2

2. POSTURI DE TRANSFORMARE2.1. Tipuri de posturi de transformare

Posturile de transformare sunt staii electrice de transformare, cobortoare, cu o putere cerut maxim de 1600 lVA, n care tensiunea energiei electrice este cobort de la o tensiune medie la joas tensiune, n scopul alimentrii reelelor electrice de utilizare. Posturile de transformare fac astfel legtura ntre reelele electrice de medie tensiune i cele de joas tensiune.

n cadrul instalaiilor electrice la consumator, posturile de transformare reprezint puncte de alimentare cu energie electric la tensiunea de utilizare, corespunztoare receptoarelor i utilajelor, care poate fi:

UlMT ( (6,3; 10; 15; 20(kV;

Uln ( (220; 400 (380); 500; 630; 1000( V.

Principalele criterii de clasificare a posturilor de transformare se refer la soluia constructiv, amplasarea, structura proceselor tehnologice deservite i numrul de transformatoare. Alte criterii de clasificare pot fi: nivelul tensiunii nalte (medii), nevelul tensiunii joase, puterea instalat total .a.

Din punct de vedere constructiv, posturile de transformare se realizeaz n urmtoarele variante, prezentate n figura 2.1:

- posturi de transformare n cabin de zidrie;

- posturi de transformare n dulapuri metalice;

- posturi de transformare montate pe unul sau doi stlpi, SnT = (20 ... 350) kVA; aceste posturi de transformare pot fi pe platform sau agate pe stlp.

Amplasarea se refer att la poziia posturi de transformare n raport cu cldirile consumatorilor, ct i la cota de situare n raport cu solul.

a

b

c

Fig. 2.1. Tipuri constructive de posturi de transformare: a - n cabin de zidrie; b - n dulapuri metalice; c -. montat pe un stlp

Dup poziia posturilor de transformare n raport cu cldirile consumatorilor, se difereniaz dou tipuri de posturi de transformare:

- independente de cldirile consumatorilor, exterior i interior;

- integrate n cldirile seciilor productive, ct mai aproape de centrul de greutate al sarcinilor (interioare).

Cota de situare a posturilor de transformare n raport cu solul, determin urmtoarele tipuri de posturi de transformare:

- posturi de transformare subterane;

- posturi de transformare supraterane (terestre);

- posturi de transformare aeriene.

n raport cu structura proceselor tehnologice deservite, se ntlnesc urmtoarele dou tipuri de posturi de transformare:

- posturi de transformare bloc proces tehnologic, adic posturi de transformare care alimenteaz utilaje grupate pe procese tehnologice, n cadrul unei singure secii sau a ctorva secii apropiate. Aceast situaie conduce la o exploatare economic a posturilor de transformare, n condiiile unei sigurane sporite n funcionare;

- posturi de transformare cu consumator eterogen, destinat alimentrii unei diversiti de utilaje, aparinnd unor procese tehnologice diferite i prezentnd caracteristici electroenergetice diferite.

Astfel de cazuri creeaz probleme n asigurarea selectivitii proteciei i conduc la o frecven mai mare a deranjamentelor.

Numrul de uniti de transformator, care poate fi 1, 2 sau 3, este n strns legtur cu categoriile receptoarelor din punctul de vedere al continuitii n alimentarea cu energie electric i determin nemijlocit configuraia schemei electrice a posturilor de transformare i o serie de aspecte funcionale.

2.2. Structura posturilor de transformare

Instalaia electric a posturilor de transformare, indiferent de varianta constructiv a acestora, cuprinde dou feluri de circuite:

- circuite primare, incluznd toate elementele care concur la transmiterea i transformarea energiei electrice;

- circuite secundare, cu rol de protecie, comand, semnalizare, msur, control .a.

In schemele circuitelor primare, elementele pot fi grupate pe celule funcionale, concretizate adesea n uniti constructiv - funcionale. Astfel, n MT sunt celule sosire linii, celule cupl, msur i eventual celule ale mijloacelor de compensare a puterii reactive. Celulele transformator leag prile MT i JT ale posturilor de transformare, iar celulele de JT, mai numeroase, pot fi:

- celule plecri;

- celula mijloacelor de compensare a puterii reactive;

- celule cupl.

(n figura 2.2 sunt prezentate variante ale celulelor sosire linii.

a b c d

Fig. 2.2. Configuraii ale celulelor sosire linii MT: a - cu separator( Q1A) de rupere n sarcin;

b - cu separator simplu (Q1B); c - pentru sistem dublu de bare; d - cu siguran i separator.

Variantele cu un singur dispozitiv de separare a cilor de curent, fie acesta separator cu rupere sub sarcin (Q1A), fie separator simplu (Q1B), sunt destinate unor sisteme simple de bare WI (figura 2.2, a i b). Cnd sistemul de bare este dublu, introducerea separatorului de bare Q2C devine necesar.

Separatoarele de pmntare (Q2A, Q2B i Q3C) permit punerea captului liniei LE la pmnt, atunci cnd sunt prevzute lucrri de reparaii, ntreinere sau revizii. Schema cu siguran-separator, avnd eventual i descrctor cu rezisten variabil (F2D n fig. 2.2, d), se ntlnete la posturile de transformare cu o singur unitate, de puteri relativ mici (sub 250 kVA), montate pe stlp sau n construcie metalic.

Celulele de baz ale posturilor de transformare sunt cele care conin transformatoarele de putere i aparatura de protecie, comutaie i msur aferent. (n figura 2.3, este indicat o structur general a celulei transformator, cu prezentarea unor alternative pentru unele dintre aparatele din schema de distribuie. Aceasta evideniaz faptul c aparatul de protecie pe partea de MT, marcat prin Q2 (figura 2.3), poate fi de unul din urmtoarele tipuri:

- ntreruptor automat;

- separator cu rupere sub sarcin;

- siguran de MT.

Pe partea de JT, protecia se asigur prin ntreruptor automat (Q3 - figura 2.3) sau, la posturile de transformare de puteri mai mici, prin siguran fuzibil. Separatorul Q4 este reprezentat n schema de baz ca pentru un sistem dublu de bare pe partea de JT, existnd i alternativa (fig. 2.4, b), ca sistemul de bare s fie simplu. Cu linie ntrerupt s-a redat n figur conductorul de nul, prezent sistemul de bare WJ i legat la pmnt prin rezistena Ro a prizei de pmnt. Transformatoarele de msur de curent TC1 i TC2 furnizeaz aparatelor de msur ca ampermetre, voltmetre, contoare etc., semnale proporionale cu curenii din prile de MT, respectiv JT.

a b

Fig. 2.4. Structura general a celulei transformator a - schema monofilar; b - variante de echipare.

Celula msur (MT), prezent n figura 2.5, cuprinde transformatoarele de msur de tensiune TU; de obicei, se utilizeaz dou transformatoare, legate n V. Acestea furnizeaz aparatelor de msur ca voltmetre, wattmetre, cosfimetre etc., semnale proporionale cu tensiunea de serviciu, de MT.

Fig. 2.4. Celula msur (MT)

Celulele de MT sunt interconectate prin intermediul barelor de MT, iar celulele de JT - prin barele de JT. Barele de MT pot lipsi la posturile de transformare cu o singur linie MT i un singur transformator. Sistemele de bare pot fi simple, secionate sau duble, aa cum se prezint n figura 2.5.

a b c

Fig. 2.5. Sisteme de bare: a - simpl; b - dublu; c - secionate.

(n cazul unui sistem de bare secionate (figura 2.5, a), o celul poate fi conectat numai la una dintre seciuni, n timp ce n cazul unui sistem dublu de bare, majoritatea celulelor pot fi racordate la oricare dintre sistemele de bare componente (figura 2.5, b).

Existena sistemelor de bare secionate i duble face necesar prevederea unor celul de cupl, care s fac legtura ntre cele dou sisteme de bare, componente. Schemele celulelor de cupl, prezentate n figura 2.6, sunt valabile att n MT ct i n JT; W1 i W2 reprezint dou sisteme de bare distincte, rezultate prin secionare sau dublare. Cupla simpl (figura 2.6, a),

a b

Fig. 2.6. Schemele celulelor de cupl: a - simpl; b - automat.

cuprinde un singur separator, Q1A, fr posibilitatea de comutare sub sarcin. Cupla automat (figura 2.6, b) este mai dezvoltat, cuprinznd n afara ntreruptorului automat Q2B i separatoarele de bare Q1B i Q3B. Cupla longitudinal leag seciunile distincte ale unui sistem de bare secionate; cupla transversal leag sistemul dublu de bare.

Cele mai dezvoltate, ca numr, sunt celulele plecrilor JT, datorit rolului de distribuie pe care l joac posturile de transformare, pe lng cel de transformare a energiei electrice. Acestea sunt destul de diverse, aa cum se poate observa n figura 2.7, n raport cu puterile transportate de liniile JT i cu aparatura folosit. La curenii mai mari, liniile JT se protejeaz prin ntreruptor automat (Q2A), ceea ce face necesar prevederea i a unui separator de bare (Q1A).

a b c d

Fig. 2.7. Configuraii ale celulelor plecri JT: a - cu ntreruptor automat;

b - cu separator i siguran fuzibil; c - cu separator unic pentru

mai multe linii JT; d - numai cu siguran fuzibil.

Varianta separator-siguran, prevzut i cu msur (fig. 2.7, b), acoper o gam larg de plecri JT; din economie, exist soluia montrii unui singur separator (Q1C) pentru cteva linii JT (figura 2.7, c). Cea mai simpl i frecvent utilizat schem este cea cu protecia asigurat prin sigurane fuzibile (figura 2.7, d); linia de JT, dup ce s-a decuplat sarcina de la captul acesteia, poate fi separat de la sistemul de bare (WJ), prin extragerea patroanelor fuzibile, astfel c siguranele F1D joac i rol de separator, n caz de separaii-revizii.

Compensarea centralizat, la posturile de transformare, a puterii reactive se realizeaz prin prevederea unor celule de compensare, n JT sau MT. O configuraie posibil pentru aceste celule este prezentat n figura 2.8, n opiunea JT. Circuitul comun (coloana) se prevede cu protecie, comutaie i msur, iar circuitele individuale ale treptelor bateriei de condensatoare se prevd cu protecie i comutaie. De obicei, o treapt (ex, C0) este fix, iar celelalte sunt comutabile, manual sau automat.

Fig. 2.8. Celul compensatoare a puterii reactive.

2.3. Dimensionarea posturilor de transformare

Problema dimensionrii PT este relativ complex, deoarece presupune parcurgerea urmtoarelor etape mai importante:

- stabilirea numrului de PT i a puterilor cerute pe fiecare PT;

- determinarea locurilor de amplasare a PT;

- determinarea puterilor activ i aparent pe fiecare PT;

- stabilirea numrului i a puterilor transformatoarelor dintr-un PT;

- organizarea regimului de funcionare n paralel a transformatoarelor din fiecare PT.

A. Stabilirea numrului de PT

Modalitatea de grupare a receptoarelor i utilajelor pe puncte de alimentare n joas tensiune este subordonat unor criterii ca:

- amplasarea nvecinat;

- apartenena la acelai proces tehnologic;

- puterile aparente cerute s se ncadreze n domeniul (16(1600) kVA;

- puterile cerute pe fiecare PT s aib valori apropiate.

Organizarea energetic a consumatorilor, n ceea ce privete numrul de PT, se face pe planul de situaie al acestuia, cu luarea n considerare a puterilor cerute de receptoare i utilaje. Se procedeaz la gruparea sarcinilor plasate n vecintate, astfel nct un ansamblu de sarcini s nu depeasc puterea aparent cerut de 1600 kVA i s se obin puteri aparente apropiate pe posturi, pentru ca numrul de tipuri de PT s fie ct mai mic.

Numrul de ansambluri de sarcini astfel delimitat reprezint numrul de PT, notat n continuare - nPT Pentru fiecare PT, se calculeaz apoi puterile cerute, pe baza metodelor de estimare cunoscute (scap. 1.3).

B. Determinarea locurilor de amplasare a PT

Se consider toate utilajele i receptoarele, aferente unui PT, reprezentate pe planul de amplasamente, aa cum se prezint n figura 2.9; n plus, s-a asociat arealului dreptunghiular, n care sunt situate utilajele i receptoarele, un sistem de axe de coordonate xOy, pentru a se putea referi n acest plan fiecare punct de consum. Puterile cerute de utilaje i receptoare se consider determinate corespunztor numrului echivalent de receptoare, pentru PT n discuie.

Fig. 2.9. Centrul de sarcin i definitivarea amplasrii PT.

Coordonatele centrului de sarcin echivalent se calculeaz cu relaiile:

;(2.1)

,(2.2)

n care xj i yk reprezint coordonatele caracteristice curente, nelegnd prin coordonate caracteristice acele abscise sau ordonate, la care este situat cel puin un receptor sau utilaj;

Scxj, Scyk - suma puterilor aparente cerute, la coordonatele caracteristice respective, incluse n indice.

Evident sumele de la numitorii relaiilor (2.1) i (2.2) sunt identice, reprezentnd sarcina "echivalent", adic suma aritmetic a puterilor aparente cerute. Pentru moment, semnificaia fizic a sarcinii echivalente este ascuns, dar dup introducerea ulterioar a mrimilor denumite curent cerut i moment al curenilor cerui, aceasta va putea fi explicitat.

Dup calcularea coordonatelor (xC,yC) ale centrului de sarcin echivalent i reprezentarea acestuia pe planul de amplasamente, se trece la luarea deciziei privitoare la poziia final a PT, n funcie de tipul constructiv al acestuia i de spaiul disponibil din interiorul sau exteriorul cldirii (halei). Dac, de exemplu, se decide c amplasarea PT se face n afara spaiului ocupat de utilaje i receptoare, centrul de sarcin va fi deplasat din punctul C (fig.2.9), de coordonate (xC,yC), pe distana cea mai scurt.

C. Definitivarea puterilor aparente pe fiecare PT

Lund ca punct de referin determinarea puterilor cerute Pct i Qct, din reeaua de medie tensiune (par. 1.4.1, metoda coeficienilor de cerere), se pune problema determinrii puterii aparente, pe baza creia s se aleag puterea nominal a transformatoarelor din PT. Mai nti, se impune remarca referitoare la calculul puterii reactive, totale - Qct: la estimarea acestei mrimi, puterea reactiv a mijloacelor de compensare ar trebui neglijat, Qbc= 0 (rel. 1.28), pentru a conferi un nivel sporit de fiabilitate postului de transformare.

Deoarece echipamentele electrice, cum sunt i transformatoarele, admit anumite regimuri de suprasarcin, raionamentul care se aplic la determinarea puterii de calcul, pentru alegerea puterii nominale SnT a transformatoarelor este urmtorul: puterea cerut total, cu semnificaia acesteia de putere maxim absorbit, s fie suportat de ctre transformatoarele electrice din PT in regim de suprasarcin. n acest fel, transformatoarele nu se supradimensioneaz i, din punct de vedere economic, PT revine la un cost mai sczut.

Notnd cu ( coeficientul care exprim capacitatea total de suprasarcin a transformatoarelor, condiia enunat anterior se transpune pentru puterea activ sub forma

,(2.3)

n care s-a notat cu PPT puterea activ, de calcul, a PT. Capacitatea de suprasarcin total a transformatoarelor rezult datorit variaiilor zilnice i anuale a sarcinii, cnd, datorit funcionrii unor intervale importante de timp la sarcini mai mici, regimul termic al transformatoarelor este mai puin solicitant i deci fenomenul mbtrnirii izolaiei este diminuat.

Suprasarcina admis pe baza variaiilor zilnice ale sarcinii, conform curbei de sarcin zilnic, este definit prin regula celor trei procente, astfel: pentru fiecare 10( de reducere a coeficientului de aplatizare KPM fa de 100(, se admite o suprasarcin de 3(. Expresia analitic a suprasarcinii relative admise, notat (3, este n baza regulii enunate:

.(2.4)

Suprasarcina admis pe baza variaiilor anuale ale sarcinii, notat prin (p, se definete pe baza regulii celor p procente, avnd urmtorul enun: pentru fiecare p% de subncrcare vara, se poate admite iarna o suprasarcin echivalent ca mrime, dar nu mai mare de 15%. Cu alte cuvinte, suprasarcina admis iarna este egal cu subncrcarea din timpul verii, ceea ce se scrie analitic sub forma:

;(2.5)

din ultimii doi membrii ai egalitii se poate obine relaia

,(2.6)

care exprim sub alt form regula celor p%.

Avnd definite cele dou componente ale suprasarcinilor admise, se determin capacitatea total de suprasarcin cu relaia

,(2.7)

care nu trebuie s depeasc valoarea maxim (M= 0,2 pentru transformatoare instalate n interior i (M=0,3 pentru transformatoare montate n exterior.

Puterea activ, de calcul, pentru PT se deduce din relaia (2.3), pentru condiia de egalitate, mai nti sub forma

,(2.8)

n care se introduc expresiile (2.4), (2.5) i (2.7) ale suprasarcinilor admise, obinndu-se relaia final

,(2.9)

unde a fost pus n eviden raportul PMv/PMi, ca indicator al curbelor de sarcin (par. 1.5.2).

n acelai timp, puterea activ a PT trebuie s corespund valorilor maxim admise pentru capacitatea total de suprasarcin, conform celor de mai sus, astfel c se impune condiia suplimentar

.(2.10)

Dac se are n vedere faptul c, pentru consumatorul racordat la PT se cunoate factorul de putere natural cos(, se calculeaz n continuare puterea aparent, de calcul, a PT cu relaia:

,(2.11)

pe baza creia se poate trece la determinarea puterii nominale a transformatoarelor din PT.

D. Stabilirea numrului i a puterii nominale a transformatoarelor

ntr-un PT se monteaz, de obicei, transformatoare de aceeai putere nominal, din acelai considerent, pentru care se evit diversificarea tipurilor de PT, la acelai consumator: criteriul economic. n plus, este important de subliniat faptul c toate transformatoarele de putere, care urmeaz s lucreze n paralel, trebuie s aib aceleai grupe de conexiuni. Numrul de transformatoare identice dintr-un PT este n funcie de categoriile receptoarelor, din punct de vedere al continuitii n alimentarea cu energie electric, recomandrile fiind expuse n continuare, n raport cu ncadrarea pe categorii.

Pentru PT alimentnd receptoare din categoria zero, se prevd dou transformatoare, fiecare dintre acestea putnd suporta ntreaga sarcin:

nT=2;

,(2.12)

prin aceasta asigurndu-se o rezerv de 100% n surse.

Dac consumatorul are receptoare de categoria I-a i puterea aparent, total a acestora, ScI, este mai mic dect 0,5SPT, atunci se recomand tot dou uniti de transformator, a cror putere nominal s poat acoperi cel puin puterea receptoarelor mai exigente, conform condiiei:

, nT=2.(2.13)

Ponderea mai mare a receptoarelor de categoria I-a, evideniat prin inegalitatea

ScI( 0,5 SPT,

se rezolv cu recomandarea de a se utiliza, n acest caz, trei uniti de transformator, ale cror puteri nominale s satisfac condiiile:

(2.14)

nT= 3.

Pentru cazul n care consumatorul este alctuit din receptoare de categoria a II-a, condiiile de determinare a transformatoarelor din PT sunt dup cum urmeaz:

nT=2;

.(2.15)

n sfrit, dac n compunerea consumatorului se afl numai receptoare de categoria a III-a, se prevede o singur unitate, determinat astfel:

nT=1;

.(2.16)

2.4. Exploatarea economic a transformatoarelor

Posturile de transformare, care alimenteaz receptoare mai exigente din punctul de vedere al continuitii n alimentarea cu energie electric (categoriile 0, I i II), pot fi prevzute cu dou sau chiar trei uniti identice de transformare. (n raport cu sarcina variabil, tranzitat, regimul economic al posturilor de transformare se consider corespunztor pierderilor de putere minime n transformatoarele conectate, deci randamentului maxim de transformare a energiei.

Conform datelor furnizate de ctre productori, pentru fiecare transformator cu puterea nominal SnT se cunosc urmtoarele mrimi:

- pierderile active la mers n gol (Po;

- pierderile active la mersul n scurtcircuit (Psc;

- curentul de mers n gol io%;

- tensiunea relativ de scurtcircuit usc%.

(n tabelul 2.1 sunt indicate caracteristicile tehnice ale transformatoarelor de putere pentru posturi de transformare, din fabricaia Electroputere-Craiova. Pierderile de putere activ i de putere reactiv prezint o variaie specific la funcionarea individual, n sarcin, a unui tip de transformator, variaie ilustrat n figura 2.10, pentru un transformator cu puterea nominal de 160 kVA. Curba pierderilor de putere activ corespunde relaiei:

, kW,(2.17)

n care kT = ST/SnT reprezint gradul de ncrcare al transformatorului, cnd este tranzitat de puterea aparent ST; pentru transformatorul ales n vederea reprezentrii grafice, mrimile de calcul din relaia (2.17) sunt (Po=0,46 kW, respectiv (Psc=2,35 kW, pentru care se obine o variaie a pierderilor de putere activ (PT conform figurii 2.10, a.

Curba pierderilor de putere reactiv este descris de relaia

, kvar,(2.18)

n care (Qo reprezint pierderile de putere reactiv la mersul n gol, iar (Qsc - pierderile de putere reactiv la mersul n scurtcircuit, date respectiv de relaiile:

;(2.19)

.(2.20)

n cazul transformatorului cu SnT=160 kVA, s-au determinat, dup datele de catalog ale acestuia, urmtoarele valori pentru mrimile din relaia (2.18), (Qo=3,52 kvar (io%=2,2 %) i (Qsc=9,6 kvar (usc%=6 %), astfel c pentru pierderile de putere reactiv (QT s-a obinut curba de variaie din figura 2.10, b; reprezentarea pe grafice diferite a celor dou mrimi, (PT i (QT a fost impus nu numai de faptul c reprezint mrimi fizice diferite, ct mai ales de faptul c prezint domenii de valori mult diferite.

Pierderea total de putere activ se echivaleaz cu relaia

,(2.21)

n care (e reprezint echivalentul energetic al puterii reactive la bara de racordare a transformatorului, adic pierderea de putere activ ca urmare a creterii cu o unitate a puterii reactive tranzitate din sistem spre nodul amonte al postului de transformare ((emed = 0,03 kW/kvar, informativ).

Cu aceleai date caracteristice transformatorului cu SnT =160 kVA, menionate mai sus, s-a obinut curba pierderilor totale de putere activ, (Pe(kT), redat pe acelai grafic din figura 2.10, a, mpreun cu reprezentarea pierderilor (PT, deasupra creia se situeaz.

a bFig. 2.10. Variaiile pierderilor de putere activ (PT i reactiv (QT, precum i a pierderilor

echivalente (Pe, ntr-un transformator de putere MT/JT (SnT = 160 kVA).

Tratarea general a funcionrii economice a transformatoarelor impune considerarea cuplrii n paralel cu dou transformatoare cu puteri nominale diferite SnT1 < SnT2, pentru care urmeaz ca pierderile s fie identificate prin indicii numerici, corespunztori. Prin manevrarea aparatelor de comutaie, la sarcini mai mici se cupleaz transformatorul de putere mai mic, SnT1, iar la sarcini mai mari va fi mai economic s se conecteze numai transformatorul de putere mai mare - SnT2. Sarcina limit la care s-ar impune comutarea de pe un transformator pe cellalt se determin din condiia

,(2.22)

care se expliciteaz mai nti folosind relaiile (2.17) ( (2.21) sub forma

(2.23)

Separnd termenii dependeni de sarcin (n membrul stng) de cei independeni de sarcin, relaia devine

(2.24)

din care se deduce sarcina limit Sl, explicitnd gradele de ncrcare

,(2.25)

sub forma expresiei generale

(2.26)

Relaia (2.26) poate fi particularizat pentru orice situaie concret, inclusiv prin considerarea transformatorului 1 ca fiind un sistem de nT transformatoare identice, n paralel, iar a transformatorului 2 ca fiind un sistem de (nT + 1) transformatoare identice, n paralel. Sarcina limit la care se impune trecerea de la nT la (nT + 1) transformatoare se obine explicitnd pierderile sistemelor de transformare considerate i puterile nominale astfel:

(P01 = nT(P0; (Q01 = nT(Q0;(P02 = (nT + 1)(P0; (Q02 = (nT + 1)(Q0;(2.27)..............................................................SnT1 = nT(SnT; SnT2 = (nT + 1)SnT.

Notnd cu Sl (nT, nT +1) sarcina limit, se determin relaia general pentru aceasta sub forma:

,(2.28)

care poate fi particularizat pentru trecerea de la un transformator la dou, n paralel i de la dou la trei transformatoare, n paralel, dac unitile sunt identice.

(n figura 2.11 se prezint curbele pierderilor totale de putere activ pentru un post de transformare avnd trei uniti de transformator identice. Se observ c trecerea de la un transformator, care are pierderile dup curba 1, la alimentarea de la dou transformatoare (curba 2), trebuie efectuat la circa 152 kVA, iar la sarcini mai mari de 263,4 kVA este mai economic s se treac la alimentarea consumatorului de la trei transformatoare n paralel (curba 3). Funcionarea economic a postului de transformare este evideniat de nfurtoarea curbelor de pierderi, trasat ntrit pe figur (fig. 2.11).

Relaia (2.26) poate fi utilizat i pentru aprecierea regimului economic de funcionare a unor transformatoare de puteri diferite, aa cum este cazul transformatoarelor din staii electrice. Se subliniaz condiia ca, pentru a putea funciona n paralel, transformatoarele trebuie s aib aceeai grup de conexiuni.O form simplificat a relaiei (2.28) se obine prin neglijarea pierderilor active suplimentare n reeaua de alimentare, datorate tranzitului de putere reactiv consumate de transformator ((e = 0):

(2.29)

care conduce la valori cu (8...10)% mai mici dect relaia exact.

Fig. 2.11. Funcionarea economic a unui post de transformare

avnd trei uniti de transformator identice, SnT = 250 kVA.

Fig. 2.12. Sarcinile limit Sl(1,2) i Sl(2,3) pentru gama de puteri nominale STn((63(1.600( kVA.

n figura 2.12 se prezint grafic valorile sarcinilor limit Sl(1,2), la trecerea de la un transformator la dou transformatoare i Sl(2,3), la trecerea de la dou la trei transformatoare, pentru gama de puteri nominale indigene STn((63(1.600( kVA, determinate pe baza relaiei (2.28) i a datelor nominale ale transformatoarelor din fabricaia Electroputere Craiova.2.5. Scheme de legare la pmnt

Schemele de legare la pmnt, denumite i scheme de tratare a neutrului, pot fi de trei tipuri principale: TN, TT i IT, simbolurile literale utilizate pentru notarea lor avnd semnificaiile explicitate [I7] n cele ce urmeaz.

Prima liter se refer la situaia reelei de alimentare n raport cu pmntul, astfel:

T indic legarea direct la pmnt a unui punct activ neutrul, n cazul n care acesta este accesibil, sau a unui conductor de faz, n cazul n care neutrul nu este accesibil;

I izolarea tuturor prilor active fa de pmnt sau legarea la pmnt a unui punct, printr-o impedan de valoare foarte mare.

Cea de a doua liter este afectat precizrii situaiei maselor electrice n raport cu pmntul, literele utilizate avnd urmtoarele semnificaii:

T indic legarea direct la pmnt a maselor instalaiei, independent de eventuala legare la pmnt a unui punct al alimentrii;

N legarea direct a maselor la punctul de alimentare, legat la pmnt. n curent alternativ, punctul de legare la pmnt este n mod normal punctul neutru, iar n cazuri speciale, punctul de legare la pmnt poate fi un conductor de faz.

Alte litere, suplimentare, sunt alocate pentru a preciza dispunerea conductorului neutru i a conductorului de protecie n schema TN, fiind introduse urmtoarele litere:

S desemneaz situaia n care se utilizeaz o schem TN, n care funcia de protecie este asigurat printr-un conductor PE separat de conductoarele active, legat la pmnt (n c.a.);

C schem TN, n care funciile de neutru i de protecie pot fi combinate ntr-un singur conductor (PEN).

Alegerea acestor scheme determin msurile necesare pentru protecia mpotriva atingerilor accidentale.

2.5.1. Scheme TN

Schema TN are un punct al alimentrii legat direct la pmnt, masele instalaiei fiind legate n acest punct prin conductoare de protecie. n aceast schem, curentul de defect ntre faz i mas este un curent de scurtcircuit. Se disting trei tipuri de scheme TN, n funcie de dispunerea conductorului neutru i a conductorului de protecie:

- schema TN-S, n care un conductor de protecie, distinct este utilizat pentru ntreaga schem, aa cum se prezint principial n figura 2.26. Aceasta se utilizeaz cnd trebuie separate conductoarele PE i N, pentru asigurarea funcionrii proteciei sau la ultimul tablou spre consumator. Conductorul W2 materializeaz legarea la pmnt al punctului neutru al alimentrii, subnelegndu-se faptul c aceast legtur se face printr-o priz de pmnt, denumit de exploatare, avnd o rezisten finit de trecere.

Fig. 2.26. Schema de legare la pmnt TN-S.

Fig. 2.27. Schema de legare la pmnt tip TN-C.

Conductorul W4 (fig. 2.26) desemneaz legarea masei receptorului trifazat E1 la conductorul de alimentare- neutrul, legat la pmnt, printr-un conductor distinct (separat), notat PE. De asemenea, pe figur se remarc utilizarea semnului convenional, pentru desemnarea ansamblului de conductoare care intr n compunerea aceleiai conducte electrice: astfel, W1 desemneaz o coloan sau un alt circuit, iar W3 este circuitul de alimentare al receptorului E1 (fig. 2.26; din motive de claritate, nu s-au reprezentat aparatele de protecie i nici tablourile de distribuie);

- schema TN-C, n care funciile de neutru i de protecie sunt combinate ntr-un singur conductor pentru ntreaga schem, conform reprezentrii din figura 2.27. Se observ c, n acest caz, conductoarele N i PE din cazul anterior (fig. 2.26) s-au reunit ntr-un singur conductor PEN. Liniile electrice reprezentnd coloane sau circuite cuprind cele patru conductoare, trei de faz (L1, L2, L3) i conductorul comun PEN, neutru i de protecie, ca la conductele W1 i W3, existnd, n acest ultim caz, i un conductor W4, pentru legarea masei electrice a receptorului (E1) la conductorul combinat PEN;

- schema TN-C-S, n care funciile de neutru i de protecie sunt combinate ntr-un singur conductor, pe o poriune a schemei, pe alte poriuni, ca de exemplu n aval de tablourile secundare, cele dou funcii fiind preluate de conductoare distincte.

2.5.2. Schema TT

Schema TT, prezentat n figura 2.28, are un punct al alimentrii legat direct la pmnt, masele instalaiei electrice fiind legate la prize de pmnt, independente din punct de vedere electric de priza de pmnt a alimentrii. n aceast schem, curenii de defect faz mas, pentru intensiti chiar mai mici dect ale unui curent de scurtcircuit, pot fi suficient de mari pentru a provoca apariia unei tensiuni de atingere periculoas.

Legarea bornei 2N a transformatorului de alimentare T1, din postul de transformare, i prin aceasta i a conductorului de nul N la priza de pmnt de exploatare este redat n figur cu linie ntrerupt.

Fig. 2.28. Schema de legare la pmnt de tip TT.

2.5.3. Schema IT

n schema IT, redat principial n figura 2.29, toate prile active sunt izolate fa de pmnt sau legate la pmnt prin intermediul unei impedane Z de valoare mare, masele instalaiei electrice fiind legate la pmnt. n aceast schem, un curent rezultat dintr-un prim defect faz mas are o intensitate suficient de mic, nct nu poate provoca o tensiune de atingere periculoas. Se utilizeaz numai cu dispozitiv de control permanent al izolrii neutrului fa de pmnt i cu declanarea automat n caz de defect.

a b

Fig. 2.29. Schema IT: a-cu conductor de nul; b-fr conductor de nul.

n schema IT, limitarea curentului rezultat n cazul unui singur defect se obine fie prin absena legturii la pmnt a alimentrii, fie prin intercalarea unei impedane ntre un punct al alimentrii (n general neutrul) i pmnt, suficient de mare, care s limiteze curentul de defect la valori cuprinse ntre (150...230)mA, suficiente ns pentru a permite funcionarea schemei de semnalizare a defectului.

PAGE 13

_1269777977.unknown

_1304929446.unknown

_1304935568.unknown

_1304935579.unknown

_1304935600.unknown

_1304935724.unknown

_1304935583.unknown

_1304935574.unknown

_1304931022.unknown

_1304931080.unknown

_1304930607.unknown

_1304929417.unknown

_1304929432.unknown

_1304929441.unknown

_1304929424.unknown

_1304929401.unknown

_1304929414.unknown

_1303192905.unknown

_1304929393.unknown

_1269779961.unknown

_1109865747.unknown

_1269777840.unknown

_1269777867.unknown

_1109865885.unknown

_1269777833.unknown

_1109865784.unknown

_1109865569.unknown

_1109865732.unknown

_1109865487.unknown