proiect SPT

7/28/2019 proiect SPT

1/28

Tema de proiect

S se proiecteze un post de transformare din care se alimenteaza receptori dincategoria I,II i III,Ponderea receptoarelor de categoria I fiind de 30%.

Postul de transformare (PT) este alimentat printr-o linie electric subteran ncablu LEC, dintr-un punct de alimentatare (PA), avnd tensiunea nominalkV U N 61 = , situat la distana L= 4,1 km i prevzut cu un sistem de bare

colectoare.Puterea de scurtcircuit, pe barele punctului de alimentare este MVAS SC 205=

iar echivalentul energetic al puterii reactive este var 248,0 W k e = Valoarea puterilor electric activ i reactiv sunt: var 750 1050 k QkW P C C ==

Proiectul va cuprinde

Tema de proiectare

1. Memoriu justificativ2. Breviar de calcul:-a). Calculul bateriei de condensatoare pentru mbuntirea factorului de putere(se va merge pana aproape de 0.92, insa fara a se depasi aceasta valoare).-b). Alegerea numrului i puterii transformatoarelor de putere din postul detransformare.-c). Stabilirea regimului optim de funcionarea a transformatoarelor.-d). Dimensionarea liniei de alimentare a postului de transformare n regimnominal de funcionare.-e). Calculul curenilor de scurtcircuit.-f). Verificarea la stabilitatea termic i dinamic a liniei de alimentare a postuluide transformare-g). Alegerea aparatelor de comutaie de medie tensiune-h). Alegerea aparatelor de msurare pe medie tensiune.

n Un1 L Ssc Ke Pc Qc Un21 6 4,1 205 0,248 1050 750 0,4

1


2/28

Memoriu justificativ

Puncte de alimentare si posturi de alimentare

Atat punctele de alimentare PA cat si posturile de transformare PT servesc ladistributia energiei electrice la consumatori .

In timp ce punctele de alimentare sunt statii electrice de conexiuni de medietensiune (6 ,20 ,35) care nu modifica nivelul de tensiune .

Posturile de transformare , constitue ultima treapta de transformare pentrualimentarea receptoarelor de joasa tensiune ale consumatorilor .

Din considerente economice , punctele de alimentare sunt in general associatecu un posturi de transformare . Ele dau un caracter de elasticitate a retelei demedie tensiune, prin posibilitatea de extindere relative simpla , ce le ofera pentrua satisface un consum sporit de energie electrica , ca urmare a dezcoltarii

platformei industriale.Punctele de alimentare cuprind un tablou de distributie de medie tensiunealcatuit din celule. Celula constitue o parte componenta a unei statii electrice detransformare sau de conexiuni , care contine echipamentul electric aferent unuicircuit sau mai multor circuite.

Prezentul proiect constitue fundamental teoretic pentru realizarea unei instalatiice v-a alimenta receptori de categoria I II si III .

Tensiunea de alimentare a obiectivului este 6/0.4 kV la o frecventa de 50 Hz.Postul de transformare este alimentat dintr-o linie electrica subterana , ce provinede la un punct de alimentare avand tensiunea nominala Un1=6Kv , situate ladistanta de 4,1 km si este prevazut cu un system de bare colectoare .

Puterea de scurtcircuit (Ssc) este de 205MVA la barele colectoarePostul de transformare va fii compus din :-anvelopa (fundatie + cabina)-celule modulare gama MOD6 , cu doua functii de linie cu separator de sarcinasi doua functii de transformator cu separator de sarcina combinat cu fuzibil-doua transformatoare , cu ulei in cuva etansa la tensiunile 6/0,4kV , Dyn-0.5 , cuborne ambrosabile pe medie tensiune-cabluri de joasa tensiune (legatura de la transformator la tabloul de joasatensiune de cupru)-tabloul de joasa tensiune , grad de protectie ip20

ECHIPAMENTUL POSTURILOR DE TRANSFORMAREUn post de transformare alimentat n bucl de la o reea de medie tensiune n

cablu, a crui schem se prezint n figura 1.26, cuprinde:a) Celulele de medie tensiune avnd diverse variante de echipare funcie de

destinaia circuitului pe care-l materializeaz. Pot fi celule de linii (celula 1 desosire i celula 2 de plecare), de transformator (celulele 3 i 4), de msur(celula 5) etc.;

2


3/28

b) Transformatoarele de putere m1 i m2 de tip TTU-NL (transformator trifazat n ulei, cu circulaie natural a uleiului i rcire natural cu aer) avnd de obiceiconexiunea Dyn 5, care permite un dezechilibru al sarcinii de aproximativ 30%,cu tensiunea secundar de 0,4kV, cu posibiliti de reglaj al tensiunii n lipsasarcinii, pe partea de medie tensiune, de5%. Transformatorul reprezintechipamentul principal al unui post de transformare fiind i cel mai scumpSchema electric de conexiuni a unui post de transformare cu dou

transformatoare.

c) Separatoarele a 3 , ,a 4 , a 5 , i a 6 , de tipSTI (separator trifazat de interior), permito separare vizibil a circuitelor fa de barele colectoare, avnd rolul de a protejapersonalul de exploatare. Pentru a nu se permite deschiderea separatoarelor nsarcin, acestea pot fi prevzute cu dispozitive de blocare mecanic sauelectric, care permit deschiderea acestora numai cnd ntreruptorul circuituluirespectiv este deschis. d) Separatorul a 2, de tipSTIP , este prevzut i cu cuite de punere la pmnt cese nchid cnd este necesar a efectua lucrri de ntreinere i reparaii pe liniarespectiv.

e) Separatorul de sarcin a1, de tip STIS , are n plus i rolul de ntreruptor pentrucurenii nominali ai circuitului. Este echipat suplimentar cu cuite de rupere i ocamer de stingere a arcului electric din material gazogen, avnd o putere derupere maxim de 7MVA. f) Siguranele fuzibile de medie tensiune e1 i e2, de tipSFI (sigurane fuzibile deinterior), cu mare putere de rupere, destinate proteciei mpotriva curenilor descurtcircuit, pot nlocui ntreruptorul n reelele cu puteri de scurtcircuit de pn la1000MVA.

3

V V

STIS -10-200 STIP-10-200 STI -10-200 STI -10-200STI -10-200 STI-10-200

Wh Whvarh varh

P l e c a r e

10kV, 50Hz 1 2 3 4 5 6

SFI -10 -40 SFI -10 -40 SFIT-10

CIRS-10250x5/5

TIRB-10/0,1180VA

TTU-NL630kVA

10/0,4kV STI-1-1000

OROMAX 0,5-1000

OROM X 0,5-1000

CIT-0,51000/5A

MPR160/125

IP III 200A

IP III -200A

USOL-250A

60x5mmAl 2

a a

a

a

e

m

e

m

e

a

a

a

a aa

a

e e e e

k k

a a aa

a

a

1 2 3 4 5

1

1

2 3

2

6

5

1 2

7

9

3 4

10

8

12

4 5

13 14

6

1

15

11

7

2

17

16


4/28

g) Siguranele fuzibile de medie tensiunee3, de tipSFIT , servesc pentruprotejarea transformatorului de tensiune.

h) Transformatorul de tensiune f 5, de tipTIRB (transformator de tensiune bifazat,pentru montaj interior, cu izolaie din rini de turnare), servete la msurareatensiunii i pentru instalaia de protecie prin relee (alimentarea bobinelor detensiune).

i) Transformatoarele de curent f 1 i f 2 de medie tensiune, de tip CIRS

(transformator de curent tip suport, cu izolaie din rini turnate pentru montajinterior), utilizate pentru msurarea curentului, puterii i a energiei electrice ipentru instalaia de protecie prin relee (alimentarea bobinelor de curent).

j) Barele colectoare din aluminiu, cu seciune dreptunghiular, montate peizolatoare din porelan tip suport.

k) Tabloul general care conine toate aparatele de comutaie i protecie de joas tensiune aferente circuitelor de sosire i plecare din tablou.Circuitele de sosire n tabloul general de la transformatoarele de putere suntechipate cu:

10 ntreruptoarele automatea9 i a10 de tip OROMAX. Protecia la suprasarcini scurtcircuit se realizeaz cu acelai declanator fabricat n dou variante:

* declanatorul tip H cu aciune temporizat la suprasarcin i in-stantanee lascurtcircuit;* declanatorul tip Ksi cu caracteristica de protecie n trei trepte, primele dou

fiind cu temporizare, iar a treia instantanee. Separatoarelea7 i a8 cu acionare manual de tip STI. Transformatoarele de curentf 3 i f 4, de tip CIT (transformator de curent tiptrecere, cu izolaie din bachelit, pentru montaj interior), uti-lizate pentrumsurare i pentru protecie.

Cupla longitudinala11 este constituit dintr-un ntreruptor auto-mat OROMAXce poate fi prevzut i cu instalaie AAR. Circuitele de plecare din tabloul general utilizeaz pentru acionare ntreruptoare cu prghie sau manet, ntreruptoare pachet, contactoareelectromagnetice sau ntreruptoare automate de tip USOL sau OROMAX. Pentruprotecia mpotriva curenilor de scurtcircuit se folosesc siguranele fuzibile cufilet, siguranele fuzibile cu mare putere de rupere MPR i declanatoareleelectromagnetice ale ntreruptoarelor automate, iar pentru protecia mpotrivacurenilor de suprasarcin, releele i declanatoarele termice.

Protecia transformatoarelor de putere se face la supracureni de naturextern (suprasarcini sau scurtcircuit) i la defecte interne cu ajutorul releelor degaze Buchholz.

Protecia mpotriva curenilor de scurtcircuit, pe partea de medie tensiune, serealizeaz cu ajutorul siguranelor fuzibile de medie tensiune, iar pe partea de joas tensiune cu ajutorul declanatoarelor electromagnetice ale ntreruptoarelor automate. Protecia mpotriva suprasarcinilor de durat se face cu ajutoruldeclanatoarelor termice ale ntreruptoarelor automate.

n cazul receptoarelor la care nu pot aprea suprasarcini, cum sunt cele deiluminat, n locul ntreruptoarelor automate se pot utiliza sigurane fuzibile cumare putere de rupere, ele comportndu-se satisfctor la even-tualelescurtcircuite pe barele de joas tensiune. Protecia trebuie astfel re-glat, nct

4


5/28

s se asigure selectivitatea ntre ntreruptorul automat sau siguranele fuzibilede joas tensiune i siguranele fuzibile de medie tensiune.

Pentru mbuntirea factorului de putere, la barele de joas tensiune aletabloului de distribuie se leag baterii de condensatoare(k 1 i k 2) cu conexiunea n triunghi, prevzute cu aparate de conectare i protecie.

Breviar de calcul Calculul bateriei de condensatoare pentru mbuntirea factorului de putere:

Circulaia att a puterii active ct si a puterii reactive n reeaua electricproduce att pierderi de tensiune ct si de putere activ i reactiv. Bateria decondensatoare este de fapt o surs de energie reactiv, care produce o parte dinputerea reactiv necesar anumitor consumatori, n special motoare asincrone.

Se definete un factor de putere neutral 92,0cos = , peste care consumatorulpltete numai puterea activ consumat, i sub care pltete i puterea reactivla un pre unitar mai mic. Acesta este motivul pentru care se prevede o instalaiede mbuntire a factorului de putere.Expresia matematic a factorului de putere este urmtoarea:

cos= 22cc

c

Q P

P

+ ; Puterea aparent este :

kW P c 1050=kVAr Qc 750=

kVAQ P S ccc 129075010502222 =+=+=

Trasarea diagramelor de fazori se va face n dou cazuri i anumeFr baterii de condensatoare:

Se definete un factor de putere natural, care este n funcie de receptoareledeinute de consumator, cu urmtoarea expresie matematic:

cos na t = 22cc

c

Q P P

+

cos nat = 81.075010501050

22=

+

Cu baterie de condensatoare:

5


6/28

Pentru mbuntirea factorului de putere vom folosi o baterie de condensatoare,care va produce putere reactiv necesar funcionrii anumitor receptoare.

n acest caz diagrama de fazori a puterilor este :

unde:cosmb - factor de putere mbuntit;Qp - puterea reactiv produs local;Qt - puterea reactiv transportat.Puterea reactiv transportat va fi egal cu :

imbcct tg P P Q = ;

Puterea produs local va fi egal cu :

)( imbnat c pimbcnat ct c p tg tg P Qtg P tg P QQQ ===

Factor de putere neutral :

cosneutral = arcos(o,92)=23cosnatural = arcos(o,81)=35

Se impune ca factorul de putere obinut n urma introducerii bateriei decondensatoare s fie egal cu factorul de putere neutral, astfel c :

neutral imb =

Rezult c puterea reactiv produs va fi egal cu :

kVAr Qtg tg P Q pneutral nat c p 294)( ==

Vor fii alese condensatoare CS-0,38-20-3 din (1) pagina 399

0

p

Q

Qn =

;

6


7/28

Q0 puterea reactiva unitar a condensatoarelor.Se aleg condensatoare cu puterea reactiv = 20 kVAr

7,1420

2940

==n

Se vor alege 14 condensatoare 14*20 = 280kVAr n acest caz puterea reactiv produs de bateria de 10 condensatoare va fi de:

kVAr QnQnQb 28014*20** 010100 ==+=

innd cont de puterea reactiv produs, puterea aparent va fi egal cu :

kVAQQ P S bccc 391,1150)(22' =+=

n final factorul de putere mbuntit va fi egal cu :

913.0)(cos 22 =+= bccc

imb QQ P

P

Factorul de putere mbuntit a rezultat n final apropiat de cel neutral,:

Alegerea numrului i puterii transformatoarelor de putere dinpostul de transformare

Alegerea numarului si puterii transformatoarelor este determinata de categoriareceptorilor care trebuie alimentati, urmarindu-se totodata ca numarul detransformatoare sa fie minim.

Receptoarele din categoria 0 si I numite si receptoare vitale , trebuie sa aiba ungrad de siguranta marit in alimentare .

In acest scop , intr-un post trebuie prevazute minium doua unitati , alese in asafel incat , daca o unitate se defecteaza , cea dea doua sa poata prelua intreagasarcina aferenta receptoarelor vitale printr-un system AAR (anclansare automataa rezervei ) combinat cu un system DAS (descarcare automata a sarcinii)

Receptoarele de categoria II si III, sunt receptoare nepretentioase, putindsuporta un timp mai lung o intrerupere a energiei electrice, pe cand receptoarelede categoria 0 si I sunt receptoare vitale, sunt sensibile la intreruperea alimentariicu energie electrica , putand suporta intreruperea un timp < 3 secunde, timpnecesar automatici de sistem sa treaca receptoarele pe calea de alimentare derezerva.

Ponderea receptoarelor de categoria I este de 30%, impune alegereaonfiguratiei postului de transformare cu doua transformatoare de putere,alimentate dintr-un punct de alimentare, avand doua sisteme de bare colectoare,prin intermediul a doua linii electrice subterane LEC 6kV .

7


8/28

Alegerea unui singur transformator de putere este exclusa deoarece la aparitiaunui defect la transformatorul de putere toate receptoarele raman fara alimentareun timp nedefinit, timp necesar inlocuirii transformatorului. Se alege deci varianta constructiva cu doua transformtoare de putere .Randamentul transformatorului la functionarea in regim de lunga durata nu seobtine pentru o incarcare de 100%, ci pentru o incarcare de aproximativ 65% 75% din puterea nominala.

Deoarece puterea instalata a consumatorului este de 1050 kVA se v-a alege oputere a transformatorului > 1312kVA , alegem doua transformatoare , unul de1000kVA si unul de 630kVA, si utilizate in functiune, cu AAR-ul (anclansareaautomata a rezervei) in functiune pe intrerupatorul cuplei longitudinale de 0,4kV.

Din [1.pag130,tabel 3.28.] se aleg transformatoareSnT1=630kVASnT2=1000kVARezult un factor de ncrcare de :

65.01000630

1050` =+

==nT

C

S

S

Din [1.pag-130,tabel 3.28.] se aleg transformatoare- puterea nominal: Snt=630kVA;

- tip:TTU-NL (transformator trifazat n ulei mineral, de de exterior cu reglajmanual pe ploturi si racire naturala in aer);

- tensiunea nominal primar/secundar: Un=6kV/0.4kV;- factor de reglaj:5%;- grupa de conexiuni: Dyn-5;- pierderi nominale:P0=1.2 kW,Psc=8.2 kW;- tensiunea de scurtcircuit: usc=6%;- curentul de mers n gol: i0=2,4%.

puterea nominal: Snt2=1000kVA;- tip:TTU-NL (transformator trifazat n ulei mineral, de de exterior cu reglajmanual pe ploturi si racire naturala in aer);

- tensiunea nominal primar/secundar: Un=6kV/0.4kV;- factor de reglaj:5%;- grupa de conexiuni: Dyn-5;

- pierderi nominale:

P0=1.85 kW,

Psc=12 kW;- tensiunea de scurtcircuit: usc=6%;- curentul de mers n gol: i0=2%.

Stabilirea regimului optim de funcionare a transformatoarelor

Transformatoarele de putere, din posturile de transformare pot funciona nparalel dac ndeplinesc urmtoarele condiii:-s aib aceleai tensiuni nominale primare i secundare;

8


9/28

-s aib aceleai tensiuni de scurtcircuit, cu abateri n limitele 10%;-s aib aceeai grup de conexiune sau aceleai grupe de conexiuni admise sfuncioneze n paralel;-s aib raportul ntre puterea celui mai mare i a celui mai mic transformator demaximum 2 (3).

Funcionarea n paralel a transformatoarelor este economic dac pierderiletotale de putere activ sunt mai mici dect n cazul funcionrii separate.

Determinarea parametrilor transformatoarelor:

Se va utiliza schema n a transformatorului:

unde:RT i XT rezistena i reactana transformatorului constituind elemente

longitudinale ale transformatorului;GT i BT conductana i susceptana transformatorului constituind elemente

transversale ale transformatorului;U10 i U20 tensiunea de faz din primar i secundar.

n schema de mai sus s-a reprezentat o singur faz a transformatorului, iar n

continuare se va face referire la o singur faz.Pentru a calcula pierderile transformatorului avem nevoie de caracteristicile lui

Snt1 kVA

Un1 kV Un2 kV Dpo kw DPsc Kw Usc %

I0 %

630 6 0.4 1.2 8.2 6 2.4

Un1 tensiunea nominal de linie din primarul transformatorului;In1 curentul nominal din primarul transformatorului;

SnT1 puterea aparent nominal a transformatorului;n continuare toate mrimile cu asterisc vor fi mrimi raportate.

Notm:

06,01006%

100==== sc

nT

sc sc

uU U

u

9


10/28

unde:

usc- tensiunea de scurtcircuit a transformatorului;usc* - tensiunea de scurtcircuit raportat.

Rezult:

sc P - pierderile de putere activ n transformator, la mersul n scurtcircuit.

psc* - pierderile de scurtcircuit raportate;

013,01000

2.8* ==nT

sc sc S

P p

024,0100

4.2100

%0

1

0*0

====i

I i

i N

i0* -curentul de mers n gol raportat;

0 P pierderile de putere activ la mersul n gol.

0019.06302,10*

0 ===

NT S P

p

=*0 p pierderile relative de mers in gol

Determinarea pierderilor

- de putere activ:

;0 s p p p +=p0 pierderi la mers n gol;ps pierderi datorate traversrii transformatorului de ctre sarcin;- de putere reactiv:

;0 sqqq +=

q0 pierderi la mers n gol;

10


11/28

qs pierderi datorate traversrii transformatorului de ctre sarcin;

;33

;;

2*21

221*2

1

00

===

==

nT scnnT

n scT s

sc sc

S p I S U

p I R p

P p

P p

- coeficient de ncrcare a transformatorului: 1=I1/I1n;

var;899.3610630013,006,0

;

;33

var;072.15106300019,0024,0

;3

33

3

;

322

2

221

2212*2*2

1

3220

2*0

2*0

21

21

2*0

2*0

21

0

2*

k q

qq

q I S U

pu I X q

k q

S piU

U S

piU

Bq

S p p

sc

s sc

scnnT

n sc scT s

nT n

n

nT nT

nT sc s

==

=

===

==

==

=

=

nT sc sc sc S puq = 2*2*

- pierderi totale: ;et k q p p +=

ek echivalent energetic al puterii reactive dat n tema de proiect, n [W/var]; t p pierderile totale n transformator i reea, n [kW].

-ke echivalentul energetic al puterii reactiveke=0,248

Pentru un transformator pierderile se pot scrie sub forma urmtoare care este defapt expresia unei parabole

( )

( ) ( )

( ) ( )

;25

107316.4937.4

;899.36248,02.8248,0072.152.1

;

;

1

2

2

1

2

2

00

2

00

S p

S S

p

S S

qk pk q p p

qk pk q p p

t

nT t

nT sce scet

sce scet

+=

+++=

+++=

+++=

11


12/28

Pentru a calcula pierderile prin transformatorul 2 avem nevoie de caracteristicile

lui

Snt2 kVA Un1 kV Un2 kV Dpo kw DPsc KwU

sc % Io %1000 6 0.4 1.85 12 6 2

Notm:

06,01006%

100==== sc

nT

sc sc

uU U

u

unde:

usc- tensiunea de scurtcircuit a transformatorului;usc* - tensiunea de scurtcircuit raportat.Un1 tensiunea nominal de linie din primarul transformatorului;In1 curentul nominal din primarul transformatorului;Snt puterea aparent nominal a transformatorului;

n continuare toate mrimile cu asterisc vor fi mrimi raportate. psc* - pierderile de scurtcircuit raportate;

012.0100012* ===

nT

sc sc S

P p

sc P - pierderile de putere activ n transformator, la mersul n scurtcircuit.

02,01002

100%0

1

0*0 ====

i I

ii

N

i0* -curentul de mers n gol raportat;

36

30*0 1085,1101

1085,1 =

==

N S P

p

unde:

0 P pierderile de putere activ la mersul n gol.

12


13/28

Determinarea pierderilor- de putere activ:

;0 s p p p +=p0 pierderi la mers n gol;

ps pierderi datorate traversrii transformatorului de ctre sarcin;- de putere reactiv: ;0 sqqq +=

q0 pierderi la mers n gol;qs pierderi datorate traversrii transformatorului de ctre sarcin;

;33

;;

2*21

221*2

1

00

===

==

nT scnnT

n scT s

sc sc

S p I S

U p I R p

P p

P p

- coeficient de ncrcare a transformatorului: 1=I1/I1n;

var;787,58101012,006,0

;

;33

var;787.151011000185,002,0

;3

33

3

;

622

2

221

2212*2*2

1

66220

2*0

2*0

21

21

2*0

2*0

21

0

2*

k q

qq

q I S U

pu I X q

k q

S piU

U S

piU

Bq

S p p

sc

s sc

scn

nT

n sc scT s

nT n

n

nT nT

nT sc s

==

=

===

==

==

=

=

- pierderi totale: ;et k q p p +=

ke echivalentul energetic al puterii reactive

ke=0,248

Pentru un transformator pierderile se pot scrie sub forma urmtoare care este de faptexpresia unei parabole

13


14/28

( )

( ) ( )

( ) ( )

;579,26788.6

;787,58248,012248,01685,1

;

;

2

2

2

2

2

2

2

2

00

200

nT t

nT t

nT sce scet

sce scet

S S p

S S

p

S S

qk pk q p p

qk pk q p p

+=

+++=

+++=

+++=

;25

107316.4937.41 S p t

+=

;25

10657.2788.62 S p t

+= n cazul funcionrii n paralel a dou transformatoare de puteri diferite, n

ipoteza c sarcinile transformatoarelor se repartizeaz proporional cu puterilenominale ale transformatoarelor,

2121

21

2

2

1

1

nnnnnn S S S

S S S S

S S

S S

+=++==

pierderile totale de putere activ vor avea expresia:++++= )( 02010201 qqk p p p et

221

2

2121

)()]([

nn sc sce sc sc

S S

S qqk p p

+++++

respectiv

22

21

22

2

21

112123 ])()([ S S S

S n

S S S

nmm pnn

n

nn

nt +++++=

222223 ])1630

1000(5

10657.2)1630630(

510731.4[788.6937.4 S p t

+++=

2510046.2725.11

23S p

t

+=

S kVA 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100PT1 kW 4.937 5.3 6.6 8.8 11.9 15.8 20.6 26.3 32.9 40.3 48.6 57.8PT2 kW 6.788 7.0 7.8 9.1 11.0 13.4 16.3 19.8 23.7 28.3 33.3 38.9

PT23 kW 11.725 11.9 12.5 13.5 14.9 16.8 19.0 21.7 24.7 28.2 32.1 36.4

S kVA 1200 1300 1400 1500

14


15/28

PT1 kW 67.8 78.8 90.6 103.3 116.8PT12 kW 45.0 51.7 58.8 66.5 74.8PT23 kW 41.1 46.2 51.7 57.6 64.0

0

20

40

60

80

100

120

140

0 500 1000 1500 2000

PT1

PT2

PT23

Dimensionarea liniei de alimentare, a postului de transformare n

regim normal de funcionare:

Fiecare transformator va avea nevoie de cte o linie de alimentare separat.Se vor utiliza linii electrice n cablu(LES) deoarece postul de transformare se afl ntr-o zon populat i din motive de spaiu, aspect i alte considerente nu se potfolosi alte tipuri de linii electrice(de exemplu aeriene).

Dimensionarea liniei de alimentare se va face la puterea nominal atransformatorului.

Curentul ce trece prin LEC:

AU

S I I n

nT c 339.9663

10003 1

1 =

=

==

unde: Un1 tensiunea de faz din primarul transformatorului.

Schema electric simplificat dintre punctul de alimentare(PA) (PT)va fi:

15


16/28

Alegerea tipului conductei electrice:Din [1, pag.108,tab.3.13.] s-a ales un cablu de trifazat de aluminiu cu

izolatie din PVC , avand sectiunea conductorului S = 3x95mm2Determinarea seciunii conductoarelor cablului:Condiia de nclzire:

'admc I I

Din [1, pag.108, tab.3.13.] se aleg parametrii cablului corespunztorimodului de pozare i mediului n care acesta va fi pus, astfel:

295

;225

mmS

A I cadm=

=

Acest tip de cablu are armatura de otel de oel, va fi protejat pe fundul anuluicu un strat de nisip de aproximativ 10cm.

Corecia curentului admisibil:

;321'

admadm I k k k I =

Rezult urmtorii coeficieni de corecie:

k1-coeficient de corectie determina rezistenta specifica a solului- k1=0.93; din [1, pag.306, tab.24.39]

k2-coeficient de corectie in functie de numarul de cabluri pozate

16


17/28

- k2=0.82; din [1, pag.307, tab.4.41]K3-coeficient de corectie in functie de temperatura solului

- k3=0.93; din [1, pag.308, tab.4.42]S-a inut cont de faptul c temperatura maxim a conductorului nu trebuie sdepeasc valoarea impus de 70C i temperatura mediului ambiant la nivelulcablului este de aproximativ 20C.

Rezult n final:

;88,181225*06.1*82.0*93.0'

A I adm ==Se pune condiia:

2' 95 mmS I I cadm =>

1) Condiia de nclzire:'

admc I I

2' 95 mmS I I cadm =>

Din condiiile impuse mai sus rezult c acest cablu este adecvat cerinelor noastre.

2) Condiia de pierderi de tensiune:

5%% = admU U

;1002n

L L

U

Q X P RU

+=

unde:Un=6kV- tensiunea nominal din primarul transformatorului;RL,XL rezistena, respectiv reactana pe faz a liniei;P,Q puterea activ, respectiv reactiv transportat pe linie.

Calculul rezistenei i reactanei cablului se face cu urmtoarele relaii :

;

;

0

0

L X X

L R R

L

L

=

=

unde:

R0,X0 rezistena,respectiv reactana pe 1 km, n [/km].Din datele de proiectare avem c : L=4.1km;

Din [1, pag.146, tab.3.36]avem :

km R /383,00 =

17


18/28

rezult c rezistena este egal cu:

== 57.11.4*383.0 L R

Din [1, pag.147. tab3.38] avem:

Deci reactana lineic va fi egal cu:

./093,00 km X =

i reactana total a cablului este :

.3813,01.4093.0 == L X

Puterile activ i reactiv a transformatorului calculatepentru neutral = vor fi:

.3903919.01000sin*

;92092.0*1000cos*

kVAr S Q

kW S P

nT

nT

===

===

n final pierderile de tensiune vor fi:

;100 2n

L L

U

Q X P RU

+=

%424.410*6

310*)390*3813.0920*57,1(

100 32 =+

=U

Condiia de pierderi de tensiune:

5%% = admU U

18


19/28

Dimensionarea cii de curent dintre secundarul transformatorului i tabloulgeneral

Dimensionarea ci de curent dintre secundarul postului de transformare i tabloulgeneral. Deoarece sunt distane scurte se poate utiliza bare dreptunghilare din aluminiu potfi montate n execuie:-deschis, barele nu sunt protejate, dar se amplaseaz la nlimi inaccesibile;

-acoperit, barele se introduc n canale de beton;-protejat, barele se introduc n canale din tabl de oel, font sau tub PVC;-capsul, barele se introduc n canale cu grad minim de protecie.

Se calculeaz cu relaia:

Curentul nominal al barelor de 0,4 kV:

IBare0,4=2*I1n=3034,6 A.Alegerea barelor rigide de 0.4kV se face din tabel (tabelul 5.4, pag.72 din PE 111-4/93),

inand cont de coeficientul de corecie k2 ( coeficient care depinde de temperatur). In

cazul nostru am ales k 2 =0,68, pentru temperatura q =35+15=50C ( se consider temperatura barelor 50C,din tabel se poate alege seciunea barelor pentru temperatura de 35 C).Conductorul care se va alege trebuie sa permit vehicularea unui curent de durat, egal

cu: 3034,6 A.Din tabel (5.4 din PE 111-4/93) se gsesc urmtoarele soluii posibile:

Se alege soluia cea mai economic (consum minim de material), conductor format dintr-un pachet de trei bare cu seciunea dreptunghiular 160x15, care in condiiile din tabeladmite in curent maxim de 4000 ABarele alese se verific in funcie de condiiile de rezistena mecanic la scurtcircuit.

Barele sunt alctuite din cate 3 benzi de aluminiu cu seciunea 160 x 15 mm fiecare.Distana dintre izolatoare in lungul benzii este de 675 mm, distana dintre faze 100 mm, iar distana dintre distaniere de 450 mm. Valoarea de oc a curentului de scurtcircuit este de50,22 kA.

Condiia de pierderi de tensiune:

Datorit faptului c lungimea barelor e foarte mic(5 6m), pierderile de tensiune suntneglijabile, deci nu vor mai fi luate n calcul.

Calculul curenilor de scurtcircuit:

19

AU

S I I

n

nT c 3,1517

4,03

1050

3 22

=

=

==


20/28

Scurtcircuitul este legtura galvanic, accidental sau voit printr-o impedan devaloare relativ redus, intre dou sau mai multe puncte ale unui circuit care, in regimnormal, au tensiuni diferite. Curenii de scurtcircuit apar in reelele electrice in urmacontactului intre conductoarele fazelor diferite sau intre conductoare i pmant, printr-oimpedan relativ mic, care in majoritatea cazurilor se consider egal cu zero.

Valoarea curentului de scurtcircuit depinde de :- puterea surselor care alimenteaz locul de scurtcircuit ;

- distana electric dintre surse i locul de scurtcircuit, adic impedana elementelor circuitului electric cuprins intre surse i locul de scurtcircuit ;- tipul scurtcircuitului ;- timpul scurs din momentul apariiei scurtcircuitului ;Se deosebesc urmtoarele tipuri de scurtcircuit :- trifazat, in cazul contactului dintre cele trei faze ;- bifazat, in cazul contactului intre dou faze, fr punere la pmant ;- bifazat, cu punere la pmant, in cazul contactului dintre dou faze i pmant ;- monofazat, in cazul contactului unei faze, prin pmant, cu neutrul sursei.Se vor calcula curenii de scurtcircuit trifazai n punctul K1, n diferite situaii:

a). Curentul de scurtcircuit n punctul K1,

Schema echivalent de secven direct pentru calculul curentului de scurtcircuit n punctul K1

Parametrii cunoscui:-puterea de scurtcircuit pe barele de 6kV din PAS sc =205MVA;-lungimea liniei L=4,1km , conductorul liniei fiind din3x95mm2 , rezistena linieir 0=0.383 /km, reactana liniei x0=0,093 /km (conform tabelului din anexa 11,din PE 134/95);-factorul de tensiune c=9 pentru tensiuni nominale 6kV kV iar la 0,4 kV c=0.78 (conformtabelului 2 din pagina 84, din PE 134/95). Factorul de tensiune este raportul dintre

tensiunea sursei echivalente i tensiuneaUn/3. El are rolul unui factor de corecie.

Se calculeaz impedana sistemului i a liniei:

- impedana sistemului, a reelei de alimentare:

20


21/28

=== 175,02056

22

scS N U

X S

=+=+= 126.0175,015,01,015,01,0 S S X R

=+=+= 215,0175,0126,0 2222 S S S X R Z

Se calculeaza impedanta liniei electrice subterane

=== 57,11,4383,00 Lr R L === 369,01,4093,00 L x X L

=+=+= 612,1369,057,1 2222 L L L X R Z

impedana total pn la effect:

=+= 781,1544,0696,1 22tot Z

Se calculeaz curentul de scurtcircuit trifazat n punctual K1

kAtot Z

U c I N 752,1781,173,1

69,03

1K1 =

=

=

se calculeaz puterea aparent n punctul K1

MVA I U S N 185,18752,1673,13 K11K1 ===

se calculeaz curentul de oc

1soc 2 K I I = - factorul de oc=1,79; -coeficient de soc dpinzand de raportul dintre rezistenta R sireactanta X total de scurtcircuit

kA I 421,4752,141,179,1soc ==

21


22/28

Curentul de scurtcircuit n punctul K 1, cnd sunt n funciune ambele linii

de 6 kV

Schema echivalent de secven direct pentru calculul curentului de scurtcircuit n punctul K1

- impedana total pn la efect::

21

21

L L

L LS tot Z Z

Z Z Z Z

++=

21 L L Z Z =

806,0215,02

+=+= LS tot Z

Z Z

=+= 979,0359,0911,0 22tot Z

Se calculeaz curentul de scurtcircuit trifazat n punctual K1

kAtot Z

U c I N 188.3979,073,1

69,03

1K1 =

=

=

se calculeaz puterea aparent n punctul K1

MVA I U S N 091.33188,3673,13 K11K1 ===

se calculeaz curentul de oc

1soc 2 K I I =

- factorul de oc=1,79; -coeficient de soc depinzand de raportul dintrerezistenta R si reactanta X total de scurtcircuit

kA I 046,8188,341,179,1soc ==

22


23/28

Verificarea la stabilitatea termic i dinamic a liniei de alimentare a postuluide transformare

Condiia de stabilitate termic a unui element din circuit este ndeplinit dacseciunea conductorului satisface condiia:

C t

I S sc

scmedp

unde: S seciunea conductorului cablului, [mm2]; Iscmedp - valoarea medie ptratic a curentului de scurtcircuit [A];

tsc timp de scurtcircuit, [s];C coeficient de stabilitate termic ,C=104-cupru

70-aluminiu

Verificarea LES:Curentul de scurtcircuit mediu este :

;752,11 kA I I p scmedp ==

Timpul de scurtcircuit este : ;d ap sc t t t +=unde:

tap timp de acionare a proteciei cu relee; td timp de deconectare propriu al ntreruptorului.

Pentru timpul de acionare a proteciei se admite o valoare acoperitoare detap1=0.3s,indicele1nsemnnd c se refer la medie tensiune.

Se alege un ntreruptor de medie tensiune de tipul IUP-M 10-1000 cu timpul dedeconectare detd1=0.07s.Datele tehnice ale acestui tip de ntreruptor sunt date la alegereaaparatelor de comutaie de medie tensiune

Rezult: st sc 37,007,03,0 =+=Deci seciunea conductorului trebuie s ndeplineasc urmtoarea condiie :

23 224,157037,010752,1 mmS =Dar seciunea conductorului aleas anterior este de S=95mm2, deci este aleasa bine.

2)Verificarea barelor de medie tensiune

Curentul de scurtcircuit mediu ptratic i timpul de scurtcircuit :

23


24/28

;;046,8

22

2

d ap sc

p soc

t t t

kA I I

+===

Se admite :

. st

st

d

ap

3,02,0

2

2

==

rezult timpul de scurtcircuit :

st sc 5,0=

Se impune aceeai condiie ca la verificarea LEC :

23 276,8170

5,010046,8 mmC

t I S sc soc ==

Barele sunt alctuite din benzi de aluminiu cu seciunea 160 x 15 mm fiecare, sectiuneadin calcule e mai mica decat cele alese , deci barele sunt dimensionate coerspunzator

Alegerea aparatelor de comutaie de medie tensiune

Echipamentul electric al unui post d transformare , trebuie sa fie ales incat sa satisfacaurmatoarele conditii:-parametrii nominali ai echipamentului sa corenspunda parametrilor locului in care seinstaleaza .-sa reziste supratensiunilor si curentilor de scurtcircuit ce pot aparea in regiunile de avarie

Curentii de scurtcircuit soicita elementului dpdv. mecanic si termic , solicitareaelectrodinamica este detrminata de curentul de scurtcircuit de soc , iar solicitarea termica

de valoarea curentului de scurtcircuit si durata lui.Verificarea echipamentului electric la solicitari mecanice , si termice in cazul curntilor descurtcircuit se face prin compararea marimilor de calcul cu cele de incercare

IntreruptoareAlegerea intreruptoarelor se face pe baza urmatoarelor conditii:-tensiune nominala Unt>Unretea-curentul nominal In>Ie

Ie-curentul cerutFelul instalatiei

-de interior -de exterior

Posibilitate ca intreruptorul sa execute RAR -puterea de rupere a intreruptorului Sr>Sc-rezistenta la solicitatarea termica I1t>Iscn

I1t -curentul limita termic pentru 1 secunda dat in kAIscn -curentul mediu echivalent al scurtcircuitului

][)( kAt nm Iscm += m-coeficient ce tine seama de aportul componentei aperiodice a curentului

n-coeficient ce tine seama de variatia de timp a valorii eficace

24


25/28

Avem urmatoarele date:-Un1=6kV-Isoc= 8,046kA

Coform tabelului 3.14 din(1, pag. 110 ) s-a ales un intreruptor de tip IUP-M 10-1000Caracteristici :

-tensiunea nominala a intreruptorului [kA] 10(12)

-curentul nominal [A] 1000-curentul limita termic [kA] 30-curentul limita dinamic [kA] 76,5-putere de rupere in MVA la anumite tensiuni de service [10kV] 350MVATimp total de inchidere [s] 0,16Timp total de deschidere [s] 0,07-masa uleiului [kg] 9

Alegerea separatoarelorAlegerea separatoarelor se face in baza urmatoarelor conditi:-tensiune nominala Us>Un ret.-cuentul nominal In>Ic

Felul instalatiei poate fii:-interior -exterior

Separatorul ales se verifica la stabilitate termica si electrodinamica in acelasi mod caintreruptoarele

Separatoarele sunt destinate sa se monteze in cellule prefabricate si instalatii electrice demedie tensiune Separatorul de sarcin a1, de tip STIS , are n plus i rolul de ntreruptor pentrucurenii nominali ai circuitului. Este echipat suplimentar cu cuite de rupere i o camer destingere a arcului electric din material gazogen, avnd o putere de rupere maxim de7MVA.-curent nominal de serviciu incontinu 400A-valoarea de varf a curentului admisibil nominal (inclusive CLP-ul) 80Ka-curent admisibil de scurta durata nominal (inclusive CLP-ul) 31-5 kA

Toate aceste aparate de comutatie vor fii puse in celule de interior Celule prefabricate de interior echipate cu ntreruptoare cu comutaie n vacuum

DOMENUIL DE UTILIZARE

n posturile si staiile electrice de distribuie de 12 - 24 kV.

STANDARD DE REFERIN

IEC-60298; IEC 60694.

25


26/28

CARACTERISTICI TEHNICETensiune nominal 12-24 kVCurent nominal 630-1250 AFrecven 50 HzCurent de rupere al ntreruptorului 25 kACurent de stabilitate termic 25 kAef Curent de stabilitate dinamic 63 kAmaxGrad de protecie IP - 3X

Alegerea aparatelor de msurare pe medie tensiune.

Transformatoarele de masura sunt aparate electromagnetice care transforma valorilecurentului si tensiunii la valori convenabile , pentru alimentarea aparatelor de masura , de protectie si de reglare 100 volti si un current de 1 sau 5 amperi

Transformatoarele se clasifica dupa mai multe criterii:1 in functie de parametru a carei valoare o reduc-transformatoare de current (TC ) a carei infasurare primara se conecteaza in serie cucircuitul primar , iar infasurarea secundara alimenteaza releele de current , ampermetrele , bobinele de current ale wattmetrelor , etc si curentul primar poate fii de :5 ,10 ,15 , 20 ,30 ,50 ..pana la 5000 amperi , iar puterile sunt de : 5 10 15 30 60 90 VATransformatorul de current v-a fii de tipulCIRSo 1224 kV

CARACTERISTICI TEHNICE PRINCIPALE

CIRSo 12 kVTensiunea cea mai ridicat pentru echipament(kV) 12Curent nominal secundar(A) 5 sau 1 Numr de nfurri secundare 2Frecven(Hz) 50Clasa de precizie msur* /protecie 0,5/10PFactor de securitate (pentru msur***) (FS) 10

-transformatoarele de tensiune (TT) a carei infasurare primara se conecteaza in paralelcu circuitul primar , iar infasurarea secundara alimenteaza releele de tensiune ,voltmetrele ,etc tensiunea nominala din primar este egala cu tensiunile nomalizate de la noidin tara ,iar tensiunea secundara este egala cu 100/1,73 , iar puterile nominale sunt de 10 2030 60 , pana la 1000 VATransformatorul de current v-a fii de tipulCIRSo 1224 kV

26


27/28

CARACTERISTICI TEHNICE PRINCIPALE

CIRSo 12 kVTensiunea cea mai ridicat pentru echipament(kV) 12Curent nominal secundar(A) 5 sau 1 Numr de nfurri secundare 2

Frecven(Hz) 50Clasa de precizie msur* /protecie 0,5/10PFactor de securitate (pentru msur***) (FS) 10

Alegerea transformatoarelor de tensiune:Transformatoare de tensiune de 7,224 kV

TIRMi/TIRBi 7,224 kV

SIMBOLIZARET transformator de tensiuneI pentru montaj interior R cu izolaie n rinM monopolareB bipolar i variante constructive

A, B, C gabarit

Ca si aparate de msur :Se utilizeaz voltmetre, ampermetre, wattmetre i contoare de energie activ i reactiv.Aa cum am menionat la alegerea transformatoarelor de curent i tensiune, ampermetrele

voltmetrele i wattmetrele sau alte aparate de msur de precizie mai sczut, vor fimontate pe nfurarea de clas de precizie mai sczut(n general 1) . Pe partea de medietensiune, unde se face decontarea energiei electrice, contoarele de energie activ i reactivse vor monta dup metoda celor 2 wattmetre la nfurrile cu clasa de precizie de 0,5.

Pe partea de joas tensiune avem de msurat trei tensiuni de linie i trei de faz, ns nuse vor folosi 6 voltmetre, ci unul singur i un comutator voltmetric CV.

27


28/28

Bibliografie:

1. Coma, D. : Proiectarea instalaiilor electrice industriale.Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1983

2. Cilinghir, V. : Alimentarea cu energie electric antreprinderilor, vol I. Editura Universitii Transilvania Braov,2001;

3. Cilinghir, V. : Alimentarea cu energie electric antreprinderilor, vol II. Editura Universitii Transilvania,Braov, 2002;

4. Pietrreanu E. : Agenda electricianului. Editura Tehnic,Bucureti, 1979;

5. ***** Normativ privind proiectarea i executareainstalaiilor electrice, la consumator, cu tensiuni pnla 1000 V c.a si 1500 V c.c, I.7-98,Bucureti

Date post:	03-Apr-2018
Category:	Documents
Upload:	kingdiamond
View:	312 times
Download:	6 times

proiect SPT

Documents