economice, printre care Ûi reducerea facturilor de energie electricŸ.

2 De ce sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorul de putere ?

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere permite utilizarea unor transformatoare, cabluri Ûi aparate mai mici Án acelaÛi timp cu reducerea pierderilor Ûi a cŸderii de tensiune dintr-o instalaÍie.

Tab. L7: Factorul de multiplicare a dimensiunii cablurilor Án funcÍie de cos ϕ.

Factorul de multiplicare 1 1,25 1,67 2,5 a secÍiunii transversale a miezului cablului

cos ϕ 1 0,8 0,6 0,4


L6

(1) ÎntrucÊt Ûi alte beneficii survin la o valoare mai mare a cos ϕ precum s-a arŸtat mai Ánainte.

Reducerea pierderilor (P, kW) Án cabluri Pierderile Án cabluri sunt proporÍionale cu pŸtratul curentului Ûi sunt mŸsurate cu kWh-metrul. Reducerea curentului Ántr-un conductor cu 10% de exemplu, duce la scŸderea pierderilor cu circa 20%.

Reducerea cŸderii de tensiuneCondensatoarele montate pentru compensarea energiei reactive reduc sau chiar anuleazŸ curentul reactiv inductiv Án conductorii din amonte, reducÊnd astfel sau chiar eliminÊnd cŸderile de tensiune.NotŸ: supracompensarea produce o creÛtere a tensiunii pe condensator.

CreÛterea puterii disponibileÎn ÁmbunŸtŸÍirea factorului de putere al unei sarcini alimentatŸ de la un transformator curentul prin transformator se va reduce, permiÍÊnd astfel adŸugarea unor alte sarcini. În practicŸ, poate fi mai avantajos sŸ ÁmbunŸtŸÍeÛti factorul de putere(1) decÊt sŸ ÁnlocuieÛti transformatorul cu unul mai mare. AceastŸ problemŸ este detaliatŸ Án subcapitolul 6.

2 De ce sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorul de putere ?

L7

3 Cum sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorul de putere?

3.1 Principii teoreticeO sarcinŸ inductivŸ cu factor de putere mic face sŸ aparŸ Án generator Ûi Án sistemele de transport/distribuÍie un curent reactiv (defazat cu 90° Án urma tensiunii) ÁnsoÍit de pierderi de putere Ûi cŸderi de tensiune, dupŸ cum s-a arŸtat Án subcapitolul 1.1. DacŸ se adaugŸ sarcinii o baterie de condensatoare Án paralel, curentul reactiv capacitiv al acesteia va urma acelaÛi traseu Án circuit ca Ûi curentul reactiv existent anterior. Deoarece, conform paragrafului 1.1, acest curent capacitiv IC (care prezintŸ un defazaj de 90°, Ánaintea tensiunii) este Án opoziÍie de fazŸ cu curentul reactiv anterior (IL), iar ambii curenÍi circulŸ pe acelaÛi traseu, aceÛtia se pot anula reciproc. DacŸ bateria de condensatoare este suficient de mare, se poate ca IC = IL Ûi deci sŸ nu mai existe curent reactiv Án circuitul din amonte de condensatoare. Aceasta se observŸ Án Fig. L8 (a) Ûi (b) care prezintŸ numai curenÍi reactivi. În aceastŸ figurŸ:

R reprezintŸ elementele de putere activŸ ale sarcinii L reprezintŸ elementele de putere reactivŸ (inductivŸ) ale sarcinii C reprezintŸ elementele cu putere reactivŸ (capacitivŸ) din echipamentul de corecÍie a factorului de putere (adicŸ condensatori).

Din diagrama (b) a Fig. L8 se observŸ cŸ bateria de condensatoare C alimenteazŸ tot curentul reactiv solicitat de sarcinŸ. Din acest motiv condensatoarele sunt denumite uneori generatoare de putere reactivŸ Án avans. În diagrama (c) a Fig. L8 este adaugatŸ componenta activŸ a curentului Ûi se vede cŸ la o compensare totalŸ sarcina apare ca un sistem rezistiv, deci cu un factor de putere 1. În general nu este economic sŸ se compenseze total o instalaÍie electricŸ.Figura L9 foloseÛte diagrama prezentatŸ Án subcapitolul 1.3 (vezi Fig. L3) pentru a ilustra principiul compensŸrii parÍiale a puterii reactive de la valoarea Q la Q’ folosind o baterie de condensatoare de putere Qc. Puterea aparentŸ iniÍialŸ S se reduce la S’.

Exemplu:Un motor consumŸ 100 kW la cos ϕ =0,75 (adicŸ tan ϕ = 0,88). Pentru a mŸri cos ϕ la 0,93 (adicŸ tan ϕ = 0,4) este necesarŸ o baterie de condensatoare cu puterea reactivŸ: Qc = 100 (0,88 - 0,4) = 48 kVAR. Alegerea nivelului de compensare Ûi a calculului parametrilor pentru bateria de condensatoare depind de instalaÍie. Factorii care cer atenÍie sunt explicaÍi Án subcapitolele 5 (generalitŸÍi), 6 Ûi 7 (transformatoare Ûi motoare). NotŸ: Înainte de abordarea proiectului de compensare trebuie luate anumite precauÍii. În particular, supradimensionarea motoarelor ar trebui evitatŸ, de asemenea funcÍionarea Án gol a acestora. În cazul mersului Án gol factorul de putere este foarte redus, (≈ 0,17) pentru cŸ puterea activŸ absorbitŸ de motor este foarte micŸ.

3.2 Ce echipamente utilizŸm?Compensarea la JT La joasŸ tensiune compensarea se face cu:n condensatoare de valoare fixŸ; n echipament prevŸzut cu reglare automatŸ sau baterie de condensatoare care permite ajustarea continuŸ Án concordanÍŸ cu cerinÍele impuse de modificarea sarcinii. NotŸ: CÊnd puterea reactivŸ instalatŸ de compensat depŸÛeÛte 800 kVAR Ûi sarcina este stabilŸ este adesea mai economic sŸ se utilizeze baterii de condensatoare pe partea de medie tensiune.

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere pentru o instalaÍie necesitŸ o baterie de condensatoare care acÍioneazŸ ca o sursŸ de energie reactivŸ. Se spune cŸ acest montaj asigurŸ compensarea energiei reactive.

a) Modelul circulaÍiei curenÍilor reactivi

b) Atunci cÊnd IC = IL toatŸ puterea reactivŸ este furnizatŸ de bateria de condensatoare

c) Curentul sarcinii adŸugat la cazul (b)

Fig. L8: Exemplificarea caracteristicilor esenÍiale ale compensŸrii energiei reactive.

Fig. L9: DiagramŸ exemplificÊnd principiul compensŸrii Qc = P (tan ϕ - tan ϕ’).


L8

Compensarea poate fi efectuatŸ de o baterie de condensatoare de valoare fixŸ, Án circumstanÍe favorabile.

De obicei compensarea este efectuatŸ de baterii de condensatoare Án trepte, cu reglaj automat.

Fig. L11: Exemplu de baterie de condensatoare Án trepte, cu reglaj automat (Varset).

Fig. L10: Exemplu de baterie de condensatoare de valoare fixŸ (Varset direct).


Baterii de condensatoare cu valoare fixŸ (vezi Fig. L10)AceastŸ soluÍie foloseÛte unul sau mai multe condensatoare pentru a obÍine un anumit nivel de compensare. Comanda poate fi: n manualŸ: prin Ántreruptor automat sau prin separator de sarcinŸ; n semi-automatŸ: prin contactor; n prin legare directŸ la un echipament electric Ûi comutare odatŸ cu comutarea acestuia. Aceste condensatoare sunt montate: n la bornele receptorilor inductivi (motoare Ûi transformatoare);n pe barele de distribuÍie de la care se alimenteazŸ motoare mici sau consumatori inductivi Ûi pentru care compensarea individualŸ ar fi prea costisitoare; n Án cazurile Án care nivelul sarcinii este Án general constant.

Baterii de condensatoare automate (vezi Fig. L11)Acest gen de echipament efectueazŸ controlul automat al compensŸrii, menÍinÊnd Án niÛte limite strÊnse valoarea factorului de putere. Astfel de echipament se monteazŸ Án locurile Án care se produc variaÍii mari de puteri active Ûi/sau reactive, de exemplu: n pe barele tabloului general de distribuÍie; n la bornele unui cablu de alimentare, pentru sarcina mare.

L9

Principii Ûi oportunitŸÍi de utilizare a compensŸrii automate O baterie de condensatoare este ÁmpŸrÍitŸ Ántr-un numŸr de secÍiuni, fiecare fiind comandatŸ de un contactor. Închiderea unui contactor pune secÍiunea aferentŸ Án paralel cu altele care deja sunt conectate. În felul acesta, valoarea capacitŸÍii bateriei poate fi modificatŸ Án trepte. Un releu de control monitorizeazŸ factorul de putere al circuitului respectiv Ûi este reglat sŸ ÁnchidŸ Ûi sŸ deschidŸ contactoarele necesare pentru a menÍine o valoare constantŸ a factorului de putere (Án toleranÍele impuse de dimensiunea fiecŸrei trepte de compensare). Transformatorul de curent pentru releul de monitorizare trebuie plasat pe una din fazele cablului de intrare care alimenteazŸ circuitul, conform Fig. L12.Bateria de compensare automatŸ Varset Fast, similarŸ ca principiu Fig. L12 este un echipament de compensare automatŸ a energiei reactive utilizÊnd comutaÍia staticŸ (tiristori) Án locul contactorilor uzuali.

Avantajele comutaÍiei statice sunt urmŸtoarele:n rŸspuns imediat la toate fluctuaÍiile factorului de putere (timp de rŸspuns 2 s sau 40 ms, Án funcÍie de opÍiunile regulatorului);n numŸr nelimitat de cicluri Ánchis/deschis;n eliminarea fenomenelor tranzitorii din reÍea la comutaÍia condensatorilor;n funcÍionare silenÍioasŸ.Prin compensarea la valoare apropiatŸ de cea cerutŸ de sarcinŸ, posibilitatea de producere a supratensiunilor la sarcinŸ redusŸ va fi evitatŸ, reducÊndu-se astfel probabilitatea de defectare a utilajelor Ûi a echipamentelor. Supratensiunile cauzate de supracompensarea energiei reactive depind parÍial de valoarea impedanÍei sursei.

Bateriile de condensatoare automate permit adaptarea imediatŸ a compensŸrii, Án funcÍie de nivelul sarcinii.

Fig. L12: Principiul bateriei de condensatoare Án trepte, cu reglaj automat.


3.3 Alegerea Ántre bateria de condensatoare fixŸ sau cu reglaj automatReguli comune CÊnd valoarea puterii reactive a condensatoarelor este mai micŸ sau egalŸ cu 15% din valoarea puterii transformatorului de alimentare se recomandŸ o baterie de condensatoare de valoare fixŸ. Peste 15%, este recomandatŸ o baterie de condensatoare controlatŸ automat. Dispunerea condensatoarelor de JT Ántr-o instalaÍie constituie modalitatea de compensare care poate fi: globalŸ (plasament Ántr-un singur punct pentru Ántreaga instalaÍie), sectorialŸ (sector cu sector), localŸ (la fiecare dispozitiv Án parte) sau o combinaÍie a ultimelor douŸ. În principiu, compensarea idealŸ este aplicatŸ la locul de consum Ûi are nivelul Án acord cu valorile instantanee de putere. În practicŸ alegerea este decisŸ de factori tehnici Ûi economici.


L10

4 Unde se instaleazŸ condensatoarele pentru compensarea energiei reactive?

CÊnd sarcina este continuŸ Ûi stabilŸ se poate aplica compensarea globalŸ.

4.1 Compensare globalŸ (vezi Fig. L13)Principiu Bateria de condensatoare este conectatŸ la barele tabloului general de distribuÍie de JT a instalaÍiei Ûi rŸmÊne Án funcÍiune pe durata regimului normal.

Avantaje Compensarea de tip global: n reduce penalitŸÍile de depŸÛire a consumului de energie reactivŸ contractat; n reduce cererea de putere aparentŸ, pe care se bazeazŸ funcÍionarea sarcinilor permanente; n reduce ÁncŸrcarea transformatorului, care devine apt pentru o sarcinŸ mai mare, dacŸ este nevoie.

Comentarii n curentul reactiv continuŸ sŸ existe Án toate conductoarele cablurilor care pleacŸ de la tabloul principal de distribuÍie de JT; n din motivul enunÍat, dimensionarea acestor cabluri Ûi a pierderilor de putere din ele, nu este ÁmbunŸtŸÍitŸ printr-o compensare globalŸ.

Compensarea sectorialŸ este recomandatŸ cÊnd instalaÍia este extinsŸ Ûi Án cazul Án care evoluÍia sarcinii de timp diferŸ Án diferite pŸrÍi ale instalaÍiei.

Fig. L14: Compensarea sectorialŸ.

Fig. L13: Compensare globalŸ.

4.2 Compensare sectorialŸ (vezi Fig. L14)Principiu Bateria de condensatoare este conectatŸ la barele de distribuÍie ale fiecŸrui tablou de distribuÍie intermediar, ca Án Fig. L14.De aceastŸ alegere beneficiazŸ o parte semnificativŸ a instalaÍiei, Án particular cablul de alimentare de la tabloul general de distribuÍie la fiecare tablou intermediar, unde sunt aplicate mŸsurile de compensare.

Avantaje Compensarea pe sectoare: n reduce penalitŸÍile pentru consum excesiv de putere reactivŸ; n reduce cererea de putere aparentŸ pe care se bazeazŸ funcÍionarea sarcinilor permanente; n menajeazŸ transformatorul care devine apt pentru o sarcinŸ mai mare, dacŸ este necesar; n dimensiunile cablurilor Án distribuÍia localŸ se pot reduce sau se pot alimenta sarcini suplimentare;n pierderile Án aceleaÛi cabluri se reduc.

Comentarii n curentul reactiv continuŸ sŸ circule Án toate cablurile din aval de tablourile de distribuÍie intermediare; n din acest motiv nu se pot optimiza dimensiunile cablurilor Ûi nu este posibilŸ diminuarea pierderilor din ele prin compensarea sectorialŸ;n cÊnd au loc modificŸri mari de sarcinŸ existŸ riscul de supracompensare Ûi Án consecinÍŸ de supratensiune, cu problemele aferente.

L11

Se ia Án considerare compensarea individualŸ atunci cÊnd puterea motorului este semnificativŸ Án comparaÍie cu puterea Ántregii instalaÍii.

4 Unde se instaleazŸ condensatoarele pentru compensarea energiei reactive?

4.3 Compensare individualŸPrincipiu Condensatoarele sunt conectate direct la bornele maÛinii inductive (Án special motoare, vezi subcapitolul 7). Compensarea individualŸ poate fi utilizatŸ atunci cÊnd puterea motorului este semnificativŸ Án raport cu puterea totalŸ a instalaÍiei (kVA). Valoarea puterii reactive Án bateria de condensatoare este de ordinul 25% din puterea activŸ a motorului. De asemenea, o compensare suplimentarŸ la originile instalaÍiei (aproape de transformator) se poate dovedi avantajoasŸ.

Avantaje Compensarea individualŸ: n reduce penalitŸÍile pentru consumul excesiv de putere reactivŸ; n reduce puterea aparentŸ cerutŸ; n reduce dimensiunile cablurilor Ûi pierderile Án acestea.

Comentarii n nu mai existŸ curenÍi reactivi semnificativi Án instalaÍie.


L12

5.1 Metoda generalŸ Listarea cererilor de putere reactivŸ Án etapa de proiectare AceastŸ listŸ se face Án acelaÛi fel ca cea pentru puterea aparentŸ, descrisŸ Án capitolul A. Se pot determina valorile de putere activŸ Ûi reactivŸ ale sarcinii la fiecare nivel al instalaÍiei (Án punctele de distribuÍie Ûi subdistribuÍie).

Optimizarea tehnico-economicŸ pentru o instalaÍie existentŸ Valoarea optimŸ a capacitŸÍilor de compensare, pentru o instalaÍie existentŸ, se determinŸ cu ajutorul urmŸtoarelor consideraÍii principale:n facturile anterioare instalŸrii condensatoarelor; n costurile diminuate, Án urma instalŸrii condensatoarelor; n costurile pentru:o achiziÍionarea condensatoarelor Ûi a echipamentului de comandŸ (contactoare, dulapuri, controlere, etc.), o instalare Ûi ÁntreÍinere, o pierderile prin ÁncŸlzirea dielectricului din condensatoare Án comparaÍie cu reducerea pierderilor Án cabluri, transformator, etc. ca urmare a instalŸrii bateriei de condensatoare. În subcapitolele 5.3 ,5.4 se dau mai multe metode simplificate de calcul a tarifelor (comune pentru Europa).

5.2 Metoda simplificatŸ Principiu general Pentru cele mai multe cazuri practice, este recomandabil un calcul aproximativ care poate fi bazat pe ipoteza cŸ cos ϕ = 0,8 (inductiv) Ánainte de compensare. Cu scopul de a corecta factorul de putere la o valoare suficientŸ pentru a evita penalitŸÍile (aceasta depinde de structura localŸ a tarifelor, dar Án acest exemplu va fi propusŸ valoarea 0,93) Ûi pentru a reduce pierderile, cŸderile de tensiune, etc. Án instalaÍie, se poate lua ca referinÍŸ Tab. L15 de pe pagina urmŸtoare. Pentru creÛterea de la 0,8 la 0,93 a factorului de putere, sunt necesari 0,355 kVAR pentru fiecare kW de sarcinŸ. Deci puterea reactivŸ Ántr-o baterie de condensatoare conectatŸ la barele tabloului principal de distribuÍie este Q(kVAR) = 0,355 x P(kW). AceastŸ aproximaÍie simplŸ permite determinarea rapidŸ a cerinÍelor condensatoarelor de compensare la modul global, parÍial sau individual.

Exemplu Puterea instalaÍiei este 666 kVA. Se cere corectarea factorului de putere de la 0,75 la 0,928. Puterea activŸ necesarŸ este: 666 x 0,75 = 500 kW. În Tab. L15 la intersecÍia liniei de cos ϕ = 0,75 cu coloana de cos ϕ = 0,93 se obÍine valoarea 0,487 kVAR/kW. Pentru 500 kW rezultŸ 500 x 0,487 = 244 kVAR puterea corespunzŸtoare capacitŸÍii de compensare. NotŸ: aceastŸ metodŸ este valabilŸ pentru orice nivel de tensiune, adicŸ este independentŸ de tensiune.

5 Cum sŸ hotŸrÊm nivelul optim de compensare?

L13


Tab. L15: kVAR de instalat pentru un kW de sarcinŸ, pentru a ÁmbunŸtŸÍi factorul de putere dintr-o instalaÍie.

Valori selectate ca exemplu Án subparagraful 5.2.

Valori selectate ca exemplu Án subparagraful 5.4.

Înainte de kVAR ai bateriei de condensatoare de instalat pe kW de sarcinŸ, compensare pentru a ÁmbunŸtŸÍi cos ϕ sau tan ϕ la valoarea doritŸ

tan ϕ 0,75 0,59 0,48 0,46 0,43 0,40 0,36 0,33 0,29 0,25 0,20 0,14 0,0

tan ϕ cos ϕ cos ϕ 0,80 0,86 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 12,29 0,40 1,557 1,691 1,805 1,832 1,861 1,895 1,924 1,959 1,998 2,037 2,085 2,146 2,2882,22 0,41 1,474 1,625 1,742 1,769 1,798 1,831 1,840 1,896 1,935 1,973 2,021 2,082 2,2252,16 0,42 1,413 1,561 1,681 1,709 1,738 1,771 1,800 1,836 1,874 1,913 1,961 2,022 2,1642,10 0,43 1,356 1,499 1,624 1,651 1,680 1,713 1,742 1,778 1,816 1,855 1,903 1,964 2,1072,04 0,44 1,290 1,441 1,558 1,585 1,614 1,647 1,677 1,712 1,751 1,790 1,837 1,899 2,0411,98 0,45 1,230 1,384 1,501 1,532 1,561 1,592 1,628 1,659 1,695 1,737 1,784 1,846 1,9881,93 0,46 1,179 1,330 1,446 1,473 1,502 1,533 1,567 1,600 1,636 1,677 1,725 1,786 1,9291,88 0,47 1,130 1,278 1,397 1,425 1,454 1,485 1,519 1,532 1,588 1,629 1,677 1,758 1,8811,83 0,48 1,076 1,228 1,343 1,370 1,400 1,430 1,464 1,497 1,534 1,575 1,623 1,684 1,8261,78 0,49 1,030 1,179 1,297 1,326 1,355 1,386 1,420 1,453 1,489 1,530 1,578 1,639 1,7821,73 0,50 0,982 1,232 1,248 1,276 1,303 1,337 1,369 1,403 1,441 1,481 1,529 1,590 1,7321,69 0,51 0,936 1,087 1,202 1,230 1,257 1,291 1,323 1,357 1,395 1,435 1,483 1,544 1,6861,64 0,52 0,894 1,043 1,160 1,188 1,215 1,249 1,281 1,315 1,353 1,393 1,441 1,502 1,6441,60 0,53 0,850 1,000 1,116 1,144 1,171 1,205 1,237 1,271 1,309 1,349 1,397 1,458 1,6001,56 0,54 0,809 0,959 1,075 1,103 1,130 1,164 1,196 1,230 1,268 1,308 1,356 1,417 1,5591,52 0,55 0,769 0,918 1,035 1,063 1,090 1,124 1,156 1,190 1,228 1,268 1,316 1,377 1,5191,48 0,56 0,730 0,879 0,996 1,024 1,051 1,085 1,117 1,151 1,189 1,229 1,277 1,338 1,4801,44 0,57 0,692 0,841 0,958 0,986 1,013 1,047 1,079 1,113 1,151 1,191 1,239 1,300 1,4421,40 0,58 0,665 0,805 0,921 0,949 0,976 1,010 1,042 1,076 1,114 1,154 1,202 1,263 1,4051,37 0,59 0,618 0,768 0,884 0,912 0,939 0,973 1,005 1,039 1,077 1,117 1,165 1,226 1,3681,33 0,60 0,584 0,733 0,849 0,878 0,905 0,939 0,971 1,005 1,043 1,083 1,131 1,192 1,3341,30 0,61 0,549 0,699 0,815 0,843 0,870 0,904 0,936 0,970 1,008 1,048 1,096 1,157 1,2991,27 0,62 0,515 0,665 0,781 0,809 0,836 0,870 0,902 0,936 0,974 1,014 1,062 1,123 1,2651,23 0,63 0,483 0,633 0,749 0,777 0,804 0,838 0,870 0,904 0,942 0,982 1,030 1,091 1,2331,20 0,64 0,450 0,601 0,716 0,744 0,771 0,805 0,837 0,871 0,909 0,949 0,997 1,058 1,2001,17 0,65 0,419 0,569 0,685 0,713 0,740 0,774 0,806 0,840 0,878 0,918 0,966 1,007 1,1691,14 0,66 0,388 0,538 0,654 0,682 0,709 0,743 0,775 0,809 0,847 0,887 0,935 0,996 1,1381,11 0,67 0,358 0,508 0,624 0,652 0,679 0,713 0,745 0,779 0,817 0,857 0,905 0,966 1,1081,08 0,68 0,329 0,478 0,595 0,623 0,650 0,684 0,716 0,750 0,788 0,828 0,876 0,937 1,0791,05 0,69 0,299 0,449 0,565 0,593 0,620 0,654 0,686 0,720 0,758 0,798 0,840 0,907 1,0491,02 0,70 0,270 0,420 0,536 0,564 0,591 0,625 0,657 0,691 0,729 0,769 0,811 0,878 1,0200,99 0,71 0,242 0,392 0,508 0,536 0,563 0,597 0,629 0,663 0,701 0,741 0,783 0,850 0,9920,96 0,72 0,213 0,364 0,479 0,507 0,534 0,568 0,600 0,634 0,672 0,712 0,754 0,821 0,9630,94 0,73 0,186 0,336 0,452 0,480 0,507 0,541 0,573 0,607 0,645 0,685 0,727 0,794 0,9360,91 0,74 0,159 0,309 0,425 0,453 0,480 0,514 0,546 0,580 0,618 0,658 0,700 0,767 0,9090,88 0,75 0,132 0,82 0,398 0,426 0,453 0,487 0,519 0,553 0,591 0,631 0,673 0,740 0,8820,86 0,76 0,105 0,255 0,371 0,399 0,426 0,460 0,492 0,526 0,564 0,604 0,652 0,713 0,8550,83 0,77 0,079 0,229 0,345 0,373 0,400 0,434 0,466 0,500 0,538 0,578 0,620 0,687 0,8290,80 0,78 0,053 0,202 0,319 0,347 0,374 0,408 0,440 0,474 0,512 0,552 0,594 0,661 0,8030,78 0,79 0,026 0,176 0,292 0,320 0,347 0,381 0,413 0,447 0,485 0,525 0,567 0,634 0,7760,75 0,80 0,150 0,266 0,294 0,321 0,355 0,387 0,421 0,459 0,499 0,541 0,608 0,7500,72 0,81 0,124 0,240 0,268 0,295 0,329 0,361 0,395 0,433 0,473 0,515 0,582 0,7240,70 0,82 0,098 0,214 0,242 0,269 0,303 0,335 0,369 0,407 0,447 0,489 0,556 0,6980,67 0,83 0,072 0,188 0,216 0,243 0,277 0,309 0,343 0,381 0,421 0,463 0,530 0,6720,65 0,84 0,046 0,162 0,190 0,217 0,251 0,283 0,317 0,355 0,395 0,437 0,504 0,6450,62 0,85 0,020 0,136 0,164 0,191 0,225 0,257 0,291 0,329 0,369 0,417 0,478 0,6200,59 0,86 0,109 0,140 0,167 0,198 0,230 0,264 0,301 0,343 0,390 0,450 0,5930,57 0,87 0,083 0,114 0,141 0,172 0,204 0,238 0,275 0,317 0,364 0,424 0,5670,54 0,88 0,054 0,085 0,112 0,143 0,175 0,209 0,246 0,288 0,335 0,395 0,5380,51 0,89 0,028 0,059 0,086 0,117 0,149 0,183 0,230 0,262 0,309 0,369 0,5120,48 0,90 0,031 0,058 0,089 0,121 0,155 0,192 0,234 0,281 0,341 0,484


L14

5.3 Metoda bazatŸ pe evitarea penalizŸrilor tarifareMetoda urmŸtoare permite calculul valorii unei baterii de condensatoare bazat pe detaliile din factura de energie, unde structura tarifului corespunde celei descrise Án subcapitolul 2.1 al acestui capitol. AceastŸ metodŸ determinŸ compensarea minimŸ necesarŸ pentru a evita aceste plŸÍi, care se bazeazŸ pe consumul de kVARh. Procedura este urmŸtoarea: n Se considerŸ cheltuielile cu consumul pe 5 luni de iarnŸ (Án FranÍa noiembrie-martie inclusiv).NotŸ: În zone cu climat tropical, perioada cu consumul cel mai mare este vara (datoritŸ consumului cu aerul condiÍionat) astfel cŸ Ûi Án acest caz apare o perioadŸ cu tarif mare. În prezentul exemplu ne vom referi la condiÍiile de iarnŸ din FranÍa. n Se identificŸ cuantumul cheltuielilor referitoare la “consumul de energie reactivŸ” Ûi “kVARh de tarifat”. Se alege nota de platŸ care conÍine cel mai mare numŸr de kVARh (dupŸ verificarea faptului cŸ aceasta nu este o situaÍie excepÍionalŸ). De exemplu 15.966 kVARh Án ianuarie. n Se evalueazŸ Ántreaga perioadŸ de lucru din aceastŸ lunŸ, de exemplu 220 ore = 22 zile x 10 ore/zi. Orele care trebuie luate Án considerare sunt cele din intervalul Án care sarcina este cea mai dificilŸ Ûi Án care survine Án cel mai mare vÊrf de sarcinŸ din sistemul energetic. AceastŸ situaÍie este datŸ Án documentele de tarifare Ûi dureazŸ 16 ore Án fiecare zi Ántre 6:00 si 22:00 sau Ántre 7:00 Ûi 23:00, funcÍie de regiune. În afara acestui interval, nu existŸ nici o platŸ relativŸ la consumul de energie reactivŸ. n Valoarea de compensat Án kVAR = kVARh din nota de platŸ/numŸrul de ore de funcÍionare(1) = Qc. Valoarea capacitŸÍii bateriei de condensatoare se alege uÛor mai mare decÊt cea calculatŸ.Unii producŸtori pot oferi nomograme, elaborate special pentru a facilita aceste calcule, Án concordanÍŸ cu tarifele specifice. Aceste elemente Ûi documentaÍia aferentŸ recomandŸ echipamentul potrivit Ûi schemele de comandŸ, atrŸgÊnd atenÍia asupra constrÊngerilor impuse de tensiunile armonice din sistemul energetic. Asemenea tensiuni implicŸ condensatoare supradimensionate (Án ce priveÛte disiparea de cŸldurŸ Ûi valorile tensiunii Ûi curentului) Ûi/sau inductanÍe sau filtre de suprimare a armonicilor.

5.4 Metoda bazatŸ pe reducerea puterii aparente contractatePentru consumatorii pentru care tarifŸrile sunt bazate pe o platŸ fixŸ per kVA declarat, plus o platŸ pe kWh consumat, este evident cŸ o reducere a numŸrului de kVA declaraÍi este beneficŸ. Diagrama din Fig. L16 aratŸ cŸ la creÛterea factorului de putere valoarea puterii aparente scade atunci cÊnd puterea activŸ rŸmÊne constantŸ. CorecÍia factorului de putere urmŸreÛte (Án afarŸ de alte avantaje) reducerea nivelului declarat al puterii aparente Ûi nedepŸÛirea acestuia Án nici o situaÍie. În felul acesta, se evitŸ plata unor preÍuri excesive pentru kVA Án perioadele critice Ûi/sau declanÛarea Ántreruptorului principal al circuitului. Tabelul L15 (de pe pagina anterioarŸ) indicŸ numŸrul de kVAR de compensat per kW de sarcinŸ, necesar pentru corelaÍia factorului de putere de la o valoare la alta.

Exemplu: Un supermagazin a declarat o sarcinŸ de 122 kVA la un factor de putere de 0,7, adicŸ puterea activŸ este 85,4 kW. Contractul acestui consumator este bazat pe o valoare Án trepte declaratŸ pentru puterea aparentŸ (trepte de 6 kVA pÊnŸ la 108 kVA Ûi de 12 kVA peste aceastŸ valoare; aceasta este o caracteristicŸ comunŸ a multor tarife Án douŸ pŸrÍi sau binomiale). În exemplul dat, nota de platŸ se va face pentru 132 kVA. Folosind Tabelul K15 se poate vedea cŸ o baterie de condensatoare de 60 kVAR va corecta factorul de putere de la 0,7 la 0,95.

Valoarea puterii aparente devine deci constatŸm o ÁmbunŸtŸÍire cu 30%.

Pentru tarifele Án 2 pŸrÍi (binome), bazate Án parte pe valoarea declaratŸ a puterii aparente, Tabelul L17 permite determinarea puterii reactive de compensat, necesarŸ reducerii puterii aparente declarate Ûi prevenirii depŸÛirii acesteia.

Fig. L16: Reducerea puterii maxime contractate (kVA) prin ÁmbunŸtŸÍirea factorului de putere.

Examinarea diverselor facturi de energie acoperind perioada dificilŸ a anului, relativ la sarcinŸ, permite determinarea nivelului de compensare necesar pentru a evita plata de energie reactivŸ Án exces, Án cazul anumitor tipuri de tarife. Perioada de amortizare a unei baterii de condensatoare Ûi a echipamentului aferent este Án general de 18 luni.


(1) În perioada de facturare Án orele Án care energia reactivŸ este tarifatŸ pentru cazul considerat mai sus:

Qc = 15,996 kVARh

= 73 kVAR 220 h

L15

6.1 Compensarea pentru creÛterea puterii active disponibileMŸsurile similare acelora luate pentru reducerea puterii aparente maxime declarate, adicŸ ÁmbunŸtŸÍirea factorului de putere, conform subcapitolului 5.4 ÁmbunŸtŸÍesc funcÍionarea transformatorului prin mŸrirea puterii active debitate. În cazul creÛterii sarcinii este posibil ca Án acest mod sŸ se evite Ánlocuirea transformatorului cu o unitate mai mare. Tabelul L17 prezintŸ Án mod direct disponibilitatea de putere (kW) a transformatoarelor ÁncŸrcate la sarcinŸ maximŸ la diferiÍi factori de putere, din care se poate observa creÛterea puterii active de ieÛire pe mŸsura creÛterii factorului de putere.

6 Compensarea la bornele transformatorului

Instalarea unei baterii de condensatoare poate evita necesitatea schimbŸrii transformatorului, Án eventualitatea creÛterii sarcinii.

Tab. L17: Puterea activŸ disponibilŸ la ÁncŸrcarea maximŸ a unui transformator, cÊnd sarcina este alimentatŸ la diferite valori ale factorului de putere.

tan ϕ cos ϕ Puterea aparentŸ nominalŸ a transformatorului (kVA) 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 20000,00 1 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 20000,20 0,98 98 157 245 309 392 490 617 784 980 1225 1568 19600,29 0,96 96 154 240 302 384 480 605 768 960 1200 1536 19200,36 0,94 94 150 235 296 376 470 592 752 940 1175 1504 18800,43 0,92 92 147 230 290 368 460 580 736 920 1150 1472 18400,48 0,90 90 144 225 284 360 450 567 720 900 1125 1440 18000,54 0,88 88 141 220 277 352 440 554 704 880 1100 1408 17600,59 0,86 86 138 215 271 344 430 541 688 860 1075 1376 17200,65 0,84 84 134 210 265 336 420 529 672 840 1050 1344 16800,70 0,82 82 131 205 258 328 410 517 656 820 1025 1312 16400,75 0,80 80 128 200 252 320 400 504 640 800 1000 1280 16000,80 0,78 78 125 195 246 312 390 491 624 780 975 1248 15600,86 0,76 76 122 190 239 304 380 479 608 760 950 1216 15200,91 0,74 74 118 185 233 296 370 466 592 740 925 1184 14800,96 0,72 72 115 180 227 288 360 454 576 720 900 1152 14401,02 0,70 70 112 175 220 280 350 441 560 700 875 1120 1400

Fig. L18: Compensarea Q permite adŸugarea sarcinii aditionale S2, fŸrŸ a fi nevoie de Ánlocuirea transformatorului existent a cŸrui putere este limitatŸ la valoarea S.

Exemplu: (vezi Fig. L18)O instalaÍie este alimentatŸ de la un transformator de 630 kVA cu sarcina de 450 kW

(P1) cu factor de putere mediu 0,8. Puterea aparentŸ S

4500.8

5 kVA1 62= =,

Puterea reactivŸ corespunzŸtoare

Q1 S1 P1 337 kvar2 2= − = kVAR

Se anticipeazŸ creÛterea puterii active cu valoarea P2 = 100 kW la un factor de putere de 0,7.

Puterea aparentŸ S

1000.7

kVA2 143= =,

Puterea reactivŸ corespunzŸtoare

Q2 S2 P2 1 kvar2 2= − = 02kVARCare este valoarea minimŸ a capacitŸÍii de instalat pentru a evita schimbarea transformatorului?

Puterea activŸ totalŸ este: P = P1 + P2 = 550 kW.

Puterea reactivŸ maximŸ pe care o poate furniza transformatorul, la 630 kVA Ûi debitÊnd 550 kW este:

Qm S P2 2= − Qm 6 5 307 kvar2 2= − =30 50 kVAR

Puterea reactivŸ totalŸ, absorbitŸ de instalaÍie Ánainte de compensare este:

Ql + Q2 = 337 + 102 = 439 kVAR.

Deci, valoarea minimŸ a bateriei de condensatoare de instalat este:

Q (kVAR) = 439 - 307 = 132 kVAR.

Acest calcul nu a luat Án considerare vÊrfurile de sarcinŸ Ûi duratele lor. Cea mai bunŸ corecÍie posibilŸ, aceea prin care cos ϕ atinge valoarea 1, ar permite o rezervŸ de putere activŸ de 630 - 550 = 80 kW. Bateria de condensatoare ar trebui sŸ fie Án acest caz de 439 kVAR.


L16

6.2 Compensarea energiei reactive absorbite de transformatorNatura reactanÍelor inductive ale transformatorului ConsideraÍiile anterioare au fost fŸcute relativ la dispozitivele conectate Án paralel ca sarcini normale Ûi la bateriile de condensatoare pentru corecÍia cos ϕ, etc. Motivul este cŸ, pentru cazul conectŸrii Án paralel a consumatorilor, se cere cea mai mare cantitate de putere reactivŸ din reÍea. TotuÛi reactanÍele conectate Án serie, precum reactanÍele inductive ale liniilor de putere Ûi reactanÍele de dispersie ale ÁnfŸÛurŸrilor transformatoarelor, etc., absorb de asemenea putere reactivŸ. Atunci cÊnd contorizarea se face pe partea de MT a transformatorului, uneori este necesar sŸ se asigure (Án funcÍie de sistemul de tarifare) compensarea pierderilor de energie reactivŸ din transformator. DacŸ sunt luate Án consideraÍie numai pierderile de energie reactivŸ, un transformator se reprezintŸ schematic ca Án Figura L19.Toate valorile de reactanÍe se referŸ la secundarul transformatorului, unde reactanÍa paralelŸ este corespunzŸtoare curentului de magnetizare. Curentul de magnetizare rŸmÊne practic constant (la 1,8% din curentul total), independent de sarcinŸ, Án condiÍii normale, adicŸ cu tensiune constantŸ Án primar, astfel cŸ un condensator paralel de valoare fixŸ poate fi instalat Án partea de MT sau JT, pentru a putea compensa puterea reactivŸ absorbitŸ.

Puterea reactivŸ absorbitŸ de reactanÍele conectate Án serie (flux de dispersie) Diagrama de fazori din Figura L20 ilustreazŸ acest fenomen. Componenta reactivŸ prin sarcinŸ = I sin ϕ astfel cŸ QL = V I sin ϕ. Componenta reactivŸ a curentului debitat de sursŸ = I sin ϕ’ astfel cŸ QE = E I sin ϕ’, unde V Ûi E sunt date Án kV. Se poate vedea cŸ E > V Ûi sin ϕ’ > sin ϕ. DiferenÍa dintre El sin ϕ’ Ûi VI sin ϕ este puterea reactivŸ absorbitŸ de XL, pe fazŸ.Se poate arŸta cŸ aceasta din urmŸ este egalŸ cu I2XL (care este analoagŸ pierderii de putere activŸ I2R (kW) datorate rezistenÍei serie a liniei, etc.).Din expresia I2XL se deduce puterea reactivŸ absorbitŸ la orice valoare a sarcinii pentru un transformator dat, dupŸ cum urmeazŸ: DacŸ se folosesc valorile raportate - unitŸÍi relative (Án loc de procente) ÁnmulÍirea directŸ dintre I Ûi XL conduce la rezultat.

Exemplu: Fie un transformator de 630 kVA, cu tensiune de scurtcircuit de 4%, care funcÍioneazŸ la sarcinŸ nominalŸ. Care sunt pierderile de putere reactivŸ? (kVAR)4% = 0,04 pu Ipu = 1 pierderile = I2XL = 12 x 0,04 = 0,04 pu kVAR,unde 1 pu = 630 kVAÎn sistemul trifazat, puterea reactivŸ la pierderi este 630 x 0,04 = 25,2 kVAR La jumŸtatea sarcinii, adicŸ = 0,5 pu pierderile vor fi:0,52 x 0,04 =0,01 pu = 630 x 0,01 = 6,3 kVAR Ûi aÛa mai departe.Acest exemplu Ûi diagrama de fazori din Fig. L20 aratŸ cŸ: n factorul de putere Án primarul unui transformator Án sarcinŸ este diferit (Án general mai mic) decÊt Án secundar (se absoarbe putere reactivŸ);n pierderile de putere reactivŸ datorate reactanÍei de scŸpŸri sunt de ordinul 4% din puterea aparentŸ a transformatorului;n pierderile de putere reactivŸ, datorate reactanÍei de scŸpŸri sunt proporÍionale cu pŸtratul curentului de sarcinŸ.

Atunci cÊnd contorizarea se face pe partea de MT a transformatorului uneori este necesar sŸ se asigure (funcÍie de modul de tarifare) compensarea pierderilor de energie reactivŸ din transformator.

Fig. L19: ReactanÍele transformatorului pe fazŸ.

Puterea reactivŸ absorbitŸ de un transformator nu poate fi neglijatŸ Ûi poate reprezenta pÊnŸ la aproximativ 5% din puterea transformatorului cÊnd acesta este ÁncŸrcat aproape de nominal. Compensarea se poate face cu o baterie de condensatoare. În transformator puterea reactivŸ este absorbitŸ de cele douŸ reactanÍe paralel (magnetizare) Ûi serie (fluxul de pierderi). Compensarea completŸ se poate face cu o baterie de condensatoare conectatŸ Án paralel la JT.

Fig. L20: Puterea reactivŸ absorbitŸ de inductanÍa serie.


L17

Pentru calculul pierderilor totale de putere reactivŸ ale transformatorului trebuie adŸugate pierderile datoritŸ curentului de magnetizare (aproximativ 1,8% din puterea aparentŸ a transformatorului) la cele anterior calculate. Tabelul L21 prezintŸ pierderile de putere reactivŸ Án cazul unui transformator tipic de distribuÍie Án gol Ûi Án sarcinŸ. În principiu inductanÍele serie pot fi compensate cu condensatoare serie de valoare fixŸ (cazul liniilor lungi de IT). Acest aranjament este totuÛi greu de fŸcut, aÛa cŸ la nivelurile de tensiune tratate de aceastŸ lucrare, se aplicŸ compensarea paralel.În cazul contorizŸrii la MT este suficient sŸ se creascŸ factorul de putere la o valoare la care transformatorul plus puterea reactivŸ consumatŸ Án sarcinŸ sŸ fie sub nivelul de la care se factureazŸ suplimentar. Acest nivel depinde de tarifare, dar adesea corespunde la o valoare a tg ϕ de 0,31 (cos ϕ = 0,955).

Fig. L22: Supracompensarea pentru compensarea completŸ a pierderilor de energie reactivŸ Án transformator.


Tab. L21: Consumul de putere reactivŸ al transformatoarelor de distribuÍie cu ÁnfŸÛurarea primarŸ de 20 kV.

Puterea nominalŸ Puterea reactivŸ (kVAR) de compensat(kVA) În gol La sarcinŸ nominalŸ100 2,5 6,1 160 3,7 9,6 250 5,3 14,7 315 6,3 18,4 400 7,6 22,9 500 9,5 28,7 630 11,3 35,7 800 20 54,5 1000 23,9 72,4 1250 27,4 94,5 1600 31,9 126 2000 37,8 176

Practic, compensarea pentru pierderea de putere reactivŸ Án transformator este inclusŸ Án condensatoarele de corectare a factorului de putere corespunzŸtor sarcinii, la modul global, sectorial sau individual. Spre deosebire de alÍi consumatori care absorb putere reactivŸ, puterea reactivŸ absorbitŸ de transformatoare (partea datoratŸ reactanÍei de dispersie) se modificŸ esenÍial funcÍie de nivelul sarcinii, astfel cŸ dacŸ se face o compensare individualŸ la transformator, atunci va trebui considerat un nivel mediu de sarcinŸ. Din fericire, acest consum de putere reactivŸ reprezintŸ o micŸ parte din puterea reactivŸ a instalaÍiei, astfel cŸ dezacordul compensŸrii cu sarcina ce poate apŸrea din cÊnd Án cÊnd nu reprezintŸ o problemŸ.Tabelul L21 indicŸ valori tipice ale pierderilor de putere reactivŸ pentru circuitul de magnetizare (coloana “Án gol”) Ûi de asemenea pentru pierderile totale, la sarcinŸ nominalŸ Án cazul transformatoarelor de distribuÍie de 20 kV (care includ Ûi pierderile Án reactanÍa de dispersie).

Ca un punct de vedere interesant pierderile de putere reactivŸ Ántr-un transformator pot fi compensate complet reglÊnd bateria de condensatoare la o valoare astfel ca defazajul sŸ fie uÛor capacitiv. În astfel de cazuri, toatŸ puterea reactivŸ a transformatorului este alimentatŸ din bateria de condensatoare, Án timp ce factorul de putere la MT este 1, ca Án Fig. L22.


L18

7.1 Conectarea bateriei de condensatoare Ûi reglajul protecÍieiPrecauÍii generale Din cauza consumului mic de putere activŸ, factorul de putere al unui motor Án gol sau cu sarcinŸ micŸ este redus. Curentul reactiv al motorului rŸmÊne practic constant, indiferent de sarcinŸ, astfel cŸ numŸrul motoarelor Án gol constituie un consum de putere reactivŸ care este Án defavoarea instalaÍiei din motivele expuse Án secÍiunea precedentŸ. Se impun douŸ reguli generale Án acest sens: motoarele Án gol trebuie deconectate Ûi, de asemenea, acestea nu trebuie supradimensionate (pentru a nu funcÍiona la sarcinŸ minimalŸ).

Conectare Bateria de condensatoare se conecteazŸ direct la bornele motorului.

Motoarele speciale Motoarele speciale (pas cu pas, ... reversibile) nu se compenseazŸ.

Efectul asupra reglajelor echipamentelor de protecÍie DupŸ aplicarea compensŸrii unui motor, curentul cŸtre combinaÍia motor-condensator este mai mic decÊt Ánainte de compensare, presupunÊnd acelaÛi nivel de ÁncŸrcare mecanicŸ. Aceasta survine datoritŸ faptului cŸ o bunŸ parte din componenta reactivŸ a curentului este asiguratŸ de condensator, dupŸ cum se vede Án Figura L23.CÊnd echipamentul de protecÍie la supracurent este plasat Án amonte faÍŸ de conexiunea motor-condensator (acesta este cazul pentru condensatoare conectate la borne), reglajul releului de supracurent trebuie modificat in raportul:

cos ϕ Ánainte de compensarecos ϕ dupŸ compensare

Pentru motoare compensate Án acord cu valorile indicate Án Tab. L24 (valori maxime recomandate pentru evitarea autoexcitŸrii motoarelor electrice standard, conform discuÍiei din subcapitolul 7.2) raportul de mai sus variazŸ Án funcÍie de turaÍie conform Tab. L25.

7 ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere la motoarele cu inducÍie

Compensarea individualŸ a motoarelor este recomandatŸ acolo unde puterea motorului (kVA) este mare Án comparaÍie cu puterea totalŸ a instalaÍiei.

Fig. L23: Înainte de compensare transformatorul furnizeazŸ toatŸ puterea reactivŸ; dupŸ compensare condensatorii furnizeazŸ o mare parte din puterea reactivŸ. Tab. L25: Factorul de reducere a reglajului releului de supracurent dupŸ compensare.

Tab. L24: NumŸrul maxim de kVAR pentru compensarea energiei reactive ce se pot aplica la bornele motoarelor fŸrŸ riscul autoexcitaÍiei.

Motoare trifazate 230/400 VPuterea kVAR de instalatnominalŸ Viteza de rotaÍie (rpm)kW CP 3000 1500 1000 75022 30 6 8 9 1030 40 7,5 10 11 12,537 50 9 11 12,5 1645 60 11 13 14 1755 75 13 17 18 2175 100 17 22 25 2890 125 20 25 27 30110 150 24 29 33 37132 180 31 36 38 43160 218 35 41 44 52200 274 43 47 53 61250 340 52 57 63 71280 380 57 63 70 79355 482 67 76 86 98400 544 78 82 97 106450 610 87 93 107 117

Viteza Án rpm Factor de reducere750 0,881000 0,901500 0,913000 0,93

L19

CÊnd se conecteazŸ o baterie de condensatoare la bornele unui motor electric este important sŸ se verifice dacŸ valoarea capacitŸÍii bateriei este sub valoarea la care survine autoexcitaÍia.

Fig. L26: Conectarea unei baterii de condensatoare la motor.

7 ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere la motoarele cu inducÍie

7.2 Cum poate fi evitatŸ autoexcitaÍia unui motor cu inducÍieCÊnd un motor are o sarcinŸ de mare inerÍie mecanicŸ, acesta continuŸ sŸ se roteascŸ (Án afara cazurilor de frÊnare deliberatŸ) chiar dupŸ Ántreruperea alimentŸrii. DatoritŸ “inerÍiei magnetice” a rotorului, o forÍŸ electromotoare va fi generatŸ Án ÁnfŸÛurarea statoricŸ, pentru o perioadŸ scurtŸ de timp dupŸ Ántreruperea circuitului, Ûi se va reduce la zero dupŸ 1-2 perioade (Án cazul unui motor necompensat). Condensatoarele de compensare constituie o sarcinŸ trifazatŸ, capacitivŸ, pentru forÍa electromotoare, care va produce curenÍi capacitivi Án infŸÛurŸrile statorului. AceÛti curenÍi din stator creazŸ un cÊmp magnetic rotitor Án rotor care acÍioneazŸ dupŸ aceeaÛi axŸ Ûi Án acelaÛi sens cu cÊmpul magnetic, Án diminuare, al motorului. Fluxul rotoric creÛte, curenÍii Án stator se mŸresc, tensiunea la bornele motorului creÛte de asemenea, uneori la valori periculos de mari. Acest fenomen este cunoscut sub numele de autoexcitaÍie Ûi este motivul pentru care generatoarele nu funcÍioneazŸ Án mod normal cu factor de putere capacitiv (tensiunea Án urma curentului), deoarece existŸ tendinÍa autoexcitŸrii spontane (necontrolate).

Note: 1. Caracteristicile unui motor acÍionat de inerÍia sarcinii mecanice nu sunt riguros identice cu caracteristicile Án gol. Cu toate acestea echivalenÍa este suficient de precisŸ pentru cazuri practice.2. Într-un motor acÍionÊnd ca generator, curenÍii sunt puternic reactivi astfel cŸ efectul de frÊnare (ÁntÊrziere) asupra motorului este datorat numai sarcinii mecanice reprezentate de ventilatorul de rŸcire. 3. Curentul (90° Án urmŸ) absorbit de la sursa de alimentare, Án condiÍii normale, de un motor Án gol Ûi curentul (90° Ánainte) injectat Án condensatoare, prin funcÍionarea ca generator a motorului, au aceeaÛi relaÍie de fazŸ la bornele de alimentare. Din aceste motive cele douŸ caracteristici se pot suprapune pe un grafic. Pentru a evita autoexcitarea, descrisŸ mai sus, puterea reactivŸ Án bateria de condensatoare trebuie limitatŸ la o valoare maximŸ: Qc i 0,9 x Io x Un x √3 unde Io este curentul absorbit de motorul Án gol Ûi Un este tensiunea nominalŸ Ántre faze, Án kV. Tabelul L24 (pagina anterioarŸ) indicŸ valorile lui Qc conform acestui criteriu.

Exemplu Un motor de 75 kW, 3000 rpm, 400 V, trifazat poate avea o baterie de condensatoare de maxim 17 kVAR, conform Tab. L24. Valoarea din tabel este Án general mai micŸ decÊt valoarea necesarŸ pentru o compensare adecvatŸ a motorului Ûi atingerea valorii lui cos ϕ necesarŸ Án mod normal. Se poate face o compensare adiÍionalŸ, de exemplu instalarea unei baterii de condensatoare de compensare globalŸ, pentru mai mulÍi consumatori de putere micŸ.

Motoare Ûi acÍionŸri cu inerÍie mare În orice instalaÍie Án care existŸ acÍionŸri electrice comandate de motoare de mare inerÍie, Ántreruptoarele sau contactoarele aferente acestor motoare, Án eventualitatea cŸderii alimentŸrii, trebuie sŸ declanÛeze rapid. DacŸ nu sunt luate astfel de precauÍii se poate produce autoexcitaÍie pÊnŸ la tensiuni foarte mari, deoarece orice baterie de condensatoare din instalaÍie va fi Án paralel cu cea corespunzŸtoare motorului de mare inerÍie. Schema de protecÍie pentru aceste motoare trebuie sŸ cuprindŸ un releu de declanÛare la supratensiune, sensibil de asemenea la apariÍia unui flux invers de putere (motorul va alimenta cu energie restul instalaÍiei pÊnŸ va fi disipatŸ toatŸ energia mecanicŸ stocatŸ inerÍial). DacŸ bateria de condensatoare asociatŸ cu un un motor de mare inerÍie este mai mare decÊt cea recomandatŸ Án Tab. L24 atunci ea trebuie comandatŸ separat printr-un Ántreruptor sau contactor care sŸ declanÛeze simultan cu Ántreruptorul sau contactorul principal de comandŸ al motorului, aÛa cum aratŸ Fig. L26.Închiderea contactelor principale, trebuie sŸ se facŸ numai cu contactele bateriei de condensatoare Ánchise Án prealabil.


L20

8 Exemplul unei instalaÍii Ánainte Ûi dupŸ compensarea energiei reactive

(1) SŸgeÍile indicŸ mŸrimi vectoriale.(2) Mai mult decÊt Ánainte de corecÍie.

Fig. K27: ComparaÍie tehnico-economica a unei instalaÍii Ánainte Ûi dupŸ compensarea energiei reactive.

250 kVAR

cos ϕ = 0,75 atelier

cos ϕ = 0,75 atelier

Caracteristicile instalaÍiei

500 kW cos ϕ = 0,928

n Transformatorul nu mai este supraÁncŸrcat n Putere aparentŸ necesarŸ 539 kVAn 14% din puterea transformatorului devine disponibilŸ

InstalaÍia Ánaintea compensŸrii (1)

kVA = kW + kVAR

InstalaÍia dupŸ compensare (1)

kVA = kW + kVAR

n Curentul prin circuit, Án aval de Ántreruptor este:

S = = = 665 kVA P 500cos ϕ 0,75

I = = 960 A P√3.U.cos ϕ

= 65% 7782

9602

n Pierderile Án cabluri sunt reduse procentual la din valoarea anterioarŸ, obÍinÊndu-se

astfel o economie de energie activŸ (kWh)

n Curentul prin Ántreruptor este 778 A

cos ϕ = 0,75

n Energia reactivŸ este furnizatŸ de transformator prin conductoarele din instalaÍie n Transformatorul, Ántreruptorul Ûi cablurile trebuiesc supradimensionate

n Puterea reactivŸ peste nivelul declarat se plŸteÛte scump n Puterea aparentŸ este semnificativ mai mare decÊt puterea activŸ absorbitŸ n Curentul corespunzŸtor, Án exces, produce pierderi de putere activŸ care se factureazŸ n InstalaÍia trebuie supradimensionatŸ

Caracteristicile instalaÍiei 500 kW cos ϕ = 0,75 n Transformatorul funcÍioneazŸ Án suprasarcinŸ n Puterea aparentŸ absorbitŸ este:

S = puterea aparentŸ

n Pierderile Án cabluri sunt proporÍionale cu pŸtratul curentului: (960)2

P = I2R

n Consumul de energie reactivŸ este:o eliminat, sau o redus Án acord cu cos ϕ cerut,n PenalitŸÍile de tarifare: o pentru energie reactivŸ dupŸ caz, o pentru Ántreaga notŸ de platŸ Án unele cazuri sunt eliminate; n Sarcina stabilitŸ bazatŸ pe cererea de putere aparentŸ este pusŸ Án acord cu valoarea puterii active absorbite.

cos ϕ = 0,928 n Energia reactivŸ este furnizatŸ de bateria de condensatoare

n Valoarea bateriei de condensatoare este 250 kVAR, Án cinci trepte de 50 kVAR, controlate automat

NotŸ: În realitate cos ϕ Án atelier rŸmÊne 0,75, dar cos ϕ pentru toatŸ instalaÍia Án amonte de bateria de condensatoare la bornele de MT ale transformatorului este 0,928. Cum s-a arŸtat Án subcapitolul 6.2, cos ϕ Án ÁnfŸÛurarea de MT va fi uÛor mai scazut(2) datoritŸ pierderilor reactive din transformator.

L21

9.1 Probleme apŸrute datoritŸ armonicilor sistemului de alimentareEchipamentele care utilizeazŸ componente electronice de putere (variatoare de vitezŸ pentru motoare electrice, redresoare de putere comandate - cu tiristoare -, etc.) au fŸcut sŸ aparŸ probleme datorate armonicilor din sistemul respectiv.Armonicile au apŸrut din primele etape ale activitŸÍii industriale Ûi au fost cauzate de impedanÍele neliniare de magnetizare ale transformatoarelor, balasturi de lŸmpi fluorescente, etc.Armonicile dintr-un sistem trifazat simetric sunt Án general de ordin impar: a 3-a, a 5-a, a 7-a ..., Ûi cu amplitudini descrescŸtoare funcÍie de ordinul armonicii. Toate aceste elemente pot fi folosite Án diferite moduri pentru a reduce armonicile specifice la valori neglijabile, eliminarea completŸ a acestora nefiind posibilŸ. În aceastŸ secÍiune a lucrŸrii sunt recomandate mijloace practice de reducere a influenÍei armonicilor, cu referire Án special la bateriile de condensatoare.Condensatoarele sunt sensibile la componentele armonice ale tensiunii de alimentare, deoarece reactanÍa capacitivŸ scade Án funcÍie de creÛterea frecvenÍei. În practicŸ, aceasta ÁnseamnŸ cŸ un procent relativ mic de tensiune corespunzŸtoare unei armonici, poate cauza un curent semnificativ prin capacitate.PrezenÍa componentelor armonice duce la distorsionarea formelor de undŸ ale curentului Ûi tensiunii; distorsiunea este cu atÊt mai mare, cu cÊt conÍinutul de armonici creÛte. DacŸ frecvenÍa proprie a bateriei de condensatoare/combinaÍia de reactanÍe din sistemul de alimentare este apropiatŸ de o anume armonicŸ, atunci se produce un fenomen de rezonanÍŸ parÍialŸ, cu valori crescute pentru curentul Ûi tensiunea corespunzŸtoare frecvenÍei acelei armonici. În acest caz particular curentul amplificat produce supraÁncalzirea condensatoarelor Ûi eventuala degradare a dielectricului care poate conduce Ûi la o eventuala distrugere a condensatorului.ExistŸ mai multe soluÍii pentru aceastŸ problemŸ, printre care:n conectarea Án paralel a unui filtru de armonici Ûi/sau reactanÍe de suprimare a armonicilor, saun filtre active, saun filtre hibride.

9.2 SoluÍii posibileFiltre pasive (vezi Fig. L28)Contracararea efectelor armonicilor PrezenÍa armonicilor Án tensiunea de alimentare duce la apariÍia unei valori de curent anormal de mare prin condensatoare. În aceastŸ situaÍie, se considerŸ curentul de calcul prin acestea de 1,3 ori valoarea efectivŸ a curentului nominal. Toate elementele serie, cum ar fi conexiuni, siguranÍe, aparate de comutaÍie, etc. asociate cu condensatoarele vor fi de asemenea supradimensionate (Ántre 1,3 Ûi 1,5 din valoarea nominalŸ). Distorsiunea armonicŸ a undei de tensiune se manifestŸ Án mod frecvent sub forma unei unde “ascuÍite”, a cŸrei valoare de vÊrf este mai mare decÊt valoarea de vÊrf a sinusoidei normale. Acest fenomen, ÁmpreunŸ cu alte cauze, cum ar fi supratensiuni cauzate de rezonanÍŸ, necesitŸ o creÛtere a nivelului de izolaÍie a condensatoarelor utilizate Án astfel de circuite, faÍŸ de cele de tip “standard”. Pentru funcÍionarea satisfŸcŸtoare a bateriilor de condensatoare, luarea Án considerare a celor douŸ mŸsuri este foarte importantŸ Ûi conduce la funcÍionŸri satisfŸcŸtoare.

Contracararea efectelor fenomenului de rezonanÍŸ Condensatoarele sunt elemente reactive liniare Ûi Án consecinÍŸ nu genereazŸ armonici. Instalarea unor condensatoare Ántr-un sistem de alimentare (Án care impedanÍele sunt predominant inductive) poate duce la rezonanÍe parÍiale sau totale la anumite frecvenÍe armonice.Ordinul armonicei ho a frecvenÍei proprii de rezonanÍŸ Ántre inductanÍa sistemului Ûi capacitatea bateriei de condensatoare este:

Ssc

unde: Ssc = puterea de scurtcircuit Án reÍeaua trifazatŸ, la bornele bateriei de condensatoare, exprimatŸ Án kVAQ = puterea bateriei, Án kVAR

ho = ordinul armonicei corespunzŸtoare frecvenÍei proprii fo adicŸ

pentru

reÍeaua de 50 Hz, sau

pentru reÍeaua de 60 Hz.

9 Efectele armonicilor

Armonicile constituie un motiv de supradimensionare a condensatoarelor Ûi de introducere a reactanÍelor serie, pentru suprimarea armonicilor Án reÍea.

Fig. L28: Principiul de operare a unui filtru pasiv.


L22

Fig. L30: Principiul de operare a unui filtru hibrid.

Fig. L29: Principiul de operare a unui filtru activ.


De exemplu:

Ssc

poate da o valoare ho = 2,93 care aratŸ cŸ frecvenÍa proprie

a condensatorului/combinaÍie inductanÍŸ-sistem este Án apropierea armonicii a treia.

Din se observŸ cŸ fo = 50 ho = 50 x 2,93 = 146,5 Hz.

Cu cÊt este mai apropiatŸ frecvenÍa proprie de o armonicŸ, cu atÊt va fi mai mare efectul de distorsiune. În exemplul de mai sus, existŸ condiÍii de rezonanÍŸ puternicŸ cu armonica a treia a undei distorsionate. În astfel de cazuri, se iau mŸsuri pentru a schimba frecvenÍa proprie la o valoare care sŸ nu producŸ rezonanÍŸ cu nici o armonicŸ importantŸ. Aceasta se realizeazŸ prin adŸugarea unei inductanÍe de suprimare a armonicilor, conectatŸ Án serie cu bateria de condensatoare. În reÍeaua de 50 Hz, aceste reactanÍe sunt reglate sŸ producŸ fenomenul de rezonanÍŸ a ansamblului, baterie de condensatoare + reactanÍŸ la frecvenÍa de 190 Hz. În reÍeaua de 60 Hz, reactanÍa se regleazŸ pentru 228 Hz. Aceste frecvenÍe corespund unei valori ho = 3,8 pentru 50 Hz, aceasta reprezentÊnd mijlocul intervalului dintre armonica a 3-a Ûi a 5-a. În aceastŸ structurŸ, prezenÍa reactanÍei creÛte curentul de frecvenÍŸ fundamentalŸ (50 Hz sau 60 Hz) cu o valoare redusŸ (7 - 8%). Tensiunea la bornele capacitŸÍii se mŸreÛte Án aceaÛi proporÍie.Aceast fapt se ia Án considerare, de exemplu, folosind condensatoare proiectate pentru 440 V Án reÍeaua de 400 V.

Filtre active (vezi Fig. L29).Filtrele active se bazeazŸ pe tehnologia electronicii de putere. Ele sunt Án general instalate Án paralel cu o sarcinŸ neliniarŸ. Filtrele active analizeazŸ armonicile absorbite de o sarcinŸ Ûi injecteazŸ acelaÛi curent armonic cŸtre sarcinŸ, pe faza corespunzŸtoare. Ca urmare curenÍii armonici sunt complet neutralizaÍi Án punctul considerat. Nu mai avem deci de-a face cu circulaÍie de curenÍi sau cu armonici catre sursŸ.Principalul avantaj al filtrelor active este cŸ ele garanteazŸ compensarea armonicŸ eficientŸ chiar Án cazul eventualelor schimbŸri operate Án instalaÍie. De asemenea ele sunt extraordinar de uÛor de folosit datoritŸ:n autoconfigurŸrii la sarcinile armonice, indiferent de ordinul acestora;n eliminŸrii riscului suprasarcinii;n compatibilitŸÍii cu generatoarele;n posibilitŸÍii de conectare la orice punct din reÍeaua electricŸ;n mai multe filtre active pot fi utilizate Án aceeaÛi instalaÍie, pentru a creÛte eficienÍa depoluŸrii (de exemplu cÊnd se instaleazŸ un nou echipament se adaugŸ un nou filtru activ).Filtrele active compenseazŸ de asemenea Ûi energia reactivŸ.

Filtre hibride (vezi Fig. L30).Acest tip de filtre combinŸ avantajele filtrelor pasive Ûi active. O frecvenÍŸ poate fi filtratŸ de un filtru pasiv Ûi celelalte frecvenÍe de filtrul activ.

L23

Pentru un filtru pasiv alegerea soluÍiilor se face conform urmŸtorilor parametri: n Gh = suma puterilor aparente ale tuturor dispozitivelor care genereazŸ armonici (convertizoare statice, invertoare, variatoare de vitezŸ, etc.) conectate la barele la care este conectatŸ Ûi bateria de condensatoare. DacŸ pentru unele dispozitive se dŸ puterea activŸ, la calculul puterii aparente se considerŸ factorul de putere 0,7. n Ssc = puterea de scurtcircuit trifazatŸ, la bornele bateriei de condensatoare. n Sn = suma puterilor aparente ale tuturor transformatoarelor de alimentare ale sistemului din care fac parte barele de distribuÍie. DacŸ un numŸr de transformatoare funcÍioneazŸ Án paralel, scoaterea din funcÍiune a unuia sau a mai multora dintre ele va produce modificŸri sensibile asupra Ssc ÛiSn. Cu aceÛti parametri se poate face o alegere a capacitŸÍii care sŸ asigure un nivel de funcÍionare acceptabil din punct de vedere al armonicilor de curent Ûi tensiune, conform Tab. L32.

Tab. L31: SelecÍia celei mai potrivite tehnologii Án funcÍie de aplicaÍie.

Tab. L32: Alegerea soluÍiilor de limitare a armonicilor asociate unei baterii de condensatoare de JT alimentatŸ prin transformator (transformatoare).


9.3 Alegerea soluÍiei optimeTabelul L31 aratŸ criteriile ce trebuiesc luate Án consideraÍie pentru selectarea celei mai potrivite tehnologii Án funcÍie de aplicaÍie.

Filtru pasiv Filtru activ Filtru hibrid AplicaÍii Industrial TerÍiar Industrial … cu puterea totalŸ neliniarŸ mai mare decÊt mai mic decÊt mai mare decÊt (variaÍie de vitezŸ, redresoare, 200 kVA 200 kVA 200 kVA UPS, etc.)Compensarea en. reactive NuNecesitatea reducerii distorsiunii armonice pentru sarcini sensibileNecesitatea reducerii distorsiunii armonice pentru evitarea suprasarcinii pe cabluriNecesitatea concordanÍei cu Nu limite stabilite ale armonicilor

n Regula generalŸ valabilŸ pentru orice mŸrime a transformatoarelor

Condensatori Condensatori cu tensiunea Condensatori cu tensiunea standard nominalŸ crescutŸ cu 10% nominalŸ crescutŸ cu 10% (excepÍie cei de 230 V) + bobine de suprimare a armonicilor

n Regula simplificatŸ pentru transformatoare i 2 MVA

Condensatori Condensatori cu tensiunea Condensatori cu tensiunea Filtre standard nominalŸ crescutŸ cu 10% nominalŸ crescutŸ cu 10% (excepÍie cei de 230 V) + bobine de suprimare a armonicilor


L24

10.1 CondensatoareleTehnologieCondensatoarele sunt de tip uscat (adicŸ fŸrŸ lichid dielectric) Ûi sunt formate din douŸ role de folie de polypropylena metalizatŸ, cu proprietŸÍi autocicatrizante. Condensatoarele sunt protejate de un sistem (dispozitiv de suprapresiune cuplat cu siguranÍŸ MPR) care deconecteazŸ condensatorul Án cazul unei defecÍiuni interne. Schema de protecÍie funcÍioneazŸ Án felul urmŸtor:n un curent de scurtcircuit prin dielectric arde siguranÍa; n uneori nivelul de curent este mai mare decÊt cel normal, dar insuficient ca sŸ topeascŸ siguranÍa, de exemplu datoritŸ unor scurgeri microscopice Án stratul de dielectric. Astfel de defecte se rezolvŸ prin refacerea izolaÍiei datoritŸ ÁncŸlzirii locale produsŸ de curentul de scurgere, adicŸ prin autocicatrizare;n dacŸ curentul de scurgere persistŸ, defectul poate evolua spre un scurtcircuit, Ûi siguranÍa va funcÍiona; n gazul produs prin vaporizarea stratului metalic, Án zona de defect, produce treptat o creÛtere a presiunii Án containerul de plastic. Aceasta determinŸ acÍionarea dispozitivului sensibil la presiune, care scurtcircuiteazŸ condensatorul prin contactele sale determinÊnd funcÍionarea siguranÍei. Condensatoarele au carcase din material izolant, prevŸzute cu dublŸ izolare, eliminÊnd astfel necesitatea conectŸrii la pŸmÊnt (vezi Fig. L33).

10 Instalarea bateriilor de condensatoare

Fig. L33: Condensator, (a) secÍiune, (b) caracteristici electrice.

a)

(1) Pentru produse marca Merlin Gerin.

b)

Caracteristici electriceStandarde Standarde CEI 60439-1, NFC 54-104, VDE 0560 CSA, teste UL Gama de Tensiune nominalŸ 400 V operare FrecvenÍŸ nominalŸ 50 Hz ToleranÍa capacitanÍei - 5% la + 10% Game de TemperaturŸ maximŸ 55° CtemperaturŸ TemperaturŸ medie 45° C (pŸnŸ la 65 kVAR) pentru 24 h TemperaturŸ medie 35° C anualŸ TemperaturŸ minimŸ - 25° C Tensiune de izolaÍie Tensiune de Íinere 50 Hz, 1 min: 6 kV Tensiune de Íinere la impuls 1,2/50 μs: 25 kVSuprasarcina de curent admisibilŸ Gama “Clasic”(1) Gama “Confort”(1) 30% 50% Suprasarcina de tensiune admisibilŸ 10% 20%

L25


(1) Pentru produse marca Merlin Gerin.(2) Bateriile de condensatoare “Harmony” sunt echipate cu bobine de suprimare a armonicelor.

10.2 Alegerea protecÍiilor, aparaturii de comandŸ Ûi cablurilor de conectare Alegerea cablurilor din amonte, a protecÍiei Ûi a dispozitivelor de comandŸ depinde de curentul de sarcinŸ.Pentru condensatoare, curentul este funcÍie de: n tensiunea aplicatŸ Ûi armonicile ei; n valoarea capacitŸÍii. Curentul nominal In Ántr-un condensator de putere reactivŸ Q, alimentat la un sistem trifazat avÊnd tensiunea Un (kV) (Ántre faze), este dat de:

Domeniul de variaÍie admisibil al tensiunii de frecvenÍŸ fundamentalŸ, plus componentele armonice, ÁmpreunŸ cu toleranÍele de fabricaÍie ale condensatorului (pentru o valoare nominalŸ declaratŸ) pot sŸ conducŸ la o creÛtere a curentului cu 50% peste valoarea calculatŸ. Aproximativ 30% din aceastŸ creÛtere este datoratŸ variaÍiei de tensiune, Án timp ce aprox. 15% este datoratŸ toleranÍelor de fabricaÍie astfel ca: 1,3 x 1,15 = 1,5 In.Toate componentele care suportŸ curentul capacitiv trebuie adaptate “celei mai defavorabile condiÍii”, la o temperaturŸ ambientalŸ de maximum 50° C. În cazul unor temperaturi mai mari de 50° C Án interiorul unor incinte, este necesarŸ o supradimensionare a componentelor aferente.

ProtecÍie MŸrimea Ántreruptorului automat poate fi aleasŸ pentru a permite reglajul suprasarcinii la:n 1,36 x In pentru condensatori din gama “Classic”(1)

n 1,50 x In pentru condensatori din gama “Confort”(1)

n 1,12 x In pentru condensatori din gama „Harmony”, asociaÍi cu bobina cu rang de acord de 2,7 f(2)

n 1,19 x In pentru condensatori din gama “Harmony”, asociaÍi cu bobina cu rang de acord de 3,8 f(2)

n 1,31 x In pentru condensatori din gama “Harmony”, asociaÍi cu bobina cu rang de acord de 4,3 f(2)

Reglajul protecÍiei la scurtcircuit trebuie sŸ fie insensibil la curentul de punere sub tensiune. Reglajul va fi 10 x In pentru condensatori din gamele “Classic”, “Confort” Ûi „Harmony”.Exemplul 150 kVAR - 400 V - 50 Hz - tip “Classic”

Reglajul la suprasarcinŸ: 1,36 x 72 = 98 AReglajul la scurtcircuit: 10 x In = 720 AExemplul 250 kVAR - 400 V - 50 Hz - condensatori din gama “Harmony”, asociaÍi cu bobina cu rang de acord de 4,3 fIn = 72 AReglajul la suprasarcinŸ: 1,31 x 72 = 94 AReglajul la scurtcircuit: 10 x In = 720 A

Cablurile de alimentare (din amonte)Tabelul L34 de pe pagina urmŸtoare indicŸ secÍiunile minime ale cablurilor amonte pentru condensatoarele Rectiphase.

Cablurile de comandŸSecÍiunea minimŸ a acestor cabluri va fi de 1,5 mm2 pentru 230 V. Pentru secundarul transformatoarelor este recomandatŸ o secÍiune u 2,5 mm2.


L26

Tab. L34: SecÍiunea cablurilor pentru conectarea bateriilor de condensatoare medii Ûi mari(1).

(1) Valorile secÍiunilor minime au fost calculate pentru cabluri monofilare, pozate liber Án aer la 30° C. Tabelul nu Íine cont de nici un factor de reducere (datorat modului de pozare, temperaturii mediului ambiant, etc.).

Tensiuni tranzitorii Curentul tranzitoriu, de ÁnaltŸ frecvenÍŸ, este ÁnsoÍit de tensiuni tranzitorii. Valoarea de vÊrf maximŸ a tensiunii tranzitorii nu depŸÛeÛte niciodatŸ dublul valorii de vÊrf a tensiunii nominale, Án cazul conectŸrii unui condensator descŸrcat Án circuit.În cazul condensatoarelor care sunt deja ÁncŸrcate Án momentul conectŸrii tensiunea tranzitorie poate atinge o valoare triplŸ faÍŸ de valoarea de vÊrf a tensiunii nominale.

CondiÍiile de maxim de tensiune sunt urmŸtoarele: n tensiunea existentŸ pe condensator este egalŸ cu valoarea de vÊrf a tensiunii nominale; n contactele contactorului se Ánchid Án momentul Án care tensiunea de alimentare are valoarea maximŸ; n polaritatea tensiunii de alimentare este inversŸ faÍŸ de tensiunea la bornele condensatorului. În asemenea situaÍii, curentul tranzitoriu va atinge valoarea maximŸ posibilŸ, adicŸ dublul maximului curentului la conectarea unui condensator iniÍial descŸrcat.Pentru orice alte valori ale tensiunii Ûi polaritŸÍii unui condensator ÁncŸrcat, vÊrful tensiunii Ûi curentului tranzitoriu vor fi mai mici decÊt cele menÍionate mai sus; Án cazul particular Án care valoarea tensiunii pe condensator este de aceeaÛi polaritate cu tensiunea de alimentare, iar conectarea se produce Án momentul vÊrfului tensiunii de alimentare, nu apar curenÍi sau tensiuni tranzitorii. În cazul bateriilor automate trebuie avut grijŸ ca treptele sŸ fie conectate numai Án situaÍia condensatoare “descŸrcate”.Timpul de descŸrcare poate fi redus, dacŸ este necesar, folosind rezistenÍe de descŸrcare de valoare micŸ.


Puterea bateriei SecÍiune SecÍiune (kVAR) cupru aluminiu 230 V 400 V (mm2) (mm2)5 10 2,5 1610 20 4 1615 30 6 1620 40 10 1625 50 16 2530 60 25 3540 80 35 5050 100 50 7060 120 70 9570 140 95 12090 - 100 180 120 185 200 150 240120 240 185 2 x 95150 250 240 2 x 120 300 2 x 95 2 x 150180 - 210 360 2 x 120 2 x 185245 420 2 x 150 2 x 240280 480 2 x 185 2 x 300315 540 2 x 240 3 x 185350 600 2 x 300 3 x 240385 660 3 x 150 3 x 240420 720 3 x 185 3 x 300

M1

Capitolul MDetecÍia Ûi filtrarea armonicilor

Cuprins

ProblemŸ: de ce este necesar sŸ detectŸm M2 Ûi sŸ eliminŸm armonicile?

Standarde M3

ConsideraÍii generale M4

Principalele efecte ale armonicilor Án instalaÍii M6 4.1 RezonanÍa M6

4.2 CreÛterea pierderilor M6

4.3 Suprasolicitarea echipamentelor M7

4.4 PerturbaÍii ce afecteazŸ consumatorii sensibili M9

4.5 Impactul economic M10

Indicatorii esenÍiali ale distorsiunilor provocate M11 de armonici Ûi principii de mŸsurare 5.1 Factorul de putere M11

5.2 Factorul de amplitudine M11

5.3 Puterile Ûi armonicile M11

5.4 Spectrul armonic Ûi distorsiunea armonicŸ M12

5.5 Distorsiunea armonicŸ totalŸ (THD - Total Harmonic Distorsion) M12

5.6 Utilitatea diferiÍilor indicatori M13

MŸsurarea indicatorilor M14 6.1 Dispozitive utilizate pentru mŸsurarea indicatorilor M14

6.2 Proceduri pentru analiza armonicilor Án reÍelele de distribuÍie M14

6.3 Monitorizarea armonicilor M15

Dispozitive de detecÍie M16

SoluÍii pentru atenuarea armonicilor M17 8.1 SoluÍii de bazŸ M17

8.2 Filtrarea armonicilor M18

8.3 Metoda M20

8.4 Produse specifice M20

1

2

3

4

7

5

6

8


M2

1 ProblemŸ: de ce este necesar sŸ detectŸm Ûi sŸ eliminŸm armonicile

PerturbaÍii cauzate de armoniciArmonicile prezente Án reÍelele de distribuÍie degradeazŸ calitatea energiei electrice. Acest fenomen poate avea un numŸr de efecte negative:n suprasarcini Án reÍelele de distribuÍie cauzate de creÛterea valorii efective a curentului; n suprasarcini Án conductorul neutru datorate creÛterii cumulative a armonicilor de ordin trei create de sarcinile monofazate;n suprasarcini, vibraÍii, Ûi ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a generatoarelor, transformatoarelor Ûi motoarelor ca Ûi creÛterea zgomotelor proprii transformatoarelor;n suprasarcini Ûi ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a condensatoarelor folosite la compensarea energiei reactive;n distorsiunile tensiunii de alimentare pot perturba consumatorii sensibili;n perturbaÍii Án reÍelele de comunicaÍii Ûi Án liniile telefonice.

Impactul economic al perturbaÍiilorArmonicile au un impact economic major:n ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a echipamentelor poate Ánsemna Ánlocuirea Ánainte de vreme dacŸ nu s-a luat mŸsura supradimensionŸrii de la bun Ánceput;n suprasarcinile reÍelei de distribuÍie solicitŸ puteri aprobate mai mari Ûi implicŸ de asemenea creÛterea pierderilor;n distorsiunea formei de undŸ a curentului provoacŸ declanÛŸri intempestive care duc la oprirea proceselor de producÍie.

CreÛterea gravitŸÍii consecinÍelorCu numai zece ani Án urmŸ armonicile nu erau ÁncŸ considerate o problemŸ realŸ din cauzŸ cŸ efectele lor asupra reÍelelor de distribuÍie erau Án general minore. Introducerea masivŸ a electronicii de putere Án echipamente a fŸcut ca acest fenomen sŸ fie mult mai serios Án toate sectoarele de activitŸÍi economice.Trebuie adŸugat ÁnsŸ cŸ echipamentele generatoare de armonici sunt adesea vitale pentru activitatea companiei sau a organizaÍiei.

Ce armonici trebuiesc mŸsurate Ûi eliminate?Armonicile cel mai frecvent ÁntÊlnite Án reÍelele de distribuÍie trifazatŸ sunt cele impare. În mod normal amplitudinea armonicilor scade pe mŸsurŸ ce frecvenÍa creÛte. Peste ordinul 50, armonicile sunt neglijabile Ûi mŸsurŸtorile nu mai au nici o semnificaÍie. MŸsurŸtori suficient de precise se obÍin mŸsurÊnd armonicile pÊnŸ la ordinul 30. Serviciile publice de electricitate monitorizeazŸ armonicile de ordin 3, 5, 7, 11 Ûi 13. În majoritatea cazurilor tratarea armonicilor de ordin mic (pÊnŸ la 13) este suficientŸ pentru rezolvarea problemelor. Cele mai exigente condiÍii iau Án considerare armonicile pÊnŸ la ordinul 25.

M3

2 Standarde

Emisiile de armonici sunt subiectul mai multor standarde Ûi reglementŸri:n standarde de compatibilitate pentru reÍelele de distribuÍie publicŸ;n standarde de emisie aplicabile echipamentelor care genereazŸ armonici;n reglementŸri create de cŸtre serviciile publice de electricitate Ûi aplicabile Án instalaÍii. În vederea unei atenuŸri rapide a efectelor armonicilor un triplu sistem de standarde Ûi reglementŸri bazat pe documentele enumerate mai jos este promovat cu insistenÍŸ.

Standarde de reglementare a compatibilitŸÍii Ántre reÍelele de distribuÍie Ûi produseAceste standarde stabilesc compatibilitatea necesarŸ Ántre reÍelele de distribuÍie Ûi produse:n armonicile generate de un aparat nu trebuie sŸ deranjeze reÍeaua de distribuÍie dincolo de anumite limite;n fiecare aparat trebuie sŸ fie capabil sŸ funcÍioneze normal Án prezenÍa unor perturbaÍii de pÊnŸ la un anumit nivel;n standardul CEI 61100-2-2 pentru serviciile publice de distribuÍie a electricitŸÍii la joasŸ tensiune;n standardul CEI 61100-2-4 pentru instalaÍii industriale de joasŸ Ûi medie tensiune.

Standarde de reglementare a calitŸÍii reÍelelor de distribuÍien standardul EN 50160 stipuleazŸ caracteristicile tensiunii furnizate prin reÍelele electrice de distribuÍie publicŸ la joasŸ Ûi medie tensiune;n standardul IEEE 519 prezintŸ o abordare comunŸ pentru serviciile publice de electricitate Ûi consumatori a problematicii limitŸrii impactului sarcinilor ne-liniare. Mai mult, serviciilor publice de electricitate ÁncurajeazŸ acÍiunile preventive Án vederea prevenirii deteriorŸrii calitŸÍii energiei, creÛterilor de temperaturŸ Ûi efectelor provocate de consumul exagerat de energie reactivŸ. În viitor serviciile publice de electricitate vor Áncepe cu siguranÍŸ sŸ taxeze consumatorii cu surse majore de perturbaÍii armonice.

Standarde de reglementare a echipamentelorn standardul CEI 61000-3-2 sau EN 61000-3-2 pentru echipamente de joasŸ tensiune avÊnd curentul nominal mai mic de 16 A; n standardul CEI 61000-3-12 pentru echipamente de joasŸ tensiune avÊnd curentul nominal mai mare de 16 A Ûi mai mic de 75 A.

Nivelul maxim permis al armonicilorStudiile internaÍionale bazate pe datele colectate Án diferite reÍele electrice de distribuÍie au permis estimarea armonicilor tipice ce pot fi ÁntÊlnite Án majoritatea reÍelelor electrice. Tabelul M1 prezintŸ nivelele care, Án opinia celor mai multe servicii publice de electricitate, nu ar trebui depŸÛite.

Tab. M1: Nivelul maxim permis al armonicilor.

Armonici de ordin impar Armonici de ordin impar Armonici de ordin par non-multiplu de 3 multiplu de 3 Ordin h JT MT IT Ordin h JT MT IT Ordin h JT MT IT5 6 6 2 3 5 2,5 1,5 2 2 1,5 1,57 5 5 2 9 1,5 1,5 1 4 1 1 111 3,5 3,5 1,5 15 0,3 0,3 0,3 6 0,5 0,5 0,513 3 3 1,5 21 0,2 0,2 0,2 8 0,5 0,2 0,217 2 2 1 > 21 0,2 0,2 0,2 10 0,5 0,2 0,219 1,5 1,5 1 12 0,2 0,2 0,223 1,5 1 0,7 > 12 0,2 0,2 0,225 1,5 1 0,7 > 25 0,2 0,2 0,1 + 25/h + 25/h + 25/hNotŸ: h reprezintŸ ordinul armonicii.


M4

PrezenÍa armonicilor indicŸ o formŸ de undŸ distorsionatŸ a curentului sau a tensiunii. Forma distorsionatŸ a undei de curent sau tensiune ÁnseamnŸ cŸ distribuÍia energiei electrice este perturbatŸ iar calitatea energiei electrice nu este cea optimŸ.CurenÍii armonici sunt produÛi de sarcinile neliniare conectate la reÍeaua de distribuÍie. CirculaÍia armonicilor de curent provoacŸ armonici de tensiune prin impedanÍele reÍelei de distribuÍie, distorsionÊnd Án consecinÍŸ tensiunea de alimentare.

Originea armonicilorAparatele Ûi sistemele care produc armonici sunt prezente Án toate sectoarele cum ar fi cel industrial, comercial Ûi rezidenÍial. Armonicile sunt produse de sarcini neliniare (adicŸ sarcini care absorb un curent cu o formŸ de undŸ diferitŸ de forma de undŸ a tensiunii de alimentare).Exemple de sarcini neliniare:n echipamente industriale (aparate de sudurŸ, cuptoare cu arc, cuptoare cu inducÍie, redresoare);n variatoare de vitezŸ pentru motoare asincrone sau de curent continuu;n surse neÁntreruptibile (UPS-uri);n echipament de birou (computere, copiatoare, fax-uri, etc.);n aparate casnice (televizoare, cuptoare cu microunde, iluminat fluorescent);n aparaturŸ necesitÊnd saturaÍie electromagneticŸ (transformatoare).

PerturbaÍii cauzate de sarcinile neliniare: armonici de curent Ûi de tensiuneSarcinile neliniare produc armonici de curent care circulŸ prin reÍeaua electricŸ de distribuÍie. Armonicele de tensiune sunt produse de circulaÍia armonicilor de curent prin impedanÍele circuitului de alimentare (transformator Ûi reÍeaua de distribuÍie pentru situaÍii similare celei arŸtate Án Fig. M2).

3 ConsideraÍii generale

Fig. M2: SchemŸ monofilarŸ arŸtÊnd impedanÍa circuitului de alimentare pentru o armonicŸ de ordinul h.

ReactanÍa unui conductor creÛte Án funcÍie de frecvenÍa curentului care circulŸ prin acel conductor. Pentru fiecare armonicŸ de curent de ordin h existŸ deci o impedanÍŸ Zh a circuitului de alimentare. CÊnd armonica de curent de ordin h circulŸ prin impedanÍa Zh, se creazŸ o armonicŸ de tensiune Uh, unde Uh = Zh x Ih (legea lui Ohm). Tensiunea Án punctul B este deci distorsionatŸ. Toate aparatele alimentate prin punctul B primesc o tensiune distorsionatŸ. Pentru o armonicŸ de curent datŸ, distorsiunea este proporÍionalŸ cu impedanÍa reÍelei de distribuÍie.

CirculaÍia armonicilor de curent Án reÍelele de distribuÍieSe poate considera cŸ sarcinile neliniare injecteazŸ armonici de curenÍi Án reÍeaua de distribuÍie, cŸtre sursŸ.Figurile M3 Ûi M4 de pe pagina urmŸtoare aratŸ o instalaÍie perturbatŸ de armonici. Figura M3 aratŸ circulaÍia curentului la 50 Hz Án instalaÍie, Án timp ce Figura M4 aratŸ circulaÍia curentului armonic de ordin h.

M5

Fig. M3: InstalaÍie alimentÊnd o sarcinŸ neliniarŸ unde sunt arŸtate numai fenomenele care au legaturŸ cu frecvenÍa de 50Hz (frecvenÍŸ fundamentalŸ).

3 ConsideraÍii generale

Fig. M4: AceeaÛi instalaÍie unde sunt arŸtate numai fenomenele care au legŸturŸ cu frecvenÍa armonicii de ordin h.

Fig. M5: CirculaÍia curenÍilor armonici Ántr-o reÍea de distribuÍie.

NotŸ: Án diagramŸ cu toate cŸ anumite sarcini creazŸ curenÍi armonici Án reÍeaua de distribuÍie, alte sarcini pot absorbi curenÍii armonici.

Armonicile au efecte economice majore Án instalaÍii Ûi anume:n creÛterea costurilor energetice;n ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a echipamentelor;n pierderi de producÍie.

Alimentarea sarcinii neliniare creazŸ o circulaÍie a curentului I50 Hz (arŸtatŸ Án Fig. M3), la care se adaugŸ fiecare din curenÍii armonici Ih (arŸtaÍi Án Fig. M4) corespunzÊnd fiecŸrei armonici de ordin h.ConsiderÊnd cŸ sarcinile reinjecteazŸ curenÍi armonici Án reÍeaua de distribuÍie spre sursŸ este posibil sŸ creŸm o diagramŸ arŸtÊnd curenÍii armonici din reÍea (vezi Fig. M5).


M6

4.1 RezonanÍaUtilizarea simultanŸ a sarcinilor inductive Ûi capacitive Án reÍelele electrice de distribuÍie conduce la rezonanÍŸ paralelŸ sau serie manifestatŸ respectiv printr-o foarte mare sau foarte micŸ valoare a impedanÍei. VariaÍia impedanÍei modificŸ curentul Ûi tensiunea Án reÍeaua de distribuÍie. În cele ce urmeazŸ numai fenomenul de rezonanÍŸ paralelŸ, cel mai comun, va fi analizat.ConsiderŸm urmŸtoarea diagramŸ simplificatŸ (vezi Fig. M6) reprezentÊnd o instalaÍie alcŸtuitŸ din:n un transformator de alimentare;n sarcini liniare;n sarcini neliniare care genereazŸ curenÍi armonici;n condensatori pentru compensarea energiei reactive.Pentru analiza armonicilor se utilizeazŸ diagrama echivalentŸ (vezi Fig. M7). ImpedanÍa Z este calculatŸ ca:

Z = jLsω

1 - LsCω2

neglijÊnd R, Ûi unde:Ls = inductanÍa alimentŸrii (reÍeaua din amonte + trasformator + linie)C = capacitanÍa condensatorilor pentru compensarea energiei reactiveR = rezistenÍa sarcinilor liniareIh = curentul armonic.

RezonanÍa apare atunci cÊnd numitorul 1 - LsCω2 tinde cŸtre zero. FrecvenÍa corespunzŸtoare este numitŸ frecvenÍŸ de rezonanÍŸ a circuitului. La acea frecvenÍŸ impedanÍa circuitului atinge un maxim, Ûi o mare cantitate de armonici de tensiune apar avÊnd ca rezultat distorsiuni majore ale undei de tensiune. Distorsiunea tensiunii este acompaniatŸ Án circuitul Ls+C de o circulaÍie de curenÍi armonici mai mare decÊt circulaÍia normalŸ cerutŸ de sarcini.

ReÍeaua de distribuÍie Ûi condensatorii pentru compensarea energiei reactive sunt supuÛi unor curenÍi armonici mari Ûi riscului rezultant al suprasarcinilor. Pentru a evita rezonanÍa se instaleazŸ bobine antiarmonici Án serie cu condensatorii.

4.2 CreÛterea pierderilorPierderile in conductoarePuterea activŸ transmisŸ unei sarcini este funcÍie de componenta fundamentalŸ I1 a curentului.Atunci cÊnd curentul solicitat de o sarcinŸ conÍine armonici, valoarea eficace a curentului Ief este mai mare decÊt componenta fundamentalŸ I1.DefiniÍia THD este:

THD =rms

1I

I

−2

1

it may be deduced that: I Irms = 1 + THD21

se poate deduce cŸ:

THD =rms

1I

I

−2

1

it may be deduced that: I Irms = 1 + THD21

ef.

ef.

I1I1

Figura M8 (pagina urmŸtoare) aratŸ, Án funcÍie de distorsiunea armonicŸ:n creÛterea Án curent eficace Ief pentru o sarcinŸ solicitÊnd un curent fundamental I1 dat;n creÛterea pierderilor Joules, fŸrŸ a Íine cont de efectul superficial (punctul de referinÍŸ Án grafic este 1 pentru Ief Ûi pierderile Joules Án cazul cÊnd nu sunt armonici).

CurenÍii armonici provoacŸ o creÛtere a pierderilor Joules Án toate conductoarele prin care circulŸ Ûi creÛteri suplimentare ale temperaturii Án transformatoare, aparataj, cabluri, etc.

Pierderile Án maÛinile asincroneTensiunile armonice (ordinul h) cu care se alimenteazŸ maÛinile asincrone provoacŸ Án rotor o circulaÍie de curenÍi cu frecvenÍe mai mari de 50 Hz care sunt cauza unor pierderi suplimentare.

4 Principalele efecte ale armonicilor Án instalaÍii

Fig. M6: Diagrama unei instalaÍii.

Fig. M7: Diagrama echivalentŸ a instalaÍiei aratate Án Fig. M6.

M7

Fig. M8: CreÛterea curentului eficace Ûi a pierderilor Joules Án funcÍie de THD.

Ordine de mŸrimen O formŸ de undŸ a tensiunii de alimentare virtual rectangularŸ ar provoca o creÛtere a pierderilor cu 20%;n O tensiune de alimentare avÊnd armonici u5 = 8% (din U1, armonica fundamentalŸ de tensiune), u7 = 5%, u11 = 3%, u13 = 1% ceea ce ÁnseamnŸ un factor total de distorsiune armonicŸ THDu egal cu 10% care conduce la pierderi adiÍionale de 6%

Pierderile Án transformatoareCirculaÍia de curenÍi armonici prin transformatoare provoacŸ o creÛtere a pierderilor Án “cupru” datoritŸ efectului Joules Ûi a curenÍilor turbionari. Armonicile de tensiune sunt responsabile de pierderile Án “fier” datoritŸ histeresisului.În general se considerŸ cŸ pierderile Án ÁnfŸÛurŸri cresc cu pŸtratul lui THDi, iar pierderile Án miez cresc liniar cu THDu.În transformatoarele de distribuÍie publicŸ unde nivelurile de distorsiune sunt limitate, pierderile pot creÛte Ántre 10 Ûi 15%.

Pierderile Án condensatoareTensiunile armonice aplicate condensatoarelor provoacŸ o circulaÍie de curenÍi proporÍionalŸ cu frecvenÍa armonicilor. AceÛti curenÍi genereazŸ pierderi suplimentare.

ExempluO tensiune de alimentare are urmŸtoarele armonici:Tensiunea armonicŸ fundamentalŸ U1, tensiunile armonice u5 = 8%(din U1), u7 = 5%,u11 = 3%, u13 = 1% ceea ce ÁnseamnŸ un factor total de distorsiune armonicŸ THDu egal cu 10%. Curentul este multiplicat cu 1,19 iar pierderile Joules sunt multiplicate cu 1,192 adicŸ 1,4.

4.3 Suprasolicitarea echipamentelorGeneratoareGeneratoarele alimentÊnd sarcini neliniare trebuiesc declasate datoritŸ pierderilor suplimentare provocate de curenÍii armonici. Nivelul declasŸrii este de aproximativ 10% pentru un generator atunci cÊnd sarcina totalŸ conÍine Án proporÍie de 30% sarcini neliniare. Este deci necesar sŸ supradimensionŸm generatorul.

Surse neÁntreruptibile (UPS-uri)Curentul solicitat de sistemele de computere are un factor de amplitudine foarte mare. Un UPS dimensionat exclusiv Án funcÍie de valoarea eficace a curentului poate fi incapabil sŸ alimenteze valoarea de vÊrf a curentului, fiind astfel suprasolicitat.



M8

ExempluDacŸ un transformator alimenteazŸ o sarcinŸ totalŸ alcŸtuitŸ Án proporÍie de 40% din sarcini conÍinÊnd electronicŸ, el trebuie declasat cu 40%.Standardul UTE C15-112 defineÛte un factor de declasificare Án funcÍie de curenÍii armonici

k1

1 0.1 h 1.6

h 2

40=

+

=∑ Th

2

Th =IIh

1

, ,

k1

1 0.1 h 1.6

h 2

40=

+

=∑ Th

2

Th =IIh

1

Valori tipice:n curent cu o formŸ de undŸ rectangularŸ (spectru 1/h(1)): k = 0,86;n curentul unui convertizor de frecvenÍŸ (THD ≈ 50%): k = 0,80.

MaÛini asincroneStandardul CEI 60892 defineÛte factorul de tensiune armonicŸ (Harmonic voltage factor, HVF), a cŸrui formulŸ Ûi valoare maximŸ sunt prezentate mai jos.

HVFU

0.02h

h 2

13

==∑

h2 i ,

ExempluO sursŸ de alimentare are tensiunea de alimentare U1 Ûi tensiunile armonice u3 = 2% din U1, u5 = 3%, u7 = 1%. THDu este deci 3,7% iar HVF=0,018. Valoarea HVF este foarte aproape de valoarea maxim permisŸ peste care maÛina trebuie declasatŸ. Din punct de vedere practic, pentru alimentarea unei maÛini nu trebuie depŸÛit Án nici un caz un THDu de 10%.

CondensatoriConform standardului CEI 60831-1 valoarea eficace a curentului care circulŸ prin condensatori nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 1,3 din curentul nominal.ConsiderŸm un exemplu de sursŸ cu tensiunea de alimentare U1 Ûi tensiunile armonice u5 = 8% din U1, u7 = 5%, u11 = 3%, u13 = 1% adicŸ un THDu de 10%, unde Ief/I1 = 1,19, la tensiunea nominalŸ. Pentru o tensiune egalŸ cu 1,1 ori tensiunea nominalŸ, limita de curent Ief/I1 = 1,3 este depŸÛitŸ Ûi este necesarŸ redimensionarea condensatorilor.

(1) De fapt forma de undŸ a curentului este similarŸ cu o formŸ de undŸ rectangularŸ. Aceasta se ÁntÊmplŸ pentru toate redresoarele de curent (redresoare trifazate, cuptoare cu inducÍie).

Fig. M9: Declasarea pentru un transformator ce alimenteazŸ sarcini conÍinÊnd electronicŸ.


Transformatoaren Curba de mai jos (vezi Fig. M9) aratŸ declasarea tipicŸ necesarŸ pentru un transformator ce alimenteazŸ sarcini conÍinÊnd electronicŸ.

M9

Fig. M10: CirculaÍia curenÍilor prin conductoarele conectate la o sursŸ trifazatŸ.

Fig. M11: Exemplu de circulaÍie a curenÍilor prin conductoarele conectate la o sursŸ trifazatŸ spre o sarcinŸ trifazatŸ (In = Ir + Is + It).


4.4 PerturbaÍii ce afecteazŸ consumatorii sensibiliEfectele distorsiunii tensiunii de alimentareDistorsiunea tensiunii de alimentare poate perturba operarea aparatelor sensibile:n aparate de reglare (temperatura Án special);n componente ale computerelor;n aparate de monitorizare Ûi control (relee de protecÍie).

Distorsiunea semnalelor telefoniceArmonicile provoacŸ perturbaÍii Ûi Án circuitele de control (nivele joase ale curentului). Gravitatea distorsiunilor depinde de lungimea traseului paralel al cablurilor de putere Ûi de control, de distanÍa Ántre aceste cabluri precum Ûi de frecvenÍa armonicilor.

Conductorul neutruConsiderŸm un sistem format dintr-o sursŸ trifazatŸ echilibratŸ Ûi trei sarcini identice monofazate conectate Ántre faze Ûi neutru (vezi Fig. M10). Figura M11 aratŸ un exemplu de curenÍi circulÊnd prin cele trei faze Ûi curentul rezultant prin conductorul neutru.În acest exemplu curentul eficace din conductorul neutru are o valoare mai mare decÊt curentul eficace prin conductoarele de fazŸ cu un factor egal cu 3. Conductorul neutru trebuie, deci, supradimensionat.


M10

4.5 Impactul economicPierderile de energieArmonicile provoacŸ pierderi suplimentare de energie (efectul Joule) Án conductoare Ûi echipamente.

CreÛterea puterii contractatePrezenÍa curenÍilor armonici poate impune creÛterea puterii contractate Ûi Án consecinÍŸ creÛterea costurilor.Mai mult decÊt atÊt, Án viitorul apropiat serviciilor publice de electricitate vor Áncepe cu siguranÍŸ sŸ taxeze consumatorii cu surse majore de perturbaÍii armonice

Supradimensionarea echipamentelorn Declasarea surselor de energie (generatoare, transformatoare Ûi UPS-uri) ÁnseamnŸ cŸ acestea trebuiesc supradimensionate.n Conductoarele trebuiesc dimensionate luÊnd Án calcul circulaÍia de curenÍi armonici. În plus, datoritŸ efectului pelicular, rezistenÍa acestor conductoare creÛte cu frecvenÍa. Pentru a evita pierderile exagerate datoritŸ efectului Joule este necesar sŸ supradimensionŸm conductoarele.n CirculaÍia de armonici Án conductorul neutru ÁnseamnŸ cŸ Ûi acesta trebuie supradimensionat.

Reducerea duratei de viaÍŸ a echipamentelorAtunci cÊnd nivelul de distorsiuni al tensiunii de alimentare este Án jur de 10%, durata de viaÍŸ a echipamentelor se reduce semnificativ. Reducerea a fost estimatŸ la:n 32,5% pentru motoarele monofazate;n 18% pentru motoarele trifazate;n 5% pentru transformatoare.

Pentru a menÍine durata de viaÍŸ corespunzŸtoare sarcinii nominale, echipamentul trebuie supradimensionat.

DeclanÛŸrile intempestive Ûi oprirea instalaÍiilorÎntreruptoarele automate din instalaÍii sunt supuse unor vÊrfuri de curent cauzate de armonici.Aceste vÊrfuri de curent pot provoca declanÛŸri intempestive avÊnd ca rezultat pierderi de producÍie, pe lÊngŸ costurile generate de repornirea instalaÍiei.

ExempleDate fiind consecinÍele economice pentru instalaÍiile enumerate mai jos a fost necesar sŸ se instaleze filtre antiarmonici.

Centru de calcul pentru o companie de asigurŸriÎn acest centru, declanÛarea intempestivŸ a unui Ántreruptor automat s-a calculat cŸ a avut un cost de 100 k€ pe orŸ de Ántrerupere.

Laborator farmaceuticArmonicile au provocat avaria unui generator Ûi Ántreruperea unui test de lungŸ duratŸ asupra unui nou medicament. ConsecinÍele au fost estimate la 17 M€.

HalŸ metalurgicŸO baterie de cuptoare cu inducÍie a provocat supraÁncŸrcarea Ûi distrugerea a trei transformatoare Ántre 1600 Ûi 2500 kVA Ántr-un singur an. Pe lÊngŸ costul transformatoarelor costul unei ore de Ántrerupere a fost evaluat la 20 k€ pe orŸ.

FabricŸ de mobilŸ de grŸdinŸDefectarea unor variatoare de vitezŸ a condus la pagube de producÍie estimate la 10 k€ pe orŸ.


M11

Un numŸr de indicatori sunt utilizaÍi pentru a cuantifica Ûi evalua distorsiunea armonicŸ a formei de undŸ de curent Ûi tensiune Ûi anume:n factorul de putere;n factorul de amplitudine;n puterea distorsionatŸ;n spectrul armonicilor;n valorile distorsiunii armonice.

AceÛti indicatori sunt indispensabili Án determinarea oricŸror acÍiuni corective.

5.1 Factorul de putereDefiniÍieFactorul de putere (PF - Power Factor) este raportul dintre puterea activŸ P Ûi puterea aparentŸ S.

PFPS

=

Among electricians, there is often confusion with:

cP1S1

os ϕ =

Where

Printre electricieni existŸ adesea confuzia cu:

PFPS

=

Among electricians, there is often confusion with:

cP1S1

os ϕ =

Whereunde:P1 = puterea activŸ a fundamentaleiS1 = puterea aparentŸ a fundamentalei

Cos ϕ priveÛte exclusiv frecvenÍa fundamentalŸ Ûi, de aceea, diferŸ de factorul de putere PF atunci cÊnd armonicele sunt prezente Án instalaÍii.

Interpretarea factorului de putereO indicaÍie iniÍialŸ cŸ avem de-a face cu un numŸr ridicat de armonici este un factor de putere PF mŸsurat diferit (mai mic) decÊt cos ϕ mŸsurat.

5.2 Factorul de amplitudineDefiniÍieFactorul de amplitudine este raportul Ántre valoarea de vÊrf a curentului sau tensiunii (Im sau Um) Ûi valoarea eficace.n Pentru un semnal sinusoidal, valoarea factorului de amplitudine este deci egalŸ cu √2. n Pentru un semnal nesinusoidal, valoarea factorului de amplitudine poate fi mai mare sau mai micŸ decÊt √2. În cazul din urmŸ, formele diferitelor armonici au vÊrfuri diferite.

Interpretarea factorului de amplitudineFactorul de amplitudine pentru curentul absorbit de o sarcinŸ neliniarŸ este mult mai mare decÊt √2. Este Án general Ántre 1,5 Ûi 2 Ûi poate ajunge la 5 Án cazuri deosebite. Un factor de amplitudine ridicat semnaleazŸ curenÍi tranzitorii de valori ridicate care pot provoca declanÛŸri intempestive.

5.3 Puterile Ûi armonicilePuterea activŸPuterea activŸ P a unui semnal incluzÊnd armonici este suma puterilor active rezultate din curenÍii Ûi tensiunile de acelaÛi ordin.

Puterea reactivŸPuterea reactivŸ Q este definitŸ Án mod exclusiv de armonica fundamentalŸ adicŸ:Q = U1 x I1 x sin ϕ1.

Puterea distorsionatŸAtunci cÊnd armonicile sunt prezente, puterea distorsionatŸ D este definitŸ ca:

D = S2 - P2 - Q2 unde S este puterea aparentŸ.

5 Indicatorii esenÍiali ai distorsiunilor armonice Ûi principii de mŸsurare


M12

5.4 Spectrul armonic Ûi distorsiunea armonicŸPrincipiuFiecare tip de dispozitiv generator de armonici are o formŸ de undŸ particularŸ a curentului armonic (amplitudine Ûi deplasarea fazei). Aceste valori, Án special amplitudinea fiecŸrui ordin al armonicilor sunt esenÍiale pentru analizŸ.

Distorsiunea armonicŸ individualŸ (sau distorsiunea armonicii de ordin h)Distorsiunea armonicŸ individualŸ este definitŸ ca raportul procentual Ántre armonica de ordin h Ûi fundamentalŸ:

u % 100UU

or

i % 100

hh

1

hh

1

( ) =

( ) =II

sau

u % 100UU

or

i % 100

hh

1

hh

1

( ) =

( ) =II

Spectrul armonicPrin reprezentarea amplitudinii fiecŸrui ordin de armonici Án funcÍie de frecvenÍa proprie este posibilŸ obÍinerea unui grafic numit spectrul armonic.Figura M12 aratŸ un exemplu al spectrului armonic pentru un semnal rectangular.

Valoarea eficace (ef)Valoarea eficace a tensiunii Ûi a curentului poate fi calculatŸ Án funcÍie de valorile eficace ale diverselor ordine de armonici:

I Irms

rms

=

=

=

∞

=

∞

∑

∑

h2

h 1

h2

h 1

and

U U

ef.I Irms

rms

=

=

=

∞

=

∞

∑

∑

h2

h 1

h2

h 1

and

U U

sau

I Irms

rms

=

=

=

∞

=

∞

∑

∑

h2

h 1

h2

h 1

and

U U

I Irms

rms

=

=

=

∞

=

∞

∑

∑

h2

h 1

h2

h 1

and

U Uef.

5.5 Distorsiunea armonica totalŸ (THD - Total Harmonic Distorsion)Termenul THD ÁnseamnŸ “Total Harmonic Distorsion” - Distorsiunea ArmonicŸ TotalŸ - Ûi este cea mai rŸspÊnditŸ noÍiune Án definirea conÍinutului Án armonici a unui semnal de curent alternativ.

DefiniÍia THDPentru un semnal y, THD este definit ca:For a signal y, the THD is defined as:

THD h= =

∞

∑y

y

h2

2

1

Aceasta corespunde definiÍiei date Án standardul CEI 61000-2-2.NotŸ: Valoarea THD poate depŸÛi 1.Conform standardului, variabila h poate fi limitatŸ la 50. THD este mijlocul de a exprima printr-un singur numŸr distorsiunea afectÊnd o circulaÍie de curent sau tensiune Ántr-un punct dat dintr-o instalaÍie.THD este exprimat Án general ca procentaj.

THD de curent Ûi tensiunePentru armonici de curent ecuaÍia este:

THDih= =

∞

∑ I

I

h2

2

1

Fig. M12: Spectrul armonic al unui semnal rectangular, pentru o tensiune U(t).


M13


Fig. M13: VariaÍia

Figure L13 shows a graph of PFcosϕ

as a function of THDI. Án funcÍie de THDi unde THDu = 0.

EcuaÍia de mai jos este echivalentŸ cu cea de mai sus, dar este mai uÛor de utilizat atunci cÊnd valoarea eficace totalŸ este cunoscutŸ:

THDi =

−IIrms

1

2

1ef.

Pentru armonici de tensiune ecuaÍia este:

THD

U

Uuh= =

∞

∑ h2

2

1

RelaÍia Ántre factorul de putere Ûi THD (vezi Fig. M13)Atunci cÊnd tensiunea este sinusoidalŸ sau aproape sinusoidalŸ putem spune cŸ:

P P U . .cos1 1 1≈ =1 I ϕ

Consequently : PF =PS

U . .cosU .

1 1 1

1 rms≈ I

Iϕ

În consecinÍŸ:

P P U . .cos1 1 1≈ =1 I ϕ

Consequently : PF =PS

U . .cosU .

1 1 1

1 rms≈ I

Iϕ

ef.

deoarece:

as:

II

1

rms

1

1+ THDi=

2

hence: PFcos

1+ THDi≈ ϕ1

2

ef.

rezultŸ:

as: I

I1

rms

1

1+ THDi=

2

hence: PFcos

1+ THDi≈ ϕ1

2

Figura M13 aratŸ un grafic de

Figure L13 shows a graph of PFcosϕ

as a function of THDI. ca funcÍie de THDi.

5.6 Utilitatea diferiÍilor indicatoriTHDu caracterizeazŸ distorsiunea formei de undŸ de tensiune.Mai jos sunt prezentate cÊteva valori ale THDu Ûi fenomenele corespondente din instalaÍii:n THDu sub 5% - situaÍie normalŸ, nici un risc de funcÍionare defectuoasŸ;n 5% la 8% - poluare armonicŸ semnificativŸ, funcÍionare defectuoasŸ posibilŸ;n peste 8% - poluare armonicŸ majorŸ, funcÍionare defectuoasŸ probabilŸ. Este necesarŸ analiza aprofundatŸ Ûi montarea unor instalaÍii de atenuare.

THDi caracterizeazŸ distorsiunea formei de undŸ de curent.Aparatul perturbator este identificat mŸsurÊnd THDi la intrare Ûi la fiecare ieÛire a diverselor circuite, urmŸrind astfel urma armonicilor.Mai jos sunt prezentate cÊteva valori ale THDi Ûi fenomenele corespondente din instalaÍii:n THDi sub 10% - situaÍie normalŸ, nici un risc de funcÍionare defectuoasŸ;n 10% la 50% - poluare armonicŸ semnificativŸ, riscuri de supraÁncŸlzire Ûi necesitatea supradimensionŸrii cablurilor Ûi surselor;n peste 50% - poluare armonicŸ majorŸ, funcÍionare defectuoasŸ probabilŸ. Este necesarŸ analiza aprofundatŸ Ûi montarea unor instalaÍii de atenuare.

Factorul de putere PF (Power Factor)Este utilizat pentru a evalua supradimensionarea sursei de energie din instalaÍie.

Factorul de amplitudineEste utilizat pentru a caracteriza aptitudinea unui generator (sau UPS) de a alimenta curenÍi de vÊrf ridicaÍi. De exemplu echipamentele de calcul absorb curent extrem de deformant cu un factor de amplitudine ce poate atinge de la 3 la 5.

Spectrul armonic (descompunerea semnalului pe frecvenÍe)FurnizeazŸ informaÍii asupra semnalului electric Ûi poate fi utilizat pentru evaluarea distorsiunii.


M14

6.1 Dispozitive utilizate pentru mŸsurarea indicatorilorSelectarea dispozitivelorMetodele tradiÍionale de observaÍie Ûi de mŸsurŸ includ:n ObservaÍia utilizÊnd un osciloscopO indicaÍie iniÍialŸ a distorsiunilor ce afecteazŸ un semnal poate fi obÍinutŸ vizualizÊnd curentul sau tensiunea cu ajutorul unui osciloscop.Forma de undŸ, atunci cÊnd diferŸ de cea sinusoidalŸ, indicŸ cu certitudine prezenÍa armonicilor. Pot fi vŸzute vÊrfurile de curent Ûi tensiune.Cu toate acestea, metoda nu oferŸ o cuantificare precisŸ a componentelor armonice.n Analizoare spectrale analogiceConstau Ántr-o serie de filtre cuplate la un voltmetru pentru valori eficace. OferŸ o performanÍŸ mediocrŸ Ûi nu furnizeazŸ informaÍii despre deplasarea fazelor.Numai cele mai recente analizoare spectrale digitale pot determina suficient de precis valorile tuturor indicatorilor menÍionaÍi mai sus.

FuncÍiile analizoarelor spectrale digitaleMicroprocesoarele din analizoarele digitale:n calculeazŸ valorile indicatorilor de armonici (factorul de putere, factorul de amplitudine, puterea distorsionatŸ, THD);n Ándeplinesc numeroase funcÍii complementare (corecÍii, detecÍii statistice, managementul mŸsurŸtorilor, afiÛare rezultate, comunicaÍie pe reÍea, etc.);n analizoarele multicanal furnizeazŸ informaÍii Án timp real asupra compoziÍiei spectrale a curenÍilor Ûi tensiunilor.

FuncÍionarea analizoarelor spectrale Ûi procesarea datelorSemnalele analogice sunt convertite Ántr-o serie de valori numerice.UtilizÊnd aceste date, un algoritm calculeazŸ amplitudinea Ûi faza armonicilor pentru un numŸr mare de ferestre de timp, utilizÊnd un algoritm rapid de transformare Án serii Fourier.Cele mai multe analizoare digitale mŸsoarŸ armonicile pÊnŸ la ordinul 20 sau 25 atunci cÊnd calculeazŸ THD-ul.Procesarea rezultatelor utilizÊnd seriile Fourier se poate face de cŸtre dispozitivul de mŸsurŸ sau de cŸtre un software extern.

6.2 Proceduri pentru analiza armonicilor Án reÍelele de distribuÍieMŸsurŸtorile sunt efectuate la obiectivele industriale sau comerciale:n preventiv, pentru a obÍine o evaluare generalŸ a reÍelei de distribuÍie;n Án vederea unei acÍiuni corective:o pentru a identifica o perturbaÍie Ûi a determina soluÍiile necesare pentru a o elimina,o pentru a verifica practic validitatea unei soluÍii (ca urmare a modificŸrii reÍelei Án Áncercarea de a reduce armonicile).

Modul de operareCurentul Ûi tensiunea sunt studiate:n lÊngŸ sursa de alimentare;n pe barele tabloului general de joasŸ tensiune (sau pe barele de medie tensiune);n pe fiecare circuit de plecare din tabloul general de joasŸ tensiune (sau de pe barele de medie tensiune).Pentru mŸsurŸtori este necesar sŸ cunoaÛtem condiÍiile precise de operare ale instalaÍiei Ûi Án particular situaÍia bateriei de condensatoare (Án funcÍie, Án rezervŸ, numŸrul de trepte conectate/deconectate).

Analiza rezultatelorn determinarea oricŸrei declasŸri a echipamentelor din instalaÍie, saun cuantificarea necesarului de protecÍii antiarmonice Ûi sisteme de filtrare ce trebuiesc instalate Án reÍeaua de distribuÍie;n permite comparaÍia Ántre valorile mŸsurate Ûi valorile de referinÍŸ ale furnizorului de energie (valori maxime ale armonicilor, valori acceptabile, valori de referinÍŸ).

6 MŸsurarea indicatorilor

M15

6 MŸsurarea indicatorilor

Utilizarea dispozitivelor de mŸsurŸDispozitivele de mŸsurŸ servesc atÊt pentru a mŸsura efectele instantanee cÊt Ûi cele pe termen lung ale armonicilor. Analizele cer mŸsurŸtori pe o duratŸ de la cÊteva secunde la cÊteva minute, Án cadrul unui ciclu de observaÍie de mai multe zile.Valorile cerute includ:n amplitudinile armonicilor de curent Ûi tensiune;n armonicile individuale ale fiecŸrui ordin de armonici, Án curent Ûi tensiune;n THD pentru curent Ûi tensiune;n unde este posibil, defazajul Ántre tensiunea armonicŸ Ûi curentul armonic de acelaÛi rang Ûi fazŸ a armonicii respectÊnd o referinÍŸ comunŸ (de exemplu armonica de tensiune fundamentalŸ).

6.3 Monitorizarea armonicilorIndicatorii armonici pot fi mŸsuraÍi:n fie prin dispozitive instalate permanent Án reÍeaua de distribuÍie;n fie de cŸtre un expert prezent cel puÍin o jumŸtate de zi la obiectiv (percepÍie limitatŸ).

Utilizarea dispozitivelor amplasate permanent Án reÍea este preferabilŸPentru un numŸr de motive, instalarea unor dispozitive permanente de mŸsurŸ Án reÍeaua de distribuÍie este preferabilŸ.n PrezenÍa unui expert este limitatŸ Án timp. Numai un numŸr de mŸsurŸtori Án diverse puncte ale instalaÍiei Ûi pe o perioadŸ de timp suficient de lungŸ (de la o sŸptŸmÊnŸ la o lunŸ) vor furniza suficiente date pentru o vedere de ansamblu a situaÍiei Ûi numai astfel pot fi luate Án considerare toate situaÍiile ce pot apŸrea cum ar fi:o fluctuaÍiile sursei de alimentare,o variaÍiile Án funcÍionarea instalaÍiei,o adŸugarea unor noi echipamente Án instalaÍie;n Dispozitivele de mŸsurare instalate Án reÍeaua de distribuÍie pregŸtesc Ûi uÛureazŸ diagnoza experÍilor, reducÊnd numŸrul Ûi durata vizitelor acestora;n Dispozitivele de mŸsurare permanente detecteazŸ orice nouŸ perturbaÍie apŸrutŸ ca urmare a instalŸrii unui nou echipament, implementŸrii unui nou sistem de operare sau fluctuaÍiilor Án reÍeaua de alimentare.

Avantajele dispozitivelor de mŸsurare Ûi detecÍie ÁncorporateDispozitivele de mŸsurare Ûi detecÍie Áncorporate Án echipamentele electrice de distribuÍie:n Pentru o evaluare de ansamblu a situaÍiei reÍelei electrice (analizŸ preventivŸ) evitŸ:o Ánchirierea echipamentelor de mŸsurŸ,o angajarea expertilor,o necesitatea de a conecta Ûi deconecta echipamentul de mŸsurŸ.Pentru o evaluare de ansamblu a statutului reÍelei electrice, analiza tabloului general de joasŸ tensiune (TGJT) poate fi efectuatŸ de aparatul de sosire Án tablou Ûi/sau dispozitivele de mŸsurŸ care echipeazŸ fiecare circuit de plecare.n Pentru o acÍiune corectivŸ existŸ mijloace:o pentru determinarea condiÍiilor de funcÍionare Án perioada incidentului,o schiÍarea unei “hŸrÍi” a reÍelei de distribuÍie Ûi evaluarea soluÍiei de implementat.

Diagnoza este ÁmbunŸtŸÍitŸ prin utilizarea echipamentelor destinate studierii problemei.


M16

7 Dispozitive de detecÍie

Sistemul PowerLogic cu Power Meter, Circuit Monitor, Micrologic oferŸ o gamŸ completŸ de dispozitive pentru detecÍia distorsiunilor armonice.

MŸsurŸtorile sunt primul pas pentru stŸpÊnirea fenomenului poluŸrii cu armonici. În funcÍie de condiÍiile din fiecare instalaÍie, diverse tipuri de echipamente furnizeazŸ soluÍiile potrivite.

UnitŸÍi de monitorizare a energieiPower Meter Ûi Circuit Monitor Án sistemul PowerLogicAceste produse oferŸ posibilitatea efectuŸrii unor mŸsurŸtori de ÁnaltŸ performanÍŸ pentru reÍelele de distribuÍie de medie Ûi joasŸ tensiune. Ele sunt produse care utilizeazŸ tehnologia digitalŸ Ûi includ funcÍii de monitorizare a calitŸÍii energiei.Sistemul PowerLogic este o ofertŸ completŸ incluzÊnd Power Meter (PM) Ûi Circuit Monitor (CM). AceastŸ ofertŸ modularŸ acoperŸ o arie mare de necesitŸÍi, de la cele mai simple (Power Meter) pÊnŸ la cele mai complexe cerinÍe (Circuit Monitor). Aceste produse pot fi utilizate Án instalaÍii noi sau existente, unde calitatea energiei trebuie sŸ fie excelentŸ. Modul de operare poate fi local sau telecomandat.În funcÍie de poziÍia sa Án reÍeaua de distribuÍie, Power Meter furnizeazŸ o primŸ indicaÍie asupra calitŸÍii energiei. Principalele mŸsurŸtori ce pot fi efectuate de Power Meter sunt:n THD de curent Ûi tensiune;n factorul de putere.

În funcÍie de versiunea aparatului, aceste mŸsurŸtori pot fi combinate cu marcarea orei la care s-a fŸcut mŸsurŸtoarea (amprentŸ de timp) Ûi funcÍii de alarmŸ.Un Circuit Monitor (vezi Fig. M14) efectueazŸ o analizŸ detaliatŸ a calitŸÍii energiei, analizÊnd de asemenea Ûi perturbaÍiile din reÍeaua de distribuÍie a energiei. Principalele funcÍii ale unui Circuit Monitor sunt:n mŸsurŸtorile a peste 100 de parametri electrici;n memorare cu amprentŸ de timp a valorilor minime Ûi maxime pentru fiecare parametru electric;n funcÍii de alarmŸ declanÛate de valorile fiecŸrui parametru electric;n Ánregistrarea orei la care s-a produs un eveniment;n Ánregistrarea perturbaÍiilor de curent Ûi tensiune;n analiza armonicilor;n preluarea formei de undŸ (monitorizarea perturbaÍiilor).

Micrologic - un dispozitiv de monitorizare a energiei inclus Ántr-un Ántreruptor automatPentru instalaÍiile noi, unitŸÍile de control Micrologic H (vezi Fig. M15), parte integrantŸ a Ántreruptoarelor automate de joasŸ tensiune Masterpact, sunt utile pentru mŸsurŸtori la intrarea Án instalaÍie sau pe cele mai importante plecŸri (de curenÍi mari).UnitŸÍile de control Micrologic H oferŸ o analizŸ precisŸ a calitŸÍii energiei Ûi un diagnostic detaliat al evenimentelor. Ele sunt proiectate pentru operarea Án legŸturŸ cu o unitate de afiÛaj a tabloului electric. Ele pot:n mŸsura curentul, tensiunea, puterea activŸ Ûi reactivŸ;n mŸsura THD de curent Ûi tensiune;n afiÛa amplitudinea Ûi faza armonicilor de curent Ûi tensiune pÊnŸ la ordinul 51;n efectua preluarea formei de undŸ (monitorizarea perturbaÍiilor).FuncÍiile oferite de unitatea de control Micrologic H sunt similare cu cele oferite de Circuit Monitor.

FuncÍionarea unitŸÍilor de monitorizare a energieiSoft pentru operarea la distanÍŸ Ûi analizŸÎn cadrul mai general al cerinÍelor de monitorizare a unei reÍele electrice de distribuÍie, posibilitatea de interconectare a acestor diferite aparate poate fi oferitŸ de o reÍea de comunicaÍie, fŸcÊnd astfel posibilŸ centralizarea informaÍiei Ûi obÍinerea unei informaÍii de ansamblu a perturbaÍiilor dintr-o reÍea de distribuÍie.În funcÍie de aplicaÍie, un operator poate efectua mŸsurŸtori Án timp real, calcula valorile cerute, rula preluŸrile de forme de undŸ, anticipa alarmele, etc.UnitŸÍile de monitorizare a energiei transmit toate datele disponibile pe o reÍea Modbus, Digipact sau Ethernet. Obiectivul esenÍial al acestui sistem este asistenÍa Án identificarea Ûi planificarea activitŸÍii de ÁntreÍinere. De asemenea, este un mijloc eficient de a reduce timpii de Ántreruperi Ûi de a dimensiona eventualele echipamente de filtrare.

Soft de supervizare SMSSMS este un soft complet utilizat pentru analiza reÍelei de distribuÍie, fiind Án legŸturŸ cu produsele din sistemul PowerLogic. Instalat pe un PC standard el poate:n afiÛa mŸsurŸtorile Án timp real;n afiÛa jurnalele istorice, pe o perioadŸ datŸ;n selecta modul de afiÛare al datelor (tabele, grafice, etc.);n efectua procesŸri statistice ale datelor Ûi afiÛarea unor diagrame.

Fig. M14: Circuit monitor.

Fig. M15: UnitŸÍile de control Micrologic H cu mŸsurarea armonicilor pentru Ántreruptoarele automate Masterpact NT Ûi NW.

M17

8 SoluÍii pentru atenuarea armonicilor

Fig. M16: Sarcinile neliniare poziÍionate pe cÊt posibil Án amonte.

Gruparea sarcinilor neliniare La pregŸtirea schemei monofilare sarcinile neliniare trebuiesc separate de celelalte (vezi Fig. L17). Cele douŸ grupuri de dispozitive trebuiesc alimentate din bare diferite.

Fig. M17: Gruparea sarcinilor neliniare Ûi poziÍionarea pe cÊt posibil Án amonte.

ExistŸ trei tipuri diferite de soluÍii pentru atenuarea armonicilor:n modificarea instalaÍiilor;n echipamente speciale Án sistemul de alimentare;n filtrare.

8.1 SoluÍii de bazŸPentru limitarea propagŸrii armonicilor Án reÍeaua de distribuÍie sunt disponibile diferite soluÍii, care trebuiesc luate Án considerare Án special cÊnd se proiecteazŸ o noua instalaÍie.

PoziÍionarea sarcinilor neliniare Án amonteÎn general perturbaÍiile armonice cresc pe mŸsurŸ ce puterea de scurtcircuit descreÛte. LŸsÊnd de o parte consideraÍiile economice, este preferabil sŸ conectŸm sarcinile neliniare pe cÊt posibil Án amonte, cÊt mai aproape de sursŸ (vezi Fig. M16).

Crearea surselor separateÎn Áncercarea de limitare a armonicilor, ÁmbunŸtŸÍiri suplimentare pot fi obÍinute creÊnd o sursŸ printr-un transformator separat, aÛa cum este indicat Án Fig. M18.Dezavantajul este creÛterea costului instalaÍiei.

Fig. M18: Alimentarea sarcinilor neliniare printr-un transformator separat.


M18

Transformatoare cu grupe de conexiuni specialeTransformatoare cu diferite grupe de conexiuni pot elimina armonicile de un anumit ordin, aÛa cum se poate vedea din exemplele urmŸtoare:n grupa de conexiuni Dyd eliminŸ armonicile de ordin 5 Ûi 7 (vezi Fig. M19);n grupa de conexiuni Dy eliminŸ armonicile de ordin 3;n grupa de conexiuni Dz5 eliminŸ armonicile de ordin 5.

Fig. M19: Un transformator avÊnd grupa de conexiuni Dyd eliminŸ armonicile de ordin 5 Ûi 7 din reÍeaua amonte.


Instalarea bobinelor de reactanÍŸAtunci cÊnd sunt alimentate variatoare de vitezŸ, este posibil sŸ netezim curentul prin instalarea reactanÍelor serie. Prin creÛterea impedanÍei circuitului de alimentare, curentul armonic este limitat.Instalarea reactanÍelor de reducere a armonicilor la bateriile de condensatoare creÛte impedanÍa combinaÍiei reactanÍŸ/condensatoare pentru armonicile de ordin mare.Aceasta evitŸ rezonanÍa Ûi protejazŸ condensatoarele.

Alegerea sistemului potrivit de tratare a neutruluiSistemul TNCÎn sistemul TNC, un singur conductor (PEN) furnizeazŸ protecÍia Án eventualitatea unui defect de punere la pŸmÊnt sau circulaÍiei dezechilibrate de curenÍi.În condiÍii normale, curenÍii armonici circulŸ prin PEN. Acesta are o oarecare impedanÍŸ care are ca rezultat o uÛoarŸ diferenÍŸ Án potenÍial (cÊÍiva volÍi) Ántre echipamente, ceea ce poate genera o nefuncÍionare a echipamentelor electronice.Din aceastŸ cauzŸ sistemul TNC trebuie rezervat pentru alimentarea circuitelor din amonte Ûi nu pentru alimentarea sarcinilor sensibile.

Sistemul TNSAcest sistem este recomandat Án prezenÍa armonicilor.Conductorul neutru Ûi conductorul de protecÍie PE sunt complet separate Ûi potenÍialul reÍelei de distribuÍie este mai uniform.

8.2 Filtrarea armonicilorÎn cazurile unde acÍiunile preventive prezentate mai sus se dovedesc insuficiente este necesar sŸ echipŸm instalaÍiile cu sisteme de filtrare.Exista trei tipuri de filtre:n pasive; n active;n hibride.

Filtre pasiveAplicaÍii tipicen instalaÍii industriale cu un set de sarcini neliniare reprezentÊnd mai mult de 200 kVA (variatoare de vitezŸ, surse neÁntreruptibile UPS-uri, redresoare, etc.);n instalaÍii la care se impune compensarea energiei reactive (corecÍia factorului de putere);n instalaÍii unde distorsiunea tensiunii trebuie redusŸ pentru evitarea perturbŸrii sarcinilor sensibile;n instalaÍii unde distorsiunea curentului trebuie redusŸ pentru evitarea suprasarcinilor.

Fig. M20: Principiul de funcÍionare a unui filtru pasiv.

M19


Principiu de funcÍionareUn circuit LC, acordat pe fiecare armonicŸ ce trebuie filtratŸ, este instalat Án paralel cu sarcina neliniarŸ (vezi Fig. M20). Acest circuit absoarbe armonicile, aÛa ÁncÊt se evitŸ circulaÍia lor Án reÍeaua de distribuÍie.General vorbind, filtrele pasive sunt acordate pe un ordin al armonicilor apropiat de ordinul necesar a fi eliminat. Se pot conecta Án paralel cÊteva filtre dacŸ este cerutŸ o reducere a unui numŸr mare de armonici.

Filtre active (condiÍionere)AplicaÍii tipicen instalaÍii din sfera comercialŸ cu un set de sarcini neliniare reprezentÊnd mai puÍin de 200 kVA (variatoare de vitezŸ, surse neÁntreruptibile UPS-uri, echipament de birou, etc.);n instalaÍii unde distorsiunea curentului trebuie redusŸ pentru evitarea suprasarcinilor.

Principiu de funcÍionareAceste sisteme, cuprinzÊnd electronicŸ de putere Ûi instalate Án serie sau Án paralel cu sarcina neliniarŸ, compenseazŸ curentul sau tensiunea armonicŸ absorbitŸ de cŸtre sarcinŸ. Figura M21 aratŸ un filtru activ (AHC) compensÊnd curentul armonic (Ihar = - Iact). AHC injecteazŸ Án opoziÍie de fazŸ faÍa de armonicile absorbite de sarcina neliniarŸ aÛa ÁncÊt curentul de linie Is rŸmÊne sinusoidal.

Filtre hibrideAplicaÍii tipicen instalaÍii industriale cu un set de sarcini neliniare reprezentÊnd mai mult de 200 kVA (variatoare de vitezŸ, surse neÁntreruptibile UPS-uri, redresoare, etc.);n instalaÍii la care se impune compensarea energiei reactive (corecÍia factorului de putere);n instalaÍii unde distorsiunea tensiunii trebuie redusŸ pentru evitarea perturbŸrii sarcinilor sensibile;n instalaÍii unde distorsiunea curentului trebuie redusŸ pentru evitarea suprasarcinilor;n instalaÍii unde este necesarŸ limitarea strictŸ a emisiilor armonice.

Principiu de funcÍionareFiltrele pasive Ûi active sunt combinate Ántr-un singur sistem pentru a constitui un filtru hibrid (vezi Fig. L22). AceastŸ soluÍie de filtrare oferŸ avantajele ambelor tipuri de filtre Ûi acoperŸ o gamŸ largŸ de puteri Ûi de niveluri de performanÍŸ.

Criterii de selecÍieFiltrele pasiveCompenseazŸ energia reactivŸ Ûi filtreazŸ curenÍii importanÍi.Filtrele pasive reduc tensiunile armonice Án instalaÍie atunci cÊnd sursa este perturbatŸ. DacŸ nivelul de alimentare cu putere reactivŸ este ridicat, este bine sŸ deconectŸm filtrul pasiv Án momentele cÊnd sarcina este redusŸ.Studiile preliminare pentru un filtru trebuie sŸ ia Án calcul posibila prezenÍŸ a unei baterii de condensatoare pentru compensarea energiei reactive care trebuie poate eliminatŸ.

Filtrele active condiÍionereFiltreazŸ o gamŸ largŸ de frecvenÍe Ûi se pot adapta oricŸrui tip de sarcinŸ.Pe de altŸ parte puterile nominale sunt reduse.

Filtrele hibrideCombinŸ performanÍele filtrelor active Ûi pasive.

Fig. M22: Principiul de funcÍionare a unui filtru hibrid.

Fig. M21: Principiul de funcÍionare a unui filtru activ.


M20

Un set complet de servicii poate fi oferit pentru eliminarea armonicilor:n analiza instalaÍiei;n sisteme de mŸsurare Ûi monitorizare;n soluÍii de filtrare.

8.3 MetodaCea mai bunŸ soluÍie, Án termeni tehnici Ûi financiari, este bazatŸ pe rezultatele unor studii aprofundate.

Auditul armonicilor reÍelelor de MT Ûi JTLucrÊnd cu un expert, vi se garanteazŸ cŸ soluÍia propusŸ va produce rezultatele dorite (exemplu un THDu maxim garantat).Auditul armonicilor este efectuat de cŸtre un inginer specialist Án perturbaÍiile ce afecteazŸ reÍelele electrice de distribuÍie Ûi care trebuie sŸ fie echipat cu echipament de analizŸ Ûi simulare Ûi software-ul aferent.PaÛii auditului sunt urmŸtorii:n mŸsurarea perturbaÍiilor afectÊnd curentul, tensiunile de linie Ûi de fazŸ la sursa de alimentare, circuitele de plecare perturbate Ûi sarcinile neliniare;n modelarea pe calculator a fenomenului pentru a obÍine o explicaÍie precisŸ a cauzelor Ûi pentru a determina cele mai bune soluÍii;n un raport de audit prezentÊnd:o nivelul actual at perturbaÍiilor,o nivelul maxim permis al perturbaÍiilor (CEI 61000, CEI 34, etc.);n o propunere conÍinÊnd soluÍii care garanteazŸ nivelul de performanÍŸ;n Án final implementarea soluÍiilor selectate utilizÊnd mijloacele Ûi resursele necesare.Întreg procesul de audit este certificat ISO 9002.

8.4 Produse specificeFiltre pasiveFiltrele pasive sunt formate din bobine Ûi condensatori montaÍi Ántr-un circuit rezonant acordat pe armonica de un anumit ordin care trebuie eliminatŸ.Un sistem poate conÍine un numŸr de filtre pentru eliminarea cÊtorva ordine de armonici.Pentru un sistem trifazat de 400V, puterile nominale pot atinge:n 265 kVAR/470A pentru armonica de ordin 5;n 145 kVAR/225A pentru armonica de ordin 7;n 105 kVAR/145A pentru armonica de ordin 11.Filtrele pasive pot fi create pentru toate tensiunile Ûi toate nivelurile de curenÍi.

Filtre activen Filtru activ SineWave o trifazat, 400V, poate condiÍiona Ántre 20 Ûi 120 A pe fazŸ,o filtreazŸ ordinele de armonici Ántre 2 Ûi 25. Filtrarea poate fi totalŸ sau pot fi Íintite anumite ordine de armonici,o atenuare THDi sarcinŸ/THDi amonte mai mare decÊt 10, la capacitatea nominalŸ,o funcÍiile includ compensarea energiei reactive, condiÍionarea armonicii homopolare, diagnoza Ûi mentenanÍa sistemului, conectarea Án paralel, comanda la distanÍŸ, interfaÍa de comunicaÍie JBus/RS485.n Filtru activ Accusine o trifazat, 400V Ûi 480V, poate condiÍiona Ántre 50 Ûi 30 A pe fazŸ,o filtreazŸ ordinele de armonici pÊnŸ la 50, o funcÍiile includ compensarea energiei reactive, conectarea Án paralel, rŸspuns instantaneu la variaÍiile de sarcinŸ.

Filtre hibrideAceste filtre combinŸ avantajele filtrelor pasive Ûi filtrului activ SineWave Ántr-un singur sistem.n Filtru pasiv de ordin 5;n Filtru activ pentru armonici cu valori Ántre 20 Ûi 120 A pe fazŸ;n Trifazat, 400V;n Compensarea energiei reactive pÊnŸ la 265 kVAR;n FiltreazŸ armonici de ordinele Ántre 2 Ûi 25;n FiltreazŸ curenÍi armonici pÊnŸ la 440 A.


N1

Capitolul NSurse Ûi sarcini particulare

Cuprins

ProtecÍia generatoarelor de joasŸ tensiune Ûi N2 a circuitelor din aval 1.1 ProtecÍia generatorului N2

1.2 ProtecÍia reÍelei de joasŸ tensiune din aval N5

1.3 FuncÍii de monitorizare N5

1.4 Conectarea Án paralel a generatoarelor N10

Surse de alimentare neÁntreruptibile (UPS) N11 2.1 Disponibilitatea Ûi calitatea energiei electrice N11

2.2 Tipuri de UPS-uri statice N12

2.3 Baterii N15

2.4 Sistemul de tratare a neutrului Án instalaÍiile cu UPS-uri N16

2.5 Alegerea schemei de protecÍie N18

2.6 Instalarea, conectarea Ûi dimensionarea cablurilor N20

2.7 UPS-urile Ûi mediul de funcÍionare N22

2.8 Echipamente complementare N22

ProtecÍia transformatoarelor JT/JT N24 3.1 Curentul absorbit la conectarea transformatorului N24

3.2 ProtecÍia circuitelor de alimentare a transformatoarelor JT/JT N24

3.3 Caracteristici electrice tipice ale N25 transformatoarelor JT/JT, 50 Hz

3.4 ProtecÍia transformatoarelor JT/JT utilizÊnd N25 Ántreruptoare automate Merlin Gerin

Circuite de iluminat N27 4.1 Diferite tehnologii de realizare a lŸmpilor N27

4.2 Caracteristicile electrice ale lŸmpilor N29

4.3 LimitŸri Ûi recomandŸri referitoare la dispozitivele de iluminat N34

4.4 Sisteme de iluminat Án spaÍii publice N40

Motoare asincrone N42 5.1 FuncÍiile necesare unui circuit de motor N42

5.2 Standarde N44

5.3 AplicaÍii N45

5.4 Puteri nominale maxime ale motoarelor asincrone N49 alimentate la joasŸ tensiune

5.5 Compensarea energiei reactive (corecÍia factorului de putere) N49

5

4

3

2

1


N2

1 ProtecÍia generatoarelor de joasŸ tensiune Ûi a circuitelor din aval

Fig N1: Exemplu de circuite alimentate de la un transformator sau de la un generator.

Fig N2: Diagrama bloc a unui grup-generator.

Fig N3: Exemplu de curbŸ de suprasarcinŸ t = f(I/In).

I/In t1,1 > 1 h1,5 30 s

Majoritatea instalaÍiilor electrice industriale Ûi comerciale de mari dimensiuni includ anumiÍi consumatori a cŸror alimentare cu energie electricŸ trebuie menÍinutŸ Án eventualitatea unei Ántreruperi a alimentŸrii de la reÍeaua furnizorului din cauzŸ cŸ:n sunt implicate sisteme de securitate (iluminat de urgenÍŸ, dispozitive de protecÍie contra incendiilor, ventilatoare de fum, alarme Ûi semnalizŸri, etc.);n existŸ consumatori prioritari a cŸror Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ produce pierderi de producÍie sau chiar distrugerea echipamentului respectiv, etc.În eventualitatea Ántreruperii surselor de alimentare normale, unul dintre mijloacele curente de menÍinere a alimentŸrii aÛa numiÍilor “consumatori prioritari” este instalarea unui generator, conectat prin intermediul unui inversor de sursŸ, la tabloul consumatorilor prioritari (vitali), de la care aceÛtia se alimenteazŸ (vezi Fig. N1).

1.1 ProtecÍia generatoruluiFigura N2 de mai jos indicŸ principalele mŸrimi electrice ale unui generator. Pn, Un Ûi In reprezintŸ puterea motorului termic, tensiunea nominalŸ Ûi, respectiv, curentul nominal al generatorului.

ProtecÍia la suprasarcinŸTrebuie analizatŸ curba de protecÍie a generatorului (vezi Fig. N3).Standardele Ûi cerinÍele aplicaÍiilor pot de asemenea sŸ stipuleze anumite condiÍii speciale de suprasarcinŸ. De exemplu:

PosibilitŸÍile de reglaj ale dispozitivelor de protecÍie la suprasarcinŸ vor respecta aceste cerinÍe.

NotŸ referitoare la suprasarcinŸn Din motive economice motorul termic al unui grup-generator de rezervŸ va fi dimensionat strict la puterea sa nominalŸ. În eventualitatea unei suprasarcini de putere activŸ motorul se va opri. La bilanÍul de puteri al sarcinilor prioritare trebuie luate Án considerare puterile active ale acestora. n Un grup-generator de producÍie trebuie sŸ fie capabil sŸ reziste la urmŸtoarele suprasarcini:o 1 orŸ de suprasarcinŸ,o 1 orŸ suprasarcinŸ de 10% la fiecare 12 ore (Prime Power).

N3


Fig N4: Nivelele curentului de scurtcircuit Án timpul celor trei perioade.

n Perioada subtranzitorieLa apariÍia unui scurtcircuit la bornele unui generator, mai ÁntÊi, curentul creÛte la o valoare relativ mare, de cca. 6 - 12 In, Án timpul primului ciclu (0 - 20 ms). Amplitudinea acestui curent de scurtcircuit iniÍial este caracterizatŸ prin trei parametri:o reactanÍa subtranzitorie a generatorului,o nivelul de excitaÍie al generatorului la momentul producerii defectului Ûio impedanÍa circuitului unde s-a produs defectul.ImpedanÍa de scurtcircuit a generatorului de luat Án considerare este, de fapt, reactanÍa subtranzitorie, exprimatŸ Án % Ûi este furnizatŸ de producŸtor, X"d. Valorile tipice sunt de la 10 la 15%. ImpedanÍa subtranzitorie a generatorului se calculeazŸ cu relaÍia:

′′ = ′′ =X dU x d

Sn(ohms)

where S Un n

2

1003 IX"d(ohmi) unde

n Perioada tranzitoriePerioada tranzitorie se plaseazŸ Ántre 100 Ûi 500 ms de la momentul producerii defectului. Pornind de la valoarea curentului de defect al perioadei subtranzitorii, curentul scade pÊnŸ la cca. 1.5 - 2 In.ImpedanÍa de scurtcircuit de luat Án considerare pentru aceastŸ perioadŸ este reactanÍa tranzitorie, exprimatŸ Án % Ûi este, de asemenea, datŸ de producŸtor, X'd. Valorile tipice sunt Ántre 20 Ûi 30%.n Perioada de stabilitatePerioada de stabilitate se plaseazŸ dupŸ 500 ms de la momentul producerii defectului.DacŸ defectul persistŸ tensiunea produsŸ de generator scade, ÁnsŸ regulatorul de excitaÍie cautŸ sŸ determine revenirea acesteia la valoarea iniÍialŸ. Rezultatul este stabilizarea curentului de scurtcircuit:o dacŸ excitaÍia generatorului nu creÛte Án timpul scurtcircuitului (nu existŸ supraexcitaÍie), dar este menÍinutŸ la nivelul dinainte de momentul apariÍiei defectului, atunci curentul se stabilizeazŸ la o valoare datŸ de reactanÍa sincronŸ Xd a generatorului. Valoarea tipicŸ pentru Xd este mai mare de 200%. În consecinÍŸ, curentul final va fi mai mic decÊt curentul nominal al generatorului Ûi anume, Án jur de 0,5 In;o dacŸ generatorul este echipat cu supraexcitaÍie sau cu excitaÍie mixtŸ, creÛterea tensiunii de excitaÍie va determina o creÛtere a curentului de defect (pentru cca. 10 secunde) la o valoare de cca. 2 - 3 ori curentul nominal al generatorului.

ProtecÍia la scurtcircuitCalculul curentului de scurtcircuitCurentul de scurtcircuit este suma dintre:n curentul aperiodic;n curentul aproximativ sinusoidal.EcuaÍia curentului de scurtcircuit aratŸ faptul cŸ aceasta este compusŸ din trei perioade succesive (vezi Fig. N4).


N4

Tab. N5: Exemplu de tabel de impedanÍe.

Fig N6: Exemplu de tablou pentru consumatori prioritari, alimentaÍi (Án cazuri de urgenÍŸ) printr-un generator.


Calculul curentului de scurtcircuitÎn mod normal, producŸtorii fac publice valorile impedanÍelor Ûi constantelor de timp necesare pentru analiza funcÍionŸrii Án perioadele tranzitorii sau permanente (vezi Tab. N5).

RezistenÍele sunt Ántotdeauna neglijabile Án comparaÍie cu reactanÍele. ParametrIi pentru calculul curentului de scurtcircuit sunt:n Valoarea curentului de scurtcircuit la bornele generatoruluiCurentul de scurtcircuit de valoare mare, Án perioada tranzitorie, este dat de relaÍia:

Isc3 = Un 1 (X'd Án ohmi) X'd √3

sau

Isc3 = In 100 (X'd Án %) X'd

unde Un este tensiunea de linie (fazŸ-fazŸ) a generatorului.NotŸ: AceastŸ valoare poate fi comparatŸ cu cea a curentului de scurtcircuit de la bornele unui transformator. Astfel, pentru aceeaÛi putere, curentul de scurtcircuit produs Án apropiere de bornele unui generator va fi de 5 - 6 ori mai mic decÊt cel produs la bornele unui transformator (sursa principalŸ).AceastŸ diferenÍŸ este mai mult accentuatŸ de faptul cŸ, Án general, puterea generatorului este mai micŸ decÊt a transformatorului (vezi Fig. N6).

Atunci cÊnd o reÍea este alimentatŸ de cŸtre o sursŸ NormalŸ 1 de 2.000 kVA, curentul de scurtcircuit pe barele tabloului principal de JT este de 42 kA. Atunci cÊnd reÍeaua este alimentatŸ de cŸtre o sursŸ de RezervŸ 2 de 500 kVA cu reactanÍa tranzitorie de 30%, curentul de scurtcircuit va avea valoarea de aproximativ 2,5 kA, adicŸ de 16 ori mai micŸ decÊt cea Án cazul sursei principale.

(kVA) 75 200 400 800 1.600 2.500X”d 10,5 10,4 12,9 10,5 18,8 19,1X’d 21 15,6 19,4 18 33,8 30,2Xd 280 291 358 280 404 292

N5

1.2 ProtecÍia reÍelei de joasŸ tensiune din avalProtecÍia circuitelor prioritareAlegerea capacitŸÍii de rupere a Ántreruptoarelor automateAceasta trebuie totdeauna corelatŸ cu de caracteristicile sursei normale (transformatorul MT/JT).

Alegerea Ûi reglajele declanÛatoarelor la scurtcircuit temporizate n Tablourile secundareValorile nominale ale dispozitivelor de protecÍie alimentate din tablourile de distribuÍie secundare Ûi finale sunt Ántotdeauna mai mici decÊt curentul nominal al generatorului. În consecinÍŸ, cu excepÍia unor cazuri speciale, condiÍiile sunt similare alimentŸrii prin transformator.n Tabloul general de distribuÍieDimensionarea dispozitivului principal de protecÍie se face, Án mod normal, similar cu cel al generatorului. Reglajul declanÛŸrii protecÍiei trebuie sŸ se realizeze Án conformitate cu caracteristicile generatorului (a se vedea secÍiunea “ProtecÍia la scurtcircuit”).Selectivitatea dispozitivelor de protecÍie a consumatorilor prioritari cu protecÍia de pe generator trebuie sŸ se facŸ prin reglaje ale acesteia din urmŸ (poate fi chiar obligatorie pentru surse de alimentare de siguranÍŸ). Este necesar, de asemenea, sŸ se verifice reglarea corectŸ a pragului de declanÛare a dispozitivelor de protecÍie a sursei principale cu cel al dispozitivelor de protecÍie din aval (reglate Án mod normal la 10 In).NotŸ: CÊnd se alimenteazŸ de la generator, utilizarea unei protecÍii Ámpotriva curentului rezidual de micŸ sensibilitate permite monitorizarea izolaÍiei Ûi asigurŸ, foarte uÛor, selectivitatea.

ProtecÍia utilizatorilorÎn cazul sistemelor de legare la pŸmÊnt IT (al doilea defect) Ûi TN, protecÍia oamenilor Ámpotriva contactelor indirecte, este asiguratŸ prin protecÍia la scurtcircuit temporizatŸ a Ántreruptoarelor automate. FuncÍionarea lor trebuie asiguratŸ atÊt Án cazul Án care instalaÍia este alimentatŸ de cŸtre sursa normalŸ (transformator), cÊt Ûi dacŸ este alimentatŸ prin sursa de rezervŸ (generator).

Calculul curentului de defect de izolaÍie ReactanÍa homopolarŸ este menÍionatŸ de cŸtre producator ca fiind % din U0, X’0.Valoarea tipicŸ este 8%.Curentul de scurtcircuit monofazat fazŸ-neutru este dat de de relaÍia:

I f X o

=′ + ′

UnX d

32

Curentul de defect de izolaÍie Án sistemele TN este uÛor superior curentului de scurtcircuit trifazat. De exemplu, Án eventualitatea unui defect de izolaÍie Án instalaÍia din exemplul anterior, curentul de defect de izolaÍie este 3 kA.

1.3 FuncÍii de monitorizareDatoritŸ caracteristicilor specifice ale generatorului Ûi ale variaÍiilor lor, parametrii corespunzŸtori de funcÍionare ai acestuia trebuie sŸ fie monitorizaÍi, mai ales Án cazul unor sarcini speciale.Comportarea generatorului este diferitŸ faÍŸ de cea a unui transformator:n puterea activŸ este optimizatŸ pentru un factor de putere = 0,8;n la mai puÍin de 0,8 factor de putere, prin creÛterea excitaÍiei, generatorul poate genera putere reactivŸ.

Bateria de condensatoareUn generator Án gol conectat la o baterie de condensatoare se poate autoexcita, aceasta conducÊnd la o supratensiune.Bateria de condensatoare instalatŸ pentru corecÍia factorului de putere trebuie, prin urmare, deconectatŸ. Aceasta se poate realiza printr-un semnal trimis regulatorului varmetric (dacŸ acesta este conectat la sistemul care urmŸreÛte sarcina generatorului), sau direct prin deschiderea Ántreruptorului automat prin care se alimenteazŸ bateria de condensatoare.DacŸ bateria este, ÁnsŸ, Án continuare necesarŸ nu se va utiliza regulatorul pentru corecÍia factorului de putere Án acest caz (reglaj incorect Ûi prea Áncet).

Repornirea motorului Ûi reaccelerareaGeneratorul poate furniza un curent Ántre 3 - 5 ori curentul sŸu nominal numai Án perioada tranzitorie.Motorul absoarbe aproximativ 6 In pe perioada de pornire (2 - 20 s).



N6

În cazul unor sarcini tip motor, dacŸ Σ Pmotor este mare, pornirea simultanŸ a acestora genereazŸ un vÊrf de curent de valoare foarte mare, care poate determina cŸderi mari de tensiune datoritŸ valorilor mari ale reactanÍelor tranzitorii Ûi subtranzitorii ale generatorului (20 la 30%), cu riscuri Án ceea ce priveÛte:n nepornirea motoarelor;n creÛterea de temperaturŸ datoratŸ prelungirii perioadei de pornire a motoarelor motivate de cŸderea de tensiune;n declanÛarea dispozitivelor de protecÍie termicŸ.Mai mult, reÍeaua Ûi dispozitivele de comandŸ sunt afectate de cŸderea de tensiune.

AplicaÍie (vezi Fig. N7)Un generator alimenteazŸ mai multe motoare.Caracteristicile la scurtcircuit al generatorului sunt: Pn = 130 kVA, la un factor de putere de 0,8 Ûi In = 150 A.X’d = 20% (de exemplu), prin urmare, Isc = 750 A.n Σ Pmotoare este 45 kW (45% din puterea generatorului).Calculul cŸderii de tensiune la pornirea simultanŸ a motoarelor:Σ Pmotor = 45 kW, Im = 81 A, deci un curentul de pornire Id = 480 A pe perioada de la 2 la 20 s.CŸderea de tensiune pe barŸ Án cazul pornirii simultane a motoarelor este:Voltage drop on the busbar for simultaneous motor starting:

∆UU

d nsc n

= −−

I II I

in %

∆U = 55%which is not tolerable for motors (failure to start).

(Án %)

ΔU = 55%, ceea ce nu este suportabil pentru motoare (eÛec la pornire).n Σ Pmotoare este 20 kW (20 % din puterea generatorului).Calculul cŸderii de tensiune la pornire:Σ Pmotor = 20 kW, Im = 35 A, deci un curent de pornire Id = 210 A pe perioada de la 2 la 20 s.CŸderea de tensiune pe bare va fi:Voltage drop on the busbar for simultaneous motor starting:

∆UU

d nsc n

= −−

I II I

in %

∆U = 55%which is not tolerable for motors (failure to start).

(Án %)

ΔU = 10%, ceea ce este mult (depinde de tipul de sarcinŸ), dar totuÛi este suportabil.

Fig N7: Repornirea motoarelor prioritare (ΣP > 1/3 Pn).


SoluÍii de repornire

n DacŸ Pmax a celui mai mare motor >

If the Pmax of the largest motor > 13

Pn, a progressive starter must be, pe acesta trebuie instalat un dispozitiv

de ameliorare a pornirii;

n DacŸ Σ Pmotoare >

If the Pmax of the largest motor >

13

Pn, a progressive starter must be, repornirea acestora trebuie sŸ se facŸ Án cascadŸ,

comandatŸ de un PLC

n DacŸ Σ Pmotoare <

If the Pmax of the largest motor >

13

Pn, a progressive starter must be, nu sunt probleme la repornire.

N7

Fig N8: Grup Generator combinat cu UPS pentru asigurarea calitŸÍii energiei electrice.

By-pass


Puterea UPS-uluiPuterea UPS-ului trebuie sŸ fie corespunzŸtoare:n puterii nominale a sarcinilor din aval. Aceasta este suma puterilor aparente Pa absorbite de cŸtre fiecare circuit. Mai mult, pentru a nu supradimensiona instalaÍia, trebuie luatŸ Án considerare capacitatea de suprasarcinŸ a UPS-ului (de ex.: 1,5 In pentru 1 minut Ûi 1,25 In pentru 10 minute);n puterii cerute pentru reÁncŸrcarea bateriilor. Acest curent este proporÍional cu autonomia cerutŸ pentru o putere datŸ. Valoarea Sr a UPS-ului este datŸ de relaÍia: Sr = 1,17 x Pn.Tabelul N9 defineÛte curenÍii de declanÛare Ûi dispozitivele de protecÍie pentru alimentarea redresorului (Alimentarea 1) Ûi a alimentŸrii de rezervŸ (Alimentarea 2).

Sarcini neliniare - Exemplul unui UPSSarcini neliniareÎn principal, acestea sunt:n circuite magnetice saturate;n lŸmpi cu descŸrcare, lŸmpi fluorescente;n convertizoare electronice;n sisteme de calcul: PC, calculatoare, etc.Aceste sarcini genereazŸ curenÍi armonici: alimentate de cŸtre un generator aceastea pot genera distorsiuni mari de tensiune datoritŸ puterii de scurtcircuit scŸzute a generatorului.

Surse neÁntreruptibile de putere (UPS) (vezi Fig. N8)CombinaÍia dintre un UPS Ûi un generator este cea mai bunŸ soluÍie pentru asigurarea unei bune calitŸÍi a energiei electrice, cu o lungŸ autonomie, ce poate fi utilizatŸ pentru alimentarea sarcinilor sensibile.De asemenea, redresorul reprezintŸ o sarcinŸ neliniarŸ. La dispariÍia sursei normale autonomia UPS-ului pe baterii trebuie sŸ acopere timpul necesar pentru pornirea Ûi conectarea generatorului.


N8

Tab. N9: CurenÍii de declanÛare ale dispozitivelor de protecÍie pentru alimentarea principalŸ (redresor) Ûi pentru alimentarea de rezervŸ.

Puterea nominalŸ Valoarea curentului (A)Pn (kVA) Alimentarea 1 cu baterii Alimentarea 2 trifazate la 400 V - I1 trifazatŸ la 400 V - Iu40 86 60,560 123 9180 158 121100 198 151120 240 182160 317 243200 395 304250 493 360300 590 456400 793 608500 990 760600 1.180 912800 1.648 1.215

Fig N10: Pornirea progresivŸ a ÁncŸrcŸrii redresorului UPS-ului.


CombinaÍia Grup generator/UPSn Repornirea redresorului alimentat din generatorRedresorul UPS-ului poate fi echipat cu un sistem de Áncepere progresivŸ a ÁncŸrcŸrii pentru a Ámpiedica apariÍia unor curenÍi de declanÛare nedoriÍi atunci cÊnd instalaÍia comutŸ pe generator (vezi Fig. N10).

n Armonicile Ûi distorsiunea tensiuniiDistorsiunea de tensiune totalŸ τ se defineÛte prin relaÍia:

unde Uh este armonica de tensiune de ordin h.AceastŸ valoare depinde de:o curenÍii armonici generaÍi de redresor (proporÍionali cu puterea Sr a redresorului),o reactanÍa subtranzitorie longitudinalŸ X’’d a generatorului,o puterea Sg a generatorului.

Se defineÛte

, tensiunea relativŸ de scurtcircuit a generatorului,

adusŸ spre a fi redresatŸ, adicŸ, τ = f(U’Rcc).

N9

Fig N11: Grafic pentru calculul distorsiunii armonice.

Graficul indicŸ:n τ ca o funcÍie de U’Rcc, saun U’Rcc ca o funcÍie de τde la care se va determina puterea Sg a generatorului.

Exemplu: Alegerea generatoruluin UPS 300 kVA fŸrŸ filtru, reactanÍa subtranzitorie de 15%.Puterea Sr a redresorului este Sr = 1,17 x 300 kVA = 351 kVAPentru τ =7 %, graficul dŸ U’Rcc = 4%, puterea Sg este:

n UPS 300 kVA cu filtru, reactanÍa subtranzitorie de 15%.Pentru τ < 5 %, graficul dŸ U’Rcc = 12%, puterea Sg este:

NotŸ: Cu un tranformator Án amonte de 630 kVA Ûi cu un UPS fŸrŸ filtre de 300 kVA, se poate obÍine un raport de 5%.Rezultatul indicŸ faptul ca funcÍionarea unui generator trebuie continuu monitorizatŸ din punct de vedere al curenÍilor armonici.DacŸ distorsiunea armonicŸ de tensiune este prea mare, utilizarea unui filtru de reÍea este cea mai bunŸ soluÍie de utilizat pentru a o aduce Án limite care pot fi tolerate de sarcinile sensibile.


Nota 1: ÎntrucÊt reactanÍa subtranzitorie este mare, distorsiunea armonicŸ este prea mare Án comparaÍie cu valoarea admisibilŸ (7 - 8%) pentru motive economice ÍinÊnd de alegerea generatorului: utilizarea unui filtru adecvat reprezintŸ o soluÍie optimŸ Ûi eficientŸ din punct de vedere al costurilor. Nota 2: Distorsiunea armonicŸ nu are efecte negative asupra redresorului dar poate avea astfel de efecte asupra altor sarcini alimentate, Án paralel cu redresorul.

AplicaÍiePentru determinarea distorsiunii τ de tensiune Án funcÍie de U’Rcc este utilizatŸ urmŸtoarea reprezentare graficŸ (vezi Fig. N11).


N10

(1) În cazul sistemelor TN-C, grupul generator este privit ca “un generator”, iar Án cazul sistemului TN-S, ca o “sarcinŸ“.

Fig N12: Defectul de izolaÍie Án interiorul unui generator.

Defectele grupurilor generatoare ca sarcinŸ (vezi Fig. N13 Ûi N14 )Unul din grupurile generatoare conectate Án paralel poate sŸ nu mai funcÍioneze ca generator ci ca un motor (datoritŸ pierderii excitaÍiei, de exemplu). Aceasta poate produce suprasarcinŸ asupra celorlalte grupuri generatoare Ûi deci, sŸ conducŸ la Ántreruperea alimentŸrii cu energie electricŸ a instalaÍiei.Pentru a verifica cŸ grupul generator furnizeazŸ energie electricŸ instalaÍiei (deci functioneazŸ ca generator), este necesar sŸ se verifice direcÍia de circulaÍie a fluxului energiei electrice cŸtre sistemul de bare, utilizÊnd verificarea “puterii inverse”. DacŸ se produce un defect, de exemplu, un grup generator funcÍioneazŸ ca motor, aceastŸ funcÍie va elimina grupul generator defect.

Legarea la pŸmÊnt a grupurilor generatoare conectate Án paralelLegarea la pŸmÊnt a grupurilor generatoare conectate Án paralel poate conduce la o circulaÍie de curenÍi de defect (armonica de ordinul 3 Ûi armonicile multiplu de 3) prin conectarea bornelor lor de neutru la o prizŸ de pŸmÊnt comunŸ (sistemele TN sau TT). În consecinÍŸ, pentru a Ámpiedica circulaÍia acestor curenÍi Ántre grupurile generatoare se recomandŸ instalarea unei rezistenÍe de decuplare pe circuitul de conectare la pŸmÊnt.

Fig N13: DirecÍia transferului de energie: Grupul generator ca un generator.

Fig N14: DirecÍia tranferului de energie: grupul generator ca sarcinŸ.


1.4 Conectarea Án paralel a generatoarelorIndiferent de tipul de aplicaÍie (surse de siguranÍŸ, surse alternative sau surse deproducÍie) conectarea generatoarelor Án paralel impune un management fin al conectŸrii, Ûi anume, funcÍii de monitorizare.

Punerea Án paralelÎntrucÊt generatoarele produc energie, Án paralel, pe aceeaÛi sarcinŸ, ele trebuie sŸ fie corect sincronizate (tensiune, frecvenÍŸ) iar distribuÍia sarcinii trebuie sŸ fie adecvat echilibratŸ. AceastŸ funcÍie este ÁndeplinitŸ de regulatorul fiecŸrui generator (regulator termic Ûi de excitaÍie). Parametrii (tensiune, frecvenÍŸ) sunt monitorizaÍi Ánainte de conectare; dacŸ valorile acestor parametrii sunt corecte, conectarea Án paralel poate avea loc.

Defectele de izolaÍie (vezi Fig. N12)Un defect de izolaÍie produs Án carcasa metalicŸ a unui generator poate crea serioase probleme acestuia mai ales dacŸ reprezintŸ un scurtcircuit monofazat fazŸ-neutru. Defectul trebuie detectat Ûi eliminat rapid, altfel, celelalte generatoare pot alimenta defectul cu energie, iar protecÍiile lor vor declanÛa la suprasarcinŸ: continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a instalaÍiei nu mai este asiguratŸ. ProtecÍia Ámpotriva defectelor de punere la pŸmÊnt (GFP) din interiorul generatorului este utilizatŸ pentru:n deconectarea rapidŸ a defectelor la generator Án scopul pŸstrŸrii continuitŸÍii Án alimentarea cu energie electricŸ;n a nu funcÍiona Án cazul defectŸrii circuitelor de control ale generatorului, Án sensul de a-l opri din funcÍionare Ûi de a limita daunele.ProtecÍia Ámpotriva defectelor de punere la pŸmÊnt (GFP) este de tip “rezidualŸ” Ûitrebuie sŸ fie instalatŸ cÊt mai aproape posibil de dispozitivul de protecÍie Án sistemele TN-C/TN-S(1) al fiecŸrui generator, cu conectarea carcasei la conductorul de protecÍie separat PE. Acest tip de protecÍie este uzual numit “defect restrictiv de punere la pŸmÊnt”.

N11

2 Surse neÁntreruptibile (UPS)

2.1 Disponibilitatea Ûi calitatea energiei electricePerturbaÍiile prezentate mai sus pot afecta:n siguranÍa oamenilor;n siguranÍa bunurilor;n viabilitatea economicŸ a unei companii sau a unui proces de producÍie.PerturbaÍiile trebuie prin urmare eliminate.În acest scop existŸ soluÍii tehnice cu un grad diferit de eficienÍŸ. Aceste soluÍii pot fi comparate pe baza a douŸ criterii:n disponibilitatea puterii furnizate;n calitatea energiei furnizate.Disponibilitatea puterii furnizate poate fi apreciatŸ ca timpul dintr-un an cÊnd aceastŸ putere a fost prezentŸ la bornele sarcinii. Disponibilitatea este afectatŸ, Án principal, de Ántreruperi Án alimentare datorate nefuncÍionŸrii furnizorului de putere sau datoritŸ defectelor electrice.ExistŸ un numŸr de soluÍii pentru limitarea riscurilor:n divizarea instalaÍiei astfel ÁncÊt sŸ se utilizeze mai multe surse de energie Án loc de una;n subdivizarea instalaÍiei Án circuite prioritare Ûi neprioritare, acolo unde alimentarea circuitelor prioritare se poate face, la nevoie, din altŸ sursŸ disponibilŸ;n sacrificarea, la nevoie, a unor consumatori astfel ÁncÊt sŸ poatŸ fi utilizatŸ o putere mai micŸ pentru alimentarea de rezervŸ;n alegerea unui sistem de tratare a neutrului adecvat pentru a ÁmbunŸtŸÍi continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ, de exemplu sistemul IT;n selectivitatea dispozitivelor de protecÍie (declanÛarea selectivŸ) pentru a limita consecinÍele unui defect produs Ántr-o parte a instalaÍiei.De menÍionat cŸ, singura modalitate de a asigura disponibilitatea puterii Án perioadele de nefuncÍionare a sursei principale de alimentare este existenÍa, Án afara mŸsurilor amintite mai sus, a unei surse alternative autonome, mŸcar pentru circuitele prioritare (vezi Fig. N15).

Fig. N15: Disponibilitatea energiei electrice.

În eventualitatea apariÍiei unor probleme Án reÍeaua principalŸ aceastŸ sursŸ alternativŸ preia sarcina sursei principale dar trebuie avuÍi Án vedere doi factori:n timpul de transfer (timpul necesar preluŸrii sarcinii de cŸtre sursa alternativŸ) care trebuie sŸ fie acceptat de cŸtre receptori;n durata de timp cÊt aceastŸ sursŸ alternativŸ poate alimenta receptorii.Calitatea energiei electrice este determinatŸ de eliminarea perturbaÍiilor prezentate anterior, de la bornele sarcinii.O sursŸ alternativŸ este o soluÍie pentru asigurarea disponibilitŸÍii energiei la bornele sarcinii ÁnsŸ, Án multe cazuri, aceasta nu garanteazŸ calitatea energiei livrate, cu referire la perturbaÍiile de mai sus.


N12

În zilele noastre, multe aplicaÍii electronice sensibile necesitŸ o alimentare cu energie electricŸ fŸrŸ astfel de perturbaÍii, nemaivorbind de Ántreruperi, cu toleranÍe stricte, mai mici decÊt cele ale furnizorului de electricitate.Acesta este, de exemplu, cazul reÍelelor de calculatoare (Data-center), al centralelor telefonice Ûi al multor procese industriale de comandŸ Ûi monitorizare. Aceste aplicaÍii necesitŸ soluÍii care sŸ asigure Án acelaÛi timp disponibilitate Ûi calitate pentru energia electricŸ furnizatŸ.

SoluÍia cu UPSSoluÍia pentru aplicaÍiile sensibile este utilizarea unei interfeÍe Ántre sursa de alimentare Ûi sarcinile sensibile, astfel ÁncÊt, tensiunea furnizatŸ:n sŸ nu prezinte perturbaÍii existente, Án mod normal, la sursa de energie Ûi sŸ fie Án conformitate cu toleranÍele stricte impuse de sarcini;n sŸ fie disponibilŸ Án eventualitatea unei Ántreruperi a alimentŸrii cu energie electricŸ provenitŸ de la sursa principalŸ, Án toleranÍele specificate. UPS-urile (surse neÁntreruptibile de energie) satisfac aceste cerinÍe Án ceea ce priveÛte disponibilitatea Ûi calitatea energiei, deoarece:n alimenteazŸ sarcinile cu valori de tensiune care corespund strict cu toleranÍele impuse, prin utilizarea unui invertor;n furnizeazŸ Án mod autonom energie electricŸ, prin utilizarea bateriilor; n Ánlocuiesc sursa principalŸ de energie electricŸ cu timp de transfer zero, fŸrŸ nici o Ántrerupere Án alimentarea sarcinii, prin utilizarea unui Ántreruptor cu comutare staticŸ.Aceste caracteristici fac din UPS-uri sursa idealŸ de alimentare a aplicaÍiilor sensibile deoarece acestea asigurŸ disponibilitatea Ûi calitatea energiei electrice de alimentare indiferent de starea sursei principale.Un UPS este alcŸtuit din urmŸtoarele componente principale:n redresorul/ÁncŸrcŸtor, care produce energie de curent continuu pentru ÁncŸrcarea bateriilor Ûi alimentarea invertorului;n invertorul care produce energie electricŸ de calitate, adicŸ:o fŸrŸ perturbaÍiile prezente Án cazul sursei de alimentare principale, adicŸ, micro-Ántreruperi,o cu toleranÍe compatibile cu cerinÍele dispozitivelor electronice sensibile (de ex:pentru gama Galaxy, toleranÍele Án amplitudine ±0,5% Ûi frecvenÍŸ ±1%, comparativ cu ±10 %, respectiv ± 5% Án cazul sursei principale, ceea ce reprezintŸ factori de ÁmbunŸtŸÍire de 20, respectiv 5);n bateriile de acumulatori, care furnizeazŸ un timp de salvare (de la 8 minute la 1 orŸsau mai mult) pentru a asigura protecÍia oamenilor Ûi a bunurilor prin Ánlocuirea sursei principale Án caz de nevoie.n comutatorul static, un dispozitiv bazat pe semiconductoare care transferŸ sarcina de la invertor la sursa principalŸ Ûi Ánapoi fŸrŸ nici o Ántrerupere Án alimentarea cu energie.

2.2 Tipuri de UPS-uri staticeTipurile de UPS-uri statice sunt definite de standardul CEI 62040.Standardul considerŸ trei moduri de funcÍionare:n standby pasiv (sau “off-line”);n Án operare interactivŸ;n dublŸ conversie (sau “on-line”).Aceste definiÍii se referŸ la funcÍionarea UPS-urilor cu referire la sursa de alimentare, inclusiv sistemul de distribuÍie din amonte de UPS-uri.Standardul CEI 62040 defineÛte urmŸtorii termeni:n putere primarŸ: puterea Án mod normal continuu disponibilŸ care este uzual furnizatŸ de compania de electricitate sau uneori de cŸtre generatorul propriu al utilizatorului;n puterea de standby: puterea care urmeazŸ sŸ ÁnlocuiascŸ puterea primarŸ Án eventualitatea unei cŸderi a sursei principale;n puterea de bypass: puterea furnizatŸ pe calea de ocolire (bypass).Practic vorbind, un UPS este echipat cu douŸ intrŸri de curent alternativ care, Án acest manual se numesc intrarea normalŸ c.a. Ûi intrarea de bypass c.a.n intrarea normalŸ c.a., menÍionatŸ ca intrarea 1, este alimentatŸ de la sursa primarŸ, adicŸ printr-un cablu conectat la sursa din sistemul de alimentare al furnizorului sau din sistemul de distribuÍie privat;n intrarea de bypass c.a., menÍionatŸ ca intrarea 2, este Án general alimentatŸ din sursa de rezervŸ, adicŸ printr-un cablu conectat la o sursŸ de alimentare din amonte alta decÊt cea care alimenteazŸ intrarea normalŸ c.a., Án fapt, o sursŸ alternativŸ (de exemplu un grup generator sau alt UPS, etc.).CÊnd puterea de standby nu este disponibilŸ, intrarea de bypass c.a. este alimentatŸ cu putere primarŸ (al doilea cablu paralel cu cel conectat pentru alimentarea sursei normale).Intrarea de bypass c.a. este utilizatŸ sŸ alimenteze linia de bypass ale UPS-ului, dacŸ acestea existŸ. În consecinÍŸ linia de bypass este alimentatŸ cu putere primarŸ sau de standby Án funcÍie de disponibilitatea unei surse de putere de standby.


N13

Fig. N17: FuncÍionarea UPS-ului Án modul operare interactivŸ.

Fig. N16: FuncÍionarea UPS-ului Án modul standby pasiv.


FuncÍionarea UPS Án modul standby pasiv (off-line)Principiul de funcÍionareInvertorul este conectat Án paralel cu intrarea c.a. Án standby (vezi Fig. N16).n Modul normalSarcina este alimentatŸ de la sursa principalŸ printr-un filtru care eliminŸ anumite perturbaÍii Ûi asigurŸ un anumit grad de reglare a tensiunii (standardele vorbesc despre “dispozitive adiÍionale pentru a asigura reglarea puterii”). Invertorul funcÍioneazŸ Án modul standby pasiv.n Modul alimentare pe bateriiAtunci cÊnd valorile tensiunii alternative de intrare sunt Án afara toleranÍelor specificate de cŸtre UPS sau la cŸderea sursei principale de alimentare, invertorul Ûi bateriile de acumulatori intervin pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a sarcinii Ántr-un timp de transfer foarte scurt (< 10 ms).UPS-ul continuŸ sŸ funcÍioneze pe baterii pÊnŸ la completa descŸrcare a bateriilor sau pÊnŸ cÊnd sursa principalŸ revine la normal, ceea ce provoacŸ trecerea sarcinii Ánapoi pe intrarea normalŸ de c.a. (modul normal).UtilizareAceastŸ configuraÍie este, de fapt, un compromis Ántre un nivel acceptabil de protecÍie Ámpotriva perturbaÍiilor Ûi costuri. Poate fi utilizatŸ doar pentru puteri mici (< 2 kVA) Ûi funcÍioneazŸ fŸrŸ un transfer static real, astfel ÁncÊt, pentru transferul sarcinii pe invertor, este necesar un anumit timp. Acest timp este acceptabil pentru anumite aplicaÍii, ÁnsŸ este incompatibil cu performanÍele impuse de sistemele mai sofisticate Ûi mai sensibile (ex. centre de date, centrale telefonice, etc.).Mai mult, frecvenÍa nu este reglatŸ Ûi nu existŸ bypass.NotŸ: În modul normal, energia sursei principale care alimenteazŸ sarcina nu circulŸprin invertor, de aceea, acest tip de UPS se mai numeÛte Ûi “off-line”. Acest termen induce totuÛi Án eroare deoarece, de asemenea, sugereazŸ “nealimentat de la sursa principalŸ”, cÊnd, de fapt, Án cazul funcÍionŸrii normale, sarcina este alimentatŸ de la sursa principalŸ via intrarea c.a. De aceea, standardul CEI 62040 recomandŸ utilizarea termenului de “standby pasiv”.

FuncÍionarea UPS-ului Án modul line-interactiv (op. interactivŸ)Principiul de funcÍionareInvertorul este conectat Án paralel cu intrarea de c.a. Ántr-o configuraÍie de standby, dar ÁncarcŸ, de asemenea, bateriile. El interacÍioneazŸ (Án mod reversibil) cu intrarea de c.a. a sursei (vezi Fig. N17).n Modul normalSarcina este alimentatŸ cu putere via o conexiune paralelŸ a intrŸrii de c.a. cu cea a invertorului. Invertorul funcÍioneazŸ Án sensul ÁnbunŸtŸÍirii calitŸÍii tensiunii livrate sarcinii Ûi/sau pentru a ÁncŸrca bateriile. FrecvenÍa tensiunii de ieÛire depinde de frecvenÍa intrŸrii de c.a.n Modul alimentare pe bateriiAtunci cÊnd valorile tensiunii alternative de ieÛire sunt Án afara toleranÍelor specificate de cŸtre UPS sau la cŸderea sursei principale de alimentare, invertorul Ûi bateriile intervin pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a sarcinii, Án urma unui transfer fŸrŸ Ántrerupere, utilizÊnd un Ántreruptor static de transfer, care deconecteazŸ, de asemenea, intrarea de c.a pentru a Ámpiedica circulaÍia puterii de la invertor spre amonte. UPS-ul continuŸ sŸ funcÍioneze pe baterii pÊnŸ la completa descŸrcarea a acestora sau pÊnŸ cÊnd sursa principalŸ revine la normal, ceea ce provoacŸ trecerea sarcinii Ánapoi pe intrarea normalŸ de c.a. (modul normal).n Modul bypassAcest tip de UPS poate fi echipat cu un bypass. DacŸ una dintre funcÍiile UPS-ului dispare, sarcina poate fi transferatŸ cŸtre intrarea de bypass (alimentatŸ de la sursa principalŸ sau de la sursa de standby, Án funcÍie de instalaÍie).UtilizareAceastŸ configuraÍie nu este adecvatŸ alimentŸrii sarcinilor sensibile Án cazul puterilor mari deoarece reglajul frecvenÍei nu este posibil. Din acest motiv, este rar utilizatŸ Ûi doar pentru puteri mici.

FuncÍionarea UPS Án modul dublŸ conversie (on-line)Principiul de funcÍionareInvertorul este conectat Án serie Ántre intrarea de c.a Ûi aplicaÍie.n Modul normalÎn timpul funcÍionŸrii Án modul normal, Ántreaga energie furnizatŸ sarcinii trece prin redresorul/ÁncŸrcŸtor Ûi invertor, care realizeazŸ, ÁmpreunŸ o dublŸ conversie(c.a.-c.c-c.a.), de aici Ûi numele.n Modul alimentare pe bateriiAtunci cÊnd valorile tensiunii alternative de ieÛire sunt Án afara toleranÍelor specificate de cŸtre UPS sau la cŸderea sursei principale de alimentare, invertorul Ûi bateriile intervin pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a sarcinii, Án urma unui transfer fŸrŸ Ántrerupere, utilizÊnd un Ántreruptor static de transfer. UPS-ul continuŸ sŸ funcÍioneze pe baterii pÊnŸ la completa descŸrcare sau pÊnŸ cÊnd sursa principalŸ revine la normal, ceea ce provoacŸ trecerea sarcinii Ánapoi pe intrarea normalŸ de c.a. (modul normal).


N14

Fig. N18: FuncÍionarea UPS-ului Án modul dublŸ conversie.


n Modul bypassAcest tip de UPS este Án general echipat cu un bypass static, iar uneori Ûi cu un Ántreruptor static (vezi Fig. N18).Sarcina poate fi transferatŸ fŸrŸ Ántreruperea alimentŸrii, pe intrarea de bypass (alimentatŸ de la sursa principalŸ sau de la sursa de standby, Án funcÍie de instalaÍie), Án urmŸtoarele cazuri:o cŸderea UPS-ului;o curenÍi de sarcinŸ tranzitorii (Ûocuri de curent sau curenÍi de defect);o vÊrfuri de curent ale sarcinii.TotuÛi, prezenÍa bypass-ului presupune faptul cŸ frecvenÍele de intrare Ûi de ieÛire sunt identice iar dacŸ nivelele de tensiune nu sunt egale, se impune un transformator pe bypass.Pentru anumite sarcini, UPS-urile trebuie sŸ fie sincronizate cu puterea de pe intrarea de bypass pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a sarcinii. Mai mult, atunci cÊnd UPS-ul este Án modul bypass, o perturbaÍie pe intrarea de c.a. a sursei principale se poate transmite direct sarcinii deoarece invertorul nu este implicat Án circuit.NotŸ: O altŸ linie de bypass, deseori numitŸ linie de bypass de ÁntreÍinere este disponibilŸ Án scopuri de ÁntreÍinere. Poate fi acÍionatŸ printr-un Ántreruptor manual.

UtilizareÎn aceastŸ configuraÍie timpul necesar de transfer al sarcinii cŸtre invertor este neglijabil datoritŸ dispozitivului Ántreruptorului static.De asemenea, frecvenÍa Ûi tensiunea de la ieÛire nu depind de condiÍiile de tensiune Ûi frecvenÍa de intrare. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ atunci cÊnd este proiectat Án acest scop, UPS-ul poate funcÍiona ca un convertizor de frecvenÍŸ.Practic vorbind, aceasta este configuraÍia utilizatŸ Án principal Án cazul puterilor medii Ûi mari (de la 10 kVA Án sus). În continuarea acestui capitol se va considera doar aceastŸ configuraÍie.NotŸ: Acest tip de UPS este deseori numit “on-line“, aceasta ÁnsemnÊnd cŸ sarcina este Án mod continuu alimentatŸ prin intermediul invertorului, indiferent de caracteristicile intrŸrii de c.a. Acest termen induce, totuÛi Án eroare deoarece sugereazŸ “alimentarea de la sursa principalŸ”, cÊnd, de fapt, sarcina este alimentatŸ cu energie reconstituitŸ de cŸtre sistemul de dublŸ conversie. De aceea, standardul CEI 62040 recomandŸ termenul de “dublŸ conversie”.

N15

2.3 BateriiAlegerea tipului de bateriiO baterie este alcŸtuitŸ din interconectarea de celule care pot fi de tipul deschise sau cu recombinare. ExistŸ douŸ familii principale de baterii:n baterii Nichel-Cadmiu; n baterii cu plumb;n celulele deschise (plumb-antimoniu): acestea sunt echipate cu porturi pentru:o eliberarea Án atmosferŸ de oxigen Ûi hidrogen produs Án timpul diferitelor reacÍii chimice,o dopuri pentru electrolit pentru adŸugarea de apŸ distilatŸ sau demineralizatŸ.n celule cu recombinare (de plumb, plumb pur, plumb-cositor): rata de recombinare a gazului este de cel puÍin 95% Ûi, de aceea, acestea nu necesitŸ apŸ Án timpul duratei de viaÍŸ.Prin extrapolare, se va face referire la baterii deschise sau recombinate (bateriile recombinate sunt deseori numite Ûi baterii “capsulate”).Principalele tipuri de baterii utilizate Án legŸturŸ cu UPS-urile sunt:n baterii capsulate cu plumb, utilizate Án proporÍie de 95% deoarece sunt uÛor de ÁntreÍinut Ûi nu necesitŸ o camerŸ specialŸ;n baterii deschise cu plumb;n baterii deschise cu nichel-cadmiu.Cele trei tipuri de baterii menÍionate mai sus pot fi propuse, Án funcÍie de factori economici Ûi de cerinÍele de funcÍionare ale instalaÍiei.Nivelurile de capacitate Ûi timpul de descŸrcare pot fi adaptate nevoilor utilizatorului.Bateriile propuse sunt, de asemenea, perfect potrivite aplicaÍiilor cu UPS care sunt, de fapt, rezultatul colaborŸrii cu producŸtorii de astfel de baterii.

Alegerea duratei de autonomie (timpului de descŸrcare a bateriilor)AceastŸ alegere depinde de:n durata medie a Ántreruperilor sistemului de alimentare;n timpul de aÛteptare pentru ca surse alternative aflate Án standby (grup generator, etc.) sŸ fie disponibile; n tipul de aplicaÍie.Valorile tipice propuse, Án general, sunt:n valori standard: 10, 15, 30 minute;n valori cerute de aplicaÍie.Se aplicŸ urmŸtoarele reguli generale:n aplicaÍii tip computer:Autonomia bateriilor trebuie sŸ fie suficient de mare pentru a acoperi timpul necesar procedurilor de salvare a fiÛierului Án curs Ûi cele de Ánchidere controlatŸ a sistemului de computere. În general, departamentul de calcul stabileÛte autonomia necesarŸ Án funcÍie de cerinÍele specifice;n procese industriale:Calculele referitoare la autonomie ar trebui sŸ ÍinŸ cont de costurile economice create de orice Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ Ûi, de asemenea, de timpul necesar repornirii acestor procese industriale.

Tabele de selecÍie Tabelul N19 prezintŸ caracteristicile principale ale diferitelor tipuri de baterii. În mod evident, bateriile cu recombinare (etanÛe) par sŸ fie alegerea pieÍei din urmŸtoarele motive:n nu necesitŸ ÁntreÍinere;n sunt uÛor de implementat;n se instaleazŸ Án orice tip de camerŸ (camera calculatoarelor, camera tehnicŸ nespecificŸ pentru baterii, etc.).ExistŸ cazuri Án care bateriile deschise sunt preferate, Ándeosebi datoritŸ:n duratei mari de viaÍŸ; n autonomiei crescute;n puterilor nominale mari ale UPS-ului.Bateriile deschise trebuie instalate Án camere speciale, Án conformitate cu norme Ûi reguli precise Ûi necesitŸ o ÁntreÍinere adecvatŸ.



N16

Metode de instalare În funcÍie de puterea UPS-ului, de capacitatea Ûi de autonomia bateriei, acestea pot fi:n de tip capsulat Ûi incluse Án dulapul UPS-ului;n de tip capsulat Ûi incluse Án unu pÊnŸ la trei dulapuri separate;n de tip deschis sau capsulat Ûi montate pe un rack. În acest caz, metoda de instalare poate fi:o pe rafturi (vezi Fig. N20). AceastŸ metodŸ de instalare este posibilŸ Án cazul bateriilor capsulate sau a celor deschise, fŸrŸ ÁntreÍinere care nu necesitŸ umplerea cu electrolit,o pe gradene (vezi Fig. N21). AceastŸ metodŸ de instalare este adecvatŸ tuturor tipurilor de baterii Ûi, Án special pentru cele deschise pentru care verificarea Ûi umplerea cu electrolit se pot face cu uÛurinÍŸ,o Án dulapuri (vezi Fig. N22). AceastŸ metodŸ de instalare este adecvatŸ bateriilor capsulate. Este uÛor de implementat Ûi oferŸ maximum de siguranÍŸ.

2.4 Sistemul de tratare al neutrului Án instalaÍiile cu UPS-uriAplicarea sistemelor de protecÍie stipulate de standarde Án cazul instalaÍiilor cu UPS-uri impun un numŸr de mŸsuri de precauÍie din urmŸtoarele motive:n UPS-ul joacŸ douŸ roluri:o de sarcinŸ pentru sistemul din amonte,o de sursŸ pentru sistemul din aval;n cÊnd bateriile nu sunt instalate Án dulap, un defect de izolaÍie Án circutul de c.c. poate conduce la o componentŸ continuŸ de curent rezidual.AceastŸ componentŸ poate perturba funcÍionarea anumitor dispozitive de protecÍie, de exemplu, dispozitivele de curent diferenÍial rezidual utilizate pentru protecÍia persoanelor.

ProtecÍia Ámpotriva contactelor directe (vezi Fig. N23) Toate instalaÍiile Ándeplinesc condiÍiile generale deoarece echipamentul este inclus Án dulapuri avÊnd un grad de protecÍie IP 20. Acest lucru este adevŸrat chiar pentru baterii, atunci cÊnd acestea sunt instalate Án dulapuri. CÊnd bateriile nu sunt instalate Án dulapuri ci Án camere speciale, atunci trebuie aplicate mŸsurile de protecÍie prezentate la finalul acestui capitol.NotŸ: Sistemul TN (versiunile TN-S sau TN-C) este frecvent recomandat pentru alimentarea sistemelor de calculatoare.

Tab. N19: Principalele caracteristici ale diferitelor tipuri de baterii.

Fig. N20: Instalare pe rafturi.

Fig. N21: Instalare pe gradene.

Fig. N22: Instalare Án dulapuri.

Fig. N23: Principalele caracteristici ale diferitelor sisteme de tratare a neutrului.

Tipul de sistem Sistem IT Sistem TT Sistem TN de tratare a neutrului FuncÍionare n Semnalizarea primului defect de izolaÍie n Deconectarea la primul defect n Deconectarea la primul defect n Localizarea Ûi eliminarea primului defect de izolaÍie de izolaÍie n Deconectarea la al doilea defect de izolaÍie Tehnici pentru n Interconectarea Ûi legarea la priza n Legarea la pŸmÊnt a pŸrÍilor conductoare n Interconectarea Ûi legarea la priza protecÍia de pŸmÊnt a pŸrÍilor conductoare Ûi utilizarea unui dispozitiv de curent de pŸmÊnt a pŸrÍilor conductoare Ûi persoanelor n Supravegherea primului defect utilizÊnd un diferenÍial rezidual a conductorului de protecÍie echipament de control permanent al izolaÍiei n Primul defect determinŸ Ántreruperea n Primul defect determinŸ Ántreruperea n Al doilea defect determinŸ Ántreruperea circuitului datoritŸ detectŸrii scurgerilor circuitului datoritŸ detectŸrii de supra- circuitului (Ántreruptor automat sau fuzibil) de curent curent (Ántreruptor automat sau fuzibil)Avantaje Ûi n SoluÍia oferŸ cea mai bunŸ continuitate a n Cea mai uÛoarŸ soluÍie Án termeni de n SoluÍie ieftinŸ Án termeni de instalare dezavantaje serviciilor (semnalizarea primului defect) proiectare Ûi execuÍie n Proiectare dificilŸ (calcularea n Impune un personal competent de Ántre- n Nu necesitŸ contr. permanent al izolaÍiei impedanÍei buclei de defect) Íinere (pentru localizarea primului defect) n TotuÛi, orice defect determinŸ n Impune un personal calificat Án exploatare Ántreruperea circuitului respectiv n CirculaÍia unor curenÍi mari de defect


Durata de viaÍŸ Compacte ToleranÍele FrecvenÍa CamerŸ Cost temperaturii operaÍiunilor specialŸ de funcÍionare de ÁntreÍinere Baterii de plumb etanÛe 5 sau 10 ani + + MicŸ Nu Mic spre mediuBaterii deschise cu plumb 5 sau 10 ani + ++ Medie Da Mic Nichel-Cadmiu 5 sau 10 ani ++ +++ Mare Nu Mare

N17

Fig. N24: Punctele esenÍiale care trebuie conectate Án sistemul de legare la pŸmÊnt.


Puncte esenÍiale de verificat referitor la UPS-uriFigura N24 aratŸ toate punctele esenÍiale care trebuie interconectate Ûi, de asemenea, dispozitivele care trebuie instalate (transformatoare, dispozitive de curent diferenÍial rezidual, etc.) pentru a se asigura conformitatea instalaÍiei cu standardele de siguranÍŸ Án vigoare.

T0 - Neutru

T1 - neutru

T2 - neutru

Bypass - neutru

PŸrÍile conductoare accesibile ale UPS-ului

IeÛirea UPS-ului

Neutrul instalaÍiei din aval

Dispozitiv pentru controlul permanent al izolaÍiei - CPI 2

Priza de pŸmÊnt 2

Priza de pŸmÊnt 3

Priza de pŸmÊnt 1

CPI

CPI

Transformatorul 0

Întreruptorul 0

Transformatorul 2

Întreruptorul 2

Transformatorul 1

Întreruptorul 1

Întreruptorul 3


N18


2.5 Alegerea schemei de protecÍieÎntreruptoarele automate au un rol major Án instalaÍie dar importanÍa lor apare mai ales Án timpul unor evenimente accidentale, care nu sunt frecvente. Cea mai corectŸ dimensionare a UPS-ului Ûi cea mai bunŸ configuraÍie poate fi compromisŸ printr-o alegere greÛitŸ doar a unui Ántreruptor automat.

Alegerea ÁntreruptoruluiFigura N25 aratŸ modul cum se aleg Ántreruptoarele.

Pentru scurtcircuitele la distanÍŸ unitatea de declanÛare a CB3 trebuie reglatŸ astfel ÁncÊt sŸ nu permitŸ apariÍia unor tensiuni de atingere periculoase. DacŸ este necesar se va amplasa un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual

Ir aval

Ir amonte

Curba CB2

Im aval

Im amonte

Scurtcircuit la generator

Limita termicŸ a sursei statice

Tim

pul d

e de

clan

Ûare

(Án

sec

unde

)

Punerea sub tensiune a transformatorului

Punerea sub tensiune a tuturor sarcinilor din aval de UPS

I/In Án amonte de Ántreruptor

Curentul Im al Ántreruptorului CB2 trebuie calculat Án cazul punerii sub tensiune simultane a tuturor sarcinilor din aval de UPS

Unitatea de declanÛare a Ántreruptorului CB3 trebuie reglatŸ astfel ÁncÊt sŸ nu declanÛeze la supracurenÍii produÛi cÊnd sarcina este pusŸ sub tensiune

DacŸ alimentarea de bypass nu este utilizatŸ Án caz de suprasarcinŸ, curentul prin UPS va conduce la declanÛarea Ántreruptorului de cel mai mare calibru, CB3

Curba CB3

Im aval

Alegerea capacitŸÍii de rupere a CB1 Ûi CB2 Án conformitate cu valoarea curentului de scurtcircuit a celei mai mari surse (Án general, transformatorul)

TotuÛi, CB1 Ûi CB2 trebuie sŸ declanÛeze la un scurtcircuit produs de cea mai micŸ sursŸ (Án general, generatorul)

CB2 trebuie sŸ protejeze Ántreruptorul static al UPS-ului dacŸ scurtcircuitul se produce Án aval de acesta

Capacitatea de suprasarcinŸ a Ántreruptorului static este de 10 la 12 In pentru 20 ms, unde In este curentul nominal al UPS-ului

Fig. N25: Întreruptoarele sunt supuse unei varietŸÍi de situaÍii.

N19

Cazul special al scurtcircuitelor la generatorFigura N27 aratŸ reacÍia generatorului Án caz de scurtcircuit.Pentru a evita incertitudinile legate de tipul de excitaÍie se va produce declanÛare la primul vÊrf de curent (3 la 5 In per X’’d) utilizÊnd pragul de declanÛare Im fŸrŸ nici o temporizare.

Fig. N27: Generatorul Án timpul unui scurtcircuit.


Valoarea nominalŸValoarea nominalŸ a Ántreruptorului automat trebuie aleasŸ astfel ÁncÊt sŸ corespundŸ valorii nominale a curentului prin cablul din aval ce trebuie protejat.

Capacitatea de rupereCapacitatea de rupere trebuie aleasŸ superioarŸ curentului de scurtcircuit cel mai mare care poate apŸrea Án acel punct al instalaÍiei.

Pragurile Ir Ûi ImTabelul de mai jos indicŸ modul de determinare al pragurilor de declanÛare Ir (suprasarcinŸ: termic sau de lungŸ duratŸ) Ûi, respectiv, Im (scurtcircuit: magnetic sau de scurtŸ duratŸ) pentru a se asigura selectivitatea Án funcÍie de unitŸÍile de declanÛare ale Ántreruptoarelor din amonte Ûi aval.

RemarcŸ (vezi Fig. N26)n Selectivitatea temporalŸ poate fi implementatŸ de cŸtre personal calificat deoarecetemporizŸrile la declanÛare mŸresc stresul termic (I2t) din aval (al cablului, dispozitivelor electronice, etc.). Sunt necesare anumite precauÍii dacŸ Ántreruptorul CB2 este temporizat la declanÛarea la pragul magnetic Im.n Selectivitatea energeticŸ nu depinde de unitŸÍile de declanÛare ci numai de Ántreruptorul automat.

Tab. N26: Pragurile de declanÛare Ir Ûi Im Án funcÍie de unitŸÍile de declanÛare din amonte Ûi aval.

Tipul de circuit Ir amonte/Ir aval Im amonte/Im aval Im amonte/Im aval din avalUnitatea de declanÛare Toate tipurile Magnetic Electronicdin aval DistribuÍie > 1,6 >2 >1,5 Motoare asincrone >3 >2 >1,5


N20

2.6 Instalarea, conectarea Ûi dimensionarea cablurilorUPS-uri “gata de utilizare”UPS-urile de puteri mici adecvate pentru microcomputere, de exemplu, sunt echipamente compacte, pregŸtite pentru a fi utilizate. Cablarea internŸ este realizatŸ Án fabricŸ Ûi adaptatŸ caracteristicilor dispozitivelor pe care urmeazŸ sŸ le alimenteze.

UPS-uri in pregatire pentru utilizarePentru alte UPS-uri, conexiunile la sistemul de alimentare, la baterii Ûi la sarcinŸ nu sunt incluse. Conexiunile depind de nivelul curentului, aÛa cum este indicat Án Fig. N28.

Fig.N28: Curentul de luat Án considerare pentru alegerea sistemului de conexiuni.


Calculul curentilor I1, Iun Curentul de intrare Iu de la sistemul de alimentare este curentul de sarcinŸ;n Curentul de intrare I1 al redresorului/ÁncŸrcŸtor depinde de:o capacitatea bateriilor (C10) Ûi de funcÍionarea Án modul de ÁncŸrcare (Ib),o caracteristicile ÁncŸrcŸtorului,o eficienÍa invertorului; n Curentul Ib este curentul Án conexiunea cu bateriile.AceÛti curenÍi sunt daÍi de producŸtor.

CreÛterea de temperaturŸ a cablului Ûi cŸderea de tensiuneSecÍiunea cablului depinde de:n creÛterea de temperaturŸ admisibilŸ;n cŸderea de tensiune admisibilŸ.Pentru o sarcina datŸ, fiecare din aceÛti doi parametri determinŸ o secÍiune minimŸ admisibilŸ. Se va lua Án considerare cea mai mare dintre aceste douŸ valori.De-a lungul cablurilor lungi, pe traseele acestora, se va avea Án vedere menÍinerea unei distanÍe impuse Ántre circuitele de comandŸ Ûi de putere, pentru a se evita orice posibilŸ perturbaÍie creatŸ de curenÍii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ.

CreÛterea de temperaturŸCreÛterea admisibilŸ de temperaturŸ Án interiorul cablului este limitatŸ de capacitatea de Íinere a izolaÍiei sale.CreÛterea de temperaturŸ Án cablu depinde de:n materialul conductorului (Cu sau Al);n metoda de instalare;n numŸrul de cabluri care se ating.Pentru fiecare tip de cablu, standardele menÍioneazŸ curentul maxim admisibil.

CŸderea de tensiuneValorile maxime admisibile ale cŸderilor de tensiune sunt:n 3% pentru circuitele de c.a (50 sau 60 Hz);n 1% pentru circuitele de c.c.

N21Tab. N29: CŸderea de tensiune, Án procente, pentru [a] - circuite trifazate, Ûi [b] - circuite de c.c.


Cazul special pentru conductoare de neutruÎn sistemele trifazate, armonicile de ordinul 3 (Ûi cele multiplu de trei) ale sarcinilor monofazate se ÁnsumeazŸ pe conductorul neutru (suma curenÍilor de pe cele trei faze).Din acest motiv, se aplicŸ urmŸtoarea regulŸ:secÍiunea conductorului de neutru = 1,5 x secÍiunea conductorului de fazŸ.

Tabele de selecÍieTabelul N29 prezintŸ cŸderile de tensiune, Án procente, pentru un circuit Án lungime de 100 m de cablu. Pentru a calcula cŸderea de tensiune pe un circuit de lungime L, se va multiplica valoarea din tabel cu L/100.n Sph: secÍiunea conductorului de fazŸ;n In: curentul nominal al dispozitivului de protecÍie al circuitului.

Circuite trifazate DacŸ cŸderea de tensiune depŸÛeÛte 3% (50 la 60 Hz), se va creÛte secÍiunea cablului.

Circuite de c.c.DacŸ cŸderea de tensiune depŸÛeÛte 1%, se va creÛte secÍiunea cablului.

a - Circuite trifazate (conductoare din Cu) 50-60 Hz - 380 V / 400 V / 415 V trifazat, cos ϕ = 0,8, sistem echilibrat 3F + NIn Sph (mm2)(A) 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 30010 0,915 1,220 1,6 1,125 2,0 1,3 0,932 2,6 1,7 1,140 3,3 2,1 1,4 1,050 4,1 2,6 1,7 1,3 1,063 5,1 3,3 2,2 1,6 1,2 0,970 5,7 3,7 2,4 1,7 1,3 1,0 0,880 6,5 4,2 2,7 2,1 1,5 1,2 0,9 0,7100 8,2 5,3 3,4 2,6 2,0 2,0 1,1 0,9 0,8125 6,6 4,3 3,2 2,4 2,4 1,4 1,1 1,0 0,8160 5,5 4,3 3,2 3,2 1,8 1,5 1,2 1,1 0,9200 5,3 3,9 3,9 2,2 1,8 1,6 1,3 1,2 0,9250 4,9 4,9 2,8 2,3 1,9 1,7 1,4 1,2320 3,5 2,9 2,5 2,1 1,9 1,5400 4,4 3,6 3,1 2,7 2,3 1,9500 4,5 3,9 3,4 2,9 2,4600 4,9 4,2 3,6 3,0800 5,3 4,4 3,81.000 6,5 4,7

Pentru un circuit trifazat de 230 V, se va multiplica valoarea cu √3.Pentru un circuit monofazat 208/230 V, se va multiplica valoarea cu 2

b - Circuit de c.c. (conductoare din Cu)In Sph (mm2)(A) - - 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300100 5,1 3,6 2,6 1,9 1,3 1,0 0,8 0,7 0,5 0,4125 4,5 3,2 2,3 1,6 1,3 1,0 0,8 0,6 0,5160 4,0 2,9 2,2 1,6 1,2 1,1 0,6 0,7200 3,6 2,7 2,2 1,6 1,3 1,0 0,8250 3,3 2,7 2,2 1,7 1,3 1,0320 3,4 2,7 2,1 1,6 1,3400 3,4 2,8 2,1 1,6500 3,4 2,6 2,1600 4,3 3,3 2,7800 4,2 3,41.000 5,3 4,21.250 5,3


N22

ExempluSe considerŸ un circuit trifazat de 70 m lungime, 400 V, cu conductoare din Cu. Ûi avÊnd curentul nominal de 600 A.Standardul CEI 364 indicŸ secÍiunea minimŸ a cablului Án funcÍie de metoda de instalare Ûi de sarcinŸ.Vom presupune cŸ valoarea secÍiunii minime a cablului este 95 mm2. Este necesar sŸ se verifice, mai ÁntÊi, faptul cŸ, cŸderea de tensiune nu depŸÛeÛte 3%.Tabelul aferent circuitelor trifazate, prezentat anterior, aratŸ, pentru 600 A, curent care circulŸ Ántr-un cablu de 300 mm2, o cŸdere de tensiune de 3% pentru 100 m de cablu, prin urmare, pentru 70 m lungime:

3 x 70 = 2,1% 100Prin urmare, este o valoare mai micŸ decÊt 3%.Un calcul similar se poate face pentru circuitul de c.c. de 1000 A avÊnd lungimea de 10 m.CŸderea de tensiune pentru 100 m de cablu de 240 mm2 este 5,3%, iar pentru 10 m:

5,3 x 10 = 0,53% 100Prin urmare, mai micŸ decÊt 1%.

2.7 UPS-urile Ûi mediul de funcÍionareUPS-urile pot comunica cu echipamente electrice Ûi cu mediile de calculatoare. UPS-urile pot primi date Ûi, de asemenea, furniza informaÍii legate de funcÍionarea sa pentru:n Optimizarea protecÍieiDe exemplu, UPS-urile furnizeazŸ unui sistem de monitorizare, informaÍii esenÍiale legate de funcÍionarea lor (sarcinŸ pe invertor, sarcinŸ pe bypass, sarcinŸ pe baterie, alarme de baterie descŸrcatŸ).n Comanda de la distanÍŸUPS-ul furnizeazŸ mŸrimi mŸsurate Ûi informaÍii legate de funcÍionarea sa aducÊndu-le astfel, la cunoÛtinÍa personalului de exploatare, Án scopul luŸrii anumitor mŸsuri specifice.n UrmŸrirea instalaÍieiPersonalul de exploatare are o clŸdire Ûi un sistem de management al energiei care Ái permite sŸ obÍinŸ Ûi sŸ salveze informaÍii de la UPS, pentru a crea alarme Án scopul luŸrii de mŸsuri corespunzŸtoare.AceastŸ evoluÍie spre o compatibilitate Ántre computer Ûi UPS-uri are ca efect Áncorporarea unor noi funcÍii implicite Án acest UPS.

2.8 Echipamente complementare TransformatoareUn transformator cu douŸ ÁnfŸÛurŸri amplasat Án amonte de un contactor static permite:n schimbarea nivelului de tensiune atunci cÊnd tensiunea reÍelei este diferitŸ de cea a sarcinii;n schimbarea sistemului de tratare a neutrului Ántre cele douŸ reÍele.Mai mult, un astfel de transformator:n reduce nivelul curentului de scurtcircuit Án secundar (adicŸ la sarcinŸ) Án comparaÍie cu cel de la nivelul reÍelei de alimentare;n ÁmpiedicŸ curenÍii de armonica 3 care pot fi prezenÍi Án secundarul transformatorului sŸ pŸtrundŸ Án reÍeaua de alimentare, cu condiÍia ca ÁnfŸÛurarea primarŸ sŸ fie conectatŸ Án triunghi.

Filtre antiarmoniciUPS-ul include un sistem de ÁncŸrcare a bateriilor care este comandat cu tiristoare sau tranzistoare. CurenÍii “choppaÍi” rezultaÍi cuprind componente armonice care pŸtrund Án reÍeaua de alimentare. Aceste componente nedorite sunt filtrate la intrarea Án redresor Ûi, Án majoritatea cazurilor, acesta reduce nivelele de curenÍi armonici suficient de mult, pentru orice aplicaÍie.În anumite cazuri specifice Ûi anume, Án instalaÍiile foarte mari, poate fi necesar Ûi un filtru suplimentar.


N23

Fig. N30a: UnitŸÍi UPS gata de utilizare (cu modul DIN). Fig. N30b: UnitŸÍi UPS realizate pentru alimentarea sistemelor de calculatoare.


De exemplu, atunci cÊnd:n puterea UPS-ului este relativ mare Án raport cu cea a transformatorului MT/JT care Ál alimenteazŸ;n sarcinile care se alimenteazŸ din sistemul de bare sunt sensibile din punct de vedere al armonicilor;n existŸ o sursŸ de standby alternativŸ (ex. generator Diesel sau cu turbinŸ cu gaz).În astfel de cazuri, producŸtorul de UPS trebuie consultat.

Echipamente de comunicareComunicarea cu echipamentele asociate sistemelor de computere poate duce la nevoia unor accesorii adecvate pentru UPS-uri. Astfel de accesorii pot fi Áncorporate Án aparat (vezi Fig. N30a) sau pot fi adŸugate ulterior, la cerere, sistemelor existente (vezi Fig. N30b).


N24

3 ProtecÍia transformatoarelor JT/JT

Fig. N31: Curentul iniÍial la punerea sub tensiune a transformatorului,

Fig. N32: Caracteristica de declanÛare a unui Compact NS echipat cu declanÛator electronic STR.

Fig. N33: Caracteristica de declanÛare a unui Ántreruptor Multi 9, curba D.

Valoarea curentului de vÊrf depinde de:n valoarea tensiunii Án momentul punerii sub tensiune;n amplitudinea Ûi polaritatea fluxului rezidual existent Án miezul transformatorului;n caracteristicile sarcinii transformatorului.Valoarea curentului de vÊrf poate atinge de 10 la 15 ori curentul nominal (valoare eficace), dar, pentru transformatoarele mici (< 50 kVA), poate atinge valori de 20 la 25 ori curentul nominal de sarcinŸ. Acest curent tranzitoriu descreÛte rapid cu o constantŸ de timp θ avÊnd ordinul de mŸrime de la cÊteva ms la cŸteva zeci de ms.

3.2 ProtecÍia circuitelor de alimentare a transformatoarelor JT/JTDispozitivele de protecÍie de pe circuitele care alimenteazŸ transformatoarele JT/JT trebuie sŸ evite posibilitatea unei funcÍionŸri incorecte datoritŸ curenÍilor iniÍiali la punerea sub tensiune menÍionaÍi mai sus. De aceea, este necesar sŸ se utilizeze:n Ántreruptoare selective (uÛor temporizate) de tip Compact NS, STR (vezi Fig. N32) saun Ántreruptoare avÊnd praguri magnetice reglate la valori foarte mari, de tip Compact NS sau Multi 9, curbŸ D (vezi Fig. N33).

Aceste transformatoare se gŸsesc, Án general, Án gama de la cÊteva sute de VA la cŸteva sute de kVA Ûi sunt utilizate, Án mod frecvent, pentru:n schimbarea nivelurilor de tensiune Án scopul:o alimentŸrilor auxiliare a circuitelor de comandŸ Ûi semnalizare,o circuitelor de iluminat (230 V creaÍi atunci cÊnd tensiunea primarŸ este de 400 V, trifazat, 3 conductoare);n schimbarea sistemului de tratare a neutrului pentru anumite sarcini ce au un curent capacitiv destul de ridicat cŸtre pŸmÊnt (echipamente tip calculatoare) sau scurgeri de curent rezistive (cuptoare electrice, procese industriale de ÁncŸlzire, instalaÍii de bucŸtŸrie, etc,).Transformatoarele JT/JT sunt, Án general, livrate avÊnd sisteme de protecÍie Áncorporate, prin urmare producŸtorul acestora trebuie consultat pentru detalii. ProtecÍia la supracurenÍi trebuie, Án orice caz, asiguratŸ la nivelul ÁnfŸÛurŸrii primare. Exploatarea acestor transformatoare impune cunoaÛterea funcÍiilor lor particulare, ÁmpreunŸ cu un numŸr de aspecte descrise Án continuare.NotŸ: În cazul particular al transformatoarelor JT/JT de izolaÍie la tensiune foarte joasŸ, Ántre ÁnfŸÛurŸrile primare Ûi secundare este utilizat frecvent un ecran metalic conectat la priza de pŸmÊnt, Án funcÍie de anumite situaÍii, Ûi Án conformitate cu recomandŸrile standardului European EN 60742.

3.1 Curentul absorbit la conectarea transformatoruluiÎn momentul punerii sub tensiune al transformatorului, apar curenÍi tranzitorii de valori mari (care includ Ûi o componentŸ semnificativŸ de curent continuu) care trebuie luaÍi Án considerare la alegerea schemelor de protecÍie (vezi Fig. N31).

N25


Fig. N34: Exemplu.

Puterea nominalŸ (kVA) Întreruptor automat Calibru Monofazat Trifazat 230/240 V Trifazat curbŸ D sau K (A) 230/240 V Monofaz. 400/415 V 400/415 V 0,05 0,09 0,16 C60, NG125 0,50,11 0,18 0,32 C60, NG125 10,21 0,36 0,63 C60, NG125 20,33 0,58 1,0 C60, NG125 30,67 1,2 2,0 C60, NG125 61,1 1,8 3,2 C60, C120, NG125 101,7 2,9 5,0 C60, C120, NG125 162,1 3,6 6,3 C60, C120, NG125 202,7 4,6 8,0 C60, C120, NG125 253,3 5,8 10 C60, C120, NG125 324,2 7,2 13 C60, C120, NG125 405,3 9,2 16 C60, C120, NC100, NG125 506,7 12 20 C60, C120, NC100, NG125 638,3 14 25 C120, NC100, NG125 8011 18 32 C120, NC100, NG125 10013 23 40 C120, NG125 125

3.4 ProtecÍia transformatoarelor JT/JT utilizÊnd Ántreruptoare automate Merlin GerinÎntreruptoare automate Multi 9

ExempluUn circuit trifazat la 400 V alimenteazŸ un transformator de 125 kVA, 400/230 V (In = 180 A) pentru care curentul iniÍial de vÊrf la punerea sub tensiune atinge 12 In, adicŸ 12 x 180 = 2160 A. Acest vŸrf de curent are o valoare eficace corespunzŸtoare de 1530 A. Un Ántreruptor Compact NS250N cu reglajul Ir la 200 A Ûi cu reglaj Im = 8 x Ir poate fi o protecÍie adecvatŸ.

Caz particular: ProtecÍia la suprasarcinŸ instalatŸ pe circuitul ÁnfŸÛurŸrii secundare a transformatorului (vezi Fig. N34)Avantajul instalŸrii protecÍiei la suprasarcinŸ pe circuitul ÁnfŸÛurŸrii secundare a transformatorului este acela cŸ protecÍia la scurtcircuit Án primar poate fi reglatŸ la valori mari sau, ca alternativŸ, poate fi utilizat un Ántreruptor automat cu declanÛator tip MA (numai magnetic). TotuÛi, reglajul protecÍiei la scurtcircuit din primarul transformatorului trebuie sŸ fie suficient de sensibil pentru a asigura funcÍionarea Ántreruptorului Án eventualitatea unui scurtcircuit care se poate produce Án secundarul sŸu.NotŸ: ProtecÍia din primar este deseori asiguratŸ cu fuzibile tip aM. AceastŸ practicŸ are douŸ dezavantaje:n fuzibilele pot fi uÛor supradimensionate (cel puÍin de 4 ori curentul nominal al transformatorului);n pentru a se asigura izolarea ÁnfŸÛurŸrii primare, trebuie asociat cu fuzibilele fie un separator de sarcinŸ, fie un contactor.

3.3 Caracteristici electrice tipice ale transformatoarelor JT/JT, 50 Hz

Trifazate Puteri nom. 5 6,3 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800(kVA)Pierderi 100 110 130 150 160 170 270 310 350 350 410 460 520 570 680 680 790 950 1160 1240 1485 1855 2160 Án gol (W) Pierderi 250 320 390 500 600 840 800 1180 1240 1530 1650 2150 2540 3700 3700 5900 5900 6500 7400 9300 9400 11400 13400 Án Cu (W) Tensiune de 4,5 4,5 4,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5 5 4,5 5 5 5,5 4,5 5,5 5 5 4,5 6 6 5,5 5,5 scurtcirc, (%) Monofazate Puteri nom. (kVA) 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160Pierderi Án gol (W) 105 115 120 140 150 175 200 215 265 305 450 450 525 635Pierderi Án Cu, (W) 400 530 635 730 865 1065 1200 1400 1900 2000 2450 3950 3950 4335Tens, de scurtcircuit (%) 5 5 5 4,5 4,5 4,5 4 4 5 5 4,5 5,5 5 5


N26

Întreruptoare automate Compact NS100 ... NS250 echipate cu declanÛatoare TM-D

Întreruptoare automate Compact N100 ... NS1600 Ûi Masterpact echipate cu declanÛatoare STR sau Micrologic


Puterea nominalŸ a transformatorului (kVA) Întreruptor automat DescŸrcŸtor Reglaj Monofazat Trifazat 230/240 V Trifazat Ir max 230/240 V Monofaz. 400/415 V 400/415 V4…7 6…13 11…22 NS100N/H/L STR22SE 40 0,89…19 16…30 27…56 NS100N/H/L STR22SE 100 0,815…30 5…50 44…90 NS160N/H/L STR22SE 160 0,823…46 40…80 70…139 NS250N/H/L STR22SE 250 0,837…65 64…112 111…195 NS400N/H STR23SE / 53UE 400 0,737…55 64…95 111…166 NS400L STR23SE / 53UE 400 0,658…83 100…144 175…250 NS630N/H/L STR23SE / 53UE 630 0,658…150 100…250 175…436 NS800N/H - NT08H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 174…184 107…319 222…554 NS800N/H - NT08H1 - NW08N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 190…230 159…398 277…693 NS1000N/H - NT10H1 - NW10N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1115…288 200…498 346…866 NS1250N/H - NT12H1 - NW12N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1147…368 256…640 443…1108 NS1600N/H - NT16H1 - NW16N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1184…460 320…800 554…1385 NW20N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1230…575 400…1000 690…1730 NW25N2/H3 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1294…736 510…1280 886…2217 NW32N2/H3 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1

Puterea nominalŸ (kVA) Întreruptor automat Calibru Monofazat Trifazat 230/240 V Trifazat (A) 230/240 V Monofaz. 400/415 V 400/415 V 3 5…6 9…12 NS100N/H/L TM16D5 8…9 14…16 NS100N/H/L TM05D7…9 13…16 22…28 NS100N/H/L TM40D12…15 20…25 35…44 NS100N/H/L TM63D16…19 26…32 45…56 NS100N/H/L TM80D18…23 32…40 55…69 NS160N/H/L TM100D23…29 40…50 69…87 NS160N/H/L TM125D29…37 51…64 89…111 NS250N/H/L TM160D37…46 64…80 111…139 NS250N/H/L TM200D

N27

4 Circuite de iluminat

SursŸ de confort Ûi productivitate, iluminatul reprezintŸ cca. 15% din cantitatea de energie consumatŸ Án industrie Ûi 40% Án clŸdiri. Calitatea iluminatului (stabilitatea Ûi continuitatea serviciului) depinde de calitatea energiei electrice absorbite. Alimentarea cu energie electricŸ a reÍelelor de iluminat are, prin urmare mare importanÍŸ. Pentru a ajuta proiectarea reÍelei de alimentare Ûi pentru a simplifica alegerea dispozitivului de protecÍie este prezentatŸ o analizŸ a diferitelor tehnologii de realizare a lŸmpilor. Sunt prezentate de asemenea caracteristici distincte ale circuitelor de iluminat Ûi impactul lor asupra dispozitivelor de comandŸ Ûi protecÍie.

4.1 Diferite tehnologii de realizare a lŸmpilorRadiaÍia luminoasŸ artificialŸ poate fi produsŸ din energie electricŸ Án conformitate cu douŸ principii: incandescenÍŸ Ûi electroluminiscenÍŸ. IncandescenÍa reprezintŸ producerea luminii cu ajutorul creÛterii de temperaturŸ. Cel mai uzual exemplu este un filament ÁncŸlzit prin circulaÍia unui curent electric pÊnŸ la starea de alb. Energia furnizatŸ este transformatŸ Án efect Joule Ûi Án flux luminos.LuminiscenÍa este fenomenul de emisie de cŸtre un material a unei radiaÍii luminoase vizibile sau aproape vizibile. Un gaz (sau vapori) supus unei descŸrcŸri electrice emite radiaÍie luminoasŸ (electroluminiscenÍa gazelor). ÎntrucÊt acest gaz nu conduce la temperaturŸ Ûi presiune normale, descŸrcarea este produsŸ prin generarea unor particule ÁncŸrcate electric care produc ionizarea gazului. Natura, presiunea Ûi temperatura gazului determinŸ spectrul luminii.FotoluminiscenÍa este luminiscenÍa unui material expus unei radiaÍii luminoase sau aproape luminoase (ultraviolet, infraroÛu). CÊnd substanÍa absoarbe radiaÍia ultravioletŸ Ûi emite radiaÍie vizibilŸ care Án scurt timp dupŸ energizare dispare, se vorbeÛte despre fluorescenÍŸ.

LŸmpile cu incandescenÍŸ LŸmpile cu incandescenÍŸ sunt din punct de vedere istoric, cele mai vechi Ûi cele mai des ÁntÊlnite. Ele se bazeazŸ pe principiul filamentului incendescent Ántr-un mediu atmosferic neutru sau vid care ÁmpiedicŸ combustia.Se face o distincÍie Ántre:n balon standardAcesta conÍine un filament de tungsten Ûi este umplut cu un gaz inert (nitrogen Ûi argon sau krypton);n balon cu halogenAcesta conÍine de asemenea un filament de tungsten dar este umplut cu un amestec de halogen Ûi gaz inert (krypton sau xenon). Acest amestec de halogen este responsabil de fenomenul regenerŸrii filamentului ceea ce mŸreÛte durata de viaÍŸ a lŸmpilor Ûi evitŸ Ánnegrirea. Aceasta permite de asemenea o temperaturŸ ridicatŸ a filamentului Ûi prin urmare o luminozitate crescutŸ Án baloane de halogen mici. Principalul dezavantaj al lŸmpilor cu incandescenÍŸ este disiparea unei cantitŸÍi de cŸldurŸ semnificativŸ ceea ce determinŸ o eficienÍŸ luminoasŸ scazutŸ.

LŸmpile fluorescenteAceastŸ familie cuprinde tuburile fluorescente Ûi lŸmpile fluorescent compacte. Tehnologia lor este cunoscutŸ Án mod uzual ca “mercur de joasŸ presiune”.În tuburile fluorescente o descŸrcare electricŸ determinŸ ca electronii sŸ se ciocneascŸ cu ionii vaporilor de mercur rezultÊnd radiaÍii ultravilote datoritŸ energizŸrii atomilor de mercur. Materialul fluorescent care acoperŸ interiorul tubului transformŸ aceastŸ radiaÍie Án radiaÍie vizibilŸ.Tuburile fluorescente disipŸ mai puÍinŸ cŸldura Ûi au o duratŸ mai mare de viaÍŸ decÊt lŸmpile cu incandescenÍŸ, dar ele necesitŸ un dispozitiv de amorsare denumit “starter” Ûi un dispozitiv pentru limitarea curentului din arc dupŸ amorsare. Acest dispozitiv denumit “balast” este Án mod uzual o bobinŸ amplasatŸ Án serie cu arcul.LŸmpile fluorescente compacte se bazeazŸ pe acelaÛi principiu ca Ûi tuburile fluorescente. FuncÍiile starterului Ûi balastului sunt Ándeplinite de un circuit electronic (integrat Án lampŸ) cea ce permite utilizarea unor tuburi de dimensiuni mici. LŸmpile fluorescent compacte (vezi Fig. N35) au fost dezvoltate pentru a Ánlocui lŸmpile fluorescente. Ele permit o economie semnificativŸ de energie (15 W Án loc de 75 W) pentru acelaÛi nivel de iluminare Ûi au o duratŸ de viaÍŸ crescutŸ.LŸmpile cunoscute ca de tip “cu inducÍie” sau “fŸrŸ electrozi” funcÍioneazŸ pe principiul ionizŸrii gazului existent Án tub datoritŸ unui cÊmp electromagnetic de foarte mare frecvenÍŸ (pÊnŸ la 1 GHz). Durata lor de viaÍŸ poate fi de cca. 100000 de ore.

Fig. N35: LŸmpi fluorescenta compacte [a] standard Ûi [b] cu inducÍie.

a -

b -


N28

LŸmpile cu descŸrcŸri (vezi Fig. N36)Lumina este produsŸ de o descŸrcare electricŸ dintre doi electrozi Án interiorul gazului Ántr-un balon de cuartz. Prin urmare toate aceste lŸmpi necesitŸ un balast pentru a limita curentul arcului. Mai multe tehnologii au fost dezvoltate pentru diferite aplicaÍii.LŸmpile cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu la joasŸ presiune se caracterizeazŸ prin cea mai mare emisie de luminŸ. TotuÛi factorul de redare a culorilor este foarte slab deoarece au radiaÍie monocromaticŸ oranj.LŸmpile cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu la ÁnaltŸ presiune produc o luminŸ albŸ cu uÛoarŸ nuanÍŸ de oranj.În cazul lŸmpilor cu descŸrcŸri Án vapori de mercur de ÁnaltŸ presiune descŸrcarea se produce Ántr-un balon ceramic sau de cuartz la presiune ÁnaltŸ. Aceste lŸmpi se numesc lŸmpi fluorescente cu descŸrcare Án mercur. Ele produc o luminŸ caracteristicŸ alb-albŸstruie.LŸmpile cu halogenuri metalice sunt ultima tehnologie. Ele produc luminŸ cu un spectru larg de culori. Utilizarea tuburilor ceramice oferŸ o eficenÍŸ luminoasŸ sporitŸ Ûi o mai bunŸ stabilitate a culorilor.

Diode emiÍŸtoare de luminŸ (LED)Principiul acestor LED-uri este emisia de luminŸ de cŸtre un element semiconductor parcurs de un curent electric. Ele sunt uzual utilizate Án numeroase aplicaÍii, dar dezvoltŸrile recente de diode albe sau albastre avÊnd un flux luminos sporit, deschid noi perspective, Án special Án cea ce priveÛte semnalizŸrile (semafoare, iluminatul de urgenÍŸ sau al indicatoarelor de EXIT). LED-urile sunt dispozitive ce necesitŸ un curent mic Ûi tensiune joasŸ Ûi, prin urmare, se preteazŸ alimentŸrii de la baterii. În situÍia alimentŸrii de la reÍea se impune utilizarea unui convertor.Avantajul LED-urilor este consumul lor energetic scŸzut. Ca urmare ele funcÍioneazŸ la temperaturŸ foarte scŸzutŸ Ûi Án consecinÍŸ au o duraÍŸ de viaÍŸ foarte mare. Ca simplŸ observaÍie, o diodŸ emite o luminŸ de intensitate redusŸ. O instalaÍie de iluminat de mare putere necesitŸ, prin urmare, conectarea unui numŸr mare de astfel de unitŸÍi Án serie Ûi paralel.

Fig. N36: LŸmpile cu descŸrcŸri.

Tab. N37: Utilizarea Ûi caracteristicile tehnice ale surselor de luminŸ.


Tehnologie AplicaÍii Avantaje Dezavantaje Incandescent n UtilizŸri casnice n Conectare directŸ fŸrŸ n EficienÍŸ energeticŸ scŸzutŸ standard n Iluminat local decorativ utilizarea unui alt dispozitiv Ûi consum energetic ridicat n PreÍ de achiziÍie acceptabil n Cantitate semnificativŸ de n Dimensiune compactŸ cŸldurŸ disipatŸ n Iluminare instantanee n DuratŸ de viaÍŸ micŸ n Redare bunŸ a culorilor Incandescent n Iluminat tip spot n Conectare directŸ n EficienÍŸ luminoasŸ medie halogen n Iluminat intens n Eficacitate instantanee n Redare excelentŸ a culorilorTub fluorescent n Magazine, birouri, ateliere n EficienÍŸ luminoasŸ ridicatŸ n Intensitate luminoasŸ scŸzutŸ n Iluminat exterior n Redare moderatŸ a culorilor a unei singure unitŸÍi n Sensibilitate la temp. extremeLampŸ n UtilizŸri casnice n EficienÍŸ luminoasŸ bunŸ n InvestiÍie iniÍialŸ ridicatŸ fluorescentŸ n Birouri n Redare bunŸ a culorilor Án compareÍie cu lŸmpile compactŸ n Înlocuiri de lŸmpi incandescente incandescenteVapori de mercur n Ateliere, hale, hangare n EficienÍŸ luminoasŸ ridicatŸ n Aprinderea Ûi reaprinderea se la ÁnaltŸ presiune n Fabrici n Redare acceptabilŸ a culorilor realizeazŸ Án cÊteva minute n Dimensiuni compact n DuratŸ de viaÍŸ lungŸ Sodiu la ÁnaltŸ n Iluminat exterior n Foarte bunŸ eficienÍŸ n Aprinderea Ûi reaprinderea se presiune n Hale largi luminoasŸ realizeazŸ Án cÊteva minuteSodiu la joasŸ n Iluminat exterior n Vizibilit. bunŸ pe timp de ceaÍŸ n DuratŸ de aprindere lungŸ (5 min) presiune n Iluminat de securitate n Economic de utilizat n Redare mediocrŸ a culorilorHalogenuri n Zone Ántinse n EficienÍŸ luminoasŸ bunŸ n Aprinderea Ûi reaprinderea se metalice n Hale cu plafoane Ánalte n Redare bunŸ a culorilor realizeazŸ Án cÊteva minute n DuratŸ de viaÍŸ lungŸ LED n Semnalizare (semafor cu n Insensibile la un numŸr mare n NumŸr limitat de culori 3 culori, semne EXIT Ûi de comutŸri n Intensitate luminoasŸ scŸzutŸ a luminare de siguranÍŸ) n Consum energetic scŸzut unei singure unitŸÍi n TemperaturŸ scŸzutŸ

Tehnologie Putere (W) EficienÍŸ (Lm/W) DuratŸ de viaÍŸ (ore)IncandescenÍŸ standard 3 - 1.000 10 - 15 1.000 - 2.000IncandescenÍŸ halogen 5 - 500 15 - 25 2.000 - 4.000Tub fluorescent 4 - 56 50 - 100 7.500 - 24.000LampŸ fluorescentŸ compactŸ 5 - 40 50 - 80 10.000 - 20.000Vapori de mercur la ÁnaltŸ pres. 40 - 1.000 25 - 55 16.000 - 24.000Vapori de sodiu la ÁnaltŸ pres. 35 - 1.000 40 - 140 16.000 - 24.000Vapori de sodiu la joasŸ pres. 35 - 180 100 - 185 14.000 - 18.000Halogenuri metalice 30 - 2.000 50 - 115 6.000 - 20.000LED 0,05 - 0,1 10 - 30 40.000 – 100.000

N29

Fig. N38: FormŸ de undŸ de tensiune de alimentare printr-un dimmer, la 50% din tensiunea maximŸ, cu urmatoarele tehnici:[a]: cut - on control[b]: cut - off control.

Fig. N39: Procentajul armonicii de ordinul trei de curent Án funcÍie de puterea aplicatŸ unei lŸmpi cu incandescenÍŸ utilizÊnd un dimmer electronic.


4.2 Caracteristicile electrice ale lŸmpilorLŸmpi cu incandescenÍŸ cu alimentare directŸDatoritŸ temperaturii foarte Ánalte a filamentului Án timpul funcÍionarii (pÊnŸ la 2500° C ), rezistenÍa sa variazŸ foarte mult Ántre situaÍia Án care lampa este stinsŸ Ûi situaÍia Án care lampa este aprinsŸ. ÎntrucÊt rezistenÍa sa la rece este micŸ, la amorsare apare un vÊrf de curent care poate atinge de 10 - 15 ori curentul nominal, pentru mai multe ms.Acest lucru este valabil atÊt pentru lŸmpile obiÛnuite cÊt Ûi pentru lŸmpile cu halogen Ûi impune o reducere a numŸrului de lŸmpi care pot fi acÍionate de cŸtre dispozitivele de comandŸ, cum ar fi: Ántreruptoare, contactoare modulare sau relee pentru bare capsulate.

LŸmpi cu halogen de foarte joasŸ tensiune (FJT)n Anumite lŸmpi cu halogen de puteri mici sunt alimentate cu tensiuni foarte joase de 12 sau 24 V, via un transformator sau un convertizor electronic. În cazul alimentŸrii prin transformator, fenomenul de magnetizare se combinŸ, la amorsare, cu cel de variaÍie al rezistenÍei filamentului. Curentul de amorsare poate atinge de 50 - 75 ori curentul nominal, pentru cÊteva ms. Utilizarea unui variator de iluminat (dimmer) amplasat Án amonte, poate reduce Án mod semnificativ acest curent.n Pentru aceeaÛi putere, convertizoarele electronice sunt mult mai scumpe decÊt soluÍia cu transformator. Acest handicap comercial este compensat prin avantaje legate de uÛurinÍa sporitŸ de instalare, deoarece cŸldura disipatŸ este redusŸ, ele pot fi amplasate chiar Ûi pe un suport inflamabil. Mai mult, ele au ÁncorporatŸ Ûi protecÍia termicŸ.Noile lŸmpi cu halogen de foarte joasŸ tensiune sunt acum disponibile cu transformator integrat Án soclul lor. Ele pot fi alimentate direct Ûi pot Ánlocui lŸmpile uzuale, fŸrŸ nici o adaptare specialŸ.

VariaÍia iluminŸrii Án cazul lŸmpilor cu incandescenÍŸÎn cazul lŸmpilor cu incandescenÍŸ, variaÍia iluminŸrii poate fi obÍinutŸ prin variaÍia tensiunii aplicate lŸmpii.VariaÍia tensiunii se realizeazŸ, Án mod uzual de cŸtre dispozitive precum Ántreruptor cu Triac, prin variaÍia unghiului de aprindere de-a lungul perioadei tensiunii. Forma de undŸ a tensiunii aplicate lŸmpii este indicatŸ Án Fig. N38a. AceastŸ tehnicŸ, cunoscutŸ sub numele de “cut-on control” este adecvatŸ pentru alimentarea sarcinilor rezistive sau inductive. AltŸ tehnicŸ adecvatŸ pentru alimentarea circuitelor capacitive a fost dezvoltatŸ cu componente electronice MOS Ûi IGBT. AceastŸ tehnicŸ variazŸ tensiunea prin Ántreruperea curentului Ánainte de sfÊrÛitul semiperioadei (vezi Fig. N38b) Ûi este cunoscutŸ sub numele de “cut-off control”.Aprinderea Án mod treptat a unei lŸmpi reduce, de asemenea sau chiar eliminŸ, vÊrful de curent de la amorsare.ÎntrucÊt curentul prin lampŸ este distorsionat de cŸtre aprinderea electronicŸ, se produc armonici de curent . Armonica de ordinul 3 este predominantŸ, iar procentajul armonicii de ordinul 3 Án raport cu valoarea maximŸ a fundamentalei de curent (la puterea maximŸ) este reprezentat Án Fig. N39.De notat faptul cŸ, Án practicŸ, puterea aplicatŸ lŸmpii cu ajutorul dimmer-ului poate varia Ántre 15 - 85% din puterea maximŸ a lŸmpii.


N30

În conformitate cu standardul CEI 61000-3-2 care stabileÛte limitele emisiilor de armonici pentru sistemele electrice Ûi electronice avÊnd curentul i 16 A, se aplicŸ urmŸtoarele:n pentru dimmerele independente pentru lŸmpi cu incandescenÍŸ avÊnd puteri nominale mai mici sau egale cu 1 kW nu se stabilesc limite;n pentru alte puteri sau pentru echipament de iluminat incandescent cu dimmere Áncorporate sau amplasate Ántr-o carcasŸ, valoarea maxim admisibilŸ pentru armonica 3 de curent este egalŸ cu 2,30 A.

LŸmpi fluorescente cu balast magneticTuburile fluorescente Ûi lŸmpile cu descŸrcŸri au nevoie ca intensitatea arcului electric sŸ fie limitatŸ, iar aceastŸ funcÍie este ÁndeplinitŸ de cŸtre o bobinŸ (sau balast magnetic), amplasatŸ Án serie cu lampa (vezi Fig. N40).Acest aranjament este cel mai des ÁntÊlnit Án aplicaÍiile casnice cu un numŸr limitat de tuburi. ÎntrerupŸtorului care comandŸ aprinderea/stingererea acestor tuburi nu i se impune nici o condiÍie.Variatoarele de iluminat tip dimmer nu sunt compatibile cu balasturile magnetice: anularea tensiunii pentru o fracÍiune de perioadŸ Ántrerupe descŸrcarea Ûi duce la stingerea lŸmpii.Starterul ÁndeplineÛte douŸ funcÍii: preÁncŸlzeÛte tubul fluorescent iar apoi, genereazŸ o supratensiune pentru a amorsa tubul. AceastŸ supratensiune este generatŸ prin deschiderea unui contact (comandat de un Ántreruptor termic) care Ántrerupe circulaÍia curentului prin balastul magnetic.În timpul funcÍionŸrii starterului (aprox. 1 s) curentul care circulŸ prin corpul de iluminat este de aproximativ 2 ori curentul nominal.ÎntrucÊt curentul prin tub Ûi balast este Án mod esenÍial inductiv, factorul de putere este foarte scŸzut (Án medie Ántre 0,4 Ûi 0,5). În instalaÍiile alcŸtuite dintr-un numŸr mare de tuburi, este necesar sŸ se asigure compensarea, pentru ÁmbunŸtŸÍirea factorului de putere.Pentru instalaÍiile de iluminat mari, compensarea centralizatŸ cu baterii de condensatoare este o soluÍie posibilŸ, dar cel mai adesea acestŸ compensare este inclusŸ la nivelul fiecŸrui corp de iluminat, Án diferite moduri (vezi Fig. N41).

Fig. N40: Balast magnetic.


Condensatoarele sunt dimensionate astfel ÁncÊt factorul de putere global sŸ fie mai mare de 0,85. În cele mai uzuale cazuri de compensare paralel, capacitŸÍile lor sunt Án jur de 1 µF pentru 10 W putere activŸ, pentru orice tip de lampŸ. TotuÛi, aceastŸ compensare este incompatibilŸ cu ÁntrerupŸtoarele cu variatoare de luminŸ.

LimitŸri care afecteazŸ compensareaDispunerea Án cazul compensŸrii paralel creeazŸ anumite limitŸri amorsŸrii lŸmpii.ÎntrucÊt condensatoarele sunt, iniÍial, descŸrcate, conectarea lor produce supracurent. De asemenea, apare o supratensiune datoritŸ oscilaÍiilor Án circuit, create de capacitate Ûi inductanÍa reÍelei.UrmŸtorul exemplu poate fi utilizat pentru a determina ordinele de mŸrime ale amplitudinii.

Fig. N41: Diferite moduri de compensare: [a] paralel, [b] serie; [c] dual serie, numitŸ “duo”, Ûi domeniile lor de utilizare.

Mod de compensare AplicaÍii ObservaÍii FŸrŸ compensare Casnic Un singur corp de iluminat fluorescent Paralel [a] Birouri, aleliere, Risc de supracurenÍi pentru echipamentele supermarket-uri de comandŸSerie [b] Alegerea unor condensatoare cu tensiuni de funcÍionare Ánalte (450 la 480 V)Duo [c] EvitŸ flicker-ul

N31

Fig. N42: Tensiunea Ûi curenÍii la amorsare.


În realitate, limitŸrile sunt mult mai puÍin severe datoritŸ impedanÍei cablurilor. Amorsarea grupurilor de tuburi fluorecente are o singurŸ limitare specificŸ. CÊnd un grup de tuburi fluorescente este conectat, condensatoarele din aceste tuburi, care sunt deja energizate, contribuie la valoarea curentului de amorsare Án momentul conectŸrii celui de-al doile grup de tuburi: ele amplificŸ curentul de vÊrf din dispozitivul de comandŸ Án momentul conectŸrii celui de-al doilea grup.

Presupunem un ansamblu de 50 de tuburi fluorescente de 36 W fiecare, avÊnd:n puterea activŸ totalŸ: 1800 W;n puterea aparentŸ: 2 kVA;n valoarea eficace a curentului: 9 A;n vÊrful de curent: 13 A.cu:n capacitatea totalŸ: C = 175 µF;n inductanÍe de linie (corespunzŸtoare unui curent de scurtcircuit de 5 kA): l = 150 µH.Curentul maxim de vÊrf la conectare este egal cu:

Curentul maxim de vÊrf la conectare poate atinge Án acest caz de 27 de ori curentul de vÊrf Án timpul funcÍionŸrii normale.Formele de undŸ de tensiune Ûi de curent la amorsare sunt date Án Fig. N42 pentru Ántreruptorul care se Ánchide Án momentul Án care tensiunea are valoarea maximŸ de vÊrf.ExistŸ totuÛi un risc de sudare a contactelor electromecanice ale dispozitivului de comandŸ (Ántreruptor de la distanÍŸ, contactor, Ántreruptor) sau de distrugere Án cazul Ántreruptoarelor statice.


N32

Tabelul N43, rezultat din mŸsurŸtori, specificŸ amplitudinea primului vÊrf de curent, pentru diferite valori prezumate de curent de scurtcircuit, Isc. Se observŸ faptul cŸ, curentul de vÊrf poate fi de 2 - 3 ori mai mare, Án funcÍie de numŸrul de tuburi deja Án funcÍiune la momentul conectŸrii unui alt grup de tuburi.

Fig. N44: Balast electronic.


Oricum, conectarea secvenÍialŸ a fiecŸrui grup de tuburi este recomandatŸ, pentru a se reduce curentul de vÊrf Án Ántreruptorul principal.Cele mai recente balasturi magnetice sunt cunoscute sub denumirea de “pierderi reduse” (low-loss). Circuitul magnetic a fost optimizat, dar principiul de funcÍionare rŸmÊne acelaÛi. Noua generaÍie de balasturi devine din ce Án ce mai utilizatŸ sub influenÍa noilor reglementŸri (Directive Europene, Energy Policy Act - USA).În aceste condiÍii, utilizarea balasturilor electronice este tot mai ÁntÊlnitŸ Án detrimentul balasturilor magnetice.

LŸmpile fluorescente cu balasturi electroniceBalasturile electronice Ánlocuiesc balasturile magnetice Án alimentarea tuburilor fluorescente (inclusiv a lŸmpilor fluorescente compacte) Ûi a lŸmpilor cu descŸrcŸri. Ele Ándeplinesc, de asemenea, funcÍia de “starter” Ûi nu au nevoie de condensator pentru compensare.Principiul balastului electronic (vezi Fig. N44) constŸ Án alimentarea arcului lŸmpii printr-un dispozitiv electronic care genereazŸ o formŸ de undŸ de tensiune alternativŸ rectangularŸ cu o frecvenÍŸ Ántre 20 - 60 kHz. AlimentÊnd arcul lŸmpii cu tensiune de ÁnaltŸ frecvenÍŸ se poate elimina total flicker-ul Ûi efectele stroboscopice. Balastul electronic este complet silenÍios.În timpul perioadei de preÁncŸlzire a lŸmpii cu descŸrcŸri, acest balast alimenteazŸ lampa cu tensiune Án creÛtere, la un curent, practic constant. În condiÍii normale, acesta regleazŸ tensiunea aplicatŸ lŸmpii independent de orice fluctuaÍie de tensiune care existŸ pe linia de alimentare.ÎntrucÊt arcul este alimentat Án condiÍii optime de tensiune, aceasta conduce la economii de energie cuprinse Ántre 5 - 10% Ûi la o creÛtere importantŸ a duratei de viaÍŸ a lŸmpii. Mai mult, randamentul balastului electronic poate depŸÛi 93%, Án timp ce randamentul balastului magnetic este de doar 85%.Factorul de putere este ridicat (> 0,9).Balastul electronic este, de asemenea, utilizat pentru a Ándeplini funcÍia de dimmer. De fapt, prin variaÍia frecvenÍei, variazŸ amplitudinea curentului arcului Ûi, deci, intensitatea fluxului luminos.

Curentul de amorsareProblema principalŸ pe care o creeazŸ balastul electronic asupra liniei de alimentare este cea a curentului mare de amorsare pe Ántreruptorul de conectare, conectat la sarcina iniÍialŸ. (vezi Tab. N45).

Tab. N45: Amplitudinea curenÍilor de amorsare Án funcÍie de tehnologia utilizatŸ.

Tehnologia Curentul max. la amorsare DuratŸ Redresor cu corecÍia 30 la 100 In i 1 ms factorului de putereRedresor cu bobina 10 la 30 In i 5 ms Balast magnetic i 13 In 5 la 10 ms

Tab. N43: Amplitudinea curentului de vÊrf Án Ántreruptoarele de comandŸ Án momentul conectŸrii unui al doilea grup de tuburi.

NumŸr de tuburi NumŸr de tuburi Curentul de vÊrf la amorsare (A)deja Án funcÍiune conectate Isc = 1.500 A Isc = 3.000 A Isc = 6.000 A0 14 233 250 320 14 14 558 556 575 28 14 608 607 624 42 14 618 616 632

N33

Fig. N46 :Forma de curent absorbitŸ de o lampŸ fluorescentŸ compactŸ.


Balasturile electronice au, Án general, condensatoare amplasate Ántre conductoarele sursei de alimentare Ûi pŸmÊnt. Aceste condensatoare sunt responsabile de circulaÍia unui curent permanent de scurgere de ordinul a 0,5 - 1 mA/balast. De aici rezultŸ limitarea numŸrului maxim de balasturi care pot fi protejate printr-un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual.La punerea sub tensiune, sarcina iniÍialŸ a acestor condensatoare poate, de asemenea, cauza circulaÍia unui curent de vÊrf a cŸrui amplitudine poate atinge cÊÍiva amperi pentru cca. 10 µs. Acest vÊrf de curent poate determina declanÛŸri intempestive a unor dispozitive de protecÍie neadecvate.

Pentru a echilibra sarcinile Ántre faze circuitele de iluminat sunt, de obicei, conectate Ántre faze Ûi neutru, Án mod echilibrat. În aceste condiÍii, nivelul ridicat al armonicii 3 Ûi al celor multiplu de 3 determinŸ o suprasarcinŸ pe conductorul neutru. Cazul cel mai defavorabil conduce la un curent pe conductorul neutru care poate atinge √3 ori curentul de pe fazŸ.Limitele distorsiunilor armonice pentru sistemele electrice Ûi electronice sunt specificate Án standardul CEI 61000-3-2. Pentru simplificare, mai jos, sunt prezentate pentru echipamentele de iluminat, limitele armonicile de ordin 3 Ûi 5 care sunt, de altfel, cele mai relevante (vezi Tab. N47).

În realitate, datoritŸ impedanÍelor conductoarelor, curenÍii de amorsare pentru un ansamblu de lŸmpi sunt mult mai mici decÊt aceste valori, de cca. 5 - 10 In pentru mai puÍin de 5 ms. Spre deosebire de cazul balasturilor magnetice, acest curent de amorsare nu este ÁnsoÍit de nici o supratensiune.

CurenÍii armoniciÎn cazul balasturilor asociate lŸmpilor cu descŸrcare, de puteri mari, curentul absorbit din reÍeaua de alimentare are un factor de distorsiune armonicŸ totalŸ scŸzut (< 20Án general Ûi < 10% pentru dispozitivele mai sofisticate). Din contrŸ, balasturile asociate lŸmpilor de micŸ putere, Án particular, lŸmpilor fluorescente compacte, produc Án reÍea un curent foarte distorsionat (vezi Fig. N46). Coeficientul total de distorsiune armonicŸ poate atinge 150%. În aceste condiÍii, valoarea eficace acurentului absorbit din reÍeaua de alimentare ajunge la 1,8 ori curentul corespunzŸtor unei lŸmpi de putere activŸ, ceea ce corespunde unui factor de putere de 0,55.

Tab. N47: Curentul armonic maxim admisibil.

Ordinul Putere activŸ > 25 W Putere activŸ i 25 W armonicii Se aplicŸ una din urmŸtoarele limite: % din valoarea % din valoarea Curentul armonicii relativ fundamentalei de curent fundamentalei de curent la puterea activŸ 3 30 86 3,4 mA/W 5 10 61 1,9 mA/W


N34

Emisii de ÁnaltŸ frecvenÍŸBalasturile electronice sunt responsabile de anumite emisii radiante Ûi conductoare de ÁnaltŸ frecvenÍŸ.Tensiunea rapid crescŸtoare, aplicatŸ conductoarelor balastului determinŸ pulsuri de curent care circulŸ prin condensatoare cŸtre pŸmÊnt. Ca rezultat, curenÍi aleatori circulŸ prin conductorul de protecÍie Ûi prin conductoarele sursei de alimentare. DatoritŸ frecvenÍei Ánalte a acestor curenÍi, existŸ radiaÍie electromagneticŸ. Pentru a limita aceste radiaÍii electromagnetice de ÁnaltŸ frecvenÍŸ, lampa trebuie amplasatŸ Án imediata vecinŸtate a balastului, astfel reducÊndu-se lungimea celor mai importante conductoare radiante.

Diferite moduri de alimentare (vezi Tab. N48)

Tehnologia Mod de alimentare Alte dispozitive Incandescent standard Direct de la reÍea Întreruptor cu disp. de reglareHalogen incandescent a fluxului luminos (dimmer) Halogen incandescent la TFJ Transformator Convertor electronicTub fluorescent Balast magnetic Ûi starter Balast electronic Dimmer electronic + balast LampŸ fluorescentŸ compactŸ Balast electronic Áncorporat Vapori de mercur Balast magnetic Balast electronic Vapori de sodiu ÁnaltŸ presiune Vapori de sodiu joasŸ presiune Halogenuri metalice

Tab. N48: Diferite tipuri de alimentare a lŸmpilor.


4.3 LimitŸri Ûi recomandŸri referitoare la dispozitivele de iluminat Curentul care circulŸ prin lŸmpiRiscuri AceastŸ mŸrime este prima care ar trebui luatŸ Án considerare atunci cÊnd se proiecteazŸ o instalaÍie, altfel este foarte probabil ca protecÍia la suprasarcinŸ sŸ declanÛeze Ûi sŸ lase utilizatorii Án Ántuneric.Este evident faptul cŸ, pentru determinarea sa trebuie luat Án considerare consumul tuturor componentelor, Án special, Án cazul instalaÍiilor de iluminat fluorescent, ÁntrucÊt puterea consumatŸ de balast trebuie sŸ se adauge celei a tuburilor sau a baloanelor.

SoluÍiePentru iluminatul incendescent trebuie amintit faptul cŸ tensiunea de linie poate depŸÛi valoarea sa nominalŸ cu cca. 10%, ceea ce poate determina o creÛtere a curentului absorbit.Pentru iluminatul fluorescent, dacŸ nu este altfel specificat, puterea balastului magnetic poate fi aproximatŸ ca fiind cca. 25% din cea a balonului. În cazul balasturilor electronice, aceastŸ putere este mai micŸ, cuprinsŸ Ántre 5 - 10%.Pragurile de declanÛare a protecÍiei la supracurent trebuie, prin urmare, calculate Án funcÍie de puterea totalŸ Ûi de factorul de putere, mŸrimi calculate pentru fiecare circuit.

SupracurenÍi la punerea sub tensiuneRiscuriDispozitivele utilizate pentru protecÍia Ûi comanda circuitelor de iluminat sunt cele precum: relee, triace, teleruptoare, contactoare, Ántreruptoare.Cea mai importantŸ condiÍie pusŸ acestor dispozitive este legatŸ de vÊrful de curent la punerea sub tensiune.Acest vÊrf de curent depinde de tehnologia lŸmpilor utilizate, dar, de asemenea, de caracteristicile instalaÍiei (puterea transformatorului de alimentare, lungimea cablurilor, numŸrul de lŸmpi) Ûi de momentul conectŸrii Án raport cu perioada tensiunii de linie. Un vÊrf de curent de valoare mare, deÛi trecŸtor, poate determina sudarea contactelor electromecanice ale dispozitivelor de comandŸ sau distrugerea dispozitivelor electronice (de comutare staticŸ).

N35Fig. N50: CT standard + contactor [a]. CT+ contactor cu acÍionare manualŸ, buton pentru selectarea modului de funcÍionare Ûi indicator cu lampŸ care aratŸ modul de operare ales [b], Ûi Merlin Gerin - Gama TL + Ántreruptor de comandŸ de la distanÍŸ [c].

a b c


ExistŸ totuÛi o tehnicŸ pentru limitarea vÊrfului de curent la punerea sub tensiune a circuitelor cu comportare capacitivŸ (balasturile magnetice amplasate Án paralel cu condensatoarele Ûi balasturile electronice). Aceasta constŸ Án a ne asigura de faptul cŸ, conectarea circuitelor la sursa de alimentare se face la momentul trecerii prin zero a tensiunii. Numai Ántreruptoarele electronice oferŸ aceastŸ posibilitate (vezi Fig. N50a). AceastŸ tehnicŸ s-a dovedit a fi utilŸ la proiectarea circuitelor de iluminat noi.Recent, au fost dezvoltate dispozitive cu tehnologii hibride care combinŸ Ántreruptoarele electronice (care Ánchid circuitul la trecerea prin zero a tensiunii) cu contactoarele electromecanice care, apoi, le scurtcircuiteazŸ (reducerea pierderilor Án semiconductoare, vezi Fig. N50b).

DouŸ soluÍiiDatoritŸ curenÍilor la punerea sub tensiune, majoritatea releelor obiÛnuite sunt incompatibile cu sistemele de alimentare ale dispozitivelor de iluminat. Se fac, de obicei, urmŸtoarele recomandŸri:n limitarea numŸrului de lŸmpi care urmeazŸ sŸ fie conectate pe un circuit protejat de un singur dispozitiv de protecÍie, astfel ÁncÊt, puterea totalŸ sŸ fie mai micŸ decÊt puterea maximŸ admisibilŸ a dispozitivului;n verificarea, ÁmpreunŸ cu producŸtorul, limitelor pe care acesta le stipuleazŸ pentru dispozitive. AceastŸ mŸsurŸ de prevedere este Án mod particular importantŸ atunci cÊnd se Ánlocuiesc lŸmpi cu incandescenÍŸ cu lŸmpi fluorescent compacte.Ca un exemplu, Tab. N49 indicŸ numŸrul maxim de tuburi fluorescente compensate care pot fi comandate de cŸtre diferite dispozitive cu curentul nominal de 16 A. De menÍionat faptul cŸ numŸrul de tuburi comandate trebuie sŸ fie substanÍial sub numŸrul corespunzŸtor puterii maxime a dispozitivelor.

Tab. N49: NumŸrul de tuburi controlate este substanÍial mai mic decÊt numŸrul corespunzŸtor puterii maxime a dispozitivelor.

Puterea tubului NumŸrul de tuburi NumŸrul maxim de tuburi care pot fi (W) corespunzŸtoare comandate de: puterii de Contactoare Teleruptoare Întreruptoare 16 A x 230 V GC16 A TL16 A C60-16 A CT16 A18 204 15 50 112 36 102 15 25 56 58 63 10 16 34


N36

NumŸrul maxim de lŸmpi care pot fi comandate de un teleruptor Merlin Gerin TL 16 Ûi TL 32 A (alimentate la 230 V, tensiune monofazatŸ)

Tab. N51: NumŸrul maxim de lŸmpi controlate de cŸtre dispozitive Merlin Gerin TL16 A Ûi TL 32 A.


Tipul de lampŸ Puterea lŸmpii (W) TL 16A TL 32AIncandescent standard 40 40 106 60 25 66 75 20 53 100 16 42 200 8 21 Putere totalŸ 1600 W 4260 WHalogen incandescent 300 5 13 500 3 8 1000 1 4 1500 1 2 Putere totalŸ 1500 W 4000 W Halogen la foarte 20 70 180 joasŸ tensiune 50 28 74 75 19 50 100 14 37 Putere totalŸ 1400 W 3700 W Tub fluorescent 18 70 186 necompensat 36 35 73 58 21 55 Putere totalŸ 1300 W 3400 WTub fluorescent 18 50 133 compensat 36 25 66 58 16 42 Putere totalŸ 930 W 2400 WLampŸ fluorescentŸ 2x18 56 148 dublŸ compensatŸ 2x36 28 74 2x58 17 45 Putere totalŸ 2000 W 5300 WLampŸ fluorescentŸ 16 80 212cu balast electronic 32 40 106 50 26 69 Putere totalŸ 1300 W 3400 W LampŸ fluorescentŸ 2x16 40 106dublŸ cu balast 2x32 20 53 electronic 2x50 13 34 Putere totalŸ 1300 W 3400 WSodiu de joasŸ presiune 55 24 63 90 15 40 135 10 26 180 7 18 Putere totalŸ 1300 W 3400 WSodiu ÁnaltŸ presiune, 250 5 13Halogenuri metalice 400 3 8 1000 1 3 Putere totalŸ 1300 W 3400 W

N37

Tab. N52: NumŸrul maxim de lŸmpi comandate de contactoare Telemecanique GC Ûi Merlin Gerin CT.


NumŸrul maxim de lŸmpi care pot fi comandate de cŸtre contactoare Telemecanique GC Ûi Merlin Gerin CT (alimentate la 230 V, tensiune monofazatŸ)

Tipul de Puterea GC16A GC25A GC40A GC63A lŸmpii (W) CT16A CT25A CT40A CT63AIncandescent 40 38 57 115 172 standard 60 30 45 85 125 75 25 38 70 100 100 19 28 50 73 150 12 18 35 50 200 10 14 26 37Halogen 300 7 10 18 25 incandescent 500 4 6 10 15 1000 2 3 6 8Halogen la 20 15 23 42 63 foarte joasŸ tensiune 50 10 15 27 42 75 8 12 23 35 100 6 9 18 27 Tub fluorescent 18 22 30 70 100 necompensat 36 20 28 60 90 58 13 17 35 56 Tub fluorescent 18 15 20 40 60 compensat 36 15 20 40 60 58 10 15 30 43 LampŸ fluorescentŸ 2x18 30 46 80 123 dublŸ compensatŸ 2x36 17 25 43 67 2x58 10 16 27 42 LampŸ fluorescentŸ 18 74 111 222 333cu balast electronic 36 38 58 117 176 58 25 37 74 111 LampŸ fluorescentŸ 2x18 36 55 111 166 dublŸ cu balast 2x36 20 30 60 90 electronic 2x58 12 19 38 57 Sodiu de joasŸ 18 14 21 40 60 presiune 35 3 5 10 15 55 3 5 10 15 90 2 4 8 11 135 1 2 5 7 180 1 2 4 6 Sodiu ÁnaltŸ presiune, 70 6 9 18 25 Halogenuri metalice 150 6 9 18 25 250 2 4 8 12 400 2 3 6 9 1000 1 2 4 6


N38

NumŸrul maxim de balasturi protejate de Ántreruptoare Merlin Gerin C60N / C120 N (numŸrul de corpuri de iluminat pe fazŸ alimentate la 230/400 V)Datele urmatoare (vezi Tab. N53) sunt date considerÊnd curba D de declanÛare a Ántreruptorului (pragul magnetic reglat Ántre 10 Ûi 14 In), ceea ce permite conectarea unui numŸr maxim de corpuri de iluminat, asigurÊnd o protecÍie termicŸ sigurŸ Ûi eliminÊnd riscurile de declanÛare intempestivŸ la punerea sub tensiune.


SoluÍie În primul rÊnd, utilizarea unui conductor de neutru cu secÍiunea jumŸtate din secÍiunea conductorului de fazŸ este interzisŸ, aÛa cum este indicat Án Standardul de Instalare CEI 60364, secÍiunea 523-5-3.În ceea ce priveÛte dispozitivele de protecÍie, este necesar sŸ se utilizeze dispozitive tetrapolare cu protecÍie pe nul (cu excepÍia sistemelor TN-C Án care conductorul PEN, Ándeplinind Ûi funcÍia de conductor de protecÍie, nu poate fi Ántrerupt). Acest tip de dispozitiv poate fi utilizat pentru Ántreruperea tuturor polilor Án cazul apariÍiei unui defect, fenomen necesar cÊnd se alimenteazŸ corpuri de iluminat la tensiunea dintre faze.Dispozitivul de Ántrerupere a circuitului trebuie, prin urmare, sŸ ÁntrerupŸ faza Ûi nulul, Án acelaÛi timp.

Suprasarcina pe conductorul neutruRiscuriÎntr-o instalaÍie care cuprinde, de exemplu, numeroase tuburi fluorescente cu balast electronic alimentate Ántre o fazŸ Ûi neutru, armonicile de ordin 3 Ûi multiplu de 3 pot determina suprasarcinŸ pe conductorul neutru. Tabelul N54 de mai jos prezintŸ valorile procentuale ale armonicii 3, din valoarea fundamentalei de curent, create de iluminat.

Tab. N54: Valori ale armonicii 3 create de iluminat.

Tipul lŸmpii Puterea Modul de Val. tipicŸ a tipicŸ funcÍionare armonicii 3LampŸ cu incandescenÍŸ 100 W VariaÍia nivelului de 5 la 45% cu dimmer iluminare (dimmer)LampŸ cu incandescenÍŸ 25 W Transformator electronic 5% la foarte joasŸ tensiune de foarte joasŸ tensiuneTub fluorescent 100 W Balast magnetic 10% < 25 W Balast electronic 85% > 25 W + compensare 30% LampŸ cu descŸrcare 100 W Balast magnetic 10% Balast electronic 30%

Tab. N53: NumŸrul maxim de balasturi care pot fi conectate pe un circuit protejat de Ántreruptor Merlin Gerin tip C60N / C120N.

Echipament Puterea Curentul nominal al Ántreruptorului automat (A) tubului (W) 1 2 3 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100Balast magnetic 18 4 9 14 29 49 78 98 122 157 196necompensat 36 2 4 7 14 24 39 49 61 78 98 58 1 3 4 9 15 24 30 38 48 60 Balast magnetic 18 7 14 21 42 70 112 140 175 225 281 351 443 562 703compensat 36 3 7 10 21 35 56 70 87 112 140 175 221 281 351 58 2 4 6 13 21 34 43 54 69 87 109 137 174 218 2x18 3 7 10 21 35 58 70 87 112 140 175 221 281 351 2x36 1 3 5 10 17 26 35 43 56 70 87 110 140 175 2x58 1 2 3 6 10 17 21 27 34 43 54 68 87 109Balast 18 5 11 17 35 58 93 117 146 186 230 290 366 electronic 36 4 8 13 26 43 71 90 113 144 179 226 284 58 2 5 10 20 33 58 68 85 109 136 171 215 2x18 4 8 13 26 43 71 90 113 144 179 226 184 2x36 2 5 8 15 26 44 55 69 88 110 137 173 2x58 1 5 5 11 18 30 38 47 61 76 95 120

N39


Supratensiuni RiscuriAÛa cum s-a arŸtat Ántr-o secÍiune anterioarŸ, conectarea circuitelor de iluminat determinŸ un regim tranzitoriu care se caracterizeazŸ printr-un supracurent important. Acest supracurent duce la o fluctuaÍie importantŸ a tensiunii aplicate la bornele sarcinii conectate pe acelaÛi circuit.Aceste fluctuaÍii pot influenÍa funcÍionarea corectŸ a sarcinilor sensibile (calculatoare, controllere de temperaturŸ, etc.).

SoluÍiaEste recomandabil sŸ se separe sursa de alimentare pentru aceste sarcini sensibile de sursa de alimentare a circuitelor de iluminat.

Sensibilitatea dispozitivelor de iluminat la perturbaÍiile de tensiuneÎntreruperile scurten RiscuriÎn cazul Ántreruperii tensiunii de alimentare, lŸmpile cu descŸrcare au nevoie de un timp de reaprindere de cÊteva minute.n SoluÍia Poate fi realizat un iluminat parÍial, utilizÊnd lŸmpi cu reaprindere instantanee (lŸmpi cu incandescenÍŸ sau tuburi fluorescente, lŸmpi cu descŸrcare cu “reaprindere caldŸ”), dacŸ cerinÍele de siguranÍŸ o impun. Circuitul sŸu de alimentare va fi, Án funcÍie de norme, distinct de cel care alimenteazŸ sistemul principal de iluminat.

FluctuaÍiile de tensiunen RiscuriMajoritatea dispozitivelor de iluminat (cu excepÍia lŸmpilor alimentate cu balasturi electronice) sunt sensibile la fluctuaÍiile rapide de tensiune. Aceste fluctuaÍii determinŸ fenomenul de flicker care este neplŸcut pentru utilizatori Ûi poate cauza probleme importante. Aceste probleme depind atÊt de frecvenÍa fluctuaÍiilor cÊt Ûi de amplitudinea acestora.Standardul CEI 61000-2-2 (Nivelele de compatibilitate pentru perturbaÍii de joasŸ frecvenÍŸ) specificŸ amplitudinea maximŸ admisŸ a variaÍiilor de tensiune Án funcÍie de numŸrul de variaÍii pe secundŸ sau pe minut. Aceste fluctuaÍii de tensiune sunt determinate, Án principal, de fluctuaÍiile sarcinilor de puteri mari (cuptoare cu arc, maÛini de sudurŸ, porniri de motoare).

CurenÍii de scurgere cŸtre pŸmÊntRiscuriLa conectare, capacitŸÍile cŸtre pŸmÊnt ale balasturilor electronice pot duce la producerea unor vÊrfuri de curent rezidual care la rÊndul lor pot determina declanÛŸri intempestive ale dispozitivelor de protecÍie.

DouŸ soluÍiiUtilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual care asigurŸ protecÍie Ámpotriva acestor impulsuri de curent este recomandatŸ, chiar esenÍialŸ, atunci cÊnd se echipeazŸ o instalaÍie existentŸ. (vezi Fig. N55).Pentru o instalaÍie nouŸ, pot fi utilizate dispozitive de control electronice sau hibride (contactoare, teleruptoare) care reduc aceste impulsuri de curent (cuplarea se face Án momentul trecerii prin zero a tensiunii).

Fig. N55: Dispozitive de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual care asigurŸ imunitate Ámpotriva impulsurilor de curent (marcŸ Merlin Gerin).


N40

n SoluÍiePot fi utilizate metode speciale pentru reducerea fluctuaÍiilor de tensiune. Nemaivorbind de faptul cŸ, este recomandabil, acolo unde este posibil sŸ se alimenteze circuitele de iluminat printr-o sursŸ independentŸ. Pentru anumite aplicaÍii, este recomandatŸ utilizarea lŸmpilor cu balasturi electronice (spitale, camere curate, sŸli de inspectare, sŸli de computere, etc.).

DezvoltŸri Án echipamentele de comandŸ Ûi protecÍieUtilizarea variatoarelor de iluminat (dimmer-elor) este din ce Án ce mai des ÁntÊlnitŸ. CerinÍele legate de amorsare sunt reduse iar declasarea echipamentelor de control Ûi protecÍie este mai puÍin importantŸ. Au fost introduse noi dispozitive de protecÍie adaptate condiÍiilor impuse de cŸtre circuitele de iluminat, de exemplu, Ántreruptoarele Merlin Gerin Ûi dispozitivele modulare de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual cu imunitate specialŸ, cum sunt Ántreruptoarele ID Ûi tipul s.i. de Ántreruptoare Vigi. Cum echipamentele de comandŸ Ûi protecÍie evolueazŸ, anumiÍi producŸtori pot prezenta o ofertŸ nouŸ referitoare la teleruptoare, dispozitive de management 24 ore, dispozitive pentru comanda iluminatului, reducerea consumului de energie, etc.

4.4 Sisteme de iluminat Án spaÍii publiceIluminatul normalReglementŸrile care stipuleazŸ cerinÍele minime de Ándeplinit pentru clŸdirile publice, Án majoritatea ÍŸrilor Europene sunt urmŸtoarele:n sistemele de iluminat amplasate Án zone accesibile publicului trebuie sŸ fie comandate Ûi protejate independent faÍŸ de sistemele de iluminat dedicate altor spaÍii; n pierderea alimentŸrii unui circuit de iluminat final (de ex.: funcÍionarea fuzibilelor sau declanÛarea Ántreruptorului) nu trebuie sŸ conducŸ la lipsa completŸ a iluminŸrii Án zone destinate sŸ primeascŸ mai mult de 50 de persoane;n protecÍia prin dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD) trebuie sŸ fie realizatŸ de mai multe astfel de dispozitive (trebuie utilizat mai mult decÊt un singur dispozitiv).

Iluminatul de siguranÍŸ Acest subiect include iluminatul semnelor Ûi direcÍiilor de ieÛire de siguranÍŸ Ûi, de asemenea, iluminatul de siguranÍŸ ambiental.

Marcarea ieÛirilor de siguranÍŸÎn zonele Án care pot exista mai mult de 50 de persoane, trebuie sŸ existe indicatoare luminoase ale direcÍiilor de deplasare pentru ieÛirile de siguranÍŸ.

Iluminatul general de siguranÍŸ Iluminatul general este obligatoriu Án zone care pot primi mai mult de 100 de persoane (sau mai mult de 50 de persoane Án zone de subsol).Un defect pe un circuit de iluminat nu trebuie sŸ afecteze nici un alt circuit:n selectivitatea releelor de protecÍie la supracurenÍi Ûi la curenÍi reziduali trebuie sŸ fie totalŸ, astfel ÁncÊt va fi Ántrerupt doar circuitul cu defect;n instalaÍia trebuie sŸ aibŸ sistemul IT sau trebuie sŸ fie Án clasŸ II, adicŸ dublu izolatŸ.

Surse de alimentare pentru iluminatul de siguranÍŸSursele de alimentare pentru sistemele de iluminat de siguranÍŸ trebuie sŸ fie capabile sŸ menÍinŸ alimentarea tuturor lŸmpilor Án cazul cel mai defavorabil care s-ar putea ÁntÊmpla, care, pentru o perioadŸ stabilitŸ, sŸ asigure evacuarea totalŸ din zona respectivŸ, dar minimum o orŸ.

Compatibilitatea Ántre iluminatul de siguranÍŸ Ûi alte pŸrÍi ale instalaÍieiSursele de iluminat de siguranÍŸ trebuie sŸ alimenteze, exclusiv circuitele instalate pentru funcÍionare Án situaÍii de urgenÍŸ.Sistemele de iluminat standby funcÍioneazŸ pentru a menÍine iluminatul Án cazul Ántreruperii circuitelor de iluminat normal (Án general, Án situaÍii care nu sunt de urgenÍŸ). TotuÛi, Ántreruperea iluminatului normal trebuie, Án mod automat, sŸ determine intrarea Án funcÍiune a iluminatului de siguranÍŸ.Sursele centralizate pot fi, de asemenea, utilizate pentru alimentarea de siguranÍŸ dacŸ urmŸtoarele condiÍii sunt simultan Ándeplinite:n acolo unde existŸ mai multe surse, cŸderea uneia trebuie sŸ permitŸ, totuÛi, existenÍa unei capacitŸÍi de alimentare suficiente pentru menÍinerea alimentŸrii tuturor sistemele de siguranÍŸ, eventual prin deconectarea consumatorilor neprioritari (dacŸ este necesar);n cŸderea unei surse sau a unui echipament care vizeazŸ siguranÍa nu trebuie sŸ afecteze celelalte surse Ûi echipamente de siguranÍŸ; n orice echipament de siguranÍŸ trebuie sŸ primeascŸ alimentare de la orice sursŸ.


N41

(1) În cazul unei surse centrale de alimentare de siguranÍŸ circuitele aferente tipurilor A Ûi B trebuie sŸ fie rezistente la foc. Tuburile, dozele de derivaÍie, etc. trebuie sŸ satisfacŸ standardele naÍionale Ûi testele de ÁncŸlzire sau, circuitele trebuie amplasate Án astfel de tuburi de protecÍie, etc. capabile sŸ asigure performanÍe satisfŸcŸtoare Án eventualitatea unui incendiu, pentru cel puÍin o orŸ. (2) Conductoarele circuitelor aferente tipului C nu trebuie sŸ ÁndeplineascŸ condiÍiile stipulate la (1).


Clasificarea iluminatului de siguranÍŸMulte ÍŸri au reglementŸri statutare referitoare la siguranÍa Án clŸdiri Ûi Án zone cu aglomerŸri de persoane.Clasificarea acestor zone conduce la determinarea unor tipuri de soluÍii adecvate Ûi autorizeazŸ utilizarea schemelor de iluminat de siguranÍŸ pentru diferite spaÍii. Clasificarea urmŸtoare este tipicŸ:

Tip AÎn prezenÍa publicului, lŸmpile sunt alimentate permanent Ûi Án totalitate de la o sursŸ centralŸ de alimentare (baterie sau grup electrogen). Aceste circuite trebuie sŸ fie independente de oricare altele(1).

Tip BÎn prezenÍa publicului, lŸmpile sunt alimentate permanent fie:n prin baterii la care lŸmpile sunt permanent conectate Ûi care se alimenteazŸ permanent de la o sursŸ normalŸ de alimentare, fien printr-un grup electrogen ale cŸrui caracteristici asigurŸ alimentarea sarcinilor prioritare, Ántr-o secundŸ (din momentul Án care generatorul funcÍioneazŸ Ûi alimenteazŸ iluminatul de siguranÍŸ), Án eventualitatea cŸderii sursei normale, fien unitŸÍi autonome aprinse, Án mod normal, permanent, care sunt alimentate de la sursa normalŸ de alimentare Ûi rŸmÊn aprinse (cel puÍin pentru o orŸ) la pierderea alimentŸrii normale, datoritŸ bateriilor proprii Áncorporate. Aceste baterii se ÁncarcŸ Án timpul funcÍionŸrii normale. Astfel de unitŸÍi autonome sunt, Án general, echipate cu tuburi fluorescente pentru iluminatul permanent de siguranÍŸ Ûi lŸmpi fluorescente sau cu incandescenÍŸ pentru marcarea semnelor de EXIT Ûi a direcÍiilor de deplasare Án caz de urgenÍŸ. Circuitele pentru toate lŸmpile de siguranÍŸ trebuie sŸ fie independente faÍŸ de alte circuite(1).

Tip CLŸmpile pot fi alimentate sau nu Án condiÍii normale, iar dacŸ sunt alimentate sursa de alimentare poate fi sursŸ de alimentare a iluminatului normal sau sursŸ de alimentare a iluminatului de siguranÍŸ.n Bateriile iluminatului de siguranÍŸ trebuie sŸ fie menÍinute ÁncŸrcate de la sursa normalŸ printr-un sistem automat de ÁncŸrcare, asigurÊnd astfel o capacitate minimŸ de alimentare pentru Ántreg sistemul de iluminat de siguranÍŸ de cel puÍin o orŸ.n Grupul-generator trebuie sŸ fie capabil sŸ alimenteze Ántregul sistem de iluminat de siguranÍŸ Án mai puÍin de 15 secunde de la cŸderea sursei de alimentare normale. Puterea necesarŸ pornirii motorului este asiguratŸ de baterii, capabile sŸ facŸ faÍŸ la 6 ÁncercŸri de pornire, sau de un sistem de aer comprimat. O rezervŸ minimŸ de energie Án cele douŸ sisteme trebuie sŸ fie menÍinutŸ automat.n CŸderea sursei de alimentare de siguranÍŸ trebuie sŸ fie detectatŸ dintr-un numŸr suficient de puncte ale instalaÍiei Ûi semnalizatŸ corespunzŸtor personalului de ÁntreÍineren UnitŸÍile autonome pot fi pentru iluminat permanent sau nepermanent. Circuitele tuturor lŸmpilor de siguranÍŸ trebuie sŸ fie independente de oricare alte circuite(2).

Tip DAcest tip de iluminat de siguranÍŸ se referŸ la corpuri de iluminat cu baterii, portabile, puse la dispoziÍia personalului de ÁntreÍinere sau a publicului.

NotŸ: În RomÊnia, se vor respecta reglementŸrile referitoare la iluminatul de siguranÍŸ cuprinse Án normativul NP-I7/2002, capitolul 7.13.


N42

5 Motoare asincrone

ConsecinÍele unei protecÍii incorecte a unui motor pot include urmŸtoarele aspecte nedorite:n pentru persoane:o asfixierea datoritŸ blocŸrii unui motor de ventilaÍie,o electrocutarea datoritŸ defectelor de izolaÍie Án motor,o accidente datorate neopririi motorului Án cazul defectŸrii circuitelor sale de comandŸ Án cazul unei protecÍii incorecte la supracurenÍi;n pentru mecanismul acÍionat de motor Ûi pentru procesul respectiv:o deteriorŸri ale cuplajelor, axului, etc, datoritŸ funcÍionŸrii motorului cu rotorul calat,o pierderi de producÍie, o ÁntÊrzierea termenelor de fabricaÍie;n pentru motor:o arderea ÁnfŸÛurŸrilor motorului Án cazul calŸrii rotorului, o costuri pentru reparaÍie, o costuri pentru Ánlocuirea sau demontarea Ûi remontarea motorului.Prin urmare, siguranÍa persoanelor Ûi a bunurilor ca Ûi gradul de fiabilitate Ûi de disponibilitate al instalaÍiei sunt criterii importante care influenteazŸ alegerea dispozitivelor de protecÍie.Economic vorbind, trebuie luat Án considerare costul total al unei defecÍiuni a motorului; pierderile sunt cu atÊt mai mari cu cÊt motorul este mai mare Ûi cu cÊt accesul la el este mai dificil. Pierderea producÍiei este, fŸrŸ ÁndoialŸ un alt factor foarte important de luat Án considerare. Caracteristicile specifice ale performanÍelor motorului influenÍeazŸ stabilirea circuitului de alimentare, Án scopul unei funcÍionŸri corecte a acestuia.Un circuit de alimentare al unui motor respectŸ anumite condiÍii care nu se ÁntÊlnesc, Án mod obiÛnuit Án cazul altor circuite de distribuÍie Ûi care Íin de caracteristicile particulare specifice motorului, precum:n curentul de pornire mare (vezi Fig. N56) care este Án mare mŸsurŸ reactiv Ûi care determinŸ o cŸdere de tensiune importantŸ;n numŸrul Ûi frecvenÍa pornirilor;n curentul de pornire ridicat ÁnseamnŸ de fapt cŸ dispozitivul de protecÍie la suprasarcinŸ trebuie sŸ aibŸ astfel de caracteristici ÁncÊt sŸ nu declanÛeze pe perioada de pornire a motorului.

5.1 FuncÍiile necesare unui circuit de motorFuncÍiile asigurate de un circuit de motor sunt :n FuncÍii de bazŸ care includ:o posibilitatea de separare,o comanda motorului (localŸ sau de la distanÍŸ),o protecÍia Ámpotriva scurtcircuitului,o protecÍia Ámpotriva suprasarcinii;n ProtecÍii complementare, care includ:o protecÍia termicŸ prin mŸsurarea directŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor,o protecÍia termicŸ prin determinarea indirectŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor,o controlul permanent al rezistenÍei de izolaÍie,o funcÍii de protecÍie specifice ansamblului motor-mecanism acÍionat;n Echipamente specifice de comandŸ incluzÊnd:o sisteme electromecanice de pornire a motorului,o dispozitive de protecÍie Ûi comandŸ (CPS), o soft-startere,o variatoare de vitezŸ.

FuncÍii de bazŸPosibilitŸÍi de separarePentru siguranÍa personalului de exploatare Án timpul acÍiunilor de ÁntreÍinere este necesarŸ separarea circuitelor, parÍial sau total, de la sursa lor de alimentare. FuncÍia de “separare” este realizatŸ de cŸtre separatoare. AcestŸ funcÍie poate fi realizatŸ Ûi de alte dispozitive proiectate pentru a asigura separarea, precum Ántreruptoare automate cu aptitudine de separare.

Comanda motoruluiFuncÍia de comandŸ a motorului este cea care realizeazŸ pornirea Ûi frÊnarea motorului. În cazul comenzilor manuale, aceastŸ funcÍie poate fi ÁndeplinitŸ de Ántreruptoare speciale pentru motor sau separatoare.În cazul comenzii de la distanÍŸ aceastŸ funcÍie poate fi ÁndeplinitŸ de contactoare, soft-startere (CPS).FuncÍia de comandŸ poate fi iniÍiatŸ, de asemenea, Ûi prin alte mijloace:n protecÍia la suprasarcinŸ;n protecÍii complementare;n declanÛatoare la minimŸ tensiune (necesare Án cazul multor maÛini).FuncÍia de comandŸ poate fi, de asemenea, realizatŸ de cŸtre echipamente de comandŸ specifice.

Motorul asincron (cu inducÍie) este robust, fiabil Ûi foarte larg utilizat. 95% din motoarele instalate Án Ántreaga lume sunt asincrone. ProtecÍia acestor motoare este, Án consecinÍŸ, un subiect de mare importanÍŸ Án numeroase aplicaÍii.

Fig. N56: Caracteristica de curent Án cazul pornirii directe pentru un motor asincron.

N43

5 Motoare asincrone

ProtecÍia Ámpotriva scurtcircuitelorn Scurtcircuitul bifazatAcest tip de defect Án interiorul motorului este foarte rar. El se datoreazŸ, Án general, unor defecte mecanice ale cablului de alimentare al motorului.n Scurtcircuit fazŸ/pŸmÊntCauza principalŸ pentru acest defect este deteriorarea izolaÍiei ÁnfŸÛurŸrilor. Curentulde defect care rezultŸ depinde de sistemul de tratare al neutrului. În sistemele TN, curentul de defect este foarte mare Ûi, Án majoritatea cazurilor, motorul va fideteriorat. În cazul altor sisteme, protecÍia motorului se poate realiza utilizÊnd dispozitive de protecÍie Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt.Pentru protecÍia la scurtcircuit este recomandabil sŸ se acorde o atenÍie specialŸ evitŸrii declanÛŸrilor intempestive Án timpul perioadei de pornire a motorului. CurenÍii de pornire Án cazul motoarelor standard sunt de cca. 6 - 8 ori curentul nominal dar, Án cazul unui defect, curentul poate atinge de 15 ori valoarea curentului nominal. Deci curentul de pornire nu trebuie sŸ fie privit ca un curent de defect de cŸtre protecÍie. În plus, un defect care se produce pe circuitul motorului nu trebuie sŸ afecteze circuitele din amonte. În consecinÍŸ, condiÍiile protecÍiilor magnetice de selectivitate Ûi sensibilitate cu toate pŸrÍile instalaÍiei trebuiesc Ándeplinite.

ProtecÍia la suprasarcinŸSuprasarcinile mecanice ale sarcinii motorului sunt cauza principalŸ de suprasarcinŸ Án cazul aplicaÍiilor de tip motor. Acestea determinŸ supracurenÍi de sarcinŸ Ûi supraÁncŸlzirea motorului. Durata de viaÍŸ a motorului poate fi micÛoratŸ Ûi, uneori, motorul poate fi deteriorat. Prin urmare, este necesar sŸ se detecteze suprasarcinile motorului. AceastŸ protecÍie poate fi realizatŸ de cŸtre:n relee termice de suprasarcinŸ specifice; n Ántreruptoare termo-magnetice speciale, numite Án mod uzual “Ántreruptoare motor”; n protecÍii complementare (a se vedea mai jos) ca: relee electronice multifuncÍionale sau senzori de temperaturŸ; n soft-startere electronice sau variatoare de vitezŸ (a se vedea mai jos).

ProtecÍii complementaren ProtecÍia termicŸ prin mŸsurarea directŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor. RealizatŸ de cŸtre senzori termici (termorezistenÍe) ÁncorporaÍi Án ÁnfŸÛurŸrile motorului ce lucreazŸ ÁmpreunŸ cu relee asociate.n ProtecÍia termicŸ prin determinarea indirectŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor. RealizatŸ de cŸtre relee multifuncÍionale prin mŸsurŸri de curent Ûi ÍinÊnd cont de caracteristicile motorului.n Controlul permanent al rezistenÍei de izolaÍie cu ajutorul releelor speciale sau a releelor de curent diferenÍial rezidual. Aceste echipamente realizeazŸ detectarea Ûi protecÍia Ámpotriva scurgerilor de curent cŸtre pŸmÊnt Ûi a scurtcircuitului cu pŸmÊntul, permiÍÊnd astfel intervenÍii de ÁntreÍinere Ánainte de distrugerea motorului.n FuncÍii specifice de protecÍie a motorului, cum ar fi protecÍia Ámpotriva unei durate de pornire prea lungi sau Ámpotriva calŸrii rotorului, protecÍia Ámpotriva dezechilibrului fazelor, a pierderii unei faze, protecÍia Ámpotriva punerii la pŸmÊnt, protecÍia la mersul Án gol, protecÍia Ámpotriva blocŸrii rotorului (Án timpul pornirii sau dupŸ); prealarme pentru semnalizarea supraÁncŸlzirii, comunicaÍie, pot fi realizate de cŸtre relee multifuncÍionale.

Echipamente specifice de comandŸn Echipamente electromecanice pentru pornire (stea-triunghi, autotransformator, starter reostatic rotor, etc.). Ele sunt utlizate, Án general, pentru aplicaÍii care pe perioada pornirii nu prezintŸ sarcini mecanice (pompe, ventilatoare, maÛini-unelte, etc.).o avantajeRaport bun cuplu/curent; reducere importantŸ a curentului la pornire.o dezavantajeCuplu mic pe perioada pornirii; nici o posibilitate de modificare; puterea este ÁntreruptŸ Án timpul fenomenelor tranzitorii; pentru conectare sunt necesare 6 conductoare.n Dispozitive de comandŸ Ûi protecÍie (CPS)Ele realizeazŸ toate funcÍiile de bazŸ menÍionate anterior Ántr-un singur dispozitiv, inclusiv anumite funcÍii complementare Ûi de comunicaÍie. Aceste dispozitive realizeazŸ, de asemenea, continuitatea serviciilor Án caz de scurtcircuit.n Demaroare soft-starterUtilizate pentru aplicaÍii cu pompe, ventilatoare, compresoare, benzi transportoare.o avantajeLimitarea vÊrfului de curent, a cŸderii de tensiune, a limitŸrilor mecanice Án timpul pornirii motorului, protecÍie termicŸ ÁncorporatŸ, dispozitive de dimensiuni mici, posibilitŸÍi de comunicaÍie.o dezavantajeCuplu redus pe perioada pornirii, disipare mare de cŸldurŸ.


N44NotŸ: Aceste categorii de utilizare sunt adaptate dispozitivelor care sunt Án conformitate cu alte standarde. De exemplu, categoria AC-3 devine AC-53 pentru startere electronice (CEI 60947-4-2) Ûi devine AC-43 pentru CPS (CEI 60947-6-2).

5 Motoare asincrone

n Variatoare de vitezŸSunt utilizate pentru aplicaÍii cu pompe, ventiloatoare, compresoare, benzi transportoare, maÛini avÊnd cuplu de sarcinŸ mare, maÛini cu inerÍie mare.o avantajeVariaÍie Án mod continuu a turaÍiei motorului (de la 2 la 130% din turaÍia nominalŸ), posibilitate de depŸÛire a turaÍiei maxime; reglajul precis al accelerŸrii Ûi decelerŸrii; cuplu ridicat pe perioadele de pornire Ûi oprire; curent de pornire mic, protecÍie termicŸ ÁncorporatŸ, posibilitŸÍi de comunicaÍie.o dezavantajeDisipare de cŸldurŸ, volum, cost.

5.2 StandardeProtecÍia Ûi comanda motorului se pot realiza Án diverse feluri:n utlizÊnd o asociere de dispozitive de protecÍie la scurtcircuit (SCPD) Ûi dispozitive electromecanice precum:o starter electromecanic, Án conformitate cu CEI 60947-4-1,o starter electronic, Án conformitate cu CEI 60947-4-2,o variator de vitezŸ, Án conformitate cu seriile CEI 61800;n utilizÊnd un CPS, un singur dispozitiv care realizeazŸ toate funcÍiile de bazŸ, Án conformitate cu CEI 60947-6-2.

În descrierile de mai jos s-au analizat doar circuitele de motor care includ dispozitive electromecanice precum: startere Ûi protecÍii Ámpotriva scurtcircuitului. Dispozitivele Án conformitate cu CEI 60947-6-2, starterele electronice Ûi variatoarele de vitezŸ sunt considerate doar ca informare.Un circuit de motor ÁndeplineÛte condiÍiile din CEI 60947-4-1 Ûi Án principal:n coordonarea Ántre dispozitivele de protecÍie Ûi comandŸ ale circuitului motor;n clasa de declanÛare a releelor termice; n categoria de utilizare a contactoarelor;n coordonarea izolaÍiei.NotŸ: Prima Ûi ultima condiÍie sunt satisfŸcute Án mod inerent de cŸtre dispozitive care sunt Án conformitate cu CEI 60947-6-2 deoarece acestea asigurŸ continuitatea funcÍionŸrii.

Standardizarea asocierii Ántreruptor + contactor + releu termicCategoria de utilizare a contactoarelorStandardul CEI 60947-4-1 prezintŸ categoriile de utilizare care uÛureazŸ considerabil alegerea contactorului potrivit pentru o aplicaÍie datŸ. Categoriile de utilizare se referŸ la:n o gamŸ de funcÍii pentru care contactorul trebuie adaptat;n curentul de rupere necesar Ûi capacitatea de Ánchidere;n valorile standard de sarcinŸ pentru testele de durabilitate, Án conformitate cu categoria de utilizare.Tabelul N57 prezintŸ cÊteva exemple tipice de categorii de utilizare.

Tab. N57: Categorii de utilizare pentru contactoare.

Categoria de utilizare Caracteristicile aplicaÍiei AC-1 Sarcini neinductive (sau slab inductive): cos ϕ u 0,95 (ÁncŸlzire, distribuÍie) AC-2 Pornirea sau frÊnarea motoarelor cu ineleAC-3 Motoare asincrone cu rotorul Án scurtcircuit: pornirea sau oprirea motorului AC-4 Motoare asincrone cu rotorul Án scurtcircuit: pornire, mers Án impulsuri, schimbare de sens

N45

Dintre diferitele metode de protecÍie a unui motor, asocierea Ántreruptor + contactor + releu termic(1) are cele mai multe avantaje.

(1) CombinaÍia unui contactor cu un releu termic este uzual cunoscutŸ sub numele de “discontactor”.

5 Motoare asincrone

Tipuri de coordonarePentru fiecare asociere de dispozitive este menÍionat un anumit tip de coordonare, Án funcÍie de starea Án care se vor gŸsi pŸrÍile componente Án urma unei declanÛŸri datorate unui defect sau a deconectŸrii unui contactor din motive de suprasarcinŸ.Standardul CEI 60947-4-1 defineÛte douŸ tipuri de coordonŸri, tipul 1 Ûi tipul 2, care stabilesc limitele maxime admisibile de deteriorare a dispozitivelor Án caz de scurtcircuit.Oricare ar fi tipul de coordonare, este obligatoriu ca ansamblul dispozitivelor utilizate pentru pornirea motorului sau contactorul sŸ nu creeze niciodatŸ un pericol pentru personalul de exploatare Ûi pentru instalaÍie. ParticularitŸÍile celor douŸ tipuri de coordonare sunt:n Tip 1Deteriorarea ansamblului dispozitivelor utilizate pentru pornirea motorului este acceptabilŸ dupŸ un scurtcircuit, astfel ÁncÊt acesta poate funcÍiona din nou Án urma unor reparaÍii sau Ánlocuiri parÍiale. n Tip 2Arderea Ûi riscul sudŸrii contactelor contactorului sunt singurele riscuri admise.

Ce tip de coordonare se alege ?Alegerea tipului de coordonare depinde de parametrii de exploatare Ûi trebuie ales pentru a satisface (Án mod optim) nevoile utilizatorului Ûi costurile instalaÍiei.n Tipul 1o personal calificat de ÁntreÍinere,o volum Ûi cost reduse pentru dispozitivele de comutaÍie,o nu pot fi utilizate ulterior unui scurtcircuit fŸrŸ operaÍiuni de reparaÍii sau Ánlocuire.n Tipul 2o pentru utilizare dupŸ un scurtcircuit sunt necesare doar mŸsuri uÛoare de ÁntreÍinere

5.3 AplicaÍiiComanda Ûi protecÍia unui motor se pot realiza cu unul, douŸ, trei sau patru aparate diferite care sŸ ÁndeplineascŸ diferite funcÍiuni.În cazul utilizŸrii mai multor dispozitive este esenÍialŸ coordonarea Ántre acestea, pentru a obÍine o protecÍie optimŸ a motorului.Pentru a proteja un circuit motor, trebuie luaÍi Án considerare mai mulÍi parametri, Án funcÍie de:n aplicaÍie (tipul mecanismului, siguranÍa funcÍionŸrii, numŸrul de operaÍii, etc.);n necesitatea continuitŸÍii funcÍionŸrii impuse de aplicaÍie;n standardele utilizate pentru a se asigura siguranÍa Ûi securitatea.FuncÍiile electrice de realizat sunt diferite:n pornirea, funcÍionarea normalŸ Ûi oprirea fŸrŸ declanÛŸri intempestive atÊt timp cÊt ÁntreÍinerea se face Án conformitate cu cerinÍele impuse, numŸrul de operaÍii, cerinÍele de durabilitate Ûi siguranÍŸ (oprirea de urgenÍŸ), ca Ûi protecÍia circuitului Ûi a motorului, deconectarea (separarea) Án scop de asigurare a protecÍiei personalului Án timpul operaÍiunilor de ÁntreÍinere.

Schema protecÍiei de bazŸ: Ántreruptor + contactor + releu termicAvantajeCombinaÍia de dispozitive uÛureazŸ activitatea de instalare ca Ûi operaÍiunile de ÁntreÍinere Ûi exploatare prin:n reducerea sarcinii operaÍiunii de ÁntreÍinere: utilizarea Ántreruptorului Án loc de fuzibile eliminŸ necesitatea de a Ánlocui, Án caz de defect, fuzibilele Ûi, de asemenea, necesitatea de a deÍine un stoc de fuzibile (de diferite tipuri Ûi mŸrimi); n perfomanÍe mai bune Án ceea ce priveÛte continuitatea serviciilor: instalaÍia poate fi pusŸ imediat sub tensiune dupŸ eliminarea defectului Ûi dupŸ verificarea stŸrii ansamblului care asigurŸ pornirea motorului;n dispozitive suplimentare complementare necesare, uneori, unui circuit motor pot fi cu uÛurinÍŸ adaptate; n Ántreruperea celor trei faze este totdeauna asiguratŸ (prin urmare, se evitŸ posibilitatea funcÍionŸrii Án douŸ faze);n posibilitatea de a Ántrerupe curentul nominal (cu ajutorul Ántreruptorului) Án cazul unei defecÍiuni la contactor, de exemplu, sudura contactelor;n posibilitŸÍi de interblocaj;n diverse comenzi Ûi semnalizŸri la distanÍŸ.


N46

n mai bunŸ protectie a ansamblului care asigurŸ pornirea motorului Án caz de supracurent Ûi, Án particular, pentru scurtcircuitul impedant(1) corespunzŸtor unui curent de cca. 30 de ori curentul nominal al motorului In (vezi Fig. N58);n posibilitŸÍi de utilizare a dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual:o pentru prevenirea riscului de incendiu (sensibilitatea i 500 mA),o pentru prevenirea deteriorŸrii motorului (scurtcircuit la tolele laminate) prin detectarea la timp a curentului rezidual (sensibilitate de la 300 mA la 30 A).

(1) În majoritatea cazurilor, defectele de scurtcircuit se produc la nivelul motorului, de aceea curentul este limitat de cablu Ûi de cablajul ansamblului de pornire al motorului Ûi este denumit curent de scurtcircuit impedant.

Fig. N58: Caracteristicile de declanÛare a asocierii Ántreruptor + contactor + releu termic(1).

Fig. N59: Stabilitatea termicŸ a releului termic trebuie sŸ se situeze Án dreapta caracteristicii de declanÛare magneticŸ a Ántreruptorului.

5 Motoare asincrone

ConcluziiAsocierea Ántreruptor + contactor + releu termic pentru comanda Ûi protecÍia circuitelor de motor sunt adecvate atunci cÊnd:n serviciul de ÁntreÍinere pentru instalaÍie este redus, ceea ce este, Án general, cazul intreprinderilor industriale mici Ûi mijlocii Ûi al aplicaÍiilor din domeniul terÍiar;n specificaÍiile funcÍionŸrii impun Ûi alte funcÍii;n existŸ o cerinÍŸ funcÍionalŸ legatŸ de uÛurinÍa Ántreruperii alimentŸrii Án eventualitatea unei operaÍiuni de ÁntreÍinere.

Puncte cheie Án succesul asocierii unui Ántreruptor cu un discontactorStandardele definesc Án mod precis elementele care trebuie luate Án considerare pentru a realiza o corecÍŸ coordonare de tip 2:n compatibilitatea absolutŸ Ántre releul termic al discontactorului Ûi declanÛatorul magnetic al Ántreruptorului. În Fig. N59 releul termic este protejat dacŸ limita sade Íinere termicŸ este plasatŸ la dreapta curbei de declanÛare magneticŸ a Ántreruptorului. În cazul unui “Ántreruptor-motor ” care ÁncorporeazŸ ambele relee de protecÍie (magnetic Ûi termic), coordonarea este realizatŸ ÁncŸ din faza de construcÍie a Ántreruptorului;

N47

Nu este posibilŸ stabilirea capacitŸÍii de rupere al unei asocieri Ántreruptor + contactor. Doar teste de laborator ale producŸtorului permit aceasta. Prin urmare, Schneider Electric prezintŸ tabele referitoare la asocierea unui Ántreruptor Multi 9 sau Compact tip MA, cu diferite tipuri de dispozitive de pornire a motoarelor.

Fig. N60: Întreruptor Ûi contactor montate Án acelaÛi compartiment.

Fig. N61: Întreruptor Ûi contactor montate separat.

Fig. N62: ProtecÍia la supraÁncŸlzire cu senzori termici.

5 Motoare asincrone

n capacitatea de rupere a contactorului trebuie sŸ fie mai mare decÊt curentul corespunzŸtor reglajului releului magnetic al Ántreruptorului automat;n cÊnd suportŸ un scurtcircuit, comportamentul contactorului Ûi al releului termic trebuie sŸ fie Án conformitate cu cerinÍele specificate de respectivul tip de coordonare.

Capacitatea de rupere Án cazul asocierii unui Ántreruptor cu un contactor sau al unui ansamblu de pornire al motoruluiÎn studii, capacitatea de rupere care trebuie comparatŸ cu valoarea curentului de scurtcircuit prezumat este:n fie cea asocierii Ántreruptor + contactor, dacŸ Ántreruptorul Ûi contactorul sunt, din punct de vedere fizic, apropiate (vezi Fig. N60) (acelaÛi compartiment Án dulapul de protecÍie a motorului). Un scurtcircuit Án aval de aceasta asociere va fi limitat de cŸtre impedanÍele contactorului Ûi releului termic. AceastŸ asociere poate fi, prin urmare, utilizatŸ pe un circuit la care nivelul curentului prezumat depŸÛeÛte capacitatea de rupere a Ántreruptorului. AceastŸ caracteristicŸ prezintŸ deseori avantaje economice semnificative.n sau, numai cea a Ántreruptorului, caz Án care contactorul este amplasat separat de Ántreruptor (vezi Fig. N61), cu riscul unui scurtcircuit Ántre ansamblul de pornire al motorului Ûi Ántreruptor.

Alegerea releului magnetic instantaneu al ÁntreruptoruluiÎn cazul acestui releu, pragul de funcÍionare nu trebuie sŸ fie niciodatŸ mai mic decÊt 12 In, pentru a se evita declanÛŸrile intempestive datorate vÊrfului de curent din momentul pornirii.

ProtecÍii complementareProtecÍiile complementare sunt:n senzori termici Án motor (la nivelul ÁnfŸÛurŸrilor, Íevilor de rŸcire, suporÍilor, etc.);n protecÍiile multifuncÍionale (asocieri de funcÍii);n dispozitive pentru detectarea defectelor de izolaÍie la motorul Án funcÍiune sau Án repaus.

Senzori termiciSenzorii termici sunt utilizaÍi pentru a detecta creÛteri de temperaturi anormale Án motor, prin mŸsurŸri directe. Senzorii termici sunt, Án general, incluÛi Án ÁnfŸÛurarea statoricŸ (Án cazul motoarelor de joasŸ tensiune), semnalul fiind procesat de un dispozitiv de control asociat care acÍioneazŸ contactorul sau Ántreruptorul Án sensul deconectŸrii (vezi Fig. N62).

Relee multifuncÍionale pentru protecÍia motoruluiReleele multifuncÍionale, asociate cu senzori Ûi module de semnalizare realizeazŸ protecÍia motorului Ûi, de asemenea, anumite funcÍii precum:n protecÍia la suprasarcinŸ;n rotor calat sau perioadŸ de pornire prea lungŸ;n protecÍia Ámpotriva supraÁncŸlzirii;n protecÍia Ámpotriva dezechilibrului fazelor, a pierderii unei faze, sau a inversŸrii sensului de rotaÍie;n protecÍia Ámpotriva defectului la pŸmÊnt (cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual);n protecÍia Ámpotriva funcÍionŸrii Án gol, a blocŸrii rotorului la pornire.Avantajele sunt esenÍiale:n o protecÍie completŸ, realizÊnd funcÍii de monitorizare Ûi comandŸ permanente, sigure Ûi de ÁnaltŸ performanÍŸ;n monitorizarea eficientŸ a tuturor momentelor de funcÍionare ale motoruluin alarme Ûi semnalizŸri;n posibilitŸÍi de comunicaÍie prin bus-uri de comunicaÍie.Exemplu: Releul Telemecanique LT6 cu funcÍii de comandŸ Ûi monitorizare permanente Ûi cu comunicaÍia via bus de comunicaÍie, sau unitatea de comandŸ multifuncÍionalŸ LUCM cu modulul de comunicaÍie pentru Tesys modelul U.

ProtecÍia preventivŸ a motoarelor Án repausAceastŸ protecÍie se referŸ la monitorizarea nivelului rezistenÍei de izolaÍie a unui motor Án repaus, evitÊndu-se astfel consecinÍele nedorite ale existenÍei unui defect de izolaÍie Án timpul funcÍionŸrii motorului, Ûi anume:n ratŸri ale pornirii sau funcÍionarea incorectŸ a motoarelor utilizate Án sistemele de siguranÍŸ;n pierderi de producÍie.Acest tip de protecÍie este indispensabil Án cazul proceselor vitale Ûi a sistemelor de siguranÍŸ, Án special atunci cÊnd acestea sunt instalate Án locaÍii umede sau/Ûi cu praf. Astfel de protecÍii evitŸ distrugerea motorului Án cazul scurtcircuitului cu pŸmÊntul produs pe perioada pornirii (unul dintre cele mai des ÁntÊlnite defecte) prin semnalizŸri de prevenire asupra faptului cŸ sunt necesare operaÍiuni de ÁntreÍinere asupra motorului, Án scopul asigurŸrii condiÍiilor optime de funcÍionare.


N48

Exemplu de aplicaÍie:Sistem de protecÍie Ámpotriva incendiului cu “sprinklere”, pompe pentru irigaÍii pentru utilizare sezonierŸ, etc.Sistemul Vigilohm SM21 (Merlin Gerin) monitorizeazŸ izolaÍia motorului Ûi semnalizeazŸ auditiv Ûi vizual orice reducere anormalŸ a nivelului rezistenÍei de izolaÍie. Mai mult, acest releu poate Ámpiedica, la nevoie, orice Áncercare de a porni motorul (vezi Fig. N63).

Fig. N63: ProtecÍie preventivŸ a motoarelor Án repaus.

Fig. N64: Exemplu utilizÊnd releul RH99M.

5 Motoare asincrone

ProtecÍii limitatoareDispozitivele de curent diferenÍial rezidual pot fi foarte sensibile Ûi pot detecta valori scŸzute pentru scurgerile de curent care se produc atunci cÊnd apar deteriorŸri deizolaÍie (de naturŸ fizicŸ, contaminare, umiditate excesivŸ, etc.). Anumite game de dispozitive de curent diferenÍial rezidual, cu contacte uscate, special proiectate pentru astfel de aplicaÍii realizeazŸ urmŸtoarele:n evitarea distrugerii motorului (prin perforarea sau scurtcircuitarea tolelor magnetice ale statorului) determinatŸ de eventuale arcuri electrice cŸtre pŸmÊnt. AceastŸ protecÍie poate detecta condiÍiile de defect din faza incipientŸ prin funcÍionarea Án cazul scurgerilor de curent, Án gama de la 300 mA la 30 A, Án funcÍie de mŸrimea motorului (sensibilitate aproximativŸ: 5% In);n reducerea riscului de incendiu: sensibilitate i 500 mA. De exemplu, releul RH99M (Merlin Gerin) (vezi Fig. N64) asigurŸ:n 5 nivele de sensibilitate (0,3; 1; 3; 10 Ûi 30 A);n posibilitŸÍi de realizare a selectivitŸÍii protecÍiilor prin utilizarea unor posibilitŸÍi de funcÍionare particulare, Án virtutea a trei posibile temporizŸri (0; 90 Ûi 250 ms);n funcÍionarea automatŸ dacŸ circuitul cuprins Ántre transformatorul de curent Ûi releu este Ántrerupt;n protecÍia Ámpotriva funcÍionŸrii Án caz de defect;n izolaÍia componentelor circuitului de c.c: clasa A.

N49

5 Motoare asincrone

TotuÛi, chiar Án zonele alimentate de un singur furnizor, existŸ porÍiuni slabe Ûi porÍiuni puternice ale reÍelei Ûi, de aceea, este recomandabil ca, Ánainte de achiziÍionarea unui motor pentru un proiect nou, sŸ se solicite acceptul furnizorului de electricitate.ExistŸ Ûi alte metode (Án general, mai costisitoare) pentru pornirea motoarelor care genereazŸ curenÍi de pornire de valori sensibil mai mici; de exemplu, stea-triunghi, motoare cu inele, dispozitive electronice de pornire tip soft-starter, etc.

5.5 Compensarea energiei reactive (corecÍia factorului de putere)Metodele pentru compensarea energiei reactive sunt indicate Án capitolul L.

ImportanÍa limitŸrii cŸderii de tensiune la motor pe perioada porniriiPentru ca un motor sŸ porneascŸ Ûi sŸ accelereze la turaÍia normalŸ Ántr-un timp corect, cuplul motorului trebuie sŸ depŸÛeascŸ cuplul de sarcinŸ cu cel puÍin 70%. TotuÛi, curentul de pornire este mult mai mare decÊt curentul nominal al motorului. Ca rezultat, Án cazul Án care cŸderea de tensiune este foarte mare, cuplul motorului va fi redus Án mod semnificativ (fiind proporÍional cu U2) Ûi, prin urmare, la extrem, pornirea este ratatŸ.Exemplu:n la o tensiune menÍinutŸ de 400 V la bornele motorului, cuplul sau ar fi de 2,1 ori cuplul de sarcinŸ;n Án cazul unei cŸderi de tensiune de 10% pe perioada pornirii, cuplul motorului ar fi 2,1 x 0,92 = 1,7 ori cuplul de sarcinŸ, prin urmare, motorul va accelera pÊnŸ la turaÍia sa nominalŸ Án mod normal;n Án cazul unei cŸderi de tensiune de 15% pe perioada pornirii, cuplul motorului ar fi 2,1 x 0,852 = 1,5 ori cuplul de sarcinŸ, astfel ÁncÊt, timpul de pornire va fi mai lung decÊt cel normal.În general, Án timpul perioadei de pornire a motorului, este recomandatŸ o cŸdere maximŸ de tensiune de 10% Un.

5.4 Puteri nominale maxime ale motoarelor asincrone alimentate la joasŸ tensiunePerturbaÍiile determinate Án reÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune Án timpul pornirii directe a unor motoare de puteri mari pot avea, ocazional, influenÍe negative importante asupra consumatorilor vecini, astfel ÁncÊt, autoritŸÍile furnizoare au reguli stricte Án vederea aducerii acestor perturbaÍii la nivele acceptabile. Nivelul de perturbaÍii creat de un motor depinde de puterea reÍelei, adicŸ de valoarea curentului de scurtcircuit Án punctul respectiv. Cu cÊt aceasta este mai mare, cu atÊt mai puternicŸ este reÍeaua Ûi influenÍele sunt mai scŸzute (Án special cŸderea de tensiune) asupra consumatorilor vecini. Pentru reÍelele de distribuÍie din multe ÍŸri, valorile tipice admisibile pentru curenÍii de pornire Ûi, corespunzŸtor, puterile nominale maxime admisibile pentru motoare cu pornire directŸ sunt indicate Án Tabelele N65 Ûi N66 de mai jos.

Tab. N65: Valorile maxime admisibile pentru curenÍii de pornire Án cazul motoarelor cu pornire directŸ alimentate la joasŸ tensiune (230/400 V).

Tab. N66: Puterile nominale maxim admisibile pentru motoarele cu pornire directŸ alimentate la joasŸ tensiune.

Tipul de motor Amplasare Curentul maxim de pornire (A) ReÍea aerianŸ ReÍea subteranŸMonofazat LocuinÍe 45 45 Altele 100 200 Trifazat LocuinÍe 60 60 Altele 125 250

Amplasare Tipul de motor Monofazat 230 V Trifazat 400 V (kW) Pornire directŸ la Alte metode de sarcinŸ nominalŸ (kW) pornire amelioratŸ (kW)LocuinÍe 1,4 5,5 11 Altele ReÍea aerianŸ 3 11 22 ReÍea subteranŸ 5,5 22 45


N50

P1

Capitolul PZone rezidenÍiale Ûi alte spaÍii speciale

Cuprins

Zone de locuit Ûi similare P2 1.1 General P2

1.2 Componentele tablourilor de distribuÍie P2

1.3 ProtecÍia persoanelor P4

1.4 Circuite P6

1.5 ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor Ûi loviturilor de trŸsnet P7

Camere de baie Ûi duÛuri P8 2.1 Clasificarea zonelor P8

2.2 LegŸtura echipotenÍialŸ P11

2.3 CerinÍe pentru fiecare zonŸ P11

RecomandŸri aplicabile instalaÍiilor P12 Ûi locaÍiilor speciale 3

2

1

P - Zone rezidenÍiale Ûi alte spaÍii speciale

P2

1 Zone de locuit Ûi similare

Autoritatea de distribuÍie a energiei electrice leagŸ punctul neutru de JT al transformatorului MT/JT la pŸmÊnt. În consecinÍŸ, toate instalaÍiile de JT trebuie protejate prin dispozitive RCD(1). Toate masele care, accidental pot fi puse sub tensiune, trebuie conectate ÁmpreunŸ Ûi la priza de pŸmÊnt. (1) RCD (Residual Current Device - Dispozitiv de curent diferenÍial rezidual).

Calitatea echipamentului electric utilizat ÁnlocuinÍe se asigurŸ printr-o marcŸ de conformitate situatŸ pe placa frontalŸ a fiecŸrui obiect.

InstalaÍiile electrice pentru zonele de locuit necesitŸ un standard ridicat de siguranÍŸ Ûi fiabilitate.

Fig. P1: Prezentarea componentelor unui tablou de distribuÍie.

1.1 GeneralStandarde de referinÍŸ Cele mai multe ÍŸri au reglementŸri Ûi standarde naÍionale care cer respectarea strictŸ a regulamentelor privind proiectarea Ûi realizarea instalaÍiilor electrice pentru zonele de locuinÍe sau similare. Standardul internaÍional Án acest sens este publicaÍia CEI 60364.

ReÍeaua de alimentare În majoritatea cazurilor, furnizorii de energie electricŸ leagŸ punctul de neutru pe partea de JT al transformatorului de distribuÍie MT/JT la pŸmÊnt. ProtecÍia la Ûocul electric al persoanelor depinde, Án acest caz, de principiile enunÍate Án capitolul F. MŸsurile de protecÍie necesare depind de tipul schemei de tratare a neutrului aleasŸ, respectiv TT, TN sau IT. Pentru instalaÍiile Án scheme TT sau IT sunt esenÍiale utilizarea dispozitivelor RCD, Án timp ce pentru Ántreruperea punerilor la pŸmÊnt Án schemele TN, sunt utilizate dispozitive ultrarapide. În orice caz, Án situaÍii deosebite sunt recomandate releele RCD pentru instalaÍiile alimentate Án schema TN, fiind singurul mijloc de protecÍie la Ûocuri electrice, atunci cÊnd dintr-o prizŸ se alimenteazŸ conductoare foarte lungi, de secÍiune redusŸ.

1.2 Componentele tablourilor de distribuÍie (vezi Fig. P1)Tablourile de distribuÍie (Án general, unul singur Án zonele de locuit) includ de obicei aparatul (aparatele) de mŸsurŸ Ûi, Án unele cazuri (Ándeosebi acolo unde autoritŸÍile impun schemaTT Ûi/sau condiÍii de tarifare care limiteazŸ consumul de curent la o valoare maximŸ permisŸ) un Ántreruptor automat cu protecÍie diferenÍialŸ, care include un declanÛator de supracurent. Acest Ántreruptor automat este accesibil pentru manevre Ûi consumatorului.

P3


DacŸ, Ántr-o schemŸ TT, valoarea corespondentŸ a 80 Ω pentru rezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt nu poate fi atinsŸ, atunci un RCD de 30 mA trebuie instalat pentru a prelua funcÍia de protecÍie Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt de la Ántreruptorul automat de alimentare.

Întreruptorul automat principal sosire (de branÛament) (vezi Fig. P3)Consumatorului Ái este permis, ca Án caz de necesitate, sŸ acÍioneze acest Ántreruptor (de exemplu pentru reanclanÛare atunci cÊnd consumul de curent a depŸÛit limita autorizatŸ; pentru deconectare Án caz de urgenÍŸ sau Án scopul realizŸrii separaÍiei). DeclanÛatorul diferenÍial al Ántreruptorului automat (de intrare) de alimentare trebuie reglat la 300 mA. DacŸ instalaÍia este TT, priza de pŸmÊnt trebuie sŸ aibŸ rezistenÍa de dispersie mai

micŸ decÊt

If the installation is TT, the earth electrode resistance shall be less thanIf the installation is TT, the earth electrode resistance shall be less than

R50 V

300 mA166 .. In practice, the earth electrode resistance of a new installation

. În practicŸ rezistenÍa de dispersie a unei instalaÍii

noi trebuie sŸ fie mai micŸ decÊt 80 Ω

. In practice, the earth electrode resistance of a new installation

(R2

)...

Tablou de distribuÍie Ûi control (la consumator) (vezi Fig. P4)Acest tablou cuprinde: n un panou de comandŸ pe care este montat, acolo unde este cazul, Ántreruptorul automat sosire (de alimentare) Ûi auxiliarele necesare; n un panou de distribuÍie care conÍine 1, 2 sau 3 rÊnduri (pentru 24 module de Multi9) sau unitŸÍi similare de Ántreruptoare automate sau siguranÍe fuzibile, etc.;n accesorii pentru fixarea conductoarelor Ûi Ûinelor pentru montarea Ántreruptoarelor automate, soclurilor de siguranÍe, barei de neutru Ûi barei de legare la pŸmÊnt, etc; n canale sau tuburi de protecÍie pentru cablurile de serviciu, montate aparent sau Án canale de cablu Áncastrate Án perete. NotŸ: pentru a facilita modificŸri ulterioare Án instalaÍie se recomandŸ pŸstrarea tuturor documentelor relevante (fotografii, scheme, caracteristici, etc.) Ántr-un loc corespunzŸtor din apropierea tabloului de distribuÍie. Tabloul va fi instalat la o astfel de ÁnŸlÍime, ÁncÊt butoanele de operare, cadranele indicatoare ale aparatelor de mŸsurŸ sŸ se situeze Ántre 1 m Ûi 1,80 m faÍŸ de pardosealŸ (sau 1,30 m Án situaÍiile care privesc persoane handicapate sau Án vŸrstŸ).

DescŸrcŸtoare Instalarea descŸrcŸtoarelor Ántr-o instalaÍie electricŸ de JT este recomandatŸ Án mod deosebit pentru acele instalaÍii care conÍin consumatori sensibili (ex. electronice).Aceste dispozitive trebuie sŸ se autodeconecteze singure Án mod automat Án caz de defect, sau trebuie protejate de un MCB. În cazul instalaÍiilor din locuinÍe, utilizarea pe sosire a unui Ántreruptor automat cu diferenÍial de 300 mA, tip S (uÛor temporizat) va furniza Án mod efectiv protecÍia de punere la pŸmÊnt Ûi, Án acelaÛi timp, nu va declanÛa de fiecare datŸ cÊnd descŸrcŸtorul va descŸrca un curent (sau o supratensiune tranzitorie) la pŸmÊnt.

RezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt.În cazul Án care rezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt depŸÛeÛte 80 Ω, unul sau mai multe RCD-uri de 30 mA trebuiesc utilizate Án locul protecÍiei de punere la pŸmÊnt a Ántreruptorului automat de sosire.

Fig. P2: Componente ale unui tablou electric de distribuÍie Ûi control.

Fig. P3: Întreruptor automat sosire (de branÛament).

Fig. P4: Tablou electric de distribuÍie Ûi control.

La instalaÍiile cu legare la pŸmÊnt Án schema TN autoritŸÍile protejeazŸ Án mod obiÛnuit instalaÍia printr-o siguranÍŸ sigilatŸ, care este montatŸ imediat Án amonte de aparatele de mŸsurŸ (vezi Fig. P2). Consumatorul nu are acces la aceste siguranÍe.


P4

În schemele de alimentare cu energie electricŸ de tip TT se impune prin standard, pentru protecÍia persoanelor, utilizarea dispozitivelor RCD.

Fig. P5: InstalaÍie cu Ántreruptorul automat sosire echipat cu protecÍie diferenÍialŸ instantanee.


1.3 ProtecÍia persoanelorÎn schema de tratare a neutrului TT protecÍia persoanelor este asiguratŸ prin urmŸtoarele mŸsuri: n ProtecÍie contra atingerii indirecte prin RCD (vezi Fig. P5) de sensibilitate medie (300 mA), montate la intrarea instalaÍiei (Áncorporate Án Ántreruptorul automat de intrare Án tablou sau la intrarea alimentŸrii Án tabloul de distribuÍie). AceastŸ mŸsurŸ se asociazŸ cu instalarea unei prize de pŸmÊnt la consumator la care se vor conecta conductoarele de protecÍie (PE) de la pŸrÍile conductoare expuse ale tuturor echipamentelor cu izolaÍie de clasŸ I, precum Ûi cele ale contactelor de legare la pŸmÊnt ale tuturor prizelor; n Atunci cÊnd Ántreruptorul automat de la intrarea instalaÍiei nu este prevŸzut cu protecÍie RCD, protecÍia persoanelor va fi asiguratŸ printr-un nivel de izolaÍie clasŸ II,Án toate circuitele situate Án amonte de primele dispozitive RCD. În cazul Án care tabloul de distribuÍie este metalic trebuie avut grijŸ ca toate pŸrÍile active sŸ fie dublu izolate (distanÍe de izolaÍie sau izolaÍii suplimentare, utilizarea capacelor, etc.) Ûi cablurile sŸ fie fixate Án mod corespunzŸtor;n ProtecÍia obligatorie prin dispozitive RCD sensibile (30 mA) a circuitelor de prizŸ a circuitelor de alimentare a bŸilor, spŸlŸtoriilor, etc. (detalii Án acest sens Án tabelul de la subcapitolul 3 din acest capitol).

Intreruptor automat de sosire prevŸzut cu releu diferenÍial instantaneu În acest caz: n un defect de izolaÍie la pŸmÊnt poate duce la scoaterea din funcÍiune a Ántregii instalaÍii; n acolo unde sunt instalate descŸrcŸtoare, funcÍionarea acestora (descŸrcarea unui Ántreruptor automat spre pŸmÊnt) poate apare pentru RCD ca o punere la pŸmÊnt, avÊnd drept urmare scoaterea din funcÍiune a instalaÍiei.

RecomandŸri de componente adecvate marca Merlin Gerin n Ántreruptor automat principal de sosire Án tablou de 300 mA Ûi n RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, Ántreruptor automat diferential 1P+N, tip DPNA Vigi) pe circuitele care alimenteazŸ prize de racord;n RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, separator diferenÍial de sarcinŸ tip RCCB-ID) pe circuitele aferente bŸilor, camerelor de duÛ, spŸlŸtorii, etc.) pentru circuitele de luminŸ, ÁncŸlzire, prize de racord.

P5

300 mA - tip S

30 mA30 mA 30 mA

Fig. P6: InstalaÍie cu Ántreruptorul automat sosire cu protecÍie diferenÍialŸ de tip S, cu temporizare redusŸ.

Întreruptor principal de intrare fŸrŸ protecÍie diferenÍialŸ În acest caz, protecÍia persoanelor trebuie asiguratŸ prin: n nivel de izolaÍie clasŸ II, pÊnŸ la bornele din aval ale dispozitivelor RCD;n toate circutele de plecare din tabloul de distribuÍie trebuie sŸ fie protejate prin dispozitive RCD de 30 mA sau 300 mA, Án conformitate cu tipul circuitului respectiv, aÛa cum s-a aratat Án capitolul F. Acolo unde este instalat un descŸrcŸtor, Án amonte de tabloul de distribuÍie, pentru a proteja echipament electronic (ca: microprocesoare, Ánregistratoare video, televizoare, aparate de marcat, etc.) este imperativ ca dispozitivul sŸ se deconcteze automat de la instalaÍie Án urma unei defectŸri (rarŸ, dar Ántotdeauna posibilŸ). Unele dispozitive de acest tip utilizeazŸ elemente de Ánlocuire fuzibile, totuÛi metoda recomandatŸ este de a utiliza un Ántreruptor automat (vezi Fig. P7).

RecomandŸri de componente adecvate marca Merlin Gerin În Fig. P7 se prezintŸ urmŸtoarele componente: 1 Întreruptor principal de intrare tablou, fŸrŸ protecÍie diferentialŸ. 2 Dispozitiv de deconectare automatŸ (dacŸ este instalat un descŸrcŸtor). 3 RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu Ántreruptor diferenÍial P+N, tip DPNA-Vigi) pe fiecare circuit care alimenteazŸ unul sau mai multe circuite tip prizŸ. 4 RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu: separator diferenÍial de sarcinŸ, tip ID) pe circuitele aferente bailor, camerelor de duÛ, etc. (iluminat, ÁncŸlzire, prize de racord) sau cÊte un Ántreruptor diferenÍial de 30 mA pentru fiecare circuit. 5 RCD de tipul DDR-HS 300 mA (de exemplu separator diferenÍial de sarcinŸ) pe toate celelalte circuite.

Fig. P7 :InstalaÍie cu Ántreruptorul automat sosire fŸrŸ protecÍie diferenÍialŸ.


Întreruptor automat de sosire tip S cu releu diferenÍial temporizat (de branÛament)Acest tip de Ántreruptor automat oferŸ protecÍie la defectele de izolaÍie faÍŸ depŸmÊnt, ÁnsŸ datoritŸ unei temporizŸri cu duratŸ redusŸ, asigurŸ un grad de selectivitate faÍŸ de releul de curent rezidual (RCD) instantaneu din aval. DeclanÛarea Ántreruptorului de intrare Án tablou Ûi consecinÍele acesteia (asupra congelatoarelor, de exemplu) devine prin aceasta mai puÍin probabilŸ Án cazul unui trŸsnet sau supratensiuni de altŸ naturŸ. În acest fel, amorsarea la pŸmÊnt a curentului datorat supratensiunii prin descŸrcŸtor nu va afecta Ántreruptorul.

RecomandŸri de componente adecvate marca Merlin Gerin (vezi Fig. P6)n Ántreruptor automat principal de sosire Án tablou (de branÛament) de 300 mA cu diferenÍial de tip S Ûi n RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, Ántreruptor automat diferenÍial 1P+N, tip DPNA Vigi) pe circuitele care alimenteazŸ maÛini de spŸlat rufe Ûi maÛini de spŸlat vase;n RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, separator diferenÍial de sarcinŸ tip RCCB-ID) pe circuitele aferente bŸilor, camerelor de duÛ, spŸlŸtorii, etc.) pentru circuitele de luminŸ, ÁncŸlzire, prize de racord.


P6

Ramificarea Ûi separarea circuitelor asigurŸ o exploatare comodŸ Ûi faciliteazŸ o localizare rapidŸ a avariilor.

Fig. P8: Separarea circuitelor Án funcÍie de utilizare.

Instalarea Án toate circuitele (Án special de forÍŸ) a unui conductor de protecÍie, este cerutŸ de CEI Ûi de multe standarde naÍionale.

Fig. P10: Întreruptor automat FazŸ + Nul, gabarit 2 x 9 mm.


1.4 CircuiteSubdivizarea circuitelor În mod frecvent standardele naÍionale recomandŸ subdivizarea circuitelor Án conformitate cu categoriile de utilizare din instalaÍia respectivŸ (vezi Fig. P7): n cel puÍin 1 circuit pentru iluminat. Fiecare circuit alimenteazŸ maxim 8 locuri de lampŸ;n cel puÍin 1 circuit pentru prize racord de 10/16 A. Fiecare circuit alimenteazŸ maxim 8 prize de racord. Prizele pot fi elemente simple sau duble (un element dublu reuneÛte douŸ socluri de 10/16A montate pe un postament comun Ántr-o cutie ÁncastratŸ, identicŸ cu cea a unui element simplu);n 1 circuit pentru fiecare echipament electric (ÁncŸlzitor electric de apŸ, maÛinŸ de spŸlat rufe, maÛinŸ de spŸlat vase, maÛinŸ electricŸ de gŸtit, frigider, etc.). În tabelul de mai jos sunt indicate numŸrul recomandat de prize de racord de 10/16 A (sau simple) Ûi numŸrul de locuri de lampŸ, Án funcÍie de utilŸrile diferitelor camere din locuinÍa avutŸ Án vedere.

Conductoare de protecÍie CEI Ûi cele mai multe standarde naÍionale cer ca fiecare circuit sŸ includŸ un conductor de protecÍie. AceastŸ uzanÍŸ este recomandatŸ cu precŸdere acolo unde sunt instalate echipamente Ûi aparate electrocasnice izolate de clasŸ I, care reprezintŸ cazul general. Conductoarele de protecÍie trebuie sŸ fie conectate la contactul de legare la pŸmÊnt a fiecŸrei prize de racord, iar bornele de legare la pŸmÊnt ale echipamentului izolat de clasŸ I, la borna principalŸ de legare la pŸmÊnt a instalaÍiei.În plus, prizele de racord de 10/16A (sau de valori similare) trebuie prevŸzute cu orificii de contact obturabile (cu clapetŸ).

SecÍiunea conductoarelor (vezi Fig. P10)SecÍiunea conductoarelor Ûi curentul nominal al dispozitivului de protecÍie asociat, depind de mŸrimea curentului din circuit, de temperatura mediului, de genul instalaÍiei Ûi de influenÍa circuitelor din apropiere (menÍionate Án capitolul G). În plus, conductoarele de fazŸ, de neutru Ûi de protecÍie aferente unui circuit, trebuie sŸ fie de aceeaÛi secÍiune (presupunÊnd cŸ se utilizeazŸ acelaÛi material conductor, adicŸ cupru sau aluminiu).

Tab. P9: NumŸrul minim de locuri de lampŸ Ûi prize Án aplicaÍiile casnice.

DestinaÍia ÁncŸperii NumŸrul minim de NumŸrul minim de locuri de lampŸ prize de racord 10/16 ALiving, sufragerie 1 5 Dormitor, hol, birou, 1 3 loc de luat masa BucŸtŸrie 2 4(1) Camera de baie/duÛ 2 1 sau 2 Hol intrare, garderoba 1 1 WC, spaÍii de depozitare 1 - SpŸlŸtorie - 1

(1) Din care 2 deasupra suprafeÍelor de lucru Ûi 1 pentru un circuit specializat; Án plus, o prizŸ independentŸ de 16 A sau 20 A pentru maÛina electricŸ de gŸtit Ûi o cutie de joncÍiune sau o prizŸ pentru un circuit special de 32 A.

P7

1.5 ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor Ûi loviturilor de trŸsnetAlegerea descŸrcŸtoarelor este aratatŸ Án capitolul J.

Reguli de instalareÎn acest sens, trebuie respectate trei reguli de instalare: 1 Este absolut necesar ca fiecare din cele trei lungimi de conductoare utilizate pentru instalarea descŸrcŸtorului sŸ fie mai micŸ de 50 cm, adicŸ: n conductoarele sub tensiune conectate la separatorul de izolare; n conductorul de la separatorul de izolare la descŸrcŸtor; n conductorul de la descŸrcŸtor spre priza de pŸmÊnt a tabloului de distribuÍie principal (TP) (a nu se confunda cu conductorul de protecÍie principal (PE) sau cu borna prizei principale de pŸmÊnt, aferentŸ instalaÍiei). Bara de legare la pŸmŸnt a tabloului de distribuÍie principal Ûi descŸrcŸtorul trebuie sŸ fie localizate Án acelaÛi panou.

2 Este necesarŸ utilizarea unui separator de izolare de tipul recomandat de fabricantul descŸrcŸtorului Án vederea unei bune continuitŸÍi a alimentŸrii.3 Se recomandŸ ca Ántreruptorul de putere ce protejeazŸ descŸrcŸtorul sŸ fie de tipul temporizat sau selectiv.


Tabelul P11 indicŸ secÍiunea necesarŸ pentru aparatele electrocasnice de uz general. Dispozitivele de protecÍie pentru FazŸ + Nul de dimensiune 2 x 9 mm, satisfac cerinÍele pentru izolaÍie precum Ûi pentru marcarea curentului nominal al circuitului Ûi a dimensiunilor conductorului.

Tab. P11: SecÍiunea conductoarelor Ûi curentul nominal al dispozitivelor de protecÍie Án instalaÍiile casnice (secÍiunea conductoarelor de aluminiu este arŸtatŸ Án paranteze).

Circuit monofazat SecÍiunea Puterea maximŸ Dispozitiv 230 V, F + N sau F + N + P conductoarelor de protecÍieLoc de lampŸ fix 1,5 mm2 2.300 W Întreruptor automat 16 A (2,5 mm2) Fuzibil 10 A

10/16 A 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A (4 mm2) Fuzibil 20 A

Circuite cu sarcini individuale, 10/16 ABoiler 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A (4 mm2) Fuzibil 20 A

MaÛinŸ de spŸlat vase 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A (4 mm2) Fuzibil 20 A

MaÛinŸ electricŸ de gŸtit 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A (4 mm2) Fuzibil 20 A

Cuptor sau maÛinŸ 6 mm2 7.300 W Întreruptor automat 40 A electricŸ de gŸtit(1) (10 mm2) Fuzibil 32 A

Aparat de ÁncŸlzit electric 1,5 mm2 2.300 W Întreruptor automat 16 A (2,5 mm2) Fuzibil 10 A

(1) Pentru un circuit trifazic 230/400 V, secÍiunea conductoarelor este de 4 mm2 pentru cupru Ûi 6 mm2 pentru aluminiu, iar pentru protecÍie se utilizeazŸ Ántreruptor automat 32 A sau fuzibili de 25 A.


P8

Camerele de baie Ûi cele de duÛuri sunt zone de risc Ánalt, din cauza rezistenÍei foarte mici a corpului uman, atunci cÊnd este umed sau cufundat Án apŸ. În consecinÍŸ, precauÍiile care trebuie luate sunt riguroase, iar reglementŸrile sunt mult mai severe decÊt acelea pentru alte amplasamente. Standardul relevant Án acest domeniu este CEI 60364-7-701. PrecauÍiile de respectat se bazeazŸ pe trei aspecte: n definirea zonelor, numerotate 0, 1, 2 Ûi 3 Án care plasarea (sau excluderea) oricŸrui aparat electric este strict limitatŸ sau interzisŸ Ûi, acolo unde este permisŸ, este obligatorie protecÍia electricŸ Ûi mecanicŸ;n stabilirea unei legŸturi echipotenÍiale Ántre toate pŸrÍile metalice expuse Ûi cele exterioare din zona respectivŸ; n stricta respectare a cerinÍelor permise pentru fiecare zonŸ specificŸ, aÛa cum rezultŸ din tabelul de la subcapitolul 3.

2.1 Clasificarea zonelorSubcapitolul 701.32 al CEI 60364-7-701 defineÛte zonele 0, 1, 2 Ûi 3 aÛa cum este indicat Án schiÍele urmŸtoare (vezi Fig. P12 pÊnŸ la Fig. P18).

2 Camere de baie Ûi duÛuri

Fig. P12: Zonele 0, 1, 2 Ûi 3 Án proximitatea unei cŸzi de baie.

(*) Zona 1 este deasupra cŸzii aÛa cum este arŸtat Án secÍiunea verticalŸ.

P9


Fig. P13: Zonele 0, 1, 2 Ûi 3 Án proximitatea unui duÛ cu cŸdiÍŸ.

Zona 2

2,25 m

Zona 1

Zona 3

2,40 m

0,60 m

Zona 1

Zona 2

Zona 3Zona 3

Zona 2

Zona 1

2,40 m

0,60 m

0,60 m 0,60 m

Capul fix al duÛului

Capul fix al duÛului (1)(1)

Fig. P14: Zonele 0, 1, 2 Ûi 3 Án proximitatea unui duÛ fŸrŸ cŸdiÍŸ.

Fig. P15: Nici o prizŸ sau Ántreruptor nu sunt permise la 60 de cm de uÛa unei cabine de duÛ prefabricate.

(1) CÊnd capul fix al duÛului este la capŸtul unui tub flexibil, axa centralŸ verticalŸ trece prin capŸtul fix al tubului flexibil.


P10

Fig. P16: DuÛuri comune cu spaÍii pentru ÁmbrŸcat comune.

Zona 3AD 3BB 2BC 3

AD 3BB 2BC 3

DuÛuri individuale (zona 1)

SpaÍii pentru ÁmbrŸcat (zona 2)

WC

Clase de influenÍŸ externŸ

AD 3BB 2BC 3

AD 3BB 3BC 3AD 7BB 3BC 3


Zona 2

AD 3BB 2BC 3

WCAD 7BB 3BC 3

h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25 mAD 3BB 3BC 3

Zona 1

AD 5h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25 mAD 3BB 3BC 3

AD 5



SpaÍii pentru ÁmbrŸcat

Fig. P17: DuÛuri individuale cu spaÍii separate pentru ÁmbrŸcat.

Fig. P18: DuÛuri comune cu spaÍii pentru ÁmbrŸcat comune.

Zona 2

AD 7BB 3BC 3

AD 3BB 2BC 3

Zona 2

CamerŸ de ÁmbrŸcat

Zona 1

h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25 mAD 3BB 3BC 3

AD 5

h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25 mAD 3BB 3BC 3

AD 5



NotŸ: Pentru clasele de influenÍŸ externŸ vezi Fig. E46.


P11

2.2 LegŸtura echipotenÍialŸ (vezi Fig. P19)

Fig. P19: Centura suplimentarŸ echipotenÍialŸ Ántr-o camerŸ de baie.

2.3 CerinÍe pentru fiecare zonŸTabelul de la capitolul 3 descrie aplicarea principiilor menÍionate mai sus.



P12

3 RecomandŸri aplicabile instalaÍiilor Ûi locaÍiilor speciale

Tab. P20: Principalele cerinÍe ale multor standarde naÍionale Ûi internaÍionale (continuare pe pagina urmŸtoare).

Tabelul P20 de mai jos sintetizeazŸ principalele cerinÍe ale multor standarde naÍionale Ûi internaÍionale.NotŸ: SecÍiunile Án paranteze se referŸ la secÍiuni ale standardului CEI 60364-7.

LocaÍia Principiul protecÍiei Nivel Cablaj Ûi Aparataj de Circuit Materiale IP conductoare comutaÍie de prize de instalaÍii SpaÍii de locuit n Sistem TT sau TN-S 20 Manete de operare ale ProtecÍie prin n ProtecÍie diferenÍialŸ aparatelor de comutaÍie, RCD de 30 mA o 300 mA dacŸ rezistenÍa de dispersie precum Ûi dispozitive a prizei de pŸmÊnt este i 80 Ω sau similare montate Án temporizatŸ de tip S tabloul electric Ántre 1 m v 30 mA dacŸ rezistenÍa de dispersie Ûi 1,8 m deasupra solului a prizei de pŸmÊnt este u 500 Ω n DescŸrcŸtori Án amontele instalaÍiei dacŸ: v alimentarea este printr-o reÍea aerianŸ cu conductoare clasice v indicele keraunic > 25 n Conductor de protecÍie (PE) pentru toate circuiteleCamere de baie sau CenturŸ suplimentarŸ echipotenÍialŸ duÛuri (secÍiunea 701) Án zonele 0, 1, 2 Ûi 3Zona 0 Numai TFJS 12 V 27 ClasŸ II AplicaÍii speciale strict limitatŸZona 1 TFJS 12 V 25 ClasŸ II AplicaÍii speciale strict limitatŸ ÎncŸlzirea apei Zona 2 TFJS 12 V sau RCD 30 mA 24 ClasŸ II AplicaÍii speciale strict limitatŸ ÎncŸlzirea apei Corpuri de iluminat clasŸ IIZona 3 21 Numai prize protejate de: n RCD 30 mA sau n SeparaÍie electricŸ, sau n TFJS 50 V Spatii pentru inot CenturŸ suplimentarŸ echipotenÍialŸ (secÍiunea 702) Án zonele 0, 1 Ûi 2Zona 0 TFJS 12 V 28 ClasŸ II AplicaÍii speciale strict limitatŸZona 1 25 ClasŸ II AplicaÍii speciale strict limitatŸZona 2 22 Numai prize protejate de: (Ánauntru) n RCD 30 mA sau 24 n SeparaÍie electricŸ, sau (afarŸ) n TFJS 50 VSaunŸ 24 ClasŸ II Adaptate temperaturii (secÍiunea 703)Ateliere Tensiunea UL redusŸ la 25 V 44 Protejate ProtecÍie prin (secÍiunea 704) mecanic RCD de 30 mA AgriculturŸ, Tensiunea UL redusŸ la 25 V 35 ProtecÍie prin horticulturŸ ProtecÍie antiincendiu cu RCD, 500 mA RCD de 30 mA (secÍiunea 705) LocaÍii constructive 2x ProtecÍia: (secÍiunea 706) n Uneltelor portabile: o TFJS sau o separaÍie electricŸ n LŸmpilor portabile: o TFJS n Echipamentelor fixe: o TFJS o separaÍie electricŸ o RCD de 30 mA o centurŸ suplimentarŸ echipotenÍialŸNotŸ: TFJS - Tensiune Foarte JoasŸ de SiguranÍŸ.

P13

3 RecomandŸri aplicabile instalaÍiilor Ûi locaÍiilor speciale

LocaÍia Principiul protecÍiei Nivel Cablaj Ûi Aparataj de Circuit Materiale IP conductoare comutaÍie de prize de instalaÍiiFÊntÊni Protejate prin RCD 30 mA Ûi (secÍiunea 702) centurŸ echipotenÍialŸ pentru pŸrÍile expuse Ûi conductoare Procesare date Sistem TN-S recomandat (secÍiunea 707) Sistem TT dacŸ curentul de scurgere este limitat. Conductor de protecÍie min. 10 mm2 (aluminiu). MŸrimile mai mici (cupru) trebuie dublate ParcŸri 55 Cabluri flexibile Prizele trebuiesc (secÍiunea 708) de 25 m lungime plasate la ÁnŸlÍimi cuprinse Ántre 0,8 Ûi 1,50 m de sol ProtecÍie prin RCD de 30 mA (unul pentru 6 locuri de prizŸ) AmbarcaÍiuni Ûi vase de Lungimea cablurilor pentru ProtecÍie prin RCD plŸcere (secÍiunea 709) alimentarea acestora nu trebuie de 30 mA (unul pentru sŸ depŸÛeascŸ 25 m 6 locuri de prizŸ) SpaÍii medicale Sistem medical IT ProtecÍie prin RCD (secÍiunea 710) CenturŸ echipotenÍialŸ 30 mA ExpoziÍii, standuri Sistem TT sau TN-S 4x ProtecÍie prin RCD (secÍiunea 711) de 30 mA Balneoterapie IndividualŸ: vezi secÍiunea 701 (tratamente) (volumele 0 Ûi 1) ColectivŸ: vezi secÍiunea 702 (volumele 0 Ûi 1) StaÍii alimentare Riscuri de explozie LimitatŸ la cu carburant minim necesar Motoare de vehicule Protejate prin RCD sau separare electricŸ InstalaÍii de iluminat 23 ProtecÍie prin RCD exterior (secÍiunea 714) de 30 mAUnitŸÍi mobile sau Utilizarea sistemului TN-C nu este ProtecÍie prin RCD transportabile permisŸ Án aceste unitŸÍi de 30 mA pentru (secÍiunea 717) prizele alimentÊnd echipamentul exterior acestora

Tab. P20: Principalele cerinÍe ale multor standarde naÍionale Ûi internaÍionale (sfÊrÛit).


P14

Q1

Capitolul QGhid pentru Compatibilitate ElectromagneticŸ (EMC)

Cuprins

DistribuÍie electricŸ Q2

Principiile Ûi structura sistemelor de legare la pŸmÊnt Q3

Implementare Q5 3.1 LegŸturi echipotenÍiale Án interiorul Ûi Án exteriorul clŸdirilor Q5

3.2 ÎmbunŸtŸÍirea condiÍiilor de echipotenÍialitate Q5

3.3 Separarea cablurilor Q7

3.4 Pardoseli false Q7

3.5 Instalarea (pozarea) cablurilor Q8

3.6 Instalarea cablurilor ecranate Q11

3.7 ReÍele de comunicaÍie Q11

3.8 Instalarea descŸrcŸtoarelor Q12

3.9 Cablarea tabloului electric Q13

3.10 Standarde Q13

Mecanisme de interferenÍŸ Ûi mŸsuri de contracarare Q14 4.1 GeneralitŸÍi Q14

4.2 Cuplajul impedant de mod comun Q15

4.3 Cuplajul capacitiv Q16

4.4 Cuplajul inductiv Q17

4.5 Cuplajul radiant Q18

RecomandŸri pentru realizarea cablŸrii Q20 5.1 Clase de semnal Q20

5.2 RecomandŸri pentru realizarea cablŸrii Q20

1

2

3

4

5

Q - Ghid pentru Compatibilitate ElectromagneticŸ (EMC)

Q2

1 DistribuÍie electricŸ

Tab. Q1: Principalele caracteristici ale diferitelor sisteme de tratare a neutrului.

În cazul Án care o instalaÍie cuprinde echipamente de puteri mari (motoare, aparate pentru aer condiÍionat, lifturi, electronicŸ de putere, etc.) este bine sŸ se instaleze unul sau mai multe transformatoare, special pentru aceste echipamente. DistribuÍia electricŸ trebuie organizatŸ Án sistemul de conexiune stea, iar toate circuitele de plecare trebuie sŸ fie alimentate din tabloul general de joasŸ tensiune (TGJT).Sistemele electronice (de comandŸ/monitorizare, reglare, instrumente de mŸsurare, etc.) trebuie alimentate cu ajutorul unui transformator dedicat, Án sistemul TN-S.Figura Q2 de mai jos prezintŸ aceste recomandŸri.

Fig. Q2: RecomandŸri referitoare la separarea distribuÍiei.

Sistemul de tratare a neutrului trebuie ales astfel ÁncÊt sŸ se asigure siguranÍa persoanelor Ûi a bunurilor. Comportarea acestor tipuri de sisteme din punct de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice (EMC) trebuie de asemenea luatŸ Ánconsiderare. Tabelul Q1 prezintŸ o recapitulare a caracteristicilor lor principale.Standardele europene (a se vedea EN 50174-2 § 6.4 Ûi EN 50310 § 6.3) recomandŸ sistemul TN-S care prezintŸ cele mai mici probleme din punct de vedere al EMCpentru instalaÍii care conÍin echipamente de tehnica informaÍiei (inclusiv echipamente de telefonie).

TT TN-S IT TN-C SiguranÍa persoanelor BunŸ BunŸ Dispozitive de curent Continuitatea conductorulului de protecÍie, PE, trebuie asiguratŸ Án Ántreaga instalaÍie diferenÍial rezidual SiguranÍa bunurilor BunŸ SlabŸ BunŸ SlabŸ CurenÍi de defect de valori CurenÍi de defect mari CurenÍi de defect mici Án cazul primului CurenÍi de defect mari medii (< cÊÍiva zeci (cca. 1 kA) defect (< cÊÍiva zeci de miliamperi), dar (cca. 1 kA) de amperi) mari Án cazul celui de-al doilea defect Continuitatea Án BunŸ BunŸ ExcelentŸ BunŸfurnizarea energieiComportarea din BunŸ Excelent SlabŸ (de evitat) SlabŸ (nu ar trebui utilizatŸ punct de vedere al n Risc de supratensiuni n PuÍine probleme de n Risc de supratensiuni niciodatŸ) compatibilitŸÍii n Probleme de echipotenÍialitate n Pentru tensiuni fazŸ-fazŸ trebuie n Nulul de lucru Ûi cel de electromagnetice echipotenÍialitate n NecesitŸ utilizarea dispozitivelor utilizate filtre de mod comun protecÍie sunt unul Ûi acelaÛi n NecesitŸ utilizarea cu curenÍi mari de scurgere la Ûi descŸrcŸtoare n CirculaÍia curenÍilor armonici dispozitivelor cu pŸmÊnt n Dispozitivele de curent diferenÍial din pŸrÍile conductoare active curenÍi mari de n CurenÍi de defect de valori mari rezidual pot declanÛa intempestiv Án ale instalaÍiei (radiaÍii mari scurgere la pŸmÊnt (perturbaÍii tranzitorii) cazul existenÍei unor condensatoare ale cÊmpului magnetic) cuplate Án mod comun n CurenÍi de defect de valori n Echivalent cu sistemul TN Án cazul mari (perturbaÍii tranzitorii) celui de-al doilea defect

Q3

2 Principiile Ûi structura sistemelor de legare la pŸmÊnt

AceastŸ secÍiune se referŸ la sistemul de legare la pŸmÊnt Ûi la legŸturile echipotenÍiale ale dispozitivelor de tehnicŸ a informaÍiei Ûi a altor dispozitive similare care impun interconectŸri Án scop de semnalizare.ReÍelele de legare la pŸmÊnt sunt proiectate sŸ ÁndeplineascŸ un numŸr de funcÍiuni. Ele pot fi independente sau pot funcÍiona ÁmpreunŸ pentru a realiza una sau mai multe din urmŸtoarele: n siguranÍa persoanelor din punct de vedere al accidentelor de naturŸ electricŸ;n protecÍia echipamentelor din punct de vedere al accidentelor de naturŸ electricŸ;n o valoare sigurŸ de referinÍŸ pentru semnale de ÁnaltŸ calitate;n performanÍe satisfŸcŸtoare din punct de vedere al EMC.Sistemul de tratare al neutrului este Án general proiectat Ûi realizat Án vederea obÍinerii unei impedanÍe scŸzute Án faÍa diverÛilor curenÍi de defect Ûi ai curenÍilor de scurgere de ÁnaltŸ frecvenÍŸ ai dispozitivelor Ûi sistemelor electronice. ExistŸ diferite tipuri de sisteme de tratare a neutrului, ÁnsŸ, unele dintre acestea impun condiÍii speciale de Ándeplinit. Aceste condiÍii nu sunt totdeauna Ándeplinite Án instalaÍiile tipice. RecomandŸrile prezentate Án aceastŸ secÍiune se referŸ la astfel de instalaÍii.În cazul instalaÍiilor profesionale Ûi industriale, poate fi necesarŸ o reÍea comunŸ de echipotenÍialitate (CBN) pentru a se asigura performanÍe mai bune din punct de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice, cu referire la urmŸtoarele puncte:n sisteme digitale Ûi tehnologii noi;n conformitatea cu cerinÍele de compatibilitate electromagneticŸ ale EEC 89/336 (emisie Ûi imunitate);n o gamŸ largŸ de aplicaÍii;n un nivel ridicat de siguranÍŸ, securitate, Áncredere Ûi/sau disponibilitate.În cazul aplicaÍiilor casnice totuÛi, acolo unde utilizarea dispozitivelor electrice este limitatŸ, o reÍea de echipotenÍialitate izolatŸ (IBN) sau, mai bine, o reÍea de echipotenÍialitate izolatŸ Án formŸ de plasŸ poate fi o soluÍie.Este de acum recunoscut faptul cŸ, prizele de pŸmÊnt independente, dedicate, realizate fiecare pentru cÊte un sistem de legare la pŸmÊnt separat sunt o soluÍie de neacceptat din punct de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice, Ûi reprezintŸ de asemenea unrisc serios privind siguranÍa. În anumite ÍŸri, reglementŸrile naÍionale Án construcÍii interzic astfel de sisteme.Utilizarea unei reÍele de legare la pŸmÊnt “curate” pentru echipamentele electronice Ûi a uneia “poluate” pentru scopuri pur electrice nu este de recomandat Án vederea obÍinerii unei compatibilitŸÍi electromagnetice corecte, chiar dacŸ este utilizatŸ doar o singurŸ prizŸ de pŸmÊnt (vezi Fig. Q3 Ûi Fig. Q4). În eventualitate unei lovituri de trŸsnet, prin instalaÍie pot circula curenÍi de defect sau perturbaÍii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ sub forma unor curenÍi tranzitorii. În consecintŸ, pot apŸrea tensiuni tranzitorii care sŸ genereze cŸderi sau deteriorŸri ale instalaÍiei. DacŸ exploatarea Ûi ÁntreÍinerea instalaÍiei sunt realizate adecvat, aceastŸ soluÍie poate fi acceptabilŸ, dar Án general nu este potrivitŸ din punct de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice Ûi nu este recomandatŸ pentru uz general.

Fig. Q3: Prize de pŸmÊnt independente, o soluÍie Án general neacceptatŸ din motive de siguranÍŸ Ûi de compatibilitate electromagneticŸ.

Fig. Q4: InstalaÍie cu o singurŸ prizŸ de pŸmÊnt.


Q4

ConfiguraÍiile recomandate pentru reÍelele de legare la pŸmÊnt Ûi pentru prizele de pŸmÊnt sunt douŸ sau trei (vezi Fig. Q5). AceastŸ abordare este recomandabilŸ pentru uz general, atÊt din punct de vedere al siguranÍei cÊt Ûi al compatibilitŸÍii electromagnetice. Aceasta nu exclude, ÁnsŸ, alte configuraÍii speciale care, corect ÁntreÍinute, pot fi, de asemenea, adecvate.

Fig. Q5: InstalaÍie cu prize de pŸmÊnt multiple.

2 Principiile Ûi structura sistemelor de legare la pŸmÊnt

Fig. Q6: Fiecare nivel are o plasŸ iar plasele sunt interconectate Án cÊteva puncte Ántre nivele. Anumite plase de la parter sunt ÁntŸrite pentru a Ándeplini cerinÍele din diferite zone.

În cazul instalaÍiilor tipice pentru clŸdiri cu mai multe nivele, fiecare nivel ar trebui sŸ aibŸ propria sa reÍea de legare la pŸmÊnt (Án general din plasŸ), iar toate aceste reÍele trebuie sŸ fie deopotrivŸ interconectate Ûi conectate la priza de pŸmÊnt. Se impun cel puÍin douŸ conectŸri (construite Án redundanÍŸ) pentru a se asigura faptul cŸ, dacŸ unul din conductoare se Ántrerupe, nici o parte a instalaÍiei nu va rŸmÊne izolatŸ. Practic vorbind, pentru a se obÍine o simetrie mai bunŸ Án ceea ce priveÛte circulaÍia de curenÍi sunt realizate mai mult de douŸ conectŸri, reducÊndu-se astfel diferenÍele Án tensiune Ûi Án impedanÍa totalŸ Ántre diferitele nivele ale clŸdirii.Mai multe cŸi paralele au frecvenÍe de rezonanÍŸ diferite. DacŸ una dintre cŸi are o impedanÍŸ de valoare mai mare, aceasta va fi, probabil ÛuntatŸ de cealaltŸ cale avÊnd o frecvenÍŸ diferitŸ de rezonanÍŸ. Prin urmare, considerÊnd un spectru larg de frecvenÍe (zeci de Hz pÊnŸ la MHz), un numŸr mare de cŸi determinŸ un sistem de impedanÍŸ scazutŸ (vezi Fig. Q6).Fiecare camerŸ din clŸdire trebuie sŸ aibŸ conductoare de legare la pŸmÊnt pentru legŸturile echipotenÍiale ale dispozitivelor sau sistemelor, canalelor de cabluri, sistemelor de bare Ûi structurŸ. Acest sistem poate fi ÁntŸrit prin conectarea de tuburi din metal, de jgheaburi, de suporÍi, schelete metalice, etc. În cazuri speciale precum cele ale camerelor de comandŸ sau a calculatoarelor instalate pe pardoseli false pot fi utilizate suprafeÍe plane de referinÍŸ sau benzi de legare la pŸmÊnt pentru ÁmbunŸtŸÍirea legŸrii la pŸmÊnt a dispozitivelor sensibile Ûi a cablurilor de protecÍie interconectate.

Q5

3 Implementare

3.1 LegŸturi echipotenÍiale Án interiorul Ûi Án exteriorul clŸdirilor Scopurile fundamentale ale legŸrii la pŸmÊnt Ûi ale legŸturilor echipotenÍiale constau Án urmŸtoarele:n SiguranÍŸPrin limitarea tensiunii de atingere Ûi prin crearea traseului de Ántoarcere a curenÍilor de defect.n Compatibilitate electromagneticŸ (EMC)Prin evitarea diferenÍelor de potenÍial Ûi crearea efectului de ecranare.CurenÍii vagabonzi se propagŸ Án mod inevitabil prin reÍeaua de ÁmpŸmÊntare. Pe de altŸ parte, este imposibil sŸ se elimine toate sursele generatoare de perturbaÍii dintr-o reÍea. Buclele de punere la pŸmÊnt sunt, de asemenea, inevitabile. CÊnd un cÊmp magnetic afecteazŸ o zonŸ de reÍea, de exemplu, un cÊmp creat de loviturile de trŸsnet, diferenÍele de potenÍial apar Án bucle create de cŸtre diferite conductoare, iar curenÍii circulŸ prin Ántregul sistem de legare la pŸmÊnt. În consecinÍŸ reÍeaua de legare la pŸmÊnt este direct afectatŸ de cŸtre mŸsura luatŸ Án exteriorul clŸdirii.AtÊt timp cÊt curenÍii circulŸ prin reÍeaua de legare la pŸmÊnt Ûi nu prin circuitele electronice, aceÛtia nu produc nici o pagubŸ. TotuÛi, atunci cÊnd reÍelele de legare la pŸmÊnt nu sunt echipotenÍiale, de exemplu, atunci cÊnd ele sunt conectate Án stea cŸtre priza de pŸmÊnt, curenÍii vagabonzi de ÁnaltŸ frecvenÍŸ vor circula peste tot unde este posibil, inclusiv prin conductoarele de comandŸ. Echipamentele pot fi perturbate, afectate sau chiar distruse. Singurul mijloc mai puÍin costisitor de a micÛora curenÍii prin sistemul de legare la pŸmÊnt Ûi de a menÍine caracteristici satisfŸcŸtoare de echipotenÍialitate este de a interconecta reÍelele de legare la pŸmÊnt. Aceasta contribuie la realizarea unor legŸturi echipotenÍiale mai bune Án sistemul de legare la pŸmÊnt, dar nu eliminŸ necesitatea unor conductoare de protecÍie. Pentru a Ándeplini cerinÍele legale referitoare la siguranÍa persoanelor, Ántre fiecare echipament Ûi borna de ÁmpŸmÊntare trebuie sŸ existe conductoare de protecÍie uÛor identificabile Ûi corect dimensionate. Suplimentar, cu excepÍia clŸdirilor cu structurŸ metalicŸ, un numŸr mare de conductoare de la descŸrcŸtoare sau de la reÍele de protecÍie Ámpotriva loviturilor de trŸsnet trebuie sŸ fie conectate direct la priza de pŸmÊnt.DiferenÍa fundamentalŸ dintre un conductor de protecÍie (PE) Ûi conductorul de coborÊre al descŸrcŸtoarelor este aceea cŸ primul conduce curenÍii interni cŸtre neutrul transformatorului MT/JT Án timp ce al doilea conduce curenÍi externi (din afara instalaÍiei) cŸtre priza de pŸmÊnt.Într-o clŸdire, este recomandabil sŸ se conecteze sistemul de legare la pŸmÊnt la toate structurile conductoare accesibile, Ûi anume: benzi metalice, rame de uÛi, Íevi, etc. În general, este suficient sŸ se conecteze barele metalice capsulate, canalele de cabluri, Íevile, tubulatura de ventilaÍie, etc. Án cÊt mai multe puncte posibile. În locurile Án care existŸ o cantitate mare de echipamente iar dimensiunea plasei reÍelei de legare la pŸmÊnt este mai mare de patru metri, trebuie adŸugat un conductor de echipotenÍialitate. Dimensiunea Ûi tipul conductorului nu sunt de importanÍŸ majorŸ. Este imperativ necesar sŸ se conecteze reÍelele de legare la pŸmÊnt Án cazul clŸdirilor care au conexiuni de cabluri. Interconectarea reÍelelor de legare la pŸmÊnt trebuie sŸ se realizeze cu ajutorul unui numŸr de conductoare Ûi a tuturor structurilor metalice interne ale clŸdirilor sau al celor care leagŸ clŸdirile (cu condiÍia sŸ asigure continuitatea electricŸ).Într-o clŸdire datŸ, diferitele reÍele de legare la pŸmÊnt (electronice, de calculatoare, de telecomunicaÍie, etc.) trebuie sŸ fie interconectate pentru a alcŸtui o singurŸ reÍea echipotenÍialŸ de legare la pŸmÊnt.AceastŸ reÍea de legare la pŸmÊnt trebuie sŸ aibŸ cÊt mai multe bucle. DacŸ reÍeaua de ÁmpŸmÊntare este echipotenÍialŸ diferenÍele de potenÍial Ántre dispozitivele de comunicaÍie vor fi scŸzute, iar un numŸr mare de probleme de compatibilitate electromagneticŸ vor dispŸrea. DiferenÍele de potenÍial sunt, de asemenea, reduse Án eventualitatea unui defect de izolaÍie sau a unei supratensiuni de origine atmosfericŸ.DacŸ condiÍiile de echipotenÍialitate dintre clŸdiri nu pot fi Ándeplinite sau dacŸ distanÍa dintre clŸdiri este mai mare de 10 m, pentru legŸturile de comunicaÍie este recomandat sŸ se utilizeze fibrŸ opticŸ, iar pentru mŸsurŸri Ûi sisteme de comunicaÍie, izolatori galvanici.Aceste mŸsuri sunt obligatorii dacŸ furnizorul de electricitate utilizeazŸ sistemele de tratare a neutrului IT sau TN-C.

3.2 ÎmbunŸtŸÍirea condiÍiilor de echipotenÍialitateReÍele de echipotenÍialitateChiar Ûi Án cazul unei reÍele de echipotenÍialitate ideale realizate din foi sau plase metalice experienÍa aratŸ faptul cŸ, pentru majoritatea perturbaÍiilor, o plasŸ de cca. 3 metri este suficientŸ pentru realizarea unei reÍele de echipotenÍialitate.Exemple de diferite reÍele de echipotenÍialitate sunt prezentate Án Figura Q7. Structura minimŸ recomandatŸ cuprinde un conductor (de exemplu un cablu sau o bandŸ de cupru) care ÁnconjoarŸ camera.


Q6

Fig. Q7: Exemple de reÍele de echipotenÍialitate.

Lungimea conexiunilor dintre un element de structurŸ Ûi reÍeaua de echipotenÍialitate nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 50 cm Ûi o conexiune suplimentarŸ trebuie instalatŸ Ánparalel la o anumitŸ distanÍŸ de prima. InductanÍa conexiunii dintre bara de ÁmpŸmÊntare a tabloului electric aferent unui set de echipamente Ûi reÍeaua de echipotenÍialitate (a se vedea mai jos) va fi mai micŸ de 1 µH (0,5 µH, dacŸ este posibil). De exemplu, este posibil sŸ se utilizeze un singur conductor de 50 cm sau douŸ conductoare Án paralel de 1 metru lungime, instalate la o distanÍŸ minimŸ unul de celŸlalt (de cel puÍin 50 cm) pentru reducerea inductanÍei mutuale dintre cele douŸ conductoare.Acolo unde este posibil, conectarea la reÍeaua de echipotenÍialitate trebuie sŸ se realizeze la o intersecÍie Án scopul divizŸrii curenÍilor de ÁnaltŸ frecvenÍŸ la patru, fŸrŸ lungirea conexiunilor. Profilul conductoarelor de legare la pŸmÊnt nu este important, ÁnsŸ ar fi preferabil un profil plat. Conductorul trebuie sŸ fie cÊt mai scurt posibil.

Conductoare paralele de legare la pŸmÊntScopul conductoarelor paralele de legare la pŸmÊnt este acela de a reduce curentul de mod comun care circulŸ Án conductoare care, de asemenea, conduc semnale de mod diferenÍial (impedanÍa de mod comun Ûi suprafaÍa buclei sunt reduse). Conductoarele paralele de legare la pŸmÊnt sunt utilizate pentru protecÍia Ámpotriva supratensiunilor de origine atmosfericŸ sau pentru curenÍi de defect mari. CÊnd pentru conductoarele paralele de legare la pŸmÊnt este utilizat ecranul cablului, acesta nu poate accepta astfel de curenÍi de valori mari, Ûi prin urmare soluÍia este de a instala un cablu suplimentar de-a lungul elementelor metalice ale structurii sau a canalului de cabluri, care funcÍioneazŸ ca un alt conductor paralel de legare la pŸmÊnt pentru Ántregul cablu.O altŸ posibilitate este de a utiliza cablul ecranat alŸturi de un conductor de legare la pŸmÊnt de secÍiune mare, ambele conectate la capete la borna de ÁmpŸmÊntare a echipamentului sau dispozitivului.Pentru distanÍe foarte lungi pentru conductoarele paralele de legare la pŸmÊnt suntrecomandate conexiuni suplimentare la reÍeaua de ÁmpŸmÊntare, la distanÍe neregulate Ántre dispozitive. Aceste conexiuni suplimentare formeazŸ o cale de Ántoarcere mai scurtŸ pentru curenÍii perturbatori care circulŸ prin conductorul paralel de legare la pŸmÊnt. Pentru canale de cabluri Án formŸ de “U”, ecrane Ûi tuburi conexiunile suplimentare trebuie sŸ fie exterioare pentru a menÍine separarea cu interiorul (efect de ecranare).

Conductoare de echipotenÍialitateConductoarele de echipotenÍialitate pot fi benzi metalice, Ámpletituri plate sau conductoare de secÍiune circularŸ. În cazul sistemelor de frecvenÍŸ ÁnaltŸ, sunt preferabile platbandele metalice sau Ámpletiturile plate (efect pelicular) deoarece un conductor de secÍiune circularŸ are o impedanÍŸ mai mare decÊt cea a unui conductor plat cu aceeaÛi secÍiune. Acolo unde este posibil raportul lungime/lŸÍime nu va depŸÛi valoarea 5.

3 Implementare

BN: ReÍea de echipotenÍialitate (Bonding network)CBN: ReÍea comunŸ de echipotenÍialitate (Common bonding network)IBM: ReÍea de echiponteÍialitate izolatŸ (Isolated bonding network)

Q7

3 Implementare

3.3 Separarea cablurilorSepararea fizicŸ a cablurilor de curenÍi tari Ûi slabi este foarte importantŸ din punct de vedere al EMC, Án mod deosebit dacŸ cablurile de curenÍi slabi nu sunt ecranate sau dacŸ ecranul acestora nu este conectat la pŸrÍile conductoare accesibile. Sensibilitatea echipamentelor electronice este Án mare mŸsurŸ determinatŸ de sistemul de cabluri care le conecteazŸ.DacŸ nu existŸ nici o separare (diferite tipuri de cabluri instalate Án canale de cabluri separate, distanÍe minime Ántre cablurile de curenÍi tari Ûi slabi, tipuri de canale de cabluri, etc.), influenÍa electromagneticŸ este la valoarea maximŸ. În aceste condiÍii, echipamentele electronice sunt sensibile la perturbaÍiile electromagnetice prin cablurile respective.Utilizarea sistemelor de bare capsulate precum Canalis sau a ghenelor de cabluri Án cazul puterilor mari este puternic recomandatŸ. Nivelul cÊmpului magnetic radiant, utilizÊnd aceste tipuri de sisteme de transport este de cca. 10 - 20 de ori mai mic decÊt Án cazul cablurilor sau conductoarelor standard.RecomandŸrile din secÍiunile “instalarea cablurilor” Ûi “recomandŸri de conexiuni” trebuie luate Án considerare.

3.4 Pardoseli false Includerea pardoselilor Án structura plasei contribuie la echipotenÍialitatea zonei Ûi, Án consecinÍŸ, la o distribuÍie Ûi diminuare a curenÍilor perturbatori de joasŸ frecvenÍŸ.Efectul de ecranare al unei pardoseli false depinde de echipotenÍialitatea sa. DacŸ contactul dintre dalele pardoselii este slab (joncÍiuni antistatice de cauciuc, de exemplu) sau dacŸ contactul dintre suporÍii metalici este fragil (poluare, coroziune, mucegai, etc, sau nu exista suporÍi) este necesar sŸ se adauge plase de echipotenÍialitate. În acest caz, este suficient sŸ se asigure conexiunea electricŸ efectivŸ Ántre suporÍii metalici ai coloanelor. Pe piaÍŸ sunt disponibile elemente de fixare cu arc pentru a conecta coloanele metalice la plasa de echipotenÍialitate. În mod ideal ar trebui conectatŸ fiecare coloanŸ, dar este adesea suficient sŸ se conecteze fiecare coloanŸ cu cea apropiatŸ, Án fiecare direcÍie. O plasŸ cu ochiuri de la 1,5 pÊnŸ la 2 metri este adecvatŸ Án majoritatea cazurilor. SecÍiunea recomandatŸ pentru cupru este de 10 mm2 sau mai mult. În general, este utilizatŸ o ÁmpletiturŸ platŸ. Pentru a reduce efectele de coroziune este recomandat sŸ se utilizeze cupru plat cositorit (vezi Fig. Q8).PlŸcile perforate de pardosealŸ falsŸ se comportŸ ca o pardosealŸ normalŸ atunci cÊnd au o structurŸ metalicŸ celularŸ.O datŸ la cca. 5 ani sunt necesare mŸsuri de ÁntreÍinere preventivŸ pentru plŸcile de pardosealŸ falsŸ (Án funcÍie de tipul de pardosealŸ Ûi de mediu, adicŸ de umiditate, praf Ûi coroziune). JoncÍiunile antistatice de cauciuc sau din polimeri trebuie sŸ fie ÁntreÍinute similar cu suprafaÍa pardoselii false (curŸÍate cu produse adecvate).

Fig. Q8: Implementarea pardoselii false.


Q8

Fig. Q10: Instalarea diferitelor tipuri de cabluri.

Fig. Q9: InfluenÍele electromagnetice ale diferitelor tipuri de paturi metalice de cabluri.

3 Implementare

3.5 Instalarea (pozarea) cablurilorAlegerea materialului Ûi a formei depinde de urmŸtoarele criterii:n severitatea mediului ambiant din punct de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice de-a lungul cablului (vecinŸtatea cu surse de perturbaÍii electromagnetice radiante sau de conducÍie);n nivelul permis al emisiilor radiante sau de conducÍie;n tipul de cablu (ecranat, torsadat, fibrŸ opticŸ);n capacitatea de Íinere la emisii electromagnetice a echipamentului conectat la sistemul de cablare;n alte cerinÍe de mediu (chimice, mecanice, climatice, foc, etc.);n extinderi viitoare planificate pentru sistemul de cablare.Canalele nemetalice pentru cabluri sunt adecvate Án urmŸtoarele situaÍii:n Án medii cu emisii electromagnetice continue de nivel scŸzut; n Án cazul sistemelor de cablare cu un nivel scŸzut de emisii;n Án cazurile Án care canalele metalice de cabluri trebuie evitate (medii chimice);n Án cazul sistemelor utilizÊnd fibre optice.Pentru canalele metalice de cabluri caracteristicile de impedanÍŸ sunt determinate mai curÊnd de forma lor (platŸ, Án forma de “U”, tubular, etc.) decÊt de secÍiune. Formele Ánchise sunt mai potrivite decÊt cele deschise deoarece acestea reduc influenÍele Án mod comun. Canalele (paturile) de cabluri prezintŸ deseori decupŸri pentru fixarea cablurilor. Cu cÊt sunt mai mici, cu atÊt este mai bine. Tipurile de decupŸri care aduc cele mai mici probleme sunt cele situate Án paralel cu cablurile Ûi la o oarecare distanÍŸ de acestea. DecupŸrile perpendiculare pe cabluri nu sunt recomandate (vezi Fig. Q9).

În anumite situaÍii, un canal de cabluri nesatisfŸcŸtor din punctul de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice poate fi acceptat, dacŸ emisiile electromagnetice ale mediului sunt reduse datoritŸ utilizŸrii unor cabluri ecranate, dacŸ este utilizatŸ fibrŸ opticŸ sau dacŸ sunt utilizate canale de cabluri separate pentru diferite tipuri de cabluri (de putere, de date, etc.).Este o idee bunŸ sŸ existe o rezervŸ Án interiorul unui canal de cabluri pentru un anumit numŸr de cabluri viitoare. ÎnŸlÍimea cablurilor trebuie sŸ fie mai micŸ decÊt ÁnŸlÍimea canalului de cabluri, aÛa cum este indicat mai jos. Capacele ÁmbunŸtŸÍesc performanÍele Án ceea ce priveÛte compatibilitatea electromagneticŸ a canalelor de cabluri.În cazul canalului de cabluri Án formŸ de “U” cÊmpul magnetic descreÛte cŸtre cele douŸ colÍuri. Aceasta explicŸ de ce sunt preferate canalele de cabluri mai adÊnci.

Diferite tipuri de cabluri (de putere, de curenÍi slabi) nu trebuie instalate Án acelaÛi loc sau pe acelaÛi canal de cabluri. Canalele de cabluri nu trebuie niciodatŸ sŸ fie umplute mai mult de jumŸtate din capacitate.

Q9

Fig. Q11: RecomandŸri privind instalarea grupurilor de cabluri pe canale metalice de cabluri.

Fig. Q12: RecomandŸri privind instalarea cablurilor Án interiorul grinzilor de oÍel.

Ambele capete ale canalului de cabluri trebuie, Ántotdeauna, sŸ fie conectate la prize de pŸmÊnt locale. Pentru canale de cabluri foarte lungi, sunt recomandate conectŸri suplimentare la sistemul de legare la pŸmÊnt, Ántre dispozitivele conectate. Acolo unde este posibil, distanÍele dintre aceste conectŸri la sistemul de legare la pŸmÊnt trebuie sŸ fie neregulate (Án cazul sistemelor de cablare simetrice) pentru evitarea rezonanÍei la frecvenÍe identice. Toate conectŸrile la sistemul de legare la pŸmÊnt trebuie sŸ fie scurte.Sunt disponibile canale de cabluri metalice Ûi nemetalice. SoluÍiile metalice oferŸ caracteristici mai bune din punct de vedere al EMC. Un canal de cabluri (pat de cablu, tuburi, console, etc.) trebuie sŸ reprezinte o structurŸ metalicŸ continuŸ de la Ánceput pÊnŸ la sfÊrÛit. Un canal de cabluri din aluminiu are o rezistenÍŸ Án curent continuu mai micŸ decÊt un canal de cabluri din oÍel de aceeaÛi dimensiune, dar impedanÍa de transfer (Zt) a oÍelului scade la frecvenÍa mai joasŸ, Án mod special Án cazul Án care oÍelul are o permeabilitate relativŸ (µ) mare. Trebuie avut grijŸ atunci cÊnd se utilizeazŸ diferite tipuri de metale deoarece conectarea electricŸ directŸ nu este permisŸ Án anumite cazuri, Án scopul evitŸrii coroziunii. Acesta poate fi un dezavantaj din punct de vedere al EMC.CÊnd dispozitivele conectate prin cabluri neecranate nu sunt afectate de perturbaÍiile de joasŸ frecvenÍŸ, compatibilitatea electromagneticŸ a canalelor nemetalice de cabluri poate fi ÁmbunŸtŸÍitŸ prin adŸugarea unui conductor paralel de legare la pŸmÊnt Án interiorul canalului de cabluri. Ambele capete trebuie sŸ fie conectate la sistemul local de legare la pŸmÊnt. Conectarea trebuie realizatŸ la o parte metalicŸ de micŸ impedanÍŸ (de ex.: partea metalicŸ a tabloului electric). Conductorul paralel de legare la pŸmÊnt trebuie sŸ fie proiectat pentru a face faÍŸ curenÍilor de defect mari Ûi curenÍilor Án mod comun.

3 Implementare

Este recomandabilŸ separarea din punct de vedere electromagnetic al grupurilor, unul de celalŸlt, fie utilizÊnd ecrane de protecÍie fie prin instalarea cablurilor pe canale de cabluri diferite. Calitatea ecranŸrii determinŸ distanÍa dintre grupuri. În cazul Án care nu existŸ ecranare, amplasarea trebuie sŸ se facŸ la o distanÍŸ corespunzŸtoare (vezi Fig. Q11).

Componentele metalice ale clŸdirilor pot fi folosite ca suport pentru cabluri, Án scopuri de compatibilitate electromagneticŸ. Grinzile de oÍel (Án formŸ de L, H, U sau T) alcŸtuiesc deseori o structurŸ neÁntreruptŸ legatŸ la pŸmÊnt cu secÍiuni transversale mari Ûi suprafeÍe cu numeroase conectŸri intermediare la pŸmÊnt. Cablurile trebuie, dacŸ este posibil, sŸ fie instalate de-a lungul acestor grinzi. Pozarea cablurilor Án interiorul colÍurilor este mai potrivitŸ decÊt pozarea pe suprafeÍele exterioare (vezi Fig. Q12).


Q10

Fig. Q13: AsamblŸri de canale metalice de cabluri.

Fig. Q14: RecomandŸri pentru trecerea printr-un perete a canalului de cabluri.

De fiecare datŸ cÊnd se produce o modificare sau o extensie, este foarte importantsŸ se asigure cŸ aceasta este realizatŸ Án conformitate cu regulile privind compatibilitatea electromagneticŸ (de ex.: a nu se Ánlocui niciodatŸ un canal metalic de cabluri cu unul din plastic!).Capacele pentru canalele de cabluri trebuie sŸ ÁndeplineascŸ aceleaÛi cerinÍe ca Ûi cele care se aplicŸ la canalul de cabluri. Un capac trebuie sŸ aibŸ un numŸr mare de puncte de contact de-a lungul Ántregii lungimi a canalului de cabluri. DacŸ aceasta nu este posibil, capacul trebuie conectat la canalul de cabluri cel puÍin la cele douŸ capete ale sale utilizÊnd elemente de conectare scurte (de ex. elemente de conectare Ámpletite sau tip plasŸ).CÊnd canalul de cabluri trebuie sŸ fie Ántrerupt pentru a trece printr-un perete (de ex. pereÍi antifoc) Ántre cele douŸ pŸrÍi trebuie utilizate elemente de conectare de impedanÍŸ micŸ (vezi Fig. Q14).

3 Implementare

InstalareaCÊnd un canal de cabluri este realizat dintr-un numŸr de bucŸÍi trebuie avutŸ Án vedere realizarea continuitŸÍii prin conectarea corectŸ a diferitelor pŸrÍi. Este preferabil ca bucŸÍile sŸ fie sudate de-a lungul tuturor marginilor. Nituirea, conectarea cu buloane sau cu Ûuruburi sunt acceptabile atŸta timp cÊt suprafeÍele de contact conduc curentul (fŸrŸ vopsire sau acoperiri izolante) Ûi sunt protejate Ámpotriva coroziunii. Cuplul de strÊngere trebuie sŸ fie corespunzŸtor, Án scopul realizŸrii unei bune presiuni pe suprafaÍa de contact electric dintre douŸ pŸrÍi.CÊnd este aleasŸ o anumitŸ formŸ pentru canalul de cabluri, aceasta trebuie utilizatŸ pe Ántreaga lungime. Toate interconectŸrile trebuie sŸ fie de micŸ impedanÍŸ. O singurŸ conectare cu fire Ántre douŸ pŸrÍi ale unui canal de cabluri determinŸ o impedanÍŸ localŸ mare care anuleazŸ performanÍele din punct de vedere al EMC.Pornind de la cŸÍiva MHz o conectare de 10 centimetri Ántre douŸ pŸrÍi ale unui canal de cabluri reduce factorul de atenuare de mai mult de 10 ori (vezi Fig. Q13).

Q11

Fig. Q15: Instalarea cablurilor ecranate.

3.7 ReÍele de comunicaÍieReÍelele de comunicaÍie acoperŸ distanÍe mari Ûi interconecteazŸ echipamente instalate Án ÁncŸperi care pot avea sisteme de distribuÍie avÊnd diferite sisteme de tratare a neutrului. În plus, dacŸ diferite zone nu sunt echipotenÍiale, Ántre diverse echipamente conectate Án reÍea pot apŸrea curenÍi tranzitorii de valori mari Ûi importante diferenÍe de potenÍial. AÛa cum s-a menÍionat anterior, acesta este cazul apariÍiei defectelor de izolaÍie sau descŸrcŸrilor electrice atmosferice. Capacitatea de Íinere dielectricŸ (Ántre conductoarele active Ûi pŸrÍile active accesibile) a cartelelor de comunicaÍie instalate Án computere sau automate programabile nu depŸÛeÛte, Án general, 500 V. În cel mai bun caz, capacitatea de Íinere poate atinge 1,5 kV. În instalaÍiile Án buclŸ cu sistemul TN-S Ûi cu reÍele de comunicaÍie relativ mici, acest nivel al capacitŸÍii de Íinere este acceptabil. TotuÛi, Án toate cazurile este recomandatŸ protecÍia Ámpotriva descŸrcŸrilor electrice (Án mod comun sau diferenÍial).

3 Implementare

3.6 Instalarea cablurilor ecranateCÊnd se hotŸrŸÛte utilizarea cablurilor ecranate, este necesar sŸ se determine cum pot fi conectate la pŸmÊnt ecranele (tipul de legare la pŸmÊnt, conectori, intrarea cablului, etc.), altfel avantajele sunt considerabil reduse. Efectiv, ecranele trebuie legate pe 360°. Figura Q15 de mai jos aratŸ diferite moduri de legare la pŸmÊnt a cablurilor ecranate.În cazul echipamentelor de calcul Ûi a legŸturilor digitale ecranele trebuie conectate la fiecare capŸt al cablului.Conectarea ecranelor este foarte importantŸ din punct de vedere al EMC Ûi trebuie urmŸrite considerentele de mai jos.DacŸ cablul ecranat conecteazŸ echipamente amplasate pe aceeaÛi zonŸ a reÍelei de legare la pŸmÊnt, ecranul trebuie conectat la pŸrÍile active conductoare la ambele capete. DacŸ echipamentele conectate nu sunt amplasate pe aceeaÛi zonŸ a reÍelei de legare la pŸmÊnt, sunt mai multe posibilitŸÍi:n Conectarea unui singur capŸt la sistemul de legare la pŸmÊnt este periculoasŸ. La apariÍia unui defect de izolaÍie, tensiunea la nivelul ecranului poate fi fatalŸ pentru personalul de exploatare sau poate distruge echipamentul. Mai mult, la frecvenÍe Ánalte ecranul nu este eficient;n Conectarea ambelor capete ale ecranului la sistemul de legare la pŸmÊnt poate fi periculoasŸ la producerea unui defect de izolaÍie. În acest caz, un curent de valoare mare va circula prin ecran Ûi Ál va putea distruge. Pentru a limita acest risc, un conductor paralel de legare la pŸmÊnt poate fi amplasat alŸturi de cablul ecranat. Dimensiunea acestui conductor paralel de legare la pŸmÊnt depinde de curentul de scurtcircuit din acel punct al instalaÍiei.Este evident faptul cŸ, dacŸ instalaÍia are o reÍea de legare la pŸmÊnt de tip plasŸ aceastŸ problemŸ nu mai apare.


Q12

Fig. Q16: Dispozitivul protejat trebuie sŸ fie conectat la bornele descŸrcŸtorului.

Fig. Q17a: Exemple de ansambluri cu descŸrcŸtoare (SA) Ûi Ántreruptoare de deconectare pentru a reduce impedanÍele de mod comun Ûi suprafaÍa buclei amonte-aval.

3 Implementare

Tipul de cablu de comunicaÍie utilizat este un parametru important. Acesta trebuie sŸ fie adecvat tipului de transmisie. Pentru a crea o legŸturŸ de transmisie solidŸ, trebuie urmŸriÍi urmŸtorii parametrii:n impedanÍa caracteristicŸ;n perechi torsadate sau de alt tip;n rezistenÍa Ûi capacitatea pe unitatea de lungime;n atenuarea semnalului pe unitatea de lungime;n tipul (tipurile) de ecranare utilizat(e).Mai mult, este important sŸ se utilizeze legŸturi de transmisie simetrice (diferenÍiale) deoarece acestea oferŸ performanÍe superioare din punct de vedere al EMC.TotuÛi, Án medii cu condiÍii severe privind compatibilitatea electromagneticŸ sau Án cazul reÍelelor de comunicaÍie extinse, Ántre instalaÍii Án care nu existŸ echipotenÍialitate sau unde acesta este foarte slabŸ, coroborat cu sistemele IT, TT sau TN-C, este recomandabil sŸ se utilizeze legŸturi cu fibrŸ opticŸ.Din motive de siguranÍŸ, fibra opticŸ nu trebuie sŸ aibŸ pŸrÍi metalice (risc de Ûoc electric Án cazul Án care fibra opticŸ conecteazŸ douŸ zone cu potenÍiale diferite).

3.8 Instalarea descŸrcŸtoarelorConectarea descŸrcŸtoarelor este la fel de importantŸ ca Ûi ÁnsŸÛi alegerea lor. Figurile Q16 Ûi Q17a de mai jos indicŸ faptul cŸ, pentru a se asigura mŸsuri efective de protecÍie, cablurile de legŸturŸ ale descŸrcŸtorului Ûi Ántreruptorului sŸu nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 50 cm.

Q13

3.10 StandardeEste absolut necesar sŸ se specifice standardele Ûi recomandŸrile care trebuie luate Án considerare pentru realizarea instalaÍiilor.Pot fi utilizate documentele enumerate mai jos:n EN 50174-1 Tehnologia informaÍiei - Instalarea cablurilor. Partea 1: SpecificaÍii Ûi asigurarea calitŸÍii.n EN 50174-2 Tehnologia informaÍiei - Instalarea cablurilor. Partea 2: Planul de instalare Ûi metode Án clŸdiri.

3 Implementare

3.9 Cablarea tabloului electric Fiecare tablou electric trebuie sŸ fie echipat cu o barŸ sau o placŸ metalicŸ de ÁmpŸmÊntare.Toate cablurile ecranate Ûi circuitele de protecÍie externe trebuie sŸ fie conectate Án acest punct.Oricare dintre plŸcile metalice ale tabloului sau Ûinele DIN pot fi utilizate Án scop de ÁmpŸmÊntare.Tablourile din material plastic nu sunt recomandate. În acest caz Ûina DIN trebuie utilizatŸ ca barŸ de ÁmpŸmÊntare.

Fig. Q17b: Dispozitivul protejat trebuie conectat la bornele descŸrcŸtorului.

Contactul electric trebuie stabilit pentru toate circuitele. A se ÁndepŸrta vopseaua din punctul de contact.

CuÛcŸ electromagneticŸÌinŸ DIN + carcasŸ de ÁmpŸmÊntare

Montaj cu contact electricConductor de protecÍie

BarŸ de ÁmpŸmÊntareConductor de protecÍie

PlacŸ de potenÍial de referinÍŸ

BarŸ de ÁmpŸmÊntare

BandŸ ÁmpletitŸ de ÁmpŸmÊntare

DANU


Q14

4 Mecanisme de interferenÍŸ Ûi mŸsuri de contracarare

Fig. Q18: Fenomenul de interferenÍŸ electromagneticŸ.

4.1 GeneralitŸÍiFenomenul de interferenÍŸ electromagneticŸ poate fi explicat ca Án Figura Q18 de mai jos.

Diferitele surse de perturbaÍii sunt:n Emisiile de radio-frecvenÍŸ: o sistemele de comunicaÍie fŸrŸ fir (radio, televizor, telefoane cu unde radio, telecomenzi),o radarele;n Echipamentele electrice:o echipamentele industriale de mare putere (cuptoare cu inducÍie, maÛini de sudurŸ, sistemele de comandŸ statice),o echipamentele de birou (calculatoare Ûi circuite electronice, maÛini de copiat, monitoare mari),o lŸmpile cu descŸrcŸri (tuburi fluorescente, tuburi cu neon, flash, etc.),o componentele electromecanice (relee, contactoare, solenoizi, dispozitive de Ántrerupere a curentului);n Sistemele de putere:o sistemele de transmisie de putere Ûi de distribuÍie,o sistemele de transport de energie;n DescŸrcŸrile electrice (trŸsnete);n DescŸrcŸrile electrostatice; n Pulsurile nucleare electromagnetice. PotenÍialele “victime” sunt:n Receptoarele radio Ûi TV, radarele, sistemele de comunicaÍie fŸrŸ fir;n Sistemele analogice (senzori, sisteme de achiziÍie prin mŸsurŸri, amplificatoare, monitoare);n Sisteme digitale (calculatoare, reÍelele de comunicaÍie date, echipamente periferice).Diferitele tipuri de cuplaje sunt:n Cuplaj impedant de mod comun (galvanic);n Cuplaj capacitiv;n Cuplaj inductiv;n Cuplaj radiant (cablu cu cablu, cÊmp cu cablu, antenŸ cu antenŸ).

Q15

Exemple (vezi Fig. Q20)n Dispozitive conectate printr-un conductor comun de referinÍŸ (adicŸ PEN, PE)afectat de variaÍii importante de curent (di/dt) (curent de defect, descŸrcŸri atmosferice, scurtcircuit, variaÍii de sarcinŸ, circuite de chopare, curenÍi armonici, baterii de compensare a energiei reactive).n ExistŸ o singurŸ cale comunŸ de curent pentru un numŸr de surse.

Fig. Q19: DefiniÍia cuplajului impedant de mod comun (galvanic).

PŸrÍile conductoare accesibile (PCA) ale dispozitivelor 1 Ûi 2 sunt conectate la o bornŸ de ÁmpŸmÊntare comunŸ prin conexiuni de impedanÍe Z1 Ûi Z2.Supratensiunea parazitŸ circulŸ cŸtre pŸmÊnt prin Z1. PotenÍialul dispozitivului 1 creÛte la valoarea Z1 I1. DiferenÍa de potenÍial faÍŸ de dispozitivul 2 (de potenÍial iniÍial = 0) determinŸ apariÍia curentului I2.

Z1 I1 = (Zsemnal + Z2)I2 ⇒ I2 = Z1

I1 (Zsemnal + Z2)

Curentul I2 prezent pe linia de semnal perturbŸ dispozitivul 2.

Fig. Q20: Exemplu de influenÍŸ prin cuplaj impedant de mod comun (galvanic).


4.2 Cuplajul impedant de mod comunDefiniÍieDouŸ sau mai multe dispozitive sunt interconectate prin cabluri de alimentare Ûi de comunicaÍie (vezi Fig. Q19). Atunci cÊnd curenÍi externi (de descŸrcare atmosfericŸ, curenÍi de defect, perturbaÍii) circulŸ prin aceste impedanÍe de mod comun, Ántre punctele A Ûi B care se presupun a fi echipotenÍiale, apare o tensiune nedoritŸ. AceastŸ tensiune parazitŸ poate perturba circuitele de tensiune foarte joasŸ sau circuitele electronice rapide.Toate cablurile, inclusiv conductoarele de protecÍie, au o impedanÍŸ, care devine importantŸ la frecvenÍe Ánalte.


Q16

DacŸ impedanÍa conductorului paralel de legare la pŸmÊnt PEC (Zsup) este foarte micŸ Án comparatie cu Zsemnal, cea mai mare parte a curenÍilor perturbatori vor circula prin PEC, deci nu prin linia de semnal, ca Án cazul precedent.DiferenÍa de potenÍial Ántre dispozitivele 1 Ûi 2 devine foarte micŸ, iar perturbaÍia acceptabilŸ.

Fig. Q21: MŸsuri de contracarare pentru cuplajul impedant de mod comun.

Fig. Q22: Rezultate tipice ale cuplajului capacitiv (cross-talk capacitiv).

MŸsuri de contracarare (vezi Fig. Q21)DacŸ nu pot fi eliminate, impedanÍele de mod comun trebuie, cel puÍin, sŸ fie cÊt mai mici posibil. Pentru a reduce efectele impedaÍelor de mod comun este necesar:n sŸ se reducŸ valoarea acestor impedanÍe;n sŸ se interconecteze referinÍele comune;n sŸ se utilizeze cabluri de lungimi mici sau plate, care la secÍiune egalŸ cu cablurile rotunde au o impedanÍŸ mai micŸ;n sŸ se instaleze legŸturi echipotenÍiale funcÍionale Ántre dispozitive;n sŸ se reducŸ nivelul curenÍilor perturbatori prin adŸugarea unor filtre de mod comun Ûi a unor bobine de inducÍie Án mod diferenÍial.

4.3 Cuplajul capacitivDefiniÍieNivelul perturbaÍiilor depinde de variaÍia de tensiune (dv/dt) Ûi de valoarea capacitŸÍii de cuplaj dintre sursa de perturbaÍii Ûi “victimŸ”.Cuplajul capacitiv creÛte cu:n frecvenÍa;n gradul de apropiere a sursei de perturbaÍii cu victima Ûi cu lungimea cablurilor paralele;n ÁnŸlÍimea cablurilor faÍŸ de planul de referinÍŸ al pŸmÊntului;n impedanÍa de intrare a circuitului “victimŸ“ (circuitele avÊnd o impedanÍŸ de intrare mare sunt mai vulnerabile);n izolaÍia cablului “victimei” (εr al izolaÍiei cablului), Án mod special Án cazul perechilor cuplate. Figura Q22 indicŸ rezultatele cuplajului capacitiv (cross-talk) dintre douŸ cabluri.

Exemple (vezi Fig. Q23)n Cabluri apropiate supuse unei variaÍii rapide de tensiune (dv/dt);n Aprinderea lŸmpilor fluorescente;n Cuplarea/decuplarea alimentŸrii echipamentelor (de tip fotocopiatoare, etc.);n CapacitŸÍi de cuplaj Ántre ÁnfŸÛurŸrile primarŸ Ûi secundarŸ ale unui transformator;n Cross-talk Ántre cabluri.


Q17

MŸsuri de contracarare (vezi Fig. Q24)n Limitarea lungimii cablurilor paralele ale sursei de perturbaÍii Ûi ale “victimei” la strictul necesar;n CreÛterea distanÍei dintre sursa de perturbaÍii Ûi “victimŸ”;n În cazul conexiunii Án douŸ fire, apropierea celor douŸ fire cÊt mai mult posibil;n PoziÍionarea unui conductor de protecÍie paralel legat la borna de ÁmpŸmÊntare la ambele capete, Ántre sursa perturbatoare Ûi “victimŸ”; n Utilizarea de preferinÍŸ a cablurilor cu douŸ sau patru conductoare Án loc de conductoare individuale;n Utilizarea sistemelor de transport simetrice pe sisteme de cablare simetrice corect instalate; n Ecranarea cablurilor sursei perturbatoare, a cablurilor “victimei” sau a amÊndurora (ecranul trebuie legat la pŸmÊnt);n Reducerea di/dt a sursei perturbatoare prin mŸrimea duratei (dt) de creÛtere a semnalului, dacŸ este posibil.

4.4 Cuplajul inductivDefiniÍieSursa perturbatoare Ûi “victima” sunt cuplate printr-un cÊmp magnetic. Nivelul de perturbare depinde de variaÍia de curent (di/dt) Ûi de inductanÍa mutualŸ de cuplaj.Cuplajul inductiv creÛte cu:n frecvenÍa;n gradul de apropiere a sursei de perturbaÍii cu victima Ûi cu lungimea cablurilor paralele;n ÁnŸlÍimea cablurilor faÍŸ de planul de referinÍŸ al pŸmÊntului;n impedanÍa sarcinii circuitului perturbator.

Exemple (vezi Fig. Q25)n Cabluri apropiate supuse unei variaÍii rapide de curent (di/dt);n Scurtcircuite;n CurenÍi de defect;n DescŸrcŸri atmosferice;n Sistemele de comandŸ statice;n MaÛini de sudurŸ;n Motoare asincrone.

Fig. Q23: Exemplu de cuplaj capacitiv.

Fig. Q24 : Cablurile ecranate perforate reduc cuplajul capacitiv



Q18

Fig. Q25: Exemplu de cuplaj inductiv.

Fig. Q26: DefiniÍia cuplajului radiant.


MŸsuri de contracararen Limitarea lungimii traseelor paralele ale cablurilor sursei perturbatoare Ûi ale “victimei” la minimum necesar;n CreÛterea distanÍei dintre sursa perturbatoare Ûi “victimŸ”; n În cazul conexiunii cu douŸ fire, apropierea celor douŸ fire cÊt mai mult posibil;n Utilizarea cablurilor multifilare sau a cablurilor unifilare care se ating, aÛezate, preferabil Án formŸ de treflŸ;n PoziÍionarea unui conductor de protecÍie paralel legat la borna de ÁmpŸmÊntare la ambele capete, Ántre sursa perturbatoare Ûi “victimŸ”;n Utilizarea sistemelor de transport simetrice pe sisteme de cablare simetrice corect instalate;n Ecranarea cablurilor sursei perturbatoare, a cablurilor “victimei” sau a amÊndurora (ecranul trebuie legat la pŸmÊnt);n Reducerea dv/dt a sursei perturbatoare prin mŸrimea duratei (dt) de creÛtere a semnalului, dacŸ este posibil (Ánserierea de rezistenÍe sau de rezistoare PTC pe cablul perturbator, inele de feritŸ pe cablul perturbator Ûi/sau pe cablul “victimei”).

4.5 Cuplajul radiantDefiniÍieSursa perturbatoare Ûi “victima” sunt cuplate printr-un mediu (de exemplu: aerul). Nivelul de perturbaÍie depinde de puterea sursei radiante Ûi de eficacitatea antenelor de emise Ûi de recepÍie. Un cÊmp electromagnetic este alcŸtuit dintr-un cÊmp electric Ûi un cÊmp magnetic. Cele douŸ cÊmpuri sunt corelate. Este posibil sŸ se analizeze separat cele douŸ componente, electricŸ Ûi magneticŸ.CÊmpul electric (cÊmpul E) Ûi cÊmpul magnetic (cÊmpul H) sunt cuplate Án sistemele conectate prin conductoare Ûi bucle (vezi Fig. Q 26).

Q19

Fig. Q27: Exemple de cuplaj radiant.

MŸsuri de contracararePentru a minimiza efectele cuplajului radiant se impun mŸsurile menÍionate mai jos.

Pentru cuplajul cÊmp - cablun Reducerea efectului de antenŸ a “victimei” prin reducerea ÁnŸlÍimii (h) a cablului Án raport cu planul de referinÍŸ al pŸmÊntului;n Plasarea cablului Án interiorul unei protecÍii metalice continue legatŸ la pŸmÊnt (tub, canal de cabluri, pat de cablu);n Utilizarea cablurilor ecranate care sunt corect instalate Ûi legate la pŸmÊnt;n Utilizarea de conductoare de protecÍie paralele;n Amplasarea de filtre sau de inele de feritŸ pe cablul “victimŸ”.

Pentru cuplajul cÊmp - buclŸn Reducerea suprafetei buclei “victimŸ” prin reducerea ÁnŸlÍimii (h) Ûi a lungimii cablului. Utilizarea de soluÍii similare celor din cazul cuplajului cÊmp - cablu.

Utilizarea principiului cuÛtii lui FaradayCuplajul radiant poate fi eliminat utilizÊnd principiul cuÛtii lui Faraday. O soluÍie posibilŸ este un cablul ecranat cu ambele capete ale ecranului conectate la carcasa metalicŸ a dispozitivului. Pentru creÛterea eficienÍei la frecvenÍe Ánalte, pŸrÍile conductoare accesibile trebuie sŸ fie legate la pŸmÊnt.Cuplajul radiant scade odatŸ cu distanÍa Ûi, de asemenea, atunci cÊnd se utilizeazŸ legŸturi de transmisie simetrice.


CÊnd un cablu este supus unui cÊmp electric variabil, prin el este generat un curent electric. Acest fenomen este numit cuplaj cÊmp - cablu.În mod similar, cŸnd o buclŸ este parcursŸ de un cÊmp magnetic variabil, acesta creazŸ o forÍŸ electromotoare care determinŸ o tensiune Ántre cele douŸ capete ale buclei. Acest fenomen este numit cuplaj cÊmp - bucla.

Exemple (vezi Fig. Q27)n Echipamente de radio - transmisie (staÍii radio, transmiÍŸtoare radio Ûi TV, servicii telefonice mobile);n Radare;n Sistemul de pornire al automobilelor;n MaÛini de sudurŸ cu arc;n Cuptoare de inducÍie;n Sisteme de comutaÍie de putere;n DescŸrcŸri electrostatice;n Iluminat.


Q20

5 RecomandŸri pentru realizarea cablŸrii

Fig. Q28 : Semnalele interne pot fi grupate in patru clase

Fig. Q29: RecomandŸri de realizare a cablŸrii pentru cabluri purtÊnd semnale diferite.

Fig. Q30: Utilizarea cablurilor Ûi a cablurilor panglicŸ.

Device

1 - Power connections(supply + PE)

2 - Relay connections

4 - Analogue link(sensor)

3 - Digital link(bus)

Cele patru clase de semnal sunt:n Clasa 1 AlimentŸrile electrice, circuite de putere cu variaÍii di/dt mari, convertizoare Án modul de comutare, dispozitive de reglaj Ûi comandŸ de putere.AceastŸ clasŸ nu este foarte sensibilŸ dar perturbŸ alte clase (Án special Án mod comun).n Clasa 2Contacte de releu.AceastŸ clasŸ nu este foarte sensibilŸ dar perturbŸ alte clase (comutaÍii, arcuri electrice la deschiderea contactelor).n Clasa 3Circuite digitale (comutaÍii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ)AceastŸ clasŸ este sensibilŸ la pulsaÍii Ûi, de asemenea, perturbŸ alte clase.n Clasa 4Circuite de intrare/ieÛire analogice (mŸsurŸri de nivel redus, circuite de alimentare senzori activi). AceastŸ clasŸ este sensibilŸ.O idee bunŸ este sŸ se utilizeze conductoare de culori diferite pentru fiecare clasŸ pentru a facilita identificarea Ûi separarea acestora. Aceasta este utilŸ la proiectarea instalaÍiei Ûi la depistarea problemelor apŸrute Án timpul exploatŸrii.

5.2 RecomandŸri pentru realizarea cablŸriiCablurile aferente diferitelor tipuri de semnale trebuie fizic separate (vezi Fig. Q29).Cablurile perturbatoare (clasa 1 Ûi 2) trebuie sŸ fie amplasate la distanÍŸ faÍŸ de cablurile sensibile (clasa 3 Ûi 4) (vezi Fig. Q30).În general, o distanÍŸ de 10 cm Ántre cablurile amplasate pe canale metalice de cabluri este suficientŸ (atÊt Án mod comun cÊt Ûi Án mod diferenÍial). DacŸ existŸ spaÍiu suficient, este preferabilŸ o distanÍŸ de 30 cm. În cazul Án care cablurile trebuie sŸ se intersecteze, aceasta trebuie sŸ se realizeze sub un unghi drept (90°) pentru evitarea cross-talk (chiar dacŸ se ating). Nu existŸ recomandŸri Án ceea ce priveÛte distanÍa, Án cazul Án care cablurile sunt separate cu ajutorul unor despŸrÍituri metalice echipotenÍiale la care sunt conectate pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei.TotuÛi, ÁnŸlÍimea despŸrÍiturilor metalice trebuie sŸ fie mai mare decÊt diametrul cablurilor.

5.1 Clase de semnal (vezi Fig. Q28)

Q21

Fig. Q32: Ecranare Ûi supraecranare pentru cablurile perturbatoare Ûi/sau sensibile.

A se evita utilizarea unui singur conector pentru diferite grupe (vezi Fig. Q33)Cu excepÍia cazurilor unde este necesar pentru clasele 1 Ûi 2 ( mod diferenÍial). DacŸ este utilizat un singur conector atÊt pentru semnalele analogice cÊt Ûi pentru cele digitale, cele douŸ clase trebuie separate cel puÍin printr-un set de contacte conectate la 0 V, folosit ca o barierŸ.

Conductoarele libere (rezerve) trebuie Ántotdeauna sŸ fie legate la pŸmÊnt la ambele capete (vezi Fig. Q34)Referitor la clasa 4 de semnale, aceste conexiuni nu sunt recomandate Án cazul liniilor de foarte joasŸ tensiune Ûi frecvenÍŸ (risc de apariÍie a unor semnale de zgomot, prin inducÍie magneticŸ la frecvenÍele de transmitere).

Fig. Q31: Semnale incompatibile = cabluri diferite.

Fig. Q33: Separare aplicatŸ Ûi conectorilor. Fig. Q34: Conductoarele libere trebuie sŸ fie conectate echipotenÍial.


Un cablu trebuie sŸ transporte semnale ale unei singure clase (vezi Fig. Q31) DacŸ este necesar sŸ se utilizeze un singur cablu pentru a transporta semnale ale unor clase diferite sunt necesare ecrane interne pentru a limita cross-talk (mod diferenÍial). În cazul claselor 1, 2 Ûi 3, ecranarea este preferabil sŸ fie realizatŸ cu bandŸ ÁmpletitŸ, Ûi trebuie sŸ fie legatŸ la pŸmÊnt la fiecare capŸt.

Este recomandabilŸ supraecranarea cablurilor perturbatoare Ûi sensibile (vezi Fig. Q32)Supraecranarea actioneazŸ ca o protecÍie la ÁnaltŸ frecvenÍŸ (Án mod comun Ûi Án mod diferenÍial) dacŸ este legatŸ la pŸmÊnt la fiecare capŸt al cablului utilizÊnd un conector circumferenÍial, un guler sau un dispozitiv de fixare prin strÊngere. TotuÛi o simplŸ legare la pŸmÊnt nu este suficientŸ.


Q22

Fig. Q35: Cele douŸ conductoare ale unei perechi trebuie sŸ rŸmÊnŸ totdeauna alŸturate.

Fig. Q36: Conductoare sub tensiune, amplasate, pe Ántreaga lungime, pe partea opusŸ pŸrÍilor metalice legate la pŸmÊnt.

Utilizarea unor canale metalice de cabluri, corect legate la pŸmÊnt, ÁmbunŸtŸÍeÛte considerabil compatibilitatea electromagneticŸ internŸ (vezi Fig. Q37)

Fig. Q37: DistribuÍia de cabluri pe canalul de cabluri.


Cele douŸ conductoare trebuie sŸ fie instalate cÊt mai aproape posibil (vezi Fig. Q35)Aceasta este o particularitate importantŸ Án cazul senzorilor de tensiune scazutŸ. Chiar pentru semnalele de releu, conductoarele active trebuie sŸ fie ÁnsoÍite de cŸtre cel puÍin un conductor comun de legŸturŸ. În cazul semnalelor analogice Ûi digitale, perechile torsadate sunt o cerinÍŸ minimŸ. O pereche torsadatŸ (mod diferenÍial) garanteazŸ faptul cŸ, cele douŸ conductoare rŸmÊn apropiate de-a lungul Ántregii lor lungimi.

Cablurile din clasa 1 nu necesitŸ ecranare dacŸ au filtre de radiaÍieDar ele trebuie sŸ fie alcŸtuite din perechi torsadate pentru a se asigura conformitatea cu cele menÍionate anterior.

Cablurile trebuie sŸ fie poziÍionate Ántotdeauna alŸturi, pe Ántreaga lungime, pe partea opusŸ pŸrÍilor metalice legate la pŸmÊnt ale dispozitivelor (vezi Fig. Q36)

Date post:	10-Aug-2015
Category:	Documents
Upload:	ana-karenina
View:	333 times
Download:	27 times

Manualul instalatiilor electrice

Documents