Cap 5 Final Slideuri Rev 2014

7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014

1/18

5. Subansambluri folosite n compunereaschemelor de circuite primare

5.1. Defin iii. Terminologie. Reprezentri

Circuit primar- circuit cu rol pur energetic, care servetela transportulenergiei cu ajutorul curentului electric.

Circuite secundare - circuite care au rolul de a contribui la bunafuncionare a circuitelor primare.Au urmtoarele funcii:

msur, semnalizare, blocaj,

comand, protecie i automatizare.

Moduri de reprezentare a circuitelor:1. scheme multifilare- se reprezint toateconductoarele; se folosesc

pentru scheme de montaj;2. scheme monofilare- se reprezint o singur faza circuitului.

2.1. Scheme monofilare de principiu - pun n eviden modul principial de

racordare a circuitelor (fig 5.1.).

Astfel de scheme se utilizeaz n anumite faze de analiz a unui proiect ila calculul curenilor de scurtcircuit.

LEC - linie electric n cablu

Fig. 5.1.Exemplu de schem monofilar de principiu


2/18

2.2.Scheme monofilare detaliate(fig 5.2.)

Fig. 5.2.Exemplu de schem monofilar detaliat

Observaii:

Pe poriunile de schem unde pot exista nesimetrii de echipare a unui

circuit pe cele trei faze, se adopt o reprezentare trifilar (de exemplu, n zonaCIRS 10-transformator de curent, TC).

n dreptul aparatelor se trec tipul lor i principalele caracteristici (deexemplu, Uni In).

Schema conine i aparatele de msurarei protecie.

5.2. Funciile aparatelor electrice

protecie, respectiv de eliminare / limitare a scurtcircuitelor (deexemplu ntreruptoare, sigurane fuzibile, bobine limitatoare) sau a

supratensiunilor(eclatoare, descrctoare);supraveghere mpotriva depirii unor valori admisibile ale tensiunii,

curentului, temperaturii etc. (spre exemplu, transformatoare de msurare sausenzori de curent / tensiune); aceste aparate pot provoca o semnalizare (alarm)sau o ntrerupere de circuit (relee, declanatoare);

comutaie, comand voluntar (manual sau automat) de nchidere,

respectiv, deschidere a unui circuit n condiii normale de exploatare (deexemplu, ntreruptoare, separatoare de sarcin, contactoare);

izolare(separare)a unei pri de instalaie, pentru a se putea lucra fr

risc de electrocutare, n condiiile meninerii restului instalaiei sub tensiune (deexemplu, separatoare obinuite sau de sarcin, ntreruptoare debroabile).


3/18

n cazul unui scurtcircuitpe un circuit electric se impune deconectarea sarapid, pentru a se reduce solicitrile echipamentelor i totodat, pentru a seasigura continuitatea n funcionarea altor circuite racordate la acelaisistem de

bare colectoare.

n exploatare este de dorit s existe posibilitatea conectrii i deconectriifiecrui circuit electric n parte, astfel nct aceste manevre s nu conduc lantreruperea altor circuite.

Elementul de protecie,cu care trebuie prevzut orice circuit electric, aredrept scop principal detectarea rapid i sigur a avariei, precum ideconectarea selectiv a elementului avariat, n vederea evitrii extinderiiavariei i revenirii ct mai rapide la regimul normal de funcionare pentru restulsistemului.O unitate de protecie are urmtoarele funcii principale:

supravegherea permanent a diverilor parametri pe circuit; intervenia n situaii anormale; transmiterea (uneori) de informaii pentru exploatarea reelei.

Informaia necesar pentru comanda de nchidere/deschidere aaparatajului de comutaie n regim autocomandat provine de latransformatoarele de msurare (curent i tensiune).

Diversele funcii ndeplinite de aparatele electrice pe un circuit pot firealizate individual, utiliznd pentru fiecare dintre ele cte un aparat specializat(reunirea mai multor funcii presupune folosirea mai multor aparate pe circuit)sau prin asocierea mai multor funcii pe un aparat (aparate cu funciunimultiple).

Tendina actual n domeniul staiilor electrice este de a se integra nconstrucia echipamentelor de baz (transformator de putere, ntreruptor)celelalte echipamente specifice (de exemplu, transformatoare de msurare decurent).

Partea unei staii care cuprinde ansamblul de echipamente, materiale,aparate electrice i dispozitive amplasate ntr-un singur loc, care au un scopfuncional determinat pentru un anumit circuit, constituie o celul electric.

Un sistem de bare colectoarereprezint un nod de conexiuni electrice(nsensul teoremei Kirchhoff I), extins n spaiu, pentru a se crea condiiileconstructive necesare racordrii mai multor celule dintr-o staie electric.


4/18

Montajul aparatajului electric n celulsepoate face fix sau debroabil.

Montajul fixprezint avantajul unei realizri simple, fr aparate sau blocajespeciale, dar conduce la dimensiuni mai mari ale celulelor.

Montajul debroabil: reducere a volumului celulelor, deoarece este eliminat spaiul din interiorul

acestora destinat montajului sau reviziilor reducere a timpului de nlocuire a unor aparate defecte i cel necesar

reviziilor, prin folosirea unui crucior/caset de rezerv reducere a greelilor de manevrare cu separatorul tip cuit (n general, nsoite

de arc electric liber), nlocuit cu broe i contribuie sensibil la compactareacelulei.

n construcia staiilor moderne, tendina general este de a utilizaechipamente prefabricate, acestea prezentnd avantajele: reducerea investiiilor n partea de construcie a staiilor, economie de timp imanoper la montaj, nlocuire rapid, sigurana i securitaten funcionare, diminuarea cheltuielilor de exploatare (soluii fr ntreinere), creterea duratei de via a instalaiilor.

5.3. Aspecte caracter ist ice pentru schemele de circuite prim are

1. asigurarea continuitii n alimentare,2. elemente care pot influena alegerea unei scheme de conexiuni,3. elasticitatea schemelor de conexiuni,4. criteriul de alegere a schemelor de circuite primare.

1. Asigurarea continuitii n alimentare1.1. introducerea de elemente i ci suplimentare de rezervare:

de obicei, circuitele de rezervare sunt meninute active, orice element nou n schem introduce dou dezavantaje:

efort de investiii suplimentar, reprezint o surs de avarii

se accept un element nou dac avantajele pe care le poate aducedepesc dezavantajele.

1.2. simplificarea schemelor de conexiuni: numrul de elemente se reduce la minimul necesar funcional

se reduce numrul surselor de avarie i scade investiia.


5/18

Continuitatea n alimentare poate fi afectat de: revizii (tendina mondial este de a construi echipamente ce nu

necesit revizii fr ntreinere), apariia unor defecte (de exemplu,scurtcircuite).

2. Elemente care pot influena alegerea unei scheme de conexiuni: condiiile impuse de consumator(o cale de alimentare sau dou,

dintre care una de rezerv); configuraia reelei nconjurtoare i gradul ei de rezervare; mrimea curenilor de scurtcircuit n nodul respectiv.

3. Elasticitatea schemelor de conexiuni: elasticitatea unei scheme de a putea fi adaptat prin manevre de

comutaie la configuraia necesar n diferite momente de exploatare(elasticitate conferit de I, S); elasticitatea unei scheme de a putea fi extins n timp prin

adugarea de noi circuite.

4. Criteriul pentru alegerea schemelor de circuite primare: satisfacerea condiiilor tehnice; soluiile tehnice posibile se ierarhizeaz dup un criteriu

economic (cheltuieli totale-CT):

DCCCT exi i

C cheltuieli de investiie,

exC cheltuieli de exploatare,Ddaune.Dintre soluiile tehnicposibile se alege cea cu CT minime.

5.4. Echiparea circuitelor raco rdate la un sistem de bare colectoare

Sistem de bare colectoare (BC) nod electric (n sensul Teoremei IKirchhoff) extins n spaiu pentru a crea condiii constructive i de izolarenecesare pentru racordarea mai multor circuite.

Se numete sistem deoarece exist:- n c.a. trei faze (3f)3 (4cu neutru) noduri,- n c.c. exist2 noduri: + i .


6/18

5.4.1. Echiparea circuitelor de linie

Fig. 5.3.Schem monofilar de principiu

n zona imediat urmtoareplecrii liniei de la BC(n punctul de derivaie)se prevd aparate electricepentru:

ntreruperea unor cureni de scurtcircuit (ce pot solicita dinamic

i termic circuitele); conectarea i deconectarea circuitelor n regim normal

(elasticitate).

Deconectarea se poate realiza de ctre: sigurana fuzibil, ntreruptorul automat (comandat de un dispozitiv de protecie).

Sigurana fuzibil: investiie mic, acioneaz bine la scurtcircuit violent.

ntreruptorul ofer elasticitate mrit

se pot face conectri i deconectri n regim normal.

linie


7/18

a) Variante de echipare a unui circuit de linie de JT

Fig. 5.4.Variante de echipare a unui circuit de linie de JT.

1l - cea mai simpl echipare a circuitelor de linie, se folosete, n general, la

consumatori casnici.

2l - echipare cu un plus de elasticitate, conferit de IP(ntreruptor cu

prghie), cu care se pot face manevre sub sarcin normal. I P separ SF detensiunea barelor.

3l - IA (ntreruptor automat)preia ambele funcii (separare + manevre).

Dezavantaj: atunci cnd este necesar revizia la IA, trebuie ntreruptalimentarea barei colectoare se perturb alimentarea tuturor consumatorilorracordai la bara respectiv daune.

4l - se introduce un separator fa de bare (

bS ) se pot face lucrri la IA

fr a ntrerupe alimentarea celorlali consumatori.

Reviziile i reparaiile mai dese la ntreruptor sunt determinate defaptul c sunt cele mai solicitate aparate n exploatare.


8/18

b) Variante de echipare a unui circuit de linie de T

Fig. 5.5.Variante de echipare a unui circuit de linie de T

1L - elementul de baz este SF (sigurana fuzibil);

BS separ SFfa de

bare.

2L - elasticitate mrit fa de

1L prin introducerea separatorului de sarcin

SS . SB SS formeaz o construcie unic care are dubl rupere: un cuit joac rolde

BS i un cuit joac rol de SS(separator de sarcin). SS se prevede suplimentar

cu dispozitiv de stingere a arcului electric determinat de curenii de regimnormal.

3L - elasticitate mrit fa de

2L prin introducereaI, care preia funciile

SS

+ SF. ntreruptorul este flancat nspre BCde ctreS

S . Schema se folosete lacircuitele la care tensiunea vine numai dinspre bare (de exemplu, circuitul dealimentare a unui consumator motor electric).

1L , 2L , 3L - circuite la care tensiunea vine dinspre bare.

4L - cazul unor linii la care tensiunea poate veni dinspre bare sau dinspre

linii se prevede un separator fa de linie ( LS ) alimentare de la dou

capete.L

S se prevede cu cuite de legare la pmnt formnd o singurconstrucie.

LS este echipat cu trei cuite principale i trei cuite de legare la

pmnt.Legarea la pmnt este o metod de baz pentru protecia vieii

oamenilor.


9/18

NPM (Normele de Protecia Muncii) ne oblig s facem legturi lapmnt de jur mprejur, ctre toate prile de unde ar putea s apar tensiunipericuloase.

Moduri de legare la pmnt: prin cuite de legare la pmnt sau prin separatoare scurtcircuitoare; prin scurtcircuitoare mobile.

L5 - pentru linii cu tensiuni mari, pentru revizii la I (ntreruptor) sedispun separatoare de legare la pmnt (

PIS ).

BS - are un set de CLP(cuite/separatoare de legare la pmnt)

LS - are dou seturi de CLP.TC- trafo. de msurare de curent. Se dispune dup Ipentru ca n cazul unui

scurtcircuit n TC, Is poat deconecta componenta care vine dinspre BCnuse ntrerupe funcionarea BCi nu se perturb ceilali consumatori.

c) Ordinea de manevrare a aparatelor de comutaieManevr= succesiune de operaii prin care se schimb starea operativ a

echipamentelor.Atenie la:

s nu se rupcureni mari cu separatoarele (nu au dispozitiv destingere a arcului electric);

snu legm la pmnt instalaii aflatesub tensiune.

Situaii cnd este recomandat manevrarea separatoarelor: n absena sarcinii sau la sarcini reduse ( nII %1 ),

n sarcin, dar diferena de potenial la bornele separatorului s fie

nUU %1 .Ordinea de manevrare a aparatelor de comutaiepentru

4L :

la nchiderea circuituluiSe nchid BS LS I

Se deschidObservaie:Se nchide mai nti

BS pentru a proteja bara. n cazul unui

defect pe linie se deschideL

S imediat. la deschiderea circuitului:

Se nchidSe deschid I LS BS Msuri NPM


10/18

Etape pentru pregtirea interveniei (revizii-reparaii) la un circuit(de linie):

realizarea manevrelor de deschidere a circuitului,

verificarea absenei tensiunii: la Tcu voltmetre montate n secundarul TT (transformator

de msurare de tensiune); la tensiuni medii cu tang cu lamp indicatoare; la JTcu creion de tensiune;

legarea la pmnt pe fiecare parte a zonei de lucru, montarea plcuelor avertizoare i delimitarea zonei de lucru (de

exemplu, cu frnghie); plcue: pe chei de comand "NU MANEVRAI",

n dreptul celulei "AICI SE LUCREAZ".

5.4.2. Echiparea circuitelor de generator sau de bloc generator -transformator

Generatoarele sincrone de mare putere folosite n centralele electrice seconstruiesc pentru tensiuni nominale variind ntre 630 kV.

Fig. 5.6.Variante de echipare a unui circuit de generator


11/18

Moduri de racordare a generatorului la BC(fig 5.6.):a)direct,

b)prin intermediul unui transformator.

SB se monteaz obligatoriu pentru a realiza separarea vizibil cnd selucreaz la I.

Racordarea unui generator la SENeste nsoit de un oc de curent, careeste cu att mai mic cu ct sunt realizate mai bine condiiile de sincronizare ageneratorului cu sistemul electroenergetic.

Sincronizare - suprapunerea sistemelor de fazori de tensiune aigeneratorului i aisistemului (fig 5.7.).

Fig. 5.7.Sisteme de fazori de tensiune ce se sincronizeazG-generator, S-sistem

Cele dou sisteme de fazori sunt n sincronism cnd voltmetrul fictiv Var indica valoarea zero.

Condiii pentru realizarea sincronismuluisistemelor de fazori:1. acelai sens de rotaie a fazorilor,2. SG ff ,3. SG UU (n modul),

4. 0, ,,,, CBASCBAG UU .


12/18

Fie un defect (scurtcircuit) n zona A(ntre ntreruptor-Ii generator-G).Protecia sesizeaz defectul i d comanda de deconectare. Evenimentecare auloc:

deconectarea Intrerupe componenta SENscI . debitat de SEN la locul dedefect;

ADR(automat de dezexcitare rapid) asigur deconectarea nfurrii de

excitaie a generatorului i disiparea energiei2

2iL

W

nmagazinat n

cmpul inductiv al mainii; n acest fel se elimin componenta debitat de

generator la locul de defect ( scGI ); altfel, generatorul excitat i n rotaie arcontinua s debiteze pe defect.

Pentru sesizarea unui defect se folosete principiul protecieidifereniale.Acest lucru se realizeaz cu transformator de msurare de curentTC1 i TC2 dispuse unul pe partea neutrului G, cellalt lng ntreruptor (fig5.8.):

n regim normal: curenii

(din nfurarea secundar) princele dou trafo. sunt egali i deacelai sens diferenamrimilor msurate de TC1 iTC2este practic nul.

n regim de

scurtcircuit, valoarea curenilorcrete, n secundarul TC1 iTC2 se schimb sensulcurentului Ava indica sumacurenilor, valoare ce vadetermina pornirea proteciei:deschiderea I i funcionareaADR.

Fig. 5.8.Principiul proteciei difereniale


13/18

5.4.3. Echiparea circuitului de (auto)transformator

trafo. de mare putere (zeci, sute MVA),

trafo. de mic putere (zeci, sute kVA).

1. Transformatoare de mare putere

1.1.Cazul trafo. cu trei nfurri sau AT(fig 5.9.)Fac legtura ntre trei noduri, fiecare cu kVUn 1 .

Fig. 5.9.Echiparea circuitelor de transformator cu trei nfurri sauautotransformator

La bornele fiecreia din nfurri se dispune cte un ntreruptor (I) curolul de:

deconectare n regim de scurtcircuit, manevre n regim normal.

Fiecare Ieste flancat de separatoare (de exemplu,B

S i supTS ).


14/18

Rolul inf,sup,mijTS :

prin deschiderea unuia dintre aceste separatoare i aB

S corespunztor, sed posibilitatea lucrului la I fr a ntrerupe tranzitul ntre celelalte dounfurri aletrafo.

Excepie: se poate renuna la inf,sup,mijTS dac suntem ntr-o staiecobortoare, alimentarea se face numai de la sistem, iar n celelalte dou reelenu exist surse, fcndu-se numai distribuie de energie electric.

1.2.Cazul trafo. cu dou nfurri

STnu mai este necesar,

cnd se lucreaz la Isentrerupe tranzitul prin trafo.

Fig. 5.10.Echiparea circuitelor de transformator cu dounfurri

2. Transformatoare de mic putere( nTS zeci, sute kVA)

Se folosesc ca trafo. cobortoare de la MT (6, 10, 20 kV) la o joastensiune ( kV1nU ). Astfel de instalaii se numesc, n ara noastr , posturi detransformare (fig 5.11.).


15/18

2.A.n aceast soluie, ntreruptorul are rolurile:

manevre n regim normal,

deconectarea scurtcircuitului din aval de I.BJTS este util pentru separarea vizibil n cazul unor lucrri la JT.

Variant de schem folosit mai rar.

2.C.n aceast soluie, MTSF are rolul de a ntrerupe scurtcircuitul din aval.

SB SS - separator cu dispozitiv simplificat de rupere a curentului deregim normal sau de suprasarcin.

BJTS - separator util atunci cnd se fac lucrri pe partea de JT.

Variant mai des folosit.

2.B.Variant de soluie fr ntreruptor pe ntreg circuitul de trafo. pentru

deconectarea circuitului de trafo. trebuie mai nti deconectai toi consumatoriide JT. Totui mai rmne curentul de mers n gol al trafo. (foarte mic) care

poate fi rupt cuB

S ( nssrup II %1. ). Curentul de mers n gol se datoreaz

pierderilor n fier.Coordonarea alegerii MTSF i JTSF :

la punerea sub tensiune a trafo. (acesta fiind n gol) este posibil s apar un curent de oc de magnetizare ( nI*65 ) fuzibilul siguranei de MT sealege mai gros, astfel nct s reziste la acest curent i s se ard numai n cazulunor scurtcircuitenu se arde la suprasarcin itrafo. s-ar putea supranclzi;

sigurana de JTare rolul de protecie la suprasarcin, fuzibilul fiind alesmai subire.


16/18


17/18

1. La bornele generatorului

Fig. 5.12. Echiparea circuitelor de generator cu transformatoare de tensiune

2. n noduri i pe alte circuite (de exemplu,T, L), figura 5.13.

2.a) +2.b) - soluii de racordare a TT i DRV la BC. Uneori se poate

prevedea pe linii TTLpentru a compara tensiunea de pe linie cu cea de pe baracolectoare.

Pentru kVUn 35 , TTse racordeaz la nod prin SF. Rolul SFeste de a searde n cazul unui scurtcircuit n TT, ntrerupnd componenta ce vine de lasistem defectul nu se mut pe bare. La tensiuni mai nalte, nu se folosete SF(2.b)) n caz de scurtcircuit n TTse ntrerupe BC. Separatoarele sunt utile ncaz de revizie la TT.

2.c) se elimin dezavantajul unui defect datorat unui scurtcircuit n TT

prin dispunerea TTnumai pe circuitele racordate la bare (trafo., linii).TT pot fi i de tip TECU (Tensiune-Exterior-Capacitiv-Ulei), dotate cu

un divizor de tensiune capacitiv la care se racordeaz un TT inductiv. TTesteizolat pentru o tensiune mai mic. Se construiesc pentru reele cu kV110nU .


18/18

Fig. 5.13.Echiparea altor circuite cu transformatoare de tensiune

Observaie:Rolul nfurrii n triunghi deschis a TT:n regim normal 0 CBA UUU Un voltmetru Vmontat pe nfurare

nu ar indica nimic,

n regim de scurtcircuit nesimetric sau n cazul unor puneri la pmnt03UUUU CBA Voltmetrul Vsesizeaz defectul de izolaie.

Descrctoarelese prevd, de regul, alturi de TTpe bare (2.a + 2.b).n varianta 2.c) se prevd pe linii numai dac acestea sunt LEA. Dac reeauaeste n cablu, sepoate renunala folosirea descrctorului.n varianta 2.c):

pentru trafo. este obligatorie prevederea de descrctoare,pentru linii se dispun eclatoare cu coarne sau descrctoare la 110kV sau

220kV; la 400 kV se dispun numaidescrctoare.

Cap 5 Final Slideuri Rev 2014

Documents

Transcript of Cap 5 Final Slideuri Rev 2014