Post on 24-Dec-2015
description
1. INTRODUCERE
Postul de transformare se defineste, constructiv si functional, ca o statie electrica de
transformare coboratoare, cu o putere obisnuita de pana la 2500 kVA, in care tensiunea energiei
electrice este coborata de la o tensiune medie (peste 1000 V) la joasa tensiune (sub 1000 V), in
scopul alimentarii retelelor electrice de utilizare.
Aceasta lucrare incearca sa realizeze proiectarea unui post de transformare ce alimenteaza
un consumator industrial reprezentand un atelier de prelucrari metalice ce contine strung, freza,
ventilator, agregat de sudura, compresor, polizor, cuptor de rezistenta si pod rulant.
Proiectarea unui post de transformare implica studierea elementelor componente ale acestuia
(transformator, conductoare, baterie de condensatoare, sigurante, etc) si a caracteristicilor sale
(impedanta interna, curentul de scurtcircuit, forte electrodinamice, etc) lucruri care au fost studiate
in mare parte in timpul cursurilor de licenta in cadrul unor materii precum convertoare
electromecanice, convertoare statice, teoria campului electromagnetic, masurari electrice,
producerea transportul si distributia energiei electrice si asa mai departe.
Posturile de transformare reprezinta o componenta principala a sistemului de distributie spre
consumatorii industriali si/sau casnici, fiind o statie electrica de transformare coboratoare, ce
realizeaza conversia finala a energiei electrice din medie tensiune, in joasa tensiune pentru a putea fi
folosita in alimentare. Astfel, posturile de transfomare reprezinta una din cele mai raspandite statii
electrice si o componenta principala, si esentiala in majoritatea ramurilor, a sistemului
electroenertgetic national.
Pentru realizarea temei propuse, proiectul incepe cu studierea stadiului actual de rezolvare a
temei, in esenta o sinteza din literatura de specialitate constand in elemente teoretice generale legate
de constructia si proiectarea posturilor de transformare si a unor elemente componente ale acestora.
Urmeaza partea de studiere a conditiilor principale constructive impuse statiilor si posturilor
de transformare si o expunere a logicii alegerii structurii statiei de transformare respectand atat
constrangerile tehnice cat si pe cele economice si de securitate enumerate in subcapitolul precedent.
In partea de proiectare a lucrarii am incercat sa calculez si sa dimensionez postul de
transformare si reteaua de alimentare a echipamentelor din atelierul de prelucrari metalice. Astfel
am cuprins in calculele de proiectare, parametrii instalatiei de joasa tensiune constand in calculul
puterii cerute, compensarea puterii reactive in reteaua de distributie si alegerea si verificarea
sectiunii conductoarelor de alimentare si pentru tablouri , alegerea transformatorului si a
echipamentelor aferente acestuia, calculul parametrilor principali ai transformatorului, calculul
caderii de tensiune pe transformator si a curentului de scurtcicuit, alegerea intreruptoarelor pentru
primarul si secundarul transformatorului, alegerea sectiunii barelor colectoare si fortele
electrodinamice induse in instalatie.
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
2. Analiza stadiului actual
2.1. Posturi de transformare şi puncte de distribuţie
In categoria posturilor de transformare (PT) sunt cuprinse toate constructiile si echipamentul
electromecanic, menit sa transforme tensiunea la care se tranziteaza energia electrica, de la valori
incluse in clasa retelelor electrice de medie tensiune la valori incluse in clasa retelelor electrice de
joasa tensiune, postul de transformare asigurand legatura intre cele doua clase de retele electrice.
Alimentarea receptoarelor în instalaţiile electrice de joasă tensiune, implică prezenţa unui
post de transformare şi a mai multor puncte de distribuţie.
Postul de transformare este o statie de transformare coboratoare, mica, cu o putere de pana la
2500 kVA,destinata alimentarii in joasa tensiune (pana la 1 kV inclusiv) a consumatorilor.
La un post de transformare:
- Energia electrica intra intr-o instalatie electrica de distributie de medie tensiune prin unul
sau mai multe circuite de medie tensiune;
- Din instalatia de distributie, prin unul sau mai multe alte circuite de medie tensiune
(obisnuit cel mult doua), energia electrica este trimisa la transformatoare coboratoare de medie pe
joasa tensiune;
- Din transfomator, prin circuite de joasa tensiune, energia electrica este trimisa la instalatia
electrica de distributie de joasa tensiune numita si tablou de distributie de joasa tensiune.
Un punct de alimentare este o statie de conexiuni de medie tensiune, (6-20kV) destinata
alimentarii unor posturi de transformare.Este de multe ori combinata cu un post de transformare. Se
instaleaza in general in retele urbane sau la consumatori industriali si se realizeaza in general in
incaperi supraterane.
Ca urmare, prezenta unui post de transformare in aria geografica a unei asezari are doua
implicatii:
- una determinata de prezenta fizica in spatiul construit;
- si o alta legata de rolul functional, respectiv asigurarea tranzitului de putere din reteaua
electrica de medie tensiune catre cea de joasa tensiune.
Ansamblul definit ca post de transformare are deci doua componente principale respectiv:
- parte constructiva, reprezentata de suportul in care si pe care sunt sustinute componentele
celei de a doua parti, adoptarea solutiei de realizare (supraterane, subterane sau aeriene), fiind
determinata de considerente economice, arhitecturale, de spatiul disponibil, etc;
2
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
- echiparea electro-mecanica , constituita din materiale si aparate prin care este tranzitata
energia electrica si accesoriile necesare acestui scop, adoptarea solutiei fiind determinata de
considerente economice, solutie constructiva, dar in special de cerintele legate de continuitatea in
alimentare.
Echiparea electro-mecanica a unui post de transformare, la randul sau este constituita din:
- circuite primare (principale) fiind cele parcurse de energia electrica tranzitata, respectiv
cele expuse la tensiunea de serviciu si parcurse de curentii absorbiti de receptori;
- circuite secundare, desevesc circuitele primare, au tensiuni mai mici sau egale cu 220V,
iar curentii sunt foarte mici, de regula sub 5A. Din aceasta categorie fac parte circuitele de
comanda, semnalizare, protectie masura;
- instalatii auxiliare, din care fac parte serviciile proprii de curent alternativ si de curent
continuu, instalatia de legare la pamant si cea de protectie impotriva loviturilor directe de trasnet.
Echipamentul aferent circuitelor primare, ( indeosebi transformatoarele ) reprezinta partea
principala a unui post de trasformare, ocupand spatiul cel mai mare.
Echipamentul aferent circuitelor secundare este montat pe panouri sau pupitre, ansamblul lor
formand tabloul de comanda.
Legatura aparatelor cu care se realizeaza circuitele secundare cu aparatele circuitelor primare
pe care le deservesc, se realizeaza cu cabluri de circuite secundare, pozate in canaluri speciale de
cabluri.
Pentru partea de constructii, materialele de constructii a posturilor de transformare au evoluat
continuu de la caramida, beton armat, beton autoclavizat, pana la carcase metalice sau din materiale
plastice. La posturile de transformare amplasate in aer liber transformatoarele se amplaseaza la sol
sau suspendate pe stalpi din lemn sau beton (posturi aeriene).
Datorita numarului foarte mare de posturi utilizate, din considerente economice, dar si de
incadrare in ambientul urban, s-au conceput si realizat solutii tipizate de dimensiuni reduse.
Posturi de transformare aeriene (PTA) se realizează pe un stâlp sau pe doi stâlpi. PTA pe un stâlp
se realizează în două variante:
- cu transformatorul instalat pe o platformă;
- cu transformatorul agăţat de stâlp.
3
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Fig 2.1. Post de transformare aerian montat pe un stalp de beton cu transformatorul agatat
Postul este racordat la capătul unei derivaţii dintr-o linie trifazată. Alimentarea postului se
face printr-un separator ce se montează în amonte faţă de postul de transformare pe acelaşi stâlp
sau pe un alt stâlp al racordului de medie tensiune. Separatorul este de obicei de tip STEP, deci
4
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
cu cuţite de punere la pământ ceea ce permite să se execute lucrări la post fără a mai
monta scurtcircuitoare mobile pe partea de medie tensiune.
După separator sunt siguranţe fuzibile de medie tensiune iar apoi transformatorul. Protecţia
împotriva supratensiunilor atmosferice se face cu ajutorul descărcătoarelor cu coarne sau a
descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă care se leagă la priza de pământ a postului de
transformare.
Fig 2.2. Post de transformare aerian montat pe doi stalpi de beton
Înfăşurările secundare de joasă tensiune ale transformatorului sunt legate în stea şi au nulul
legat la nulul reţelei de joasă tensiune, care se leagă la priza de pământ de exploatare a reţelei.
5
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Instalaţia de distribuţie de joasă tensiune, numită tablou de distribuţie, este închisă
într-o cutie de distribuţie şi este formată dintr-un sistem de bare colectoare rigide, trifazat,
alimentat de la bornele de joasă tensiune ale transformatorului prin barele de separare sau prin
siguranţe cu mare putere de rupere (MPR) sau siguranţe cu mâner (alimentare generală); pe acest
circuit (general) sunt montate şi transformatoare de curent din secundarul cărora se
alimentează înfăşurările de curent ale contorului trifazat de energie activă al postului de
transformare.
De pe barele generale sunt alimentate diverse circuite pentru consumatori, fiecare
circuit fiind echipat cu siguranţe fuzibile. Unele circuite de plecare pot avea contoare de
energie activă şi uneori şi contoare de energie reactivă. În cutia de distribuţie este şi o lampă
(L) cu întreruptor, pentru lucrări de exploatare la tabloul de joasă tensiune în timpul nopţii.
Fig 2.3. Schema principală monofilară a unui PTA Posturile de transformare in constructie metalica (PTM) sunt executate pentru a funcţiona
în mediul exterior, în mai multe variante funcţie de destinaţia şi puterea transformatorului. Se
racordează aerian sau cu cablu pe partea de medie tensiune şi numai cu cabluri pe partea de joasă
6
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
tensiune. Se instalează pe fundaţii de beton sau pe şine de cale ferată montate pe traverse de
lemn sau direct pe un teren solid.
Fig 2.4. Vedere generala exterioara a unui PTM
Aceste posturi de transformare au marele avantaj că montarea şi dimensionarea se face
foarte uşor, doar prin legarea respectiv dezlegarea legăturilor în cablurile de medie şi cele de
joasă tensiune şi manipularea întregului post cu macarale şi mijloace de transport
corespunzătoare.
PTM sunt realizate din una sau mai multe cabine metalice din tablă de oţel ambutisată
asamblate între ele prin şuruburi, în care se montează echipamentul electric iar
transformatorul de forţă poate fi montat tot în interior, într-o cabină metalică sau în exterior.
Dacă PTM este realizat din două compartimente principale, unul din compartimente este
ocupat de echipamentul de medie tensiune iar celălalt de transformatorul de forţă şi de tabloul de
distribuţie de joasă tensiune.
Fig 2.5. Dispunerea aparatajului intr-un PTM
7
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Dacă PTM este realizat din trei compartimente principale pentru cazul racordării
buclate pe partea de medie tensiune, în una din cabinele metalice este montat transformatorul
de forţă, în alta este montat tabloul de joasă tensiune şi aparatajul de protecţie al primarului
transformatorului iar a treia este montat echipamentul pentru racordarea postului la reţeaua de
medie tensiune buclată.
Circuitele de medie tensiune ale PTM sunt prevăzute cu separatoare normale sau cu
separatoare de putere ce pot rupe curenţi de sarcină şi au bobine de acţionare pentru a permite
manevre de AAR (anclanşare automată a rezervei) şi telecomenzi precum şi siguranţe fuzibile
pe circuitul de alimentare al transformatorului.
Fig 2.6. Schema monofilara a unui PTM
Pe joasă tensiune circuitul general este echipat cu întreruptor automat pentru protecţia
transformatorului iar circuitele de plecare spre consumatori sunt legate la barele generale de joasă
tensiune prin siguranţe MPR sau siguranţe cu mâner (SM). Pentru iluminat public sunt circuite
distincte cu contactor pentru aprindere şi stingere şi contoare pentru măsurarea energiei.
Posturile de transformare interioare se construiesc in cabine metalice prefabricate, in
cabine de zid la suprafata solului si in cabine de zid subterane.
8
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Posturile de transformare in cabine metalice prefabricate au o raspandire mare, fiind
folosite in unele instalatii industriale , in retele urbane, in special in cartiere unde un post de
transformare alimenteaza un numar de blocuri, in unele retele rurale, in care puterea ceruta de
consumatori este mai mare de 250 kVA, precum si in instalatii provizorii de santiere. Ele sunt usor
de montat si revizuit in caz de avarie si sunt echipate cu transformatoare de 250, 400, 630, 1000 sau
1600 kVA.
Posturile de transformare in cabine zidite la suprafata solului au cea mai mare raspandire in
industrie si in cladirile social-culturale, fiind echipate cu doua unitati de transformare de 250 sau
400 kVA, sau cu mai multe unitati de 1000 kVA.
In interior ele sunt impartite in mai multe incaperi ca in figura 2.7 si anume o incapere
pentru celule de inalta tensiune, o incapere pentru tabloul general si de joasa tensiune si una sau mai
multe incaperi pentru fiecare unitate de transformator. In cazul in care postul de transformare are si
baterii de condensatoare pentru imbunatatirea factorului de putere, atunci acestea se instaleaza intr-
o incapere suplimentara.
Fig 2.7. Dispozitia echipamentului in partea constructiva a unui post de transformare
Posturile de transformare subterane in cabine zidite se folosesc in orase mari cu densitate
mare de constructii, constituind solutii mai scumpe decat cele aratate inainte. Un astfel de post
poate fi prevazut cu unul sau mai multe transformatoare.
Realizarea constructiva a posturilor de transformare este o problema dificila. In prezent,
pentru a accelera ritmul constructiilor si a se reduce la minimum cheltuielile de investitii, se
utilizeaza solutii tipizate, prefabricate, care prezinta avantaje mari prin spatiul redus pe care il ocupa
si usurinta de montare.
9
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Fig 2.8. Celule pentru posturi de transformare in cabine de zid
Partea de inalta tensiune a postului poate fi realizata in mai multe solutii, dintre care cele
mai rapandite sunt:
- instalatii capsulate, care ocupa cel mai mic spatiu de montare, insa sunt mai scumpe,
deoarece necesita folosirea unor elemente constructive de foarte buna calitate;
- instalatii montate pe tablouri care ocupa, deasemenea , un spatiu redus insa sunt incomode
si periculoase din punct de vedere al exploatarii;
- instalatii cu celule care desi ocupa un spatiu mai mare decat primele doua sunt simple,
clare, si ofera conditii bune din punct de vedere al tehnicii securitatii datorita
compartimentarii. Celulele acestor instalatii sunt, in general, tipizate.
10
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Partea de joasa tensiune a unui post de transformare se doteaza cu echipament de distributie
care poate fi realizat in doua variante:
In prima varianta, instalatia de distributie a postului se monteaza pe tablouri compuse din
panouri de fixare libera sau rezemate. Pe partea din fata a tablourilor se monteaza aparatele de
masura si dispozitivele de actionare a intreruptoarelor. Deservirea tablourilor poate fi facuta fie prin
partea din fata (tablouri cu deservire frontala) fie prin partea din spate (tablouri cu deservire
posterioara). In primul caz ele se monteza rezemat de perete de unde si denumirea de “tablouri
rezemate”.
In varianta a doua, instalatia de distributie de joasa tensiune a postului se monteaza pe un
stelaj incastrat in perete. Plecarile din post nu sunt prevazute cu intreruptoare sau aparate de masura.
Se monteaza numai un intreruptor in circuitul transformatorului.
Posturile de transformare supraterane tip retea, pot avea cladire independenta sau pot fi
inglobate intr-un spatiu edilitar, inclusiv in cladirea unei statii de conexiune de medie tensiune
(punct de alimentare) .
Postul de transformare conţine cel puţin un transformator (în cazul distribuţiei fără rezervă) cu
echipamentul primar şi secundar aferent.
2.2. Tabloul general din postul de transformare
Tabloul general de joasa tensiune este prevazut la intrare cu intreruptor si separator,
cuprinzand un sistem simplu sau dublu de bare , plecarile de joasa tensiune, etc.
La tablourile generale se prevad intreruptoare generale automate cu protectie maximala in
urmatoarele conditii:
- in postul de transformare propriu, maneta intreruptorului automat de inalta tensiune nu este
la dispozitia consumatorului;
- racordarea tabloului general al instalatiilor industriale cu puteri instalate peste 20kW se face
direct la reteaua de joasa tensiune a furnizorului.
Intreruptorul general automat al tabloului general se alege astfel incat sa nu declanseze la
lipsa de tensiune cauzata de functionarea AAR-urilor din reteaua furnizorului.
Coloana de alimentare a tablourilor generale este de regula prevazuta cu urmatoarele aparate
de masura:
- contor de energie activa;
11
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
- ampermetre montate pe fiecare faza, pentru a putea urmari nesimetria incarcarilor;
- voltmetre pentru masurarea tensiunii, cu posibilitati de comutare pe cele trei faze.
Contoarele se racordeaza direct, la curenti sub 30A la alimentarea monofazata si sub 20A la
alimentarea trifazata, fie prin intermediul transformatoarelor de masura, peste aceste limite indicate.
Ampermetrele se racordeaza prin intermediul transformatoarelor de masura. Pentru a face
posibila o citire usoara a intensitatii curentului normal si a eventualelor supraincarcari se pune
conditia: .
2.3. Transformatoare electrice
Transformatoarele si autotransformatoarele de putere sunt aparate fara piese in miscare in
care are loc modificarea unor parametrii electrici ai energiei primite. Transformatoarele si
autotransformatoarele montate in statii electrice, in posturi de transformare sau in puncte de
alimentare transforma un curent alternativ de o anumita tensiune in curent alternativ de o alta
tensiune, fara a-i modifica frecventa. Ele reprezinta echipamentele de cea mai mare valoare din
statiile electrice sau din posturile de tranformare, motiv care impune cunoasterea, de catre
personalul de exploatare si intretinere, a principiului de functionare, a tipurilor constructive, a
regimului de functionare impus de fabricant, a principalelor lucrari de intretinere, incercari si
masuratori profilactice, a eventualelelor defectiuni ce pot aparea in functionarea si modul de
actionare pentru remedierea lor.
În principiu un transformator electric posedă două înfăşurări:
a) o înfăşurare primară care primeşte energie din reţeaua de alimentare şi deci se comportă
în raport cu aceasta ca un receptor; mărimile electrice care se referă la această înfăşurare (tensiunea,
curentul, puterea, etc) se numesc mărimi primare şi se notează cu indicele 1 (U1, I1, P1, etc);
b) o înfăşurare secundară care cedează energie către reţeaua de alimentare a receptoarelor şi
deci care se comportă în raport cu aceasta ca un generator; mărimile electrice corespunzătoare
acestei înfăşurări se numesc mărimi secundare şi se notează cu indicele 2 (U2, I2, P2 , etc).
Utilizându-se în transportul energiei electrice, transformatoarele pot funcţiona în regim de
ridicătoare de tensiune şi aceasta mai ales dacă ţinem seama de faptul că energia electrică se
produce în generatoare la o tensiune de 6 sau 10 KV, iar transportul acesteia se face la 110 kV, 220
KV, 400 kV, iar în cazul distanţelor foarte mari se ajunge la 750 kV şi chiar 1500 kV.
Pe de altă parte, utilizarea energiei electrice se face la joasă tensiune (J.T.) – 0,4 kV, 0,5 kV-
sau medie tensiune (M.T.) – 6 kV sau 10kV – şi de aceea după transportul energiei,
transformatoarele electrice se utilizează în regimul de coborâtoare de tensiune cu precizarea că unul
12
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
şi acelaşi transformator poate lucra fie în regim de ridicător, fie în regim de coborâtor de tensiune
(este deci reversibil din acest punct de vedere), înfăşurarea sa primară fiind în primul caz o
înfăşurare de joasă tensiune (J.T.), iar în al doilea caz o înfăşurare de înaltă tensiune (I.T.) în raport
cu cea secundară.
Având în vedere cele prezentate anterior, rezultă că în cadrul sistemelor electromagnetice au
loc mai multe transformări ale energiei, iar puterea transformatoarelor din aceste sisteme depăşeşte
de 7-8 ori puterea generatoarelor folosite pentru producerea energiei – de aici rezultă imediat
importanţa transformatoarelor de forţă.
Fig 2.9. Transformator de putere – vedere laterală:1-cuva transformatorului; 2-roată de cărucior; 3-radiator; 4-conservator; 5-supapă de siguranţă; 6-suport conservator; 7-suport cric; 8-robinet de golire; 9-robinet de filtrare; 10-dispozitiv de acţionare; 11-izolator nul; 12-cutia cu contactoare; 13-izolator de ÎT; 14-izolator de JT; 15-izolator de JT; 16-fanion izolator de JT; 17-robinet de golire;18-bornă de punere la pământ; 19-gresor; 20-robinet radiator; 21-filtru de aer; 22-releu Buchholz; 23-robinet izolare conservator; 24-nivel de ulei.
Transformatoarele electrice se pot clasifica după mai multe criterii:
13
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
a) după numărul fazelor avem: transformatoare monofazate, bifazate, trifazate şi multifazate;
transformatoarele de forţă se folosesc, în general, în execuţie trifazată, iar în reţele monofazate se
folosesc cele în execuţie monofazată;
b) după numărul înfăşurărilor secundare avem: transformatoare cu două înfăşurări când
pentru fiecare fază există o înfăşurare primară şi o singură înfăşurare secundară, respectiv
transformatoare cu trei înfăşurări când pentru fiecare fază există o înfăşurare primară şi două
înfăşurări secundare;
c) după mediul de răcire al transformatoarelor putem avea: transformatoare uscate la care
răcirea se face cu ajutorul aerului (sunt în general transformatoare de puteri mici), respectiv
transformatoare în dielectric lichid când întregul transformator este amplasat într-o cuvă umplută
cu ulei de transformator (grupa 2004 sau 2005) care este un foarte bun electroizolant şi în acelaşi
timp un bun agent de răcire.
Parametrii nominali ai unui transformator (luaţi în considerare la proiectarea acestuia pentru o
funcţionare normală de 25 ani) se precizează, în mod obişnuit, pe plăcuţa de fabricaţie a acestuia şi
ei sunt:
- puterea nominală Sn, în KVA;
- tensiunea nominală de linie Unl, în V sau KV;
- curentul nominal de linie Inl, în A;
- frecvenţa nominală de lucru f, în Hz;
- numărul fazelor m;
- schema şi grupa de conexiuni;
- tensiunea nominală de scurtcircuit unk, în %;
- regimul de lucru, sistemul de răcire.
Drept tensiuni nominale ale transformatorului se consideră tensiunile de linie din primarul şi
secundarul său când acesta funcţionează în gol, iar curenţii nominali din primar şi secundar se
determină considerând puterea nominală şi tensiunile nominale din primar şi din secundar (pentru
transformatorul trifazat avem ).
14
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
2.4. Baterii de condensatoare
Bateriile de condensatoare (şunt), se montează obişnuit în instalaţiile trifazate de
medie tensiune ale staţiilor coborâtoare de 110 kV/MT în conexiune stea când sistemul energetic
din zonă prezintă regim deformant sub 5%; pentru modificarea (reglajul) circulaţiei de putere
reactivă se folosesc una sau mai multe trepte de puteri egale ce se comută manual sau automat.
Fig 2.10. Scheme electrice de alimentare a bateriilor de condensatoare şunt de medie tensiune:a – baterie cu 1 treaptă; b – baterie cu 2 trepte cu celulă generală; c – baterie cu 3 trepte cu celulă generală;
d – baterie cu 3 trepte fără celulă generală; e – baterie cu 2 trepte fără celulă generală.
15
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
O instalaţie de condensatoare este un ansamblu de instalaţii electrice, format din
bateria de condensatoare, celulele de medie tensiune de alimentare, cablurile de racordare
şi dulapurile de comandă şi protecţie. Bateria de condensatoare (sau baterie, treaptă) este
un ansamblu de unităţi monofazate racordate între ele electric şi formează un sistem de
conexiuni trifazate.
Un condensator (sau unitate) este un ansamblu format din unul sau mai multe elemente
aşezate într-o singură cuvă şi legate la bornele de ieşire. Un element de condensator (sau element)
este partea invizibilă a unui condensator, formată din armături separate printr-un dielectric.
Prin nivel de izolaţie al unei baterii de condensatoare se înţelege o combinaţie a
valorilor tensiunilor de încercare la frecvenţă industrială şi la impuls ce caracterizează aptitudinea
izolaţiei de a suporta solicitările dielectrice între bornele de ieşire ale bateriei şi părţile metalice
legate la pământ. Puterea nominală a condensatorului (Qc) este puterea reactivă la tensiunea
nominală şi la frecvenţa nominală, pentru care a fost realizat condensatorul. O celulă generală de
MT, este o celulă de condensator, racordată direct la bornele principale ale staţiei de distribuţie şi
destinată alimentării unei baterii de condensatoare cu mai multe trepte de putere.
O celulă de treaptă de medie tensiune este o celulă de condensator, racordată direct la
bornele principale ale staţiei de distribuţie şi destinate alimentării unei baterii de condensatoare cu
mai multe trepte.
16
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
3. Proiectarea instalatiei de joasa tensiuneInstalatii electrice de joasa tensiune
Instalatiile electrice de joasa tensiune realizeaza distributia energiei electrice la receptoare
indeplinind astfel scopul final al intregului proces de producere , transport si distributie a energiei
electrice.
Retelele electrice de joasa tensiune sunt constituite din totalitatea coloanelor si circuitelor de
utilaj sau receptor. Prin coloana se denumeste ansamblul elementelor conductoare de curent, care
alimenteaza un tablou de distributie, iar prin circuit ansamblul elementelor conductoare de curent
care alimenteaza unul sau mai multe receptoare (circuit de utilaj).
In cadrul retelelor de joasa tensiune se pot face urmatoarele grupari:
- retele de alimentare, care leaga barele de joasa tensiune ale posturilor de transformare la
punctele de distributie (tablouri) , cuprinzand totalitatea coloanelor electrice;
- retele de distributie, care fac legatura intre punctele de distributie si receptoare sau utilaje,
incluzand totalitatea circuitelor de receptor, respective utilaj.
Punctele de alimentare sunt reprezentate, in cazul instalatiilor electrice de joasa tensiune, de
tablourile de distributie, care pot fi:
- tablouri generale, primind energia electrica de la postul de transformare sau direct din
reteaua furnizorului;
- tablouri principale, alimentate dintr-un tablou general si care distribuie energia electrica la
tablouri secundare;
- tablouri secundare, la care energia electrica se distribuie la receptoare si utilaje.
Instalatiilor de joasa tensiune le este specific si un anumit echipament electric. De obicei
echipamentul electric se monteaza concentrat, in vecinatatea punctelor de alimentare putand fi insa
amplasat si pe traseul coloanelor (cazul magistralelor din bare capsulate) sau al unor circuite
(aparate de conectare).
3.1. Calculul puterii cerute in vederea alegerii transformatorului
Punctele de distribuţie şi transformatoarele de alimentare trebuie dimensionate astfel încât să
corespundă puterii cerute de receptoarele alimentate, în aval de punctul din reţea considerat.Pentru
punctele de distribuţie trebuie determinat curentul de calcul al sosirii (comun şi pentru barele
colectoare) iar pentru posturile de transformare – puterea cerută în secundarul transformatorului.
Punctele de distribuţie a energiei electrice în cadrul reţelelor de joasă tensiune ale
consumatorului pot fi:
17
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
- tablouri de distribuţie ;
- sisteme integrale de bare de distribuţie ;
- bare de distribuţie alimentate din tablouri de distribuţie
Tablourile de distribuţie sunt echipamente electrice prefabricate conţinând, după
caz :
- circuite de putere ("forţă"), constituite dintr-o sosire, un sistem de bare ("bare colectoare")
şi o serie de plecări ;
- circuite de comandă, semnalizare, măsură.
Ca execuţie, se întâlnesc tablourile de tip panou, dulap, cu sertare debroşabile, din cutii
echipate, etc.
Barele de distribuţie sunt elemente prefabricate care conţin un sistem de "bare colectoare"
protejate într-un înveliş protector, prevăzute cu posibilitatea racordării altor bare de distribuţie sau
tablouri de distribuţie (cazul canalelor magistrale, pentru distribuţia exclusiv în bare) sau unor
circuite individuale (cazul barelor de distribuţie, pentru distribuţia în bare sau distribuţia mixtă :
bare şi tablouri de distribuţie).
Schemele electrice ale punctelor de distribuţie (circuitele de putere) se întocmesc ca scheme
monofilare în care se precizează elementele caracteristice ale sosirii şi plecărilor (cabluri, aparataj),
deseori cu menţionarea expresă a circuitelor (destinaţie, numerotare, caracteristici electrice).
Sarcinile de calcul sunt sarcini care se iau in considerare la alegerea elementelor retelei. Se
stabilesc pentru fiecare circuit de receptor sau pentru fiecare linie/punct de distributie, care
alimenteaza n receptoare.
Sarcina electrica a unei retele se exprima uzual prin puterea activa P, urmand a fi convertita
ulterior, tinand seama de factorul de putere al sarcinii, in valori ale intensitatii curentului I.
Puterea activa instalata Pi, este puterea nominala a receptoarelor (alimentate la tensiunea
nominala Un si frecventa nominala fn ) in serviciu permanent de functionare.
Puterea instalata totala reprezinta suma puterilor instalate ale tuturor receptoarelot care pot
functiona simultan.
Calculul puterii active cerute totale:
18
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Calculul puterii reactive cerute totale:
Calculul puterii aparente totale:
Calculul puterii reactive pentru bateria de condensatoare:
Calculul puterii aparente a pransformatorului tinand cont si de bateria de condensatoare:
Determinarea puterii transformatorului:
3.2. Compensarea puterii reactive in reteaua de distributie
In domeniul energiei electrice, una din caile de conservare a resurselor energetice o reprezinta
imbunatatirea factorului de putere si gospodarirea judicioasa a energiei reactive in sistemul
electroenergetic. Un factor de putere rididicat reduce circulatia de putere reactiva din centralele
electrice spre consumatori, micsorand pierderile de energie electrica pana la un nivel minim
determinat de consumul tehnologic propriu. Se obtine astfel o crestere a randamentelor instalatiilor
de transport, transformare si distributie a energiei electrice, a sigurantei de functionare si o mai buna
utilizare a retelei electrice prin reducerea puterii aparente cu care este incarcata.
Puterile active, reactiva si aparenta satisfac relatiile (evidente din “triunghiul puterilor” sau
“triunghiul impedantei”).
Factorul de putere este intotdeauna subunitar, intrucat P<S. In regim sinusoidal rezulta evident
; problema imbunatatirii factorului de putere este de fapt problema reducerii puterii
reactive absorbite de consumator din retea.
Pentru retele de distributie industriale la care se poate aproxima existenta unui factor de
putere mediu , puterea reactiva a condensatoarelor pentru obtinerea unui factor de
putere neutral este circa 50% din puterea activa a consumatorului .
19
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
3.3. Curentul de scurtcircuit
Curentii de scurtcircuit produc in instalatiile electrice urmatoarele efecte:
- termice, care conduc la incalzirea puternica a conductoarelor, a contactelor si a altor parti
conductoare ale aparatelor, a infasurarilor transformatoarelor si prin aceasta la distrugerea izolatiei,
la arderea si eventual sudarea contactelor aparatelor de comutatie;
- dinamice (mecanice), datorate efecului electrodinamic al curentilor, care duc la indoirea
barelor, deteriorarea aparetelor, bobinelor, etc.
Curentii de scurtcircuit apar in retea in urma contactului, printr-o impedanta neglijabila, intre
diferitele conductoare active (faze, neutru) sau intre un conductor de faza si pamant (in retelele cu
neutral legat la pamant), accidental sau ca urmare a unui defect de izolatie.
Cunoasterea valorilor curentilor de scurtcircuit este importanta pentru verificarea comportarii
aparatajului de comutatie si de protectie si a conductoarelor de retea.
In calculul curentilor de scurtcircuit se recurge frecvent la metode aproximative, justificate si
prin faptul ca datele si conditiile care stau la baza calculelor nu sunt exacte.
In instalatiile de joasa tensiune ale consumatorului se are in vedere cazul cel mai defavorabil
al scurtcircuitului trifazat simetric. Calculul curentului se face in ipoteza acoperitoare ca
transformatorul de alimentare este conectat la o sursa de putere infinita, a carei tensiune ramane
constanta in timpul procesului de scurtcircuit. In acest caz, tensiunea de calcul este tensiunea
secundara de mers in gol a transformatorului (400V) si raman de considerat numai impedantele
transformatorului si ale liniilor electice pana la locul defectului.
La producerea scurcircuitului, curentul are, in general, doua componenente: o componenta
periodica ip (cu valoare efectiva Ip ) si o componenta aperiodica ia ,care se amortizeaza relativ
repede, in functie de constanta de timp a circuitului.
Valoarea efectiva a componentei periodice a curentului de scurtcircuit, care serveste la
verificarea termica a elementelor retelei, rezulta din tensiunea sursei de alimentare si impedanta
de faza a retelei (determinate de rezistenta si de reactanta inductiva ) pe cale de curent,
intre sursa de alimentare si locul defectului, inclusiv impedanta transformatorului (relatii preluate
din [3] ):
20
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
3.4. Alegerea intreruptoarelor pentru primarul si secundarul transformatorului Intreruptoarele sunt aparate electrice de comutatie care permit inchiderea si deschiderea
circuitelor, atat la functionarea in regim normal (cu curenti nominali), cat si la functionarea in regim
de defect (cu curenti de scurtcircuit). Atat la manevra de inchidere in sarcina cat si la manevra de
deschidere in sarcina, intre contactele intrerupatorului apare un arc electric. Intrerupatorul trebuie sa
fie astfel construit incat sa suporte, in bune conditii, arcul electric care apare la inchiderea
contactelor si sa produca stingerea rapida a arcului electric care apare la deschiderea contactelor.
Intreruptoarele automate (disjunctoare) asigura protectia impotriva suprasarcinilor, a
curentilor de scurtcircuit de valori medii si a lipsei sau scaderii tensiunii de alimentare.
21
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
4. Protectia circuitelor electrice
Protectia electrica a elementelor de circuit este asigurata prin doua functii:
- detectarea situatiei anormale din circuit, realizata de elemente specifice (cum sunt releele
sau declansatoarele) sau de catre sigurante fuzibile (care realizeaza si deconectarea
circuitului);
- intreruperea circuitului, efectuata ca urmare a unei detectiuni, fie prin aparatul care
realizeaza detectia (cazul sigurantelor fuzibile), fie prin aparate de comutatie mecanica
(contactoare, intreruptoare de putere) comandate de catre dispozitivul de protectie.
Aparate de protectie la suprasarcina
Protectia la suprasarcina se realizeaza prin:
- relee sau declansatoare termice, asociate sau incorporate in aparatele de comutatie;
- prin sigurante fuzibile alese in mod conventional, in anumite circuite.
Releul realizeaza inchiderea sau deschiderea anumitor circuite prin intermediul contactelor
lui, care sunt inseriate in aceste circuite. Releele si declansatoarele termice sunt constituite pe baza
unei lamele bimetalice incalzite de curentul din circuitul protejat.
Protecţia contra suprasarcinilor prin relee termice se bazează pe principiul imaginii termice.
Releele termice cu bimetal sunt relee maximale de curent, înzestrate cu un element de control a
cărui temperatură virează în sensul variaţiei curentului şi cu un dispozitiv care produce declanşarea
contactorului când această temperatură depăşeşte o limită prestabilă .
O lamelă bimetalică are proprietatea de a se încovoia puternic la încălzire, prezentând la
capăt o săgeată de 70 de ori mai mare decât dilatarea la aceeaşi temperatură a unei lamele similare
din material cu coeficient mare de dilatare.
Din punct de vedere al modului de încălzire deosebim:
- încălzire directă – când curentul trece chiar prin lamela bimetalică;
- încălzire indirectă – care este de două feluri cu înfăşurare şi prin radiaţie;
- încălzire mixtă – în care curentul trece atât prin elementul bimetalic cât şi printr-o
rezistenţă încălzitoare.
22
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Aparate de protectie impotriva scurtcircuitelor:
Protectia in cazul scurtcircuitelor se obtine cu ajutorul sigurantelor fuzibile.
Sigurantele fuzibile prezinta urmatoarele avantaje:
- au o contructie simpla si un cost scazut;
- au efect limitator intrerupand curentul de scurtcircuit inainte ca acesta sa atinga valoarea
maxima (curentul prezumat) in prima semiperioada; din acest motiv instalatiile protejate cu
sigurante fuzibile nu se verifica la stabilitate termica, iar verificarea la stabilitate dinamica se
face la cea mai mare valoare instantanee a curentului care parcurge siguranta-curentul
limitat taiat;
- indeplinesc si un rol de separator.
Fig 4.1. Patroane pentru sigurante de medie tensiune
a – patron asamblat cu fuzibilul infasurat pe suport; b – idem, patron neasamblat;
c – patron asamblat cu fuzibilul in spirala fara suport; d – idem, patron neasamblat.
Ca dezavantaje ale sigurantei fuzibile se mentioneaza:
- necesitatea inlocuirii patronului cu element fuzibil la fiecare defect, ceea ce, pe de alta parte,
conduce la timpi mari de repunere in functiune a instalatiei dupa eliminarea defectului;
- “imbatranirea” termica a elementului fuzibil, ca urmare a suprasarcinilor din retea sau a unor
scurtcircuite care au fost eliminate prin topirea altor sigurante consecutive de curenti
nominali mai mici;
23
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
- Posibilitatea intreruperii unei singure faze, producand functionatea motoarelor in doua faze
si, deci, suprasarcini ale acestora;
- Imposibilitatea unui reglaj al curentului de actionare, realizandu-se o protectie “bruta”;
- Curenti nominali limitati in mod frecvent la 630A.
Fig 4.2. Siguranta fuzibila de medie tensiune de interior
Protectia la scaderea tensiunii de alimentare
Deconectarea echipamentelor alimentate, in cazul disparitiei sau scaderii sub o anumita
limita a tensiunii de alimentare, se realizeaza prin:
- sensibilitatea contactoarelor electromagnetice la valoarea tensiunii de alimentare a bobinei;
- relee sau declansatoare specializate.
Contactorul este un aparat cu o singura pozitie de repaus, care poate sa inchida, sa suporte si
sa intrerupa curenti in conditii normale ale circuitului (inclusiv cele de suprasarcina).
Elementele componente ale unui contactor sunt :
- circuitul principal de curent ( borne de racord la circuitul exterior , contacte fixe şi contacte
mobile ) ;
- circuitul de comandă ( bobină electromagnetului de acţionare , contactele de auto -reţinere
şi butonul de comandă ) ;
- circuitele auxiliare ( contactele de blocare, semnalizare ) ;
- dispozitivele de stingere a arcului electric ( camerele de stingere bobinele de suflaj).
În construcţia unui contactor mai intră elemente izolante, elemente metalice (altele decât
cele conductoare), cuva de ulei cu capac (numai la contactoarele cu ulei) elementele de fixare,
carcasă.
24
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Fig 4.4. Schema de principiu a unui contactor cu miscare de rotatie
a – schema constructiva; b – schema electrica;
1 – contact fix; 2 – contact mobil; 3 – armatura electromagnetului; 4 – legatura flexibila; 5 – electromagnet;
6 – infasurare; 7 – camera de stingere; 8 – buton de comanda; 9 – resort de deschidere; 10 – placa de baza;
11 – borna de racord; I – circuit principal; II – circuit de comanda;
Un contactor are una sau mai multe căi de curent , în funcţie de numărul polilor de curent
calea de curent este formată din: borne de intrare şi de ieşire , contactele fixe şi mobile, suporţii
metalici ai acestora şi eventual conductorii rigizi sau flexibili care fac legătura între borne şi suporţii
contoarelor.
După modul de realizare a îmbinării de contact se deosebesc 2 tipuri de contacte :
- contactele permanente sau neamovibile care rămân intotdeauna închise în timpul
funcţionării ;
- contacte deplasabile sau amovibile care stabilesc sau întrerup circuitele principale sau
auxiliare, forţa de apăsare necesară acestor contacte fiind asigurată de resorturi .
La contactoarele de rotaţie cu contacte din cupru , piesa de contact şi suportul ei sunt astfel
realizate încât să o asigure de rostogolire şi de frecare .
Din punct de vedere al formării geometrice se deosebesc 3 tipuri de bază :
- contacte plane sau de suprafaţă;
- contacte liniare la care contactul se realizează pe o linie;
- contacte punctiforme – contacte sferă plan în general folosite la contoarele de c.a pentru
contactele de argint .
25
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
5. Electrosecuritatea in instalatiile electrice
Efectele curentului electric reprezinta un mare pericol pentru organismul uman.
Priza de pamant multipla este alcatuita din mai multi electrozi legati in paralel, constituie solutia
uzuala, obtinanadu-se rezistente echivalente ale prizei mici cu un consum minim de material,
precum si o nivelare a distributiei potentialelor in zona de montare.
Solul se considera omogen, cu rezistivitatea constanta . Densitatea de curent scade rapid
cu cresterea distantei.
Fig5.1. Scurgerea curentului prin priza de pamant
Rezistenta de dispersie a prizei de pamant , pentru un electrod cilindric cu diametrul d si
lungimea , ingropat vertical in pamant se calculeaza cu expresia:
Pentru situatii uzuale, chiar la valori medii ale rezistivitatii solului, aceasta rezistenta este
mult prea mare in raport cu cerintele de functionare ale instalatiei.
Rezistenta echivalenta a prizei multiple, formata din n electrozi identici, neglijand rezistenta
conductoarelor de legatura, este data de relatia:
in care u<1 este factorul de utilizare care ia in considerare cresterea rezistentei de dispersie a
electrozilor.
26
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Valoarea factorului de utilizare scade la cresterea numarului de electrozi si la micsorarea
distantei dintre acestia. Factorii de utilizare se gasesc tabelati pentru structurile practice. Se
recomanda ca distanta dintre electrozi sa fie cat mai mare (peste dublul lungimii electrodului)
pentru a evita efectul de ecranare reciproca dintre electrozi.
5.1. Legarea la pamant ca protectie
Legarea la pamant este o masura tehnica de protectie contra atingerii indirecte. Toate
elementele dintr-o instalatie (masele), care pot intra accidental sub tensiune, se racordeaza la o
instalatie de legare la pamant, fie individual, fie colectiv.
Toate elementele conductive, in particular carcasele metalice ale echipamentelor electrice,
care pot intra accidental sub tensiune si care pot fi atinse de catre personal, sunt legate la pamant
prin una sau mai multe prize de protectie in paralel, iar neutrul este legat la pamant la transformator
printr-o priza de exploatare.
La aparitia unui defect (punere la carcasa) la echipamentul a carui carcasa metalica este
legata la o priza de pamant cu rezistenta Rp, se stabileste un curent de defect Id .
Tensiunea prizei de pamant de protectie se calculeaza cu relatia:
Tensiunea de contact in cazul cel mai defavorabil, cand omul se gaseste in zona de potential
nul este:
Daca tensiunea de contact este adusa sub limita admisibila (de exemplu, 50V ), tensiunea de
contact in cazul prizei de pamant de exploatare va fi mult peste limita periculoasa (220-50=170V ),
deci legarea la pamant nu poate asigura tensiuni de contact acceptabile in toate punctele retelei.
Pentru a putea fi folosita ca protectie principala protectia prin legare la pamant trebuie sa
asigure si eliminarea prezentei tensiunii de contact, deci sa deconecteze rapid echipamentul defect.
27
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Fig 5.1 Traseu pentru legarea la pamant in celula de post de transformare
Deconectarea circuitului defect se poate realiza prin functionarea aparatelor de protectie la
supracurent deja existente in circuit (sigurante fuzibile sau intreruptor automat). In acest scop
curentul de punere simpla la pamant trebuie sa fie suficient de mare pentru a sensibiliza protectia
si pentru a asigura intreruperea in timpul maxim admis, in functie de valoarea tensiunii de contact.
Valorile necesare sunt:
- curentul nominal al sigurantei fuzibile.
Curentul de punere simpla la pamant trebuie sa fie suficient de mare pentru a sensibiliza
protectia si pentru a asigura intreruperea in timpul maxim admis. Obtinerea acestei valori necesita
rezistente mici ale prizelor de pamant, care nu se pot realiza in mod economic.Deci, priza nu poate
sa satisfaca descarcarea. Legarea la pamant nu poate fi asigurata economic.
Legarea la pamant se foloseste ca protectie suplimentara, protectia principala fiind, legarea
la nul.
5.2. Instalatia de protectie prin legare la nul
Protecţia împotriva electrocutărilor prin legare la nul se foloseşte pentru evitarea unor
tensiuni de atingere şi de pas periculoase în reţelele cu nulul legat direct la pământ şi cu tensiuni
nominale de până la 250V. Această protecţie constã în legarea tuturor părţilor metalice ale
echipamentelor şi aparatelor, care pot fi puse accidental sub tensiune, la conductorul de nul de
28
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
protecţie. Ea constituie mijlocul principal de protecţie şi devine obligatorie dacă nu este posibil să
se realizeze protecţia prin legare la pământ.
Toate elementele conductive (masele) susceptibile a intra accidental sub tensiune se leaga la
neutrul transformatorului de alimentare, prin conductoare de protectie PE speciale.
In functie de sistemul de alimentare, conductoarele PE pot fi distincte pe tot traseul retelei sau
partial.
Sistemul partial a capatat o larga utilizare. Functiile conductorului neutru si de conductor de
protectie sunt realizate de acelasi conductor PEN pe portiunea de retea de la transformator la
ultimul tablou de distributie. In circuitele terminale alimentate de la ultimul tablou secundar ,
conductoarele de protectie PE sunt separate de eventualele conductoare de nul; legarea la bara de
nul a tabloului se realizeaza individual pentru fiecare echipament.
Fig 5.3. Protectie prin legarea la nul – Schema de principiu
Legarea la pamant se executa individual la fiecare tablou de distributie. Conductoarele de
protectie se executa din cupru (impedanta redusa).
Conditia necesara pentru functionarea protectiei este mentinerea continuitatii conductorului
de protectie pe tot traseul retelei sale.
Pentru a asigura protectia si in eventualitatea intreruperii retelei conductoarelor de protectie
se prevede o protectie de rezerva. Se obtine prin legarea repetata la pamant ( prize cu rezistenta Rn )
a conductoarelor respective, care face ca protectia sa devina echivalenta cu legarea la pamant. De
asemenea, elementele constructive legate la nul, in circuitele terminale, se pot lega suplimentar la
instalatia de legare la pamant care este, de regula, instalatia la care se racordeaza bara de nul a
tabloului sau a canalului de bare de alimentare a echipamentelor.
Curentul de defect este determinat de impedanta totala a circuitului transformator -
conductoarele de linie - conductoarele de nul ale retelei, fiind dat de relatia:
29
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
,
in care intervin rezistentele R si reactantele inductive X corespunzatoare tuturor tronsoanelor
retelei, in care:
- este tensiunea de mers in gol, pe faza, a transformatorului de alimentare;
- rezistenta si reactanta transformatorului;
- rezistenta si reactanta conductorului de linie;
- rezistenta si reactanta conductoarelor PE si PEN;
- reactanta buclei faza-nul (0.12….0.15) pentru cabluri.
Acest curent de defect asigura protectia circuitului, deci, legarea la nul este eficienta ca protectie principala.
Legarea la nul de protectie se recomanda ca protectie principala pentru utilaje fixe si
mobile din reteaua de joasa tensiune cu neutrul legat la pamant.
Utilizarea protectiei de legare la nul, impune prevederea unei masuri suplimentare de
protectie care poate fi:
- legarea carcaselor metalice la pamant, prin intermediul instalatiei de legare la pamant la
care se racordeaza tabloul de distributie respectiv;
- izolarea amplasamentului omului, prin pardoseli si izolarea de protectie a elementelor
conductive din zona de manipulare;
- protectia prin deconectare automata la aparitia curentilor de defect periculosi, care sa
elimine defectul in timpul specificat.
30
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
Concluzii
Postul de transformare se defineste, constructiv si functional, ca o statie electrica de
transformare coboratoare, cu o putere obisnuita de pana la 2500 kVA, in care tensiunea energiei
electrice este coborata de la o tensiune medie (peste 1000 V) la joasa tensiune (sub 1000 V), in
scopul alimentarii retelelor electrice de utilizare.
In lucrarea de fata s-au prezentat consideratii teoretice legate atat de statii electrice, in
general, cat si de posturi de transformare, in particular. S-au prezentat tipurile generale constructive
ale posturilor de transformare (aeriene, in constructii metalice, interioare, etc), elemente
componente ale acestora (transformatoare de putere, panouri de distributie, baterii de
condensatoare, etc) si s-au expus cateva reguli generale de proiectare si constructie a statiilor si
posturilor de transformare, extrase din literatura de specialitate. Au fost incluse in desene si sheme
de ansamblu care sa evidentieze unele elemente enumerate in aceasta parte teoretica a proiectului.
In partea de proiectare a lucrarii am incercat sa calculez si sa dimensionez postul de
transformare si reteaua de alimentare a echipamentelor din atelierul de prelucrari metalice. Astfel
am cuprins in calculele de proiectare, parametrii instalatiei de joasa tensiune constand in calculul
puterii cerute, compensarea puterii reactive in reteaua de distributie si alegerea si verificarea
sectiunii conductoarelor de alimentare si pentru tablouri , alegerea transformatorului si a
echipamentelor aferente acestuia, calculul parametrilor principali ai transformatorului, calculul
caderii de tensiune pe transformator si a curentului de scurtcicuit, alegerea intreruptoarelor pentru
primarul si secundarul transformatorului, alegerea sectiunii barelor colectoare si fortele
electrodinamice induse in instalatie. Am realizat de asemenea si studiul si calculul protectiei
circuitelor electrice si eletrosecuritatea in instalatiile electrice prin legare la pamant si prin legare la
nul.
In ansamblu, proiectul a incercat sa valorifice surse bibliografice in domeniu, aparute de-a
lungul timpului, referitoare la metodele, tehnicile şi tehnologiile de realizare ale temei alese in
vederea studierii si proiectarii acesteia.
31
LUCRARE DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALETEMA: Transformatorul - Componentă a sistemului energeticABSOLVENT: Deak Ferencz CLASA M II
BIBLIOGRAFIE:
[1] Comşa D. ,Dinculescu P. ,Sora I. : ‘Utilizari ale energiei electrice si instalatii electrice’ , E.D.P.,
Bucuresti, 1986 ;
[2] Comsa D. ,Darie S.,Maier V. ,Chindris M.: ‘Proiectarea instalatiilor electrice industriale’ ,
E.D.P., Bucuresti, 1983 ;
[3] Dinculescu P. : ‘Instalatii electrice industriale de joasa tensiune’ , Editura Matrix-Rom, Bucuresti,
2003 ;
[4] Hortopan G. : ‘Aparate electrice de comutatie,volumul I: Principii’ , Editura Tehnica, Bucuresti,
1993 ;
[5] Canescu T. : ‘Aparate electrice de joasa tensiune’ , Editura Tehnica, Bucuresti, 1977 ;
[6] Hazi A. ,Hazi Ghe. : ’Statii si posturi de transformare’ , Editura Universitatii din Bacau,
Bacau, 2006 ;
[7] Siro B. : ‘Masini electrice’ , Editura UPG, Ploiesti, 2004 ;
[8] Conecini I. ,Rasanu S. ,Tomescu I. : ‘Cartea electricianului din statii si posturi de
transformare’ , Editura Tehnica, Bucuresti, 1986 ;
[9] Potolea E.: ‘Centrale, statii si retele electrice’ , E.D.P., Bucuresti, 1975 ;
[10] Herscovici B. ,Preda M. ,Ionescu D. : ‘Aparate electrice de inalta tensiune’ , Editura Tehnica,
Bucuresti, 1978 ;
[11] Iacobescu Gh. ,Potolea E. ,Iordanescu I. ,Balaurescu D. : ‘Utilajul si tehnologia instalatiilor
din centrale si retele electrice’ , E.D.P., Bucuresti, 1979 ;
[12] Vasilievici, A., Andea P., ‘Aparate si echipamente electrice’, Editura Orizonturi Universitare,
Timisoara, 2000;
[13] Flurscheim, C. H., ‘Power circuit breaker theory and design’, Peter Peregrinus Ltd., 1985;
[14] Revista Stiinta si Tehnica, Articolul ‘Energia Solara’ de Cristian Roman, Aprilie 2007 ;
[15] NORMATIV I7-2009 - Normativ pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor
electrice.
32