Manualul Schneider

8/15/2019 Manualul Schneider

http://slidepdf.com/reader/full/manualul-schneider 1/431



Acest ghid a fost scris pentru inginerii electricieni care trebuie sŸproiecteze, sŸ realizeze, sŸ inspecteze, sau sŸ ÁntreÍinŸ instalaÍiile electrice

Án conformitate cu standardele internaÍionale ale Comisiei ElectrotehniceInternaÍionale (CEI).“Care soluÍie tehnicŸ va garanta cŸ toate criteriile de siguranÍŸ sunt

indeplinite?” AceastŸ Ántrebare a fost un ghid permanent Án elaborareaacestui manual.

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

Scopul prezentului manual este de a pune la dispoziÍie o explicaÍie clarŸ,

practicŸ Ûi facutŸ pas cu pas a studiului complet al uneiinstalaÍii electrice Án conformitate cu CEI 60364 Ûi a altor standarde CEIrelevante. De aceea capitolul ÁntÊi (A) prezintŸ metodologiacare trebuie utilizatŸ iar fiecare capitol se ocupŸ cu diverse etapeale studiului. Ultimele douŸ capitole sunt destinate surselor dealimentare, sarcinilor Ûi amplasŸrilor deosebite, precum Ûi compatibilitŸÍiielectromagnetice.

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

Schneider Electric S.A.

EdiÍia Án limba romÊnŸ a acestui manual este rezultatulunui efort colectiv.Consultant tehnic: Victor IonescuResponsabil ediÍie: Cristian VoicuProducÍie: Tangent Prodimpex SRLEdiÍia Mai 2007PreÍ manual: 120 RONEdiÍia de lux: 150 RON

Manualul instalaÍiilor electrice este un singur document careacoperŸ partea tehnicŸ, reglementŸrile Ûi standardele referitoare lainstalaÍiile electrice. Este destinat profesioniÛtilor Án domeniu din

Ántreprinderi, birouri de proiectare, organizaÍii de inspecÍie, etc.

Echipamentul electric trebuie deservit de personal de mentenanÍŸ despecialitate (electricieni calificaÍi), iar acest document nu trebuie privit caun ansamblu de instrucÍiuni suficiente pentru cei care nu sunt calificaÍi casŸ opereze, sŸ ÁntreÍinŸ sau sŸ asigure operaÍiile de mentenanÍŸ pentruechipamentul discutat mai sus. DeÛi s-a acordat o deosebitŸ atenÍie pentrua asigura o informare exactŸ Ûi corectŸ Án acest document, SchneiderElectric nu ÁÛi asumŸ nici o responsabilitate pentru nici un fel de consecinÍe

care ar decurge din utilizarea acestui material.

AceastŸ nouŸ ediÍie a fost publicatŸ pentru a se Íine seama de schimbŸriledin tehnicŸ, standarde Ûi reglementŸri, Ûi Án specialstandardul CEI 60364 pentru instalaÍii electrice.

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





MIE052007NORO

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

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

În conformitate cu evoluÍia normelor Ûi a produselor, dateleindicate în textul Ûi imaginile din acest material nu neangajeazŸ decât dupŸ consultarea agenÍiilor Schneider Electric.

Schneider ElectricRomÊnia S.R.L.

05/2007



A1

Capitolul AReguli generale pentru proiectareainstalaÍiilor electrice

Cuprins

Metodologie A2

Reguli Ûi norme statutare A4

2.1 Definirea treptelor de tensiuni A4

2.2 Reguli A5

2.3 Standarde A5

2.4 Calitatea Ûi siguranÍa Án funcÍionare a unei instalaÍii electrice A6

2.5 Verificarea iniÍialŸ a unei instalaÍii electrice A6

2.6 Verificarea Ûi testarea periodicŸ a unei instalaÍii electrice A7

2.7 Conformitatea cu standardele Ûi specificaÍiile tehnice A7a echipamentelor utilizate Ántr-o instalaÍie electricŸ

2.8 CondiÍii de mediu A8 Tipuri de sarcini - Caracteristici A10

3.1 Motoare asincrone A10

3.2 Sarcini de tip rezistiv: sisteme de ÁncŸlzire A12Ûi lŸmpi cu incandescenÍŸ (convenÍionale sau cu halogen)

Puterea cerutŸ de o instalaÍie electricŸ A15

4.1 Puterea instalatŸ (kW) A15

4.2 Puterea aparentŸ instalatŸ (kVA) A15

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

4.5 Coeficientul de diversitate A18 4.6 Alegerea puterii nominale a transformatorului A19

4.7 Alegerea surselor de alimentare A20

1

2

3

4



A2

A - Reguli generale pentru proiectareainstalaÍiilor electrice

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

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

Conectarea la reÍeaConectarea poate fi fŸcutŸ Án reÍeaua de:n

Medie Tensiune(1)

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

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

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

Circuite Ûi aparate de comutaÍieFiecare circuit se studiazŸ apoi Án detaliu. CunoscÊndu-se curentul nominal alsarcinii, valorile curenÍilor de scurtcircuit, tipul de protecÍie Ûi, ÍinÊnd cont de tipul decablu Ûi de modul sŸu de pozare (care influenÍeazŸ curentul admis de conductor), se

poate determina secÍiunea cablului. Înainte de a se adopta secÍiunea cablului Án conformitate cu cele menÍionate mai susse vor verifica urmŸtoarele cerinÍe:n cŸderea de tensiune sŸ corespundŸ standardelor Án vigoare;n pornirea motorului sŸ fie posibilŸ;n protecÍia Ámpotriva Ûocului electric sŸ fie asiguratŸ.Se determinŸ apoi curentul de scurtcircuit Isc Ûi se verificŸ comportarea circuitului lasolicitŸrile termice Ûi electrodinamice.Aceste calcule pot impune utilizarea unui cablu de secÍiune mai mare decÊt ceaaleasŸ iniÍial.CerinÍele impuse aparatelor de comutaÍie vor determina tipul Ûi caracteristicileacestora.La alegerea fuzibilelor Ûi a dispozitivelor de declanÛare ale Ántreruptoarelor se vorutiliza tehnicile de filiaÍie Ûi selectivitate.

1 Metodologie


B - Conectarea la reÍeaua de distribuÍie demedie tensiune

C - Conectarea la reÍeua de distribuÍie de joasŸ tensiune

D - Ghid de selectie a arhitecturilor de joasŸÛi medie tensiune

F - ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electric

G - Dimensionarea Ûi protecÍia conductoarelor

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

E - DistribuÍia de joasŸ tensiune

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



A3ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilorLoviturile de trŸsnet directe sau indirecte pot avaria echipamentele electrice ladistanÍŸ de cÊÍiva kilometri. Supratensiunile interne de comutaÍie Ûi cele tranzitoriide frecvenÍŸ industrialŸ pot conduce, de asemenea, la aceleaÛi consecinÍe. Suntanalizate efectele Ûi sunt propuse soluÍii.

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

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

ArmonicileArmonicile din reÍea afecteazŸ calitatea energiei Ûi determinŸ numeroase efectenegative precum suprasarcini, vibraÍii, ÁmbŸtrÊnirea echipamentelor, perturbaÍii aleechipamentelor sensibile Án reÍelele de calculatoare Ûi telefonice. Acest capitol sereferŸ la originea Ûi efectele armonicilor, explicŸ modul cum acestea pot fi mŸsurateÛi prezintŸ soluÍii.

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

AplicaÍii diverseAnumite aplicaÍii sunt supuse unor norme particulare mai stricte: un exemplu comuneste cel al construcÍiilor tip locuinÍe.

Linii directoare privind EMCPentru a se asigura compatibilitatea electromagneticŸ trebuie luate Án considerareanumite reguli. Nerespectarea acestora poate avea consecinÍe serioase pentrufuncÍionarea instalaÍiei electrice: perturbaÍii Án sistemele de comunicaÍie, declanÛareaintempestivŸ a dispozitivelor de protecÍie Ûi chiar distrugerea echipamentelorsensibile.

Programul de calcul EcodialProgramul de calcul ECODIAL(1) reprezintŸ un instrument de proiectarepentru instalaÍiile electrice de joasŸ tensiune, Án conformitate cu standardele ÛirecomandŸrile CEI.Programul realizeaza urmŸtoarele:n construieÛte schemele monofilare;n calculeazŸ curenÍii de scurtcircuit;

n calculeazŸ cŸderile de tensiune;n optimizeazŸ secÍiunile cablurilor;n stabileÛte calibrele aparatelor de comutaÍie Ûi a siguranÍelor fuzibile;n evidenÍiazŸ gradul de selectivitate a protecÍiilor;n utilizeazŸ tehnicile de filiaÍie ale aparatelor;n verificŸ condiÍiile de protecÍie a persoanelor;n prezintŸ Ántr-o manierŸ coerentŸ Ûi completŸ calculele Ûi rezultatele obÍinute.

J - ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor ÁndistribuÍia electricŸ de JT

L - Compensarea energia reactive Ûi filtrareaarmonicilor

N - Surse Ûi sarcini particulare

P - Zone de locuit sau similare Ûi spaÍiispeciale

M - DetecÍia Ûi filtrarea armonicilor

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

1 Metodologie

K - EficienÍa energeticŸ Án distribuÍia electricŸ

Q - Compatibilitatea electromagneticŸ EMC



A4


InstalaÍiile de joasŸ tensiune se vor conforma unor reguli Ûi recomandŸri care seclasificŸ precum urmeazŸ:n Norme statutare (decrete, etc.);

n Reguli de instalare, norme elaborate de instituÍii profesionale;n Standarde naÍionale Ûi internaÍionale pentru instalaÍii;n Standarde naÍionale Ûi internaÍionale de produs.

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

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

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

2 Reguli Ûi norme statutare

Sistem trifazat cu patru sau trei conductoare Sistem monofazat cu trei conductoareTensiune nominalŸ (V) Tensiune nominalŸ (V) 50 Hz 60 Hz 60 Hz

- 120/208 120/240- 240 -230/400(1) 277/480 -400/690(1) 480 -- 347/600 -1000 600 -

(1) Sistemele avÊnd tensiunea nominalŸ de 220/380 V Ûi 240/415 V vor evolua cŸtre valorilerecomandate de 230/400 V. Perioada de tranziÍie va fi cÊt se poate de scurtŸ Ûi nu va depŸÛianul 2008. În aceastŸ perioadŸ, ca etapŸ, autoritŸÍile naÍionale cu rŸspundere Án ceea cepriveÛte furnizarea de energie electricŸ din ÍŸrile cu sisteme 220/380 V trebuie sŸ aducŸtensiunea Án limitele 230/400 V (+6, -10)%, iar cele din ÍŸrile cu sisteme 240/415 V, Án limitele230/400 V (+10, -6)%. La capŸtul acestei perioade de tranziÍie trebuie obÍinutŸ toleranÍa de230/400 V ±10%; apoi se va avea Án vedere reducerea acestei limite de toleranÍŸ. Toateaceste considerente se aplicŸ, de asemenea, Án legŸturŸ cu sistemele existente de380/660 V Án vederea trecerii la sistemul recomandat de 400/690 V.

Seria I Seria IITensiune max. ptr. Sistem nominal Tensiune max. ptr. Sistem nominalechipamente (kV) de tensiune (kV) echipamente (kV) de tensiune (kV)

3,6(1) 3,3(1) 3(1) 4,40(1) 4,16(1)

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

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

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

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

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

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

(2) Aceste sisteme sunt, Án general cu 4 conductoare.(3) Se are Án vedere unificarea acestor valori.



A52.2 Reguli

În cele mai multe ÍŸri, instalaÍiile electrice trebuie sŸ fie Án conformitate cu mai

mult decÊt un set de norme elaborate de cŸtre AutoritŸÍile NaÍionale sau de cŸtreorganisme private recunoscute. Este important de avut Án vedere toate acesteprevederi Ánainte de Ánceperea activitŸÍii de proiectare.

2.3 StandardeAcest Ghid are la bazŸ standardele CEI Án vigoare, Án mod special CEI 60364.CEI 60364 a fost elaborat de cŸtre un colectiv de experÍi din domeniul medical Ûi celal ingineriei din Ántreaga lume, pe baza experienÍei ÁmpŸrtŸÛite la nivel internaÍional.

În mod curent, principiile de siguranÍŸ ale CEI 60364 Ûi CEI 60479.1 reprezintŸfundamentele pentru majoritatea standardelor din domeniu din Ántreaga lume (a sevedea tabelul de mai jos).

CEI 60038 Tensiuni standardizateCEI 60076-2 Transformatoare de putere - CreÛterea temperaturiiCEI 60076-3 Transformatoare de putere - Nivele de izolare, ÁncercŸri dielectrice Ûi distanÍe de izolare CEI 60076-5 Transformatoare de putere - Capacitatea de Íinere la scurtcircuitCEI 60076-10 Transformatoare de putere - Determinarea nivelului de zgomotCEI 60146 Convertoare cu semiconductoare - CondiÍii generale Ûi convertoare cu comutaÍie de la reÍeaCEI 60255 Relee electriceCEI 60265-1 Întreruptoare de ÁnaltŸ tensiune - Întreruptoare de ÁnaltŸ tensiune pentru tensiuni peste 1 kV Ûi sub 52 kVCEI 60269-1 SiguranÍe fuzibile de joasŸ tensiune - CondiÍii generaleCEI 60269-2 SiguranÍe fuzibile de joasŸ tensiune - CondiÍii suplimentare pentru siguranÍe fuzibile Án cazul utilizŸrii lor de cŸtre persoane neautorizate

(siguranÍe fuzibile pentru ÁntrebuinÍŸri casnice sau similare)CEI 60282-1 SiguranÍe fuzibile de joasŸ tensiune - SiguranÍe limitatoare de curentCEI 60287-1-1 Cabluri electrice - Calculul curentului nominal - EcuaÍiile curentului nominal (coeficient de ÁncŸrcare 100%) Ûi calculul pierderilor - GeneralitŸÍiCEI 60364 InstalaÍii electrice pentru clŸdiriCEI 60364-1 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Principii fundamentaleCEI 60364-4-41 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electricCEI 60364-4-42 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva efectelor termiceCEI 60364-4-43 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva supracurenÍilor

CEI 60364-4-44 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - SiguranÍa Án exploatare - ProtecÍia Ámpotriva perturbatiilor electromagnetice Ûi de tensiuneCEI 60364-5-51 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Reguli generaleCEI 60364-5-52 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Cablajul electricCEI 60364-5-53 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Aparate de comutaÍie Ûi comandŸCEI 60364-5-54 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Sisteme de tratare a neutruluiCEI 60364-5-55 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - Alegerea Ûi instalarea echipamentelor electrice - Alte echipamenteCEI 60364-5-61 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - VerificŸri Ûi testŸri - Verificarea iniÍialŸCEI 60364-7-701 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - BŸi sau duÛuriCEI 60364-7-702 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - Bazine de Ánot sau alte bazineCEI 60364-7-703 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - SauneCEI 60364-7-704 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - OrganizŸri de ÛantierCEI 60364-7-705 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - InstalaÍii electrice pentru agriculturŸ Ûi horticulturŸCEI 60364-7-706 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - Zone cu restricÍiiCEI 60364-7-707 InstalaÍii electrice pentru clŸdiri - CondiÍii generale pentru instalaÍii electrice Án zone speciale - CerinÍe de legare la pŸmÊnt Án instalaÍii cuprinzÊnd

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

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

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

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

instalate Án exterior, Án locuri publice - Dulapuri de distribuÍie (cable distribution cabinets)

CEI 60446 Principii de siguranÍŸ ale interfeÍei om-maÛinŸ, marcare Ûi identificare - Identificarea conductoarelor prin culori sau numericCEI 60479-1 Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Aspecte generaleCEI 60479-2 Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Aspecte particulareCEI 60479-3 Efectele curentului electric asupra organismelor vii - Efectele trecerii curentului electric prin organismele vii

(Continuare pe pagina urmŸtoare)




A6


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

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

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

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

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

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

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

(SfÊrÛit)

2.4 Calitatea Ûi siguranÍa Án funcÍionare a unei

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

2.5 Verificarea iniÍialŸ a unei instalaÍii electrice Înaintea conectŸrii unei instalaÍii electrice noi la reÍeaua de alimentare trebuierealizate teste preliminare Ûi inspecÍii vizuale de cŸtre furnizorul de energie electricŸsau de cŸtre agenÍii sŸi autorizaÍi.

Aceste teste se fac Án conformitate cu reglementŸrile locale (guvernamentale Ûi/sau

instituÍionale) care pot diferi Án mare mŸsurŸ de la o ÍarŸ la alta. TotuÛi, principiiletuturor acestor reglementŸri sunt comune Ûi se bazeazŸ pe Ándeplinirea riguroasŸ acondiÍiilor de siguranÍŸ Án proiectarea Ûi realizarea instalaÍiilor electrice.

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

Testele electrice preliminare Ûi inspecÍiile vizuale ale instalaÍiilor electrice din clŸdiriinclud, Án mod normal, urmŸtoarele:n verificarea rezistenÍei de izolaÍiei ale tuturor cablurilor Ûi conductoarelor din

instalaÍia permanentŸ, Ántre faze Ûi Ántre faze Ûi pŸmÊnt;n verificarea continuitŸÍii circuitelor de protecÍie, a conductivitŸÍii electrice aconductoarelor, a legŸturilor echipotenÍiale;n verificarea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt;n verificarea funcÍionŸrii corecte a interblocajelor (dacŸ existŸ);




A7n verificarea numŸrului recomandat de prize pe un circuit;n verificarea secÍiunii tuturor conductoarelor cunoscÊndu-se valorile curenÍilor descurtcircuit Ûi ÍinÊnd cont de dispozitivele de protecÍie asociate, materialele Ûi modul

de pozare (Án aer, Án tub, etc.);n verificarea modului de legare la pŸmÊnt a tuturor pŸrÍilor metalice expuse;n verificarea distanÍelor de izolare Án bŸi, etc.

Aceste teste Ûi verificŸri sunt de bazŸ (dar nu exhaustive) pentru majoritateainstalaÍiilor electrice, Án timp ce numeroase alte teste Ûi reguli sunt incluse Ánregulamentele ce se referŸ la cazurile particulare, de exemplu: sistemele de tratare aneutrului TN-, TT-, sau IT, instalaÍii avÊnd clasa 2 de izolaÍie, circuitele de siguranÍŸcu tensiune foarte joasŸ, zonele speciale, etc.Scopul acestui ghid este sŸ atragŸ atenÍia asupra unor caracteristici principale alediferitelor tipuri de instalaÍii Ûi sŸ indice regulile esenÍiale care trebuie respectate

Án scopul obÍinerii unui nivel satisfŸcŸtor de calitate, ceea ce ÁnseamnŸ siguranÍaÛi continuitatea Án funcÍionare. Metodele recomandate Án acest ghid, modificate,dacŸ este necesar pentru a corespunde oricŸror cerinÍe impuse de cŸtre autoritatealocalŸ furnizoare de energie electricŸ urmŸresc satisfacerea tuturor verificŸrilor Ûi

inspecÍiilor preliminare.

2.6 Verificarea Ûi testarea periodicŸ a unei instalaÍii În multe ÍŸri instalaÍiile aferente tuturor clŸdirilor industriale, socio-administrativeÛi comerciale, ÁmpreunŸ cu cele publice trebuie verificate periodic de cŸtre agenÍiautorizaÍi.Tabelul A3 aratŸ frecvenÍa recomandatŸ a verificŸrilor, Án conformitate cu tipul deinstalaÍie Án cauzŸ.

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

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

DeclaraÍia de conformitate În cazul Án care echipamentele Án cauzŸ vor fi utilizate de cŸtre personal autorizatsau instruit, declaraÍia de conformitate a producŸtorului (care este inclusŸ ÁndocumentaÍia tehnicŸ) este, de obicei recunoscutŸ ca un atestat valid. Acolo unde,

ÁnsŸ, competenÍa producŸtorului este pusŸ la ÁndoialŸ, va fi elaborat un certificat deconformitate pentru a susÍine declaraÍia producŸtorului.

Conformitatea echipamentelor cu standardeleasociate Án vigoare poate fi certificatŸ Án maimulte moduri

Tip de instalaÍie FrecvenÍaverificŸrilor

InstalaÍii care necesitŸ n zone Án care existŸ risc de degradare, anual

protecÍia angajaÍilorde incendiu sau de explozien instalaÍii provizorii sau organizŸride Ûantiern zone Án care existŸ instalaÍii de MTn zone restricÍionate unde se foloseÛteechipament mobilalte cazuri la fiecare 3 ani

InstalaÍii Án clŸdiri publice Án funcÍie de tipul Ûi de capacitatea de la 1 la 3 aniunde este necesarŸ clŸdiriiprotecÍia Ámpotriva incendiilor sau a riscului de panicŸ

InstalaÍii Án clŸdiri rezidenÍiale Án conformitate cu reglementŸrile locale




A8


Note: MarcajulèDirectivele Europene cer producŸtorilor sau reprezentanÍelor autorizate sŸ ataÛezemarcajulè pe produse, pe rŸspunderea lor. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ:

n produsele Ándeplinesc condiÍiile legale;n se presupune cŸ pot fi comercializate Án Europa.Marcajulè nu reprezintŸ nici o garanÍie a originii Ûi nici o marcŸ de conformitate.

Marca de conformitateMarca de conformitate se ataÛeazŸ aparatelor Ûi echipamentelor utilizate, Ángeneral de persoane neautorizate Ûi neinstruite (ex.: Án cazul aparatelor pentru uzcasnic). Marca de conformitate este eliberatŸ de un organism de certificare dacŸechipamentul ÁndeplineÛte condiÍiile unui standard aplicabil Ûi dupŸ verificareasistemului de management de calitate al producŸtorului.

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

GaranÍiaUn laborator de testare a unor mostre nu poate certifica conformitatea unui Ántreglot de fabricaÍie: aceste teste se numesc teste de tip. În cazul anumitor teste care sŸateste conformitatea cu standardele, mostrelele sunt distruse (ex.: cazul fuzibilelor).Doar producŸtorul poate certifica faptul cŸ produsele au, de fapt, caracteristicilespecificate.Certificatul de asigurare a calitŸÍii are ca scop sŸ completeze declaraÍia iniÍialŸ saucertificatul de conformitate.Ca o dovadŸ a faptului cŸ toate mŸsurile necesare asigurŸrii calitŸÍii fabricaÍieiau fost luate, producŸtorul obÍine certificarea sistemului de control a calitŸÍii caremonitorizeazŸ fabricaÍia produsului Án cauzŸ. Aceste certificate sunt elaborate deorganisme specializate Án controlul calitŸÍii Ûi au la bazŸ standardul internaÍionalISO 9000.Aceste standarde definesc trei modele de bazŸ de control a asigurŸrii calitŸÍiicorespunzÊnd mai curÊnd unor situaÍii diferite decÊt unor nivele diferite de calitate:n Modelul 3 defineÛte asigurarea calitŸÍii prin inspectarea Ûi verificarea produsuluifinit;n Modelul 2 include suplimentar inspectŸrii Ûi verificŸrii produsului finit, verificareaprocesului de fabricaÍie. De exemplu, aceastŸ metodŸ se aplicŸ producŸtorilorde fuzibile ÁntrucÊt, Án acest caz, nu poate fi verificatŸ calitatea produsului fŸrŸdistrugerea sa;n Modelul 1 corespunde modelului 2, dar cu cerinÍa suplimentarŸ ca Ûi calitateaprocesului de proiectare sŸ fie riguros urmŸritŸ; de exemplu, acolo unde nu seintenÍioneazŸ sŸ se fabrice Ûi sŸ se testeze prototipuri (cazul execuÍiei unui produs lacererea beneficiarului, Án conformitate cu cerinÍele acestuia).

2.8 CondiÍii de mediuSistemele de management al mediului pot fi certificate de cŸtre un organismindependent dacŸ acestea corespund cerinÍelor stipulate Án ISO 14001. Acest tipde certificare se referŸ, Án special, la locaÍiile industriale dar pot fi, de asemenea,acordate mediilor unde produsele sunt proiectate.Un “eco-design” este o abordare de dezvoltare durabilŸ cu obiective ca proiectareaproduselor/serviciilor sŸ corespundŸ cÊt mai bine cerinÍelor clienÍilor, Án acelaÛitimp reducÊndu-li-se impactul asupra mediului Án timpul Ántregului lor ciclu de viaÍŸ.Metodologiile utilizate Án acest scop conduc la alegerea arhitecturii echipamentelor

ÁmpreunŸ cu componentele Ûi materialele ÍinÊnd cont de influenÍa produsuluiasupra mediului pe parcursul Ántregii sale durate de viaÍŸ (ex.: producÍie, transport,distribuÍie, dupŸ perioada de utilizare, etc.).

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




A9n Directiva WEEE (Waste of Electrical and Electronic Equipment - deÛeuri aleechipamentelor electrice Ûi electronice), care se aplicŸ ÁncepÊnd cu august 2005(intrarea Án vigoare a fost 13 februarie 2003, dar data de aplicare a fost 13 august

2005), are ca scop urmŸrirea deÛeurilor la scoaterea din uz a echipamentelor de uzcasnic Ûi nu numai. În alte pŸrÍi ale lumii, noi iniÍialive legislative urmŸresc aceleaÛi obiective. ÎmpreunŸ cu acÍiunile producŸtorilor orientate Án favoarea fabricaÍiei unor produse“eco-design” contribuÍia Ántregii instalaÍii electrice la o dezvoltare durabilŸ poatefi semnificativ mŸritŸ prin modul de proiectare a instalaÍiei. Astfel, s-a arŸtat cŸ oconcepÍie optimŸ a instalaÍiei electrice care Íine cont de condiÍiile de funcÍionare, deamplasare a posturilor de transformare MT/JT Ûi de sistemul de distribuÍie (tablourielectrice, bare capsulate, cabluri) poate conduce la o reducere substanÍialŸ aimpactului asupra mediului (reducerea consumurilor de materii prime, de energie,etc.).

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




A10

A - Reguli generale pentru proiectareainstalaÍiilor electrice 3 Tipuri de sarcini -

Caracteristici

Analiza valorii puterii aparente absorbite de fiecare receptor permite stabilirea:n cererii declarate de putere care determinŸ contractul de furnizare de energieelectricŸ;

n puterii nominale a transformatorului MT/JT, acolo unde este necesar (permiÍÊndeventuale creÛteri de consum);n valorile curentului de sarcinŸ la nivelul fiecŸrui tablou de distribuÍie.

3.1 Motoare asincroneCurent absorbitCurentul nominal Ia al unui motor se calculeazŸ cu urmŸtoarele formule:n motor trifazat: Ia = Pn x 1.000/( √ 3 x U x η x cos ϕ)n motor monofazat: Ia = Pn x 1.000/(U x η x cos ϕ),unde: Ia: curentul nominal al motorului (A) Pn: puterea nominalŸ a motorului (kW) U: tensiunea de linie, Án cazul motorului trifazat, respectiv tensiunea la borne,

Án cazul motorului monofazat (V). Un motor monofazat poate fi conectat Ántre ofazŸ Ûi nul sau Ántre douŸ faze

η: randamentul motorului, exprimat ca kW ieÛire/kW intrare cos ϕ: factorul de putere al motorului, exprimat ca: kW intrare/kVA intrare

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

Curentul de pornire al motoruluiDeÛi pe piaÍa pot fi gŸsite motoare cu randament ridicat, curenÍii de pornire aimotoarelor performante au valori la fel de mari ca cei ai motoarelor standard.Prin utilizarea pornirilor stea-triunghi, a soft-starterelor sau a variatoarelor de turaÍiese pot reduce semnificativ valorile acestor curenÍi de pornire (exemplu: 4 I a Án loc de7,5 Ia).

Compensarea puterii reactive furnizate motoarelor asincrone

Este, Án general, avantajos din motive tehnice Ûi financiare sŸ se reducŸ curentulfurnizat motoarelor. Aceasta poate fi realizatŸ utilizÊnd condensatoare, fŸrŸconsecinÍe asupra puterii mecanice a motoarelor.Aplicarea acestui principiu Án funcÍionarea motoarelor asincrone este cunoscutŸ, Ángeneral Án termeni de “compensarea energiei reactive“ sau “corecÍia factoruluide putere“.AÛa cum se prezintŸ Án capitolul L, puterea aparentŸ exprimatŸ Án kVA care sefurnizeazŸ motorului asincron poate fi semnificativ redusŸ prin utilizarea unorcondensatoare conectate Án paralel. Reducerea puterii aparente (kVA) furnizate

ÁnseamnŸ, Án mod corespunzŸtor Ûi reducerea curentului de lucru (atÊt timp cÊttensiunea de alimentare rŸmane aceeaÛi).Compensarea puterii reactive este, Án mod special, recomandatŸ pentru motoarelecare funcÍioneazŸ la putere redusŸ perioade lungi de timp.

Cum s-a menÍionat mai sus,

deci o reducere a puterii aparente

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

Examinarea cererilor de putere aparentŸ adiferitelor tipuri de sarcini: un pas preliminar

necesar Án proiectarea unei instalaÍii de joasŸtensiune.

Puterea nominalŸ a unui motor, exprimatŸÁn kW (P n ) este o mŸsurŸ a puterii salemecanice echivalente la ieÛire.Puterea aparentŸ, exprimatŸ Án kVA, (P a )furnizatŸ motorului este funcÍie de putereanominalŸ a motorului, de randamentul Ûi defactorul de putere al motorului.

Pa =Pn

η cos ϕ



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

I'a = Iacos ϕ

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

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

3 Tipuri de sarcini -Caracteristici

kW CP 230 V 380 - 400 V 440 - 500 V 690 V415 V 480 V

A A A A A A

0,18 - 1,0 - 0,6 - 0,48 0,350,25 - 1,5 - 0,85 - 0,68 0,49

0,37 - 1,9 - 1,1 - 0,88 0,64- 1/2 - 1,3 - 1,1 - -0,55 - 2,6 - 1,5 - 1,2 0,87- 3/4 - 1,8 - 1,6 - -- 1 - 2,3 - 2,1 - -0,75 - 3,3 - 1,9 - 1,5 1,11,1 - 4,7 - 2,7 - 2,2 1,6- 1-1/2 - 3,3 - 3,0 - -- 2 - 4,3 - 3,4 - -1,5 - 6,3 - 3,6 - 2,9 2,12,2 - 8,5 - 4,9 - 3,9 2,8- 3 - 6,1 - 4,8 - -3,0 - 11,3 - 6,5 - 5,2 3,83,7 - - - - - - -4 - 15 9,7 8,5 7,6 6,8 4,95,5 - 20 - 11,5 - 9,2 6,7- 7-1/2 - 14,0 - 11,0 - -

- 10 - 18,0 - 14,0 - -7,5 - 27 - 15,5 - 12,4 8,911 - 38,0 - 22,0 - 17,6 12,8- 15 - 27,0 - 21,0 - -- 20 - 34,0 - 27,0 - -15 - 51 - 29 - 23 1718,5 - 61 - 35 - 28 21- 25 - 44 - 34 -22 - 72 - 41 - 33 24- 30 - 51 - 40 - -- 40 - 66 - 52 - -30 - 96 - 55 - 44 3237 - 115 - 66 - 53 39- 50 - 83 - 65 - -- 60 - 103 - 77 - -45 - 140 - 80 - 64 4755 - 169 - 97 - 78 57

- 75 - 128 - 96 - -- 100 - 165 - 124 - -75 - 230 - 132 - 106 7790 - 278 - 160 - 128 93- 125 - 208 - 156 - -110 - 340 - 195 156 113- 150 - 240 - 180 - -132 - 400 - 230 - 184 134- 200 - 320 - 240 - -150 - - - - - - -160 - 487 - 280 - 224 162185 - - - - - - -- 250 - 403 - 302 - -200 - 609 - 350 - 280 203220 - - - - - - -- 300 - 482 - 361 - -250 - 748 - 430 - 344 250280 - - - - - - -- 350 - 560 - 414 - -- 400 - 636 - 474 - -300 - - - - - - -

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



A12


kW CP 230 V 380 - 400 V 440 - 500 V 690 V415 V 480 V

A A A A A A

315 - 940 - 540 - 432 313- 540 - - - 515 - -335 - - - - - - -355 - 1061 - 610 - 488 354- 500 - 786 - 590 - -375 - - - - - - -400 - 1200 - 690 - 552 400425 - - - - - - -450 - - - - - - -475 - - - - - - -500 - 1478 - 850 - 680 493530 - - - - - - -560 - 1652 - 950 - 760 551600 - - - - - - -630 - 1844 - 1060 - 848 615670 - - - - - - -710 - 2070 - 1190 - 952 690

750 - - - - - - -800 - 2340 - 1346 - 1076 780850 - - - - - - -900 - 2640 - 1518 - 1214 880950 - - - - - - -1000 - 2910 - 1673 - 1339 970

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

3.2 Sarcini de tip rezistiv: sisteme de ÁncŸlzire ÛilŸmpi cu incandescenÍŸ (convenÍionale sau cuhalogen)

Curentul absorbit de sarcini tip aparate de ÁncŸlzire sau lŸmpi cu incandescenÍŸse calculeazŸ rapid Án funcÍie de puterea nominalŸ datŸ de producŸtor (cos ϕ = 1)(vezi Tab. A5).

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

Putere Curent nominal (A)nominalŸ monofazat monofazat trifazat trifazat(kW) 127 V 230 V 230 V 400 V

0,1 0,79 0,43 0,25 0,140,2 1,58 0,87 0,50 0,290,5 3,94 2,17 1,26 0,721 7,9 4,35 2,51 1,441,5 11,8 6,52 3,77 2,172 15,8 8,70 5,02 2,892,5 19,7 10,9 6,28 3,61

3 23,6 13 7,53 4,333,5 27,6 15,2 8,72 5,054 31,5 17,4 10 5,774,5 35,4 19,6 11,3 6,55 39,4 21,7 12,6 7,226 47,2 26,1 15,1 8,667 55,1 30,4 17,6 10,18 63 34,8 20,1 11,59 71 39,1 22,6 1310 79 43,5 25,1 14,4




A13Curentul nominal se calculeazŸ cu relaÍiile:

n pentru un sistem trifazat:

n pentru un sistem monofazat:

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

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

Ia = Pbalast + Pn

U cos ϕ

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

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

(1) I a exprimat Án A, U exprimat Án V, P n exprimat Án W. DacŸP n este exprimat Án kW, atunci relaÍia se ÁnmulÍeÛte cu 1.000.(2) “CorecÍia factorului de putere” se referŸ adesea la“compensare” Án terminologia lŸmpilor de iluminat cudescŸrcare.Cos ϕ este aproximativ 0,95 (valorile “zero” ale tensiunii Ûicurentului sunt aproape fazate), dar factorul de putere este0,5 datoritŸ formei Án impulsuri a curentului, al cŸrui vÊrf apare

„tÊrziu”, la fiecare jumŸtate de perioadŸ.

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

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


Aranjamentul Putere Curent (A) la 230 V Lung.

lŸmpilor, lampŸ Balast electromagnetic Balast tubstarterelor (W)(3) electronic (cm)

Ûi balastului FŸrŸ condens. Cu condens.pentru pentrucompensare compensare

Un singur tub 18 0,20 0,14 0,10 60 36 0,33 0,23 0,18 120 58 0,50 0,36 0,28 150DouŸ tuburi 2 x 18 0,28 0,18 60 2 x 36 0,46 0,35 120 2 x 58 0,72 0,52 150

(3) Puterea Án W indicatŸ pe lampŸ.



A14


Puterea Án W indicatŸ pe tubul unei lŸmpi cudescŸrcŸri nu include Ûi puterea disipatŸ Ánbalast.

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

Tip Putere lampŸ Curent la 230 VlampŸ (W) (A)

Cu balast 10 0,080

separat 18 0,11026 0,150

Cu balast 8 0,075incorporat 11 0,095

16 0,12521 0,170

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

LŸmpi cu descŸrcŸriTabelul A8 indicŸ curentul nominal al unei lŸmpi echipate cu aparatajul auxiliar.FuncÍionarea acestor lŸmpi depinde de descŸrcarea electricŸ luminiscentŸ care

are loc Ántr-un gaz sau vaporii unui compus metalic, Ánchis ermetic Ántr-o incintŸtransparentŸ, la o presiune prestabilitŸ. Aceste lŸmpi au un timp de pornire lung Ántimpul cŸruia curentul Ia este mai mare decÊt curentul nominal In.Puterea Ûi curentul sunt date pentru diferite tipuri de lŸmpi (valorile medii tipice potvaria uÛor de la un producŸtor la altul).


Tip Putere Curent In (A) Pornire EficienÍŸ DuratŸ UtilizarelampŸ (W) cerutŸ (W) FP FP Ia/ In PerioadŸ luminoasŸ medie de

la necomp. comp. (min.) (lm/W) viaÍŸ (h)230 V 400 V 230 V 400 V 230 V 400 V

LŸmpi cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu de ÁnaltŸ presiune

50 60 0,76 0,3 1,4 la 1,6 4 la 6 80 la 120 9000 n iluminat holuri mari70 80 1 0,45 n iluminat exterior100 115 1,2 0,65 n iluminat public150 168 1,8 0,85250 274 3 1,4400 431 4,4 2,21000 1055 10,45 4,9LŸmpi cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu de joasŸ presiune 26 34,5 0,45 0,17 1,1 la 1.3 7 la 15 100 la 200 8000 n iluminat autostrŸzi36 46,5 0,22 la 12000 n iluminat de siguranÍŸ66 80,5 0,39 n platforme, depozite91 105,5 0,49131 154 0,69LŸmpi cu descŸrcari Án vapori de mercur + halogeni metalici 70 80,5 1 0,40 1,7 3 la 5 70 la 90 6000 n iluminat suprafeÍe150 172 1,80 0,88 6000 foarte mari cu ajutorul250 276 2,10 1,35 6000 proiectoarelor400 425 3,40 2,15 6000 (ex.: stadioane, etc.)1000 1046 8,25 5,30 60002000 2092 2052 16,50 8,60 10,50 6 2000LŸmpi cu descŸrcŸri Án vapori de mercur cu substanÍŸ fluorescentŸ (fluorescent bulb) 50 57 0,6 0,30 1,7 la 2 3 la 6 40 la 60 8000 n ateliere cu plafoane80 90 0,8 0,45 la 12000 foarte Ánalte (ex.: holuri,125 141 1,15 0,70 hangare, etc.)250 268 2,15 1,35 n iluminat exterior400 421 3,25 2,15 n iluminat de700 731 5,4 3,85 intensitate redusŸ(1)

1000 1046 8,25 5,302000 2140 2080 15 11 6,1

(1) Înlocuite cu lŸmpi cu vapori de sodiu.NotŸ: Aceste lŸmpi sunt sensibile la cŸderile de tensiune. Ele se sting dacŸ tensiunea de alimentare scade sub 50% din valoareanominalŸ Ûi nu se mai reaprind Ánainte de rŸcire (aprox. 4 minute).NotŸ: LŸmpile cu vapori de sodiu de joasŸ presiune au o eficienÍŸ luminoasŸ superioarŸ altor tipuri de lŸmpi. TotuÛi, utilizarea acestui

tip de lampŸ este restricÍionatŸ ÁntrucÊt datoritŸ culorii luminii emise, galben-oranj, factorul de redare a culorii este scŸzut.



A15Pentru a proiecta o instalaÍie electricŸ, trebuie stabilitŸ sarcina maximŸ, realŸ,posibilŸ, care va fi solicitatŸ sistemului de alimentare.A proiecta o instalaÍie electricŸ doar pe baza sumei aritmetice a tuturor sarcinilor

existente este absolut neeconomic Ûi dovedeÛte o insuficientŸ practicŸ inginereascŸ.Scopul acestui capitol este de a arŸta modul Án care pot fi stabiliÍi coeficientul desimultaneitate (funcÍionarea nesimultanŸ a sarcinilor) Ûi coeficientul de utilizare (deex. un motor nu funcÍioneazŸ, de obicei, la Ántreaga sa capacitate de ÁncŸrcare) altuturor receptorilor existenÍi. Valorile recomandate se bazeazŸ pe experienÍŸ Ûi pe

ÁnregistrŸri ale consumurilor unor instalaÍii existente. Suplimentar faÍŸ de datele deproiectare aferente fiecŸrui circuit, rezultatele vor furniza o valoare globalŸ pentru

Ántreaga instalaÍie, pentru care se va solicita alimentarea cu energie electricŸ (dinreÍeaua de distribuÍie, transformator MT/JT sau grup electrogen).

4.1 Puterea instalatŸ (kW)Marcajul majoritŸÍii echipamentelor si aparatelor electrice indicŸ puterea lornominalŸ (Pn).Puterea instalatŸ este suma puterilor nominale ale sarcinilor din instalaÍie. În

practicŸ, aceasta nu reprezintŸ totuÛi, puterea necesarŸ a fi furnizatŸ.Acesta este cazul motoarelor electrice Án care puterea nominalŸ se referŸ la puterealivratŸ la arborele maÛinii.Puterea consumatŸ de motor este, evident mai mare.LŸmpile fluorescente Ûi cu descŸrcŸri Án vapori de gaze, asociate cu balasturireprezintŸ alte cazuri Án care puterea nominalŸ indicatŸ pe lampŸ este mai micŸdecÊt puterea consumatŸ de lampŸ ÁmpreunŸ cu balastul aferent.Metodele de stabilire a puterilor consumate de motoare Ûi corpuri de iluminat au fostprezentate Án secÍiunea 3 a acestui capitol.Cererea de putere (kW) este necesarŸ pentru alegerea puterii nominale a grupuluielectrogen sau a bateriilor. Pentru o sursŸ de putere provenitŸ de la reÍeaua publicŸde joasŸ tensiune sau printr-un transformator MT/JT, se vorbeÛte despre putereaaparentŸ, Án kVA.

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

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

n

pentru o sarcinŸ monofazatŸ conectatŸ Ántre fazŸ Ûi neutru

n

pentru o sarcinŸ trifazatŸ echilibratŸ, unde: V = tensiunea de fazŸ Ántre fazŸ Ûi neutru (V) U = tensiunea dintre faze (V)Se menÍioneazŸ totuÛi cŸ, teoretic, totalul puterii aparente, kVA nu este sumaaritmeticŸ a puterilor individuale calculate, kVA (dacŸ nu toate sarcinile au acelaÛifactor de putere).Este o practicŸ comunŸ de a face o simplŸ sumŸ aritmeticŸ; rezultatul va dao valoare Án kVA care este superioarŸ valorii reale, reprezentÊnd o “marjŸ deproiectare“. CÊnd nu se cunosc, parÍial sau total caracteristicile sarcinilor, valorileindicate Án Tab. A9 pot fi utilizate pentru a da o valoare estimatŸ aproximativŸ aputerii aparente cerute, VA (sarcinile individuale sunt, Án general, prea mici pentru a

fi exprimate Án kVA sau kW). EstimŸrile sarcinilor de iluminat se fac pe baza unitŸÍiide suprafaÍŸ de 500 m2.

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

4 Puterea cerutŸ de o instalaÍieelectricŸ

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

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



A16


Tab. A9: Estimarea puterii aparente instalate.

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

putere aparentŸ Án vederea dimensionŸrii instalaÍiei.Coeficientul de utilizare (k u)

În condiÍii normale de funcÍionare, puterea consumatŸ de sarcinŸ este, uneori, maimicŸ decÊt cea indicatŸ ca fiind puterea nominalŸ ceea ce justificŸ aplicarea unuicoeficient de utilizare (ku) pentru estimarea valorii reale.Acest coeficient trebuie aplicat pentru fiecare sarcinŸ, cu o atenÍie specialŸ Án ceeace priveÛte motoarele electrice care funcÍioneazŸ foarte rar la capacitatea nominalŸ.

În instalaÍiile industriale acest coeficient poate fi estimat, pentru motoare, la cca. 0,75.Pentru lŸmpile cu incandescenÍŸ, acest coeficient este totdeauna egal cu 1.Pentru circuitele de prizŸ, acest coeficient depinde Án totalitate de tipul deechipament ce este conectat la prizŸ.

Coeficientul de simultaneitate (k s)Este cunoscut din practicŸ faptul cŸ sarcinile electrice ale unei instalaÍii electrice nu

funcÍioneazŸ niciodatŸ simultan; de aceea, Án scop de estimare, este luat totdeauna Án calcul un coeficient de simultaneitate (ks).Coeficientul de simultaneitate se aplicŸ pentru un grup de sarcini (ex.: alimentatede la aceeaÛi barŸ de tablou general sau secundar). Valoarea acestui factor esteresponsabilitatea proiectantului, deoarece impune cunoaÛterea detaliatŸ a instalaÍieiÛi a condiÍiilor Án care fiecare circuit funcÍioneazŸ. Din acest motiv nu este posibil sŸse recomande anumite valori pentru aplicaÍii generale.

Coeficientul de simultaneitate pentru un bloc de apartamenteCÊteva valori tipice aplicabile pentru consumatori casnici alimentaÍi la 230/400 V(trifazat, 4 conductoare) sunt prezentate Án Tab. A10. În cazul consumatorilorutilizÊnd instalaÍii electrice de ÁncŸlzit cu acumularea cŸldurii pentru ÁncŸlzireaspaÍiilor, se recomandŸ un coeficient de simultaneitate de 0,8 indiferent de numŸrulde consumatori.

LŸmpi fluorescente (corectate la cos ϕ = 0,86)

Tip de aplicaÍie Putere aparentŸ estimatŸ (VA/m2) Nivel mediupentru o lampŸ fluorescentŸ de iluminare

cu reflector industrial(1)

(lux =lm/m

2

)Drumuri Ûi autostrŸzi, suprafeÍe de 7 150depozitare, lucrŸri intermitenteCondiÍii de lucru speciale: fabricarea 14 300Ûi asamblarea pieselor foarte greleActivitate de zi cu zi: birouri 24 500Ateliere de asamblare de 41 800

ÁnaltŸ precizieCircuite de putere

Tip de aplicaÍie Putere estimatŸ (VA/m2) Aer comprimat pentru staÍii de pompare 3 la 6Ventilarea spaÍiilor 23Radiatoare prin convecÍie:n case 115 la 146n apartamente 90Birouri 25

Dispecerate 50Ateliere de asamblare 70Ateliere de service auto 300Ateliere de picturŸ 350InstalaÍii de tratamente termice 700

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




A17

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

În exemplu, curentul coloanei verticale, la nivelul parterului este:

150 x 0.46 x 10

400 3

3

=100 A,

Curentul de intrare la nivelul etajului al treilea este:

(36+ 24) x 0.63 x 10

400 3

3

= 55 A,

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

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

NumŸr de consumatori Coeficient desimultaneitate (k s)

2 la 4 1

5 la 9 0,7810 la 14 0,6315 la 19 0,5320 la 24 0,4925 la 29 0,4630 la 34 0,4435 la 39 0,4240 la 49 0,41Peste 50 0,40




A18


4.4 Exemple de aplicare a coeficienÍilor de utilizare(k u) Ûi de simultaneitate (k s)

Tabelul A14 prezintŸ un exemplu de estimare a cererii maxime de putere aparentŸkVA la toate nivelele unei instalaÍii, pornind de la fiecare sarcinŸ Ûi pÊnŸ la punctulde alimentare.

În acest exemplu, puterea aparentŸ totalŸ instalatŸ este 126,6 kVA ceea cecorespunde unei valori maxime reale, estimate la bornele de joasŸ tensiune ale unuitransformator MT/JT de doar 65 kVA.NotŸ: Pentru a alege secÍiunea cablurilor pentru circuitele de distribuÍie aleinstalaÍiei, curentul I (Án A) prin circuit se determinŸ din relaÍia:

=

kVA

U

x 103

3

I

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

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

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

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

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

Coeficientul de simultaneitate Án funcÍie de destinaÍiacircuituluiTabelul A13 prezintŸ factorii de simultaneitate utilizaÍi pentru circuite carealimenteazŸ sarcini uzuale.


NumŸr de Coeficient decircuite simultaneitate (k s)

Ansambluri testate Án totalitate 0,92 Ûi 34 Ûi 5 0,86 la 9 0,7Peste 10 0,6Ansambluri testate parÍial 1,0

DestinaÍie circuit Coeficient de simultaneitate (k s)

Iluminat 1 ÎncŸlzire Ûi aer condiÍionat 1Prize 0,1 la 0,2(1)

Lifturi Ûi echipament n pentru motorul cude ridicat(2) puterea cea mai mare 1 n pentru motorul cu

puterea urmŸtoare 0,75 n pentru toate motoarele 0,60

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



A19

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

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

Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3

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

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


Putere aparentŸ In (A)

kVA 237 V 410 V

100 244 141160 390 225250 609 352315 767 444400 974 563500 1218 704630 1535 887800 1949 11271000 2436 14081250 3045 17601600 3898 22532000 4872 2816

2500 6090 35203150 7673 4436



A20


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

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

Pentru un transformator monofazat:

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

4.7 Alegerea surselor de alimentareImportanÍa menÍinerii neÁntrerupte a alimentarii cu energie electricŸ conduce lanecesitatea utilizŸrii unei surse de alimentare de rezervŸ. Alegerea Ûi caracteristicileacestei surse alternative depind de arhitectura aleasŸ aÛa cum este descris Áncapitolul D.Pentru sursele de alimentare normale alegerea se face, Án general, Ántre conectareala o reÍea publicŸ existentŸ de medie sau joasŸ tensiune.

În practicŸ, conectarea la o reÍea publicŸ de medie tensiune poate fi necesarŸ acolounde sarcinile depŸÛesc (sau se preconizeazŸ cŸ vor depŸÛi) un anumit nivel - Ángeneral de ordinul a 250 kVA, sau Án condiÍiile Án care calitatea serviciului cerut estemai mare decÊt cea normalŸ disponibilŸ Ántr-o reÍea de joasŸ tensiune.Mai mult, dacŸ instalaÍia conectatŸ la reÍeaua de joasŸ tensiune este posibil sŸcauzeze perturbaÍii consumatorilor invecinaÍi, autoritatea furnizoare poate propune

alimentarea din reÍeaua de medie tensiune.Alimentarea din reÍeaua de medie tensiune poate avea cÊteva avantaje importante;de fapt, un consumator pe medie tensiune:n nu va fi afectat de posibile perturbaÍii produse de alÍi consumatori, aÛa cum se

ÁntÊmplŸ Án cazul consumatorilor pe joasŸ tensiune;n poate alege orice sistem de tratare a neutrului pe partea de joasŸ tensiune;n are o gamŸ mai largŸ de alegere a tarifelor;n poate suporta creÛteri masive de putere.Trebuie menÍionat totuÛi faptul cŸ:n consumatorul este proprietarul staÍiei MT/JT Ûi, Án unele ÍŸri, acesta trebuie sŸsuporte cheltuielile de construcÍie Ûi echipare. Autoritatea furnizoare poate, Ánanumite cazuri sŸ participe la aceastŸ investiÍie, relativ la linia de medie tensiune,de exemplu;n o parte din costurile de conectare pot fi recuperate, de exemplu de la un altconsumator care se va conecta ulterior la respectiva staÍie;n consumatorul are acces doar la partea de joasŸ tensiune a instalaÍiei, accesul

la partea de medie tensiune fiind rezervat doar personalului calificat al autoritŸÍiifurnizoare (citirea contoarelor, diverse manevre, etc.). TotuÛi, Án anumite ÍŸri

Ántreruptorul de medie tensiune (sau separatorul cu fuzibile) poate fi manevrat deconsumator;n tipul Ûi amplasarea postului de transformare se vor decide de comun acord Ántreconsumator Ûi autoritatea furnizoare.




B1

Capitolul BConectarea la reÍeaua dedistribuÍie de medie tensiune

Cuprins

Alimentarea cu energie la medie tensiune B2

1.1 Caracteristicile alimentŸrii cu energie din reÍeaua B2de distribuÍie de medie tensiune

1.2 Diferite tipuri de alimentŸri la medie tensiune B11

1.3 Aspecte operaÍionale ale reÍelelor de distribuÍie B12 de medie tensiune

Procedura de instalare a unui post de transformare B14

2.1 InformaÍii preliminare B14

2.2 Studiu de soluÍie B15

2.3 Aplicare B15

2.4 Punerea Án funcÍiune B15

Aspectul protecÍiilor B16

3.1 ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice B16

3.2 ProtecÍia transformatoarelor Ûi circuitelor B17

3.3 Interblocaje Ûi operaÍii condiÍionate B19

Post de transformare tip abonat cu mŸsura pe JT B22

4.1 General B22

4.2 Alegerea celulelor B22

4.3 Alegerea celulei pentru protecÍia transformatorului B25

4.4 Alegerea transformatorului MT/JT B25

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

5.2 Alegerea celulelor B32 5.3 FuncÍionarea Án paralel a transformatoarelor B33

ComponenÍa diferitelor tipuri de posturi de transformare B35

6.1 Diferite tipuri de posturi de transformare B35

6.2 Posturi de transformare de interior B35

6.3 Posturi de transformare de exterior B37

2

1

3

4

5

6



B - Conectarea la reÍeaua de distribuÍiede medie tensiune

B2

PÊnŸ acum, nu existŸ nici o ÁnÍelegere internaÍionalŸ relativ la limitele precise dedefinire a “mediei” tensiuni.Nivelele de tensiune care sunt considerate ca “medii” Án unele ÍŸri, sunt denumite

“Ánalte” Án altele. În acest capitol, reÍelele de distribuÍie ce funcÍioneazŸ la tensiuni de 1000 V sau maimici sunt considerate ca sisteme de JoasŸ Tensiune (JT), Án timp ce sistemele dedistribuÍie a energiei electrice care necesitŸ un nivel superior de tensiune, pentrualimentarea prin transformare a reÍelelor de joasŸ tensiune, vor fi denumite sistemede Medie Tensiune (MT).Din raÍiuni economice, tensiunea nominalŸ limitŸ a sistemelor de distribuÍie de MT,definite mai sus, depŸÛeÛte rareori valoarea de 35 kV.

În RomÊnia, acest nivel de tensiune se denumeÛte Medie Tensiune - MT.

1.1 Caracteristicile alimentŸrii cu energie din reÍeauade distribuÍie de medie tensiuneTensiunea nominalŸ Ûi nivelele de izolaÍie nominale

Tensiunea nominalŸ a unui sistem sau a unui echipament este definitŸ Án CEI 60038ca “tensiunea la care un sistem sau un echipament este proiectat Ûi pentru care suntdefinite caracteristicile funcÍionale sigure”. StrÊns ÁnruditŸ cu tensiunea nominalŸeste “cea mai ridicatŸ tensiune a echipamentului” care se referŸ la nivelul de izolaÍiela frecvenÍa normalŸ de lucru Ûi la care alte caracteristici se pot referi Án recomandŸrirelevante pentru echipament.“Cea mai ridicatŸ tensiune pentru echipament” este definitŸ Án CEI 60038 ca:“valoarea maximŸ a tensiunii la care echipamentul poate fi utilizat, care apare ÁncondiÍii normale de funcÍionare, oricÊnd Ûi Án orice punct al sistemului. Ea excludetensiunile tranzitorii, cum ar fi cele datorate proceselor de comutaÍie Ûi variaÍiilortemporare de tensiune”.

Note:1 - Tensiunea cea mai mare pentru un echipament este indicatŸ numai pentrutensiuni nominale ale sistemului mai mari de 1000 V. Se Ántelege cŸ, Án modparticular pentru anumite tensiuni nominale ale sistemului, funcÍionarea normalŸ

a echipamentului nu poate fi asiguratŸ pÊnŸ la valoarea celei mai Ánalte tensiunia echipamentului, avÊnd Án vedere caracteristicile specifice de tensiune, cum ar fipierderile condensatoarelor, curentul de magnetizare al transformatoarelor, etc. Înasemenea cazuri, recomandŸrile standardelor CEI trebuie sŸ specifice limita la carepoate fi asiguratŸ operarea normalŸ a echipamentului.2 - Se ÁnÍelege cŸ pentru echipamentul care va fi utilizat Án sisteme a cŸror tensiunenominalŸ nu depŸÛeÛte 1000 V, referirile trebuie specificate numai la tensiunilenominale ale sistemului, atÊt din punct de vedere operaÍional, cÊt Ûi pentru izolaÍie.3 - DefiniÍia pentru “cea mai ridicatŸ tensiune a echipamentului” datŸ Án CEI 60038este identicŸ cu cea datŸ Án CEI 60694 pentru “tensiunea nominalŸ”. CEI 60694 sereferŸ la aparate de comutaÍie pentru tensiuni nominale mai mari de 1000 V.Valorile din Tabelul B1, provenite din CEI 60038, prezintŸ cele mai utilizate nivelestandard de distribuÍie la medie tensiune Ûi aratŸ tensiunile nominale ce corespundvalorilor standard ale celei mai ridicate tensiuni a echipamentului (tensiune maximŸde serviciu).Aceste sisteme sunt Án general sisteme trifazate cu trei conductoare Án afara

cazurilor unde este indicat altfel.Valorile indicate Án paranteze ar trebui considerate ca valori nerecomandabile (deevitat). Este de dorit ca aceste valori sŸ nu fie utilizate pentru sisteme noi ce vor ficonstruite Án viitor.

Principalii parametri care caracterizeazŸ unsistem de alimentare cu energie electricŸsunt:

n Tensiunea nominalŸ Ûi nivelele de izolaÍiecorespunzŸtoare;n Curentul de scurtcircuit; n Curentul nominal al receptoarelor care facparte din instalaÍie; n Sistemul de tratare a neutrului.

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

Seria I (pentru reÍele de 50 Ûi 60 Hz)

Tensiunea nominalŸ a sistemului Cea mai ridicatŸ tensiune pentru echipament

(kV) (kV) (kV)3,3(1) 3(1) 3,6(1) 6,6(1) 6 (1) 7,2(1) 11 10 12- 15 17,522 20 24

33(2) - 36(2) - 35(2) 40,5(2)

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

1 Alimentarea cu energie la medietensiune



B3

Este recomandat ca Án orice ÍarŸ raportul dintre douŸ tensiuni nominale adiacente sŸnu fie mai mic de doi.Pentru asigurarea unei protecÍii adecvate a echipamentului Ámpotriva

supratensiunilor temporare Ûi Ámpotriva tensiunilor tranzitorii datorate loviturilor detrŸsnet, proceselor de comutaÍie Ûi condiÍiilor de defect ale sistemului, etc., toateechipamentele de medie tensiune trebuie sŸ aibŸ specificat nivelul nominal deizolaÍie.

Aparate de comutaÍieTabelul B2 de mai jos, este extras din CEI 60694 Ûi prezintŸ valorile standard aletensiunilor de Íinere la impuls. Alegerea dintre valorile din Lista 1 Ûi cele din Lista2 depinde de gradul de expunere la supratensiuni atmosferice Ûi de comutaÍie(1),de tipul sistemului de tratare a neutrului Ûi de tipul aparaturii de protecÍie lasupratensiune, etc. (mai multe indicaÍii sunt date Án CEI 60071).

(1) Aceasta ÁnseamnŸ cŸ, Án principiu, Lista 1 se aplicŸ Ángeneral aparatajului utilizat Án reÍele de cabluri subterane Ántimp ce Lista 2 este utilizatŸ pentru aparatajul folosit Án reÍeleleelectrice aeriene.

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

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

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

Tab. B3: Niveluri de izolaÍie nominalŸ ale transformatoarelor.


Tensiune Tensiune nominalŸ de Íinere la impuls Tensiune nominalŸ denominalŸ de trŸsnet (valoare de vÊrf) Íinere la impuls de scurtŸU (valoare duratŸ de frecvenÍŸ ind.eficace) Lista 1 Lista 2 (valoare eficace)

La pŸmÊnt, Peste La pŸmÊnt, Peste La pŸmÊnt, Peste Ántre poli Ûi distanÍa Ántre poli Ûi distanÍa Ántre poli Ûi distanÍacontactele de izolare contactele de izolare contactele de izolaredeschise deschise deschiseale unui ale unui ale unuidisp. de disp. de disp. decomutaÍie comutaÍie comutaÍie

(kV) (kV) (kV) (kV) (kV) (kV) (kV)

3,6 20 23 40 46 10 127,2 40 46 60 70 20 2312 60 70 75 85 28 3217,5 75 85 95 110 38 4524 95 110 125 145 50 6036 145 165 170 195 70 8052 - - 250 290 95 110

72,5 - - 325 375 140 160NotŸ: Tensiunile de Íinere “peste distanÍa de izolaÍie” sunt valabile numai pentru aparatajulde comutaÍie unde distanÍele Ántre contactele deschise trebuie sŸ indeplineascŸ cerinÍele desecuritate pentru separatoare.

Tensiunea cea mai mare Tensiune nominalŸ de Íinere Tensiune nominalŸ depentru echipament la impuls de scurtŸ duratŸ de Íinere la impuls de trŸsnet(valoare eficace) frecvenÍa industrialŸ Um (valoare de vÊrf) (valoare eficace) Lista 1 Lista 2(kV) (kV) (kV) (kV)

i 1,1 3 - -3,6 10 20 407,2 20 40 6012 28 60 7517,5 38 75 9524 50 95 12536 70 145 17052 95 25072,5 140 325




B4

Alte componenteEste evident cŸ performanÍele izolaÍiei altor componenete de MT asociate cu acesteelemente majore, cum sunt de exemplu izolatoarele de sticlŸ sau porÍelan, cablurile

de MT, transformatoarele de mŸsurŸ, etc, trebuie sŸ fie compatibile cu cele aleaparatajului de comutaÍie Ûi ale transformatoarelor menÍionate mai sus. Tipurile de ÁncercŸri pentru aceste elemente sunt date Án publicaÍiile CEI corespunzŸtoare.

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

Curentul de scurtcircuitValorile standard ale capacitŸÍii de Ántrerupere a curentului de scurtcircuit pentru un

Ántreruptor sunt exprimate Án mod normal Án kilo-amperi (kA).Aceste valori se referŸ la condiÍii de scurtcircuit trifazat Ûi se exprimŸ ca o medie a

valorilor eficace ale componentei de c.a. a curentului Án fiecare din cele 3 faze.Pentru Ántreruptoarele de tensiuni nominale considerate Án acest capitol, Tabelul B4 prezintŸ valorile standard ale curentului de rupere la scurtcircuit.

Standardele naÍionale ale unei anumite ÍŸrisunt Án mod obiÛnuit elaborate sŸ includŸ doarunul sau douŸ nivele de tensiune, curent Ûiniveluri de defect, etc.

Un Ántreruptor automat (sau o siguranÍŸfuzibilŸ, Ántr-un domeniu limitat al tensiunii)este singura formŸ de aparataj de comutaÍie

capabilŸ de Ántrerupere sigurŸ a valorilorfoarte ridicate de curent Án cazul defectelor descurtcircuit ce apar Ántr-o reÍea electricŸ dedistribuÍie.

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

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

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

Din punct de vedere practic trebuie sŸ definim valorile curenÍilor de scurtcircuit carese utilizeazŸ la alegerea echipamentelor Ûi a sistemelor de protecÍii:n I’’k: valoarea eficace a curentului iniÍial simetric;n I’’b: valoarea eficace a curentului simetric Ántrerupt de aparatul de comutaÍie cÊnd

primul pol deschide la tmin (temporizare minimŸ);n Ik: valoarea eficace a curentului stabil simetric;n Ip: valoarea maximŸ instantanee a curentului la primul vÊrf;n IDC: valoarea instantanee a componentei continue a curentului Án momentul

Ántreruperii (la tmin).


Fig. B5: Reprezentare graficŸ a curentului de scurtcircuitconform CEI 60909.

Curent (I)

Timp (s)

tmin

IDC

2 √ 2I"k

2 √ 2I"b

2 √ 2I"k

Ip

kV 3,6 7,2 12 17,5 24 36 52

kA 8 8 8 8 8 8 8(eficace) 10 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 16 16 16 16 16 16 20 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 50



B5

CurenÍii sunt identificaÍi prin indicii 3, 2, 2E, 1, depinzÊnd de tipul scurtcircuituluirespectiv trifazic, bifazic, bifazic cu pŸmÊntul, fazŸ cu pŸmÊntul.Metoda, bazatŸ pe teorema superpoziÍiei Thevenin Ûi descompunerea Án

componente simetrice, constŸ Án aplicarea Án punctul de scurtcircuit a unei surseechivalente de tensiune Án vederea determinŸrii curentului. Calculul se efectueazŸ Ántrei paÛi.n Definirea sursei echivalente de tensiune de aplicat la punctul de defect.ReprezintŸ tensiunea existentŸ Ánainte de defect Ûi este definitŸ ca Ûi tensiuneanominalŸ multiplicatŸ cu un factor care ia Án considerare variaÍiile sursei,comutatoarele de ploturi sub sarcinŸ ale transformatoarelor Ûi comportareasubtranzitorie a maÛinilor.n Calcularea impedanÍelor, aÛa cum se vŸd din punctul de defect, pe fiecare ramurŸce ajunge Án punctul de defect. Pentru sistemele de secvenÍŸ pozitivŸ Ûi negativŸ,calculul nu ia Án considerare capacitŸÍile liniei Ûi admitanÍele sarcinilor nerotative,montate Án paralel.n OdatŸ ce tensiunea Ûi impedanÍa sursei este definitŸ, se calculeazŸ valorilecaracteristice, minime Ûi maxime, ale curenÍilor de scurtcircuit.

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

Tab. B6: Curentul de scurtcircuit conform CEI 60909.

Caracterizare În sistem existŸ douŸ tipuri de echipamente, Án funcÍie de reacÍia la apariÍia unuidefect.

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

Pentru aceste echipamente capacitatea de a rezista distrugerilor provocate de unscurtcircuit este definitŸ Án termeni de:n RezistenÍa electrodinamicŸ (“curent de Íinere la valoarea de vÊrf”; valoarea de

vÊrf a curentului exprimata Án kA), caracterizÊnd rezistenÍa mecanicŸ la solicitŸrielectrodinamicen RezistenÍa termicŸ (“curent de Íinere de scurtŸ duratŸ”; valoare eficace exprimatŸ

Án kA pentru durate Ántre 0,5 Ûi 3 secunde, cu valoare mai des ÁntalnitŸ de 1 secundŸ),caracterizÊnd disiparea de caldurŸ maxim admisŸ.


Tipul scurtcircuitului I’’k

SituaÍie generalŸ Defecte ÁndepŸrtate

3 faze

2 faze

2 faze Ûi pŸmÊnt

FazŸ Ûi pŸmÊnt




B6

Echipamente activeAceastŸ categorie cuprinde echipamentele desemnate sŸ elimine curenÍii descurtcircuit adicŸ Ántreruptoarele automate Ûi fuzibilele. AceastŸ proprietate este

exprimatŸ prin capacitatea de rupere Ûi, dacŸ este nevoie, de capacitatea de Ánchidere pe scurtcircuit la apariÍia unui defect.n Capacitatea de rupere (vezi Fig. B7)Caracteristica de bazŸ a unui dispozitiv destinat sŸ ÁntrerupŸ curenÍii de defect estecurentul maxim (valoare eficace exprimatŸ Án kA) pe care este capabil sŸ-l ÁntrerupŸ

Án condiÍii specifice definite de standarde; standardul CEI se referŸ la valoareaeficace a componentei periodice a curentului de scurtcircuit. În alte standarde,valoarea eficace a sumei dintre componenta periodicŸ Ûi componenta aperiodicŸeste specificatŸ, caz Án care este vorba de “curent asimetric”. Capacitatea de ruperedepinde de alÍi factori ca:o tensiune,o raportul R/X al circuitului de Ántrerupt,o frecvenÍa naturalŸ a sistemului de alimentare,o numŸrul de deschideri la curent maxim, de exemplu ciclul D - I/D - I/D(D - deschidere, I - Ánchidere)o

starea dispozitivului dupŸ test.Capacitatea de rupere este o caracteristicŸ dificil de definit Ûi, Án consecinÍŸ, nutrebuie sŸ surprindŸ faptul cŸ aceluiaÛi aparat i se pot asocia diferite capacitŸÍi derupere Án funcÍie de standardul Án care sunt definite.n Capacitatea de Ánchidere pe scurtcircuit

În general aceastŸ caracteristicŸ este implicit definitŸ de capacitatea de ruperedeoarece un aparat trebuie sŸ ÁnchidŸ pe un curent pe care Ál poate Ántrerupe.CÊteodatŸ capacitatea de Ánchidere trebuie sŸ fie mai mare, de exemplu pentru

Ántreruptoare automate care protejeazŸ generatoare.Capacitatea de Ánchidere este definitŸ Án funcÍie de valoarea de vÊrf (exprimatŸ

Án kA) deoarece primul vÊrf asimetric este cel mai solicitant din punct de vedereelectrodinamic.De exemplu, conform standardului CEI 62271-100, un Ántreruptor automat utilizat

Ántr-un sistem energetic cu frecvenÍa de 50 Hz trebuie sŸ fie capabil sŸ ÁnchidŸ pe ovaloare de vÊrf a curentului egalŸ cu 2,5 ori valoarea eficace a curentului de rupere(2,6 ori pentru sistemele de 60 Hz).

Capacitatea de Ánchidere mai este cerutŸ pentru separatoare de sarcinŸ Ûiseparatoare, chiar dacŸ aceste dispozitive nu sunt capabile sŸ ÁntrerupŸ curentul.n Curentul de rupere la scurtcircuit prezumatAnumite dispozitive au capacitatea de a limita curentul de defect ce urmeazŸ sŸ fie

Ántrerupt.Capacitatea lor de rupere este definitŸ ca maximul curentului de scurtcircuitprezumat care s-ar fi dezvoltat Án timpul unui scurtcircuit net Ántre terminalele amonteale dispozitivului.

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

Tab. B8: FuncÍiile diferitelor dispozitive de Ántrerupere.


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

Curent (I)

Timp (s)

IAC

IDC

IAC: VÊrful componentei periodice.IDC: Componenta aperiodicŸ.

Dispozitiv Separare vizibilŸ CondiÍii de Caracteristici principale Ántre douŸ reÍele manevraresub tensiune Normale Defect

Separator Da Nu Nu Separare vizibilŸ longitudinalŸ Întreruptor Nu Da Nu Capacitate de rupere Ûi de ÁnchidereSeparator a sarciniide sarcinŸ Capacitate de Ánchidere pe scurtcircuitContactor Nu Da Nu Capacitate de rupere Ûi de Ánchidere

a curentului nominalCapacitate de rupere Ûi de ÁnchideremaximŸCaracteristici de anduranÍŸ

Întreruptor Nu Da Da Capacitate de rupere a curentuluiautomat de scurtcircuit Capacitate de Ánchidere a curentului

de scurtcircuitFuzibil Nu Nu Da Capacitate de rupere a curentului

de scurtcircuit minimŸCapacitate de rupere a curentuluide scurtcircuit maximŸ



B7

Curentul nominalCurentul nominal normal este definit ca “valoarea eficace a curentului care poate fisuportat Án mod continuu la frecvenÍa nominalŸ cu o creÛtere a temperaturii ce nu o

depŸÛeÛte pe aceea specificatŸ de standardul specific de producÍie”.CurenÍii nominali ceruÍi pentru aparatajul de comutaÍie sunt stabiliÍi Án etapa deproiectare a postului de transformare.Curentul nominal cel mai utilizat pentru aparatul de comutaÍie folosit Án reÍelele dedistribuÍie la MT de utilitate generalŸ, este de 400 A.

În zonele industriale Ûi Án cele urbane cu o ÁncŸrcare mare, uneori sunt cerutecircuite nominale la 630 A.La staÍiile de alimentare principale de MT Ûi Án posturile de transformare, valorilenominale standard pentru circuitele celulelor de sosire de la transformatoare de IT,pentru Ántreruptoare de putere de cuplŸ Ûi de bare colectoare sunt 800 A; 1250 A;1600 A; 2500 A Ûi 4000 A.La posturile de transformare de MT/JT care includ un transformator cu un curentnominal Án primar mai mic de 60 A (Án general cÊnd puterea transformatoruluieste mai micŸ de 1000 kVA), un separator de sarcinŸ MT asociat cu un set de 3siguranÍe fuzibile (sau o combinaÍie similarŸ) este Án general folositŸ pentru controlulÛi protecÍia transformatorului, ca o alternativŸ mai economicŸ la Ántreruptorul deputere. Pentru curenÍi primari mai mari (transformatoare cu putere nominalŸ egalŸsau mai mare de 1000 kVA), combinaÍia fuzibili - separator de sarcinŸ nu asigurŸperformanÍele cerute.Nu existŸ tabele de valori ale curentului normal nominal recomandate de CEIpentru combinaÍia fuzibili - separator de sarcinŸ. Valoarea nominalŸ actualŸ va fidatŸ de fabricantul separatorului de sarcinŸ cu siguranÍe fuzibile, Án concordanÍŸ cucaracteristicile siguranÍei fuzibile Ûi a datelor transformatorului, cum ar fi:n curentul normal la MT;n supracurentul permis Ûi durata sa;n vÊrful maxim Ûi durata Ûocului de curent de magnetizare la conectareatransformatorului;n modul de acÍionare a protecÍiei Ûi a aparatelor de comutaÍie pe partea de MT, etc.aÛa cum se aratŸ Án exemplul dat Án Anexa A a CEI 62271-105.

Într-o astfel de schemŸ, separatorul de sarcinŸ trebuie sŸ fie capabil sŸ declanÛezeautomat, de exemplu prin relee, la valori scŸzute ale curentului de defect, care

trebuie sŸ acopere (prin valori apropiate) curentul nominal minim de Ántrerupere alsiguranÍelor fuzibile de MT. În acest fel, valorile ridicate ale curentului de defect caresunt dincolo de capacitatea de rupere a separatorului de sarcinŸ, vor fi deconectatecŸtre siguranÍele fuzibile Án timp ce valorile scŸzute ale curenÍilor de defect, care nupot fi Ántrerupte de cŸtre siguranÍele fuzibile, vor fi eliminate de cŸtre separatorul desarcinŸ acÍionat prin releu.

InfluenÍa temperaturii mediului ambiant Ûi a altitudinii asupracurentului nominal Valorile curentului nominal sunt atribuite pentru toate dispozitivele electrice princare circulŸ curent, iar limitele superioare ale acestora sunt stabilite de creÛtereatemperaturii datoratŸ puterii I2R (Watt) disipate Án conductoare (unde I = valoareaeficace a curentului, Án Amperi Ûi R = rezistenÍa conductorului, Án Ohmi), ÁmpreunŸcu cŸldura produsŸ prin histerezis magnetic Ûi pierderile prin curenÍi turbionarila motoare, transformatoare, etc., precum Ûi pierderilor dielectrice Án cabluri Ûicondensatoare, acolo unde este cazul.

CreÛterea de temperaturŸ peste temperatura mediului ambiant va depinde, Ánprincipal, de modul Án care cŸldura este disipatŸ. De exemplu, curenÍi mari pot fitrecuÍi prin ÁnfŸÛurŸrile motorului electric fŸrŸ a produce supraÁncŸlziri, deoarece unsimplu ventilator de rŸcire fixat pe axul motorului ÁndepŸrteazŸ cŸldura cu aceeaÛiratŸ cu care ea este produsŸ Ûi astfel temperatura atinge o valoare stabilŸ inferioarŸcelei care ar putea deteriora izolaÍia Ûi ar conduce la “arderea” motorului.Transformatoarele cu rŸcire Án ulei sau Án aer sunt printre cele mai cunoscuteexemple de asemenea tehnici de rŸcire forÍatŸ.Valorile curenÍilor nominali recomandate de CEI sunt bazate pe temperaturi normaleale aerului Án climŸ temperatŸ Ûi la altitudini ce nu depŸÛesc 1000 m, astfel ÁncÊtechipamentele care depind de rŸcirea naturalŸ prin radiaÍie Ûi convecÍie a aerului sevor ÁncŸlzi dacŸ funcÍioneazŸ la curentul nominal la climŸ tropicalŸ Ûi/sau la altitudinice depŸÛesc 1000 m. În astfel de situaÍii, echipamentele trebuiesc declasate la ovaloare nominalŸ a curentului mai micŸ decÊt cea nominalŸ descrisŸ Án caracteristici.SituaÍia transformatoarelor este reglementatŸ Án standardul CEI 60076-2.

În cazul transformatoarelor cu rŸcire forÍatŸ, Án general este suficient sŸ se furnizezeecrane protectoare la radiaÍia solarŸ, sŸ se mŸreascŸ suprafeÍele radiatorului deulei de rŸcire, sŸ se mŸreascŸ puterea pompelor de circulaÍie a uleiului precum Ûidimensiunea ventilatoarelor de aer, pentru menÍinerea valorilor iniÍiale nominaleconform CEI.Pentru aparatajul de comutaÍie, fabricantul trebuie consultat asupra declasŸriicorecte ce trebuie efectuatŸ pentru condiÍiile de funcÍionare reale.

Curentul nominal cel mai utilizat pentruaparatul de comutaÍie folosit Án reÍelele de

distribuÍie de MT de uz general, este de 400 A.


În RomÊnia curentul nominal cel mai utilizateste de 630 A.




B8

Legarea la pŸmÊntSistemul de legare la pŸmÊnt Ûi echipamentul de ÁmpŸmÊntare necesitŸ o abordareatentŸ, Án mod particular datoritŸ siguranÍei consumatorului de JT Án timpul unuiscurtcircuit la pŸmÊnt pe partea de MT.Prizele de pŸmÊnt

În general este preferabil, acolo unde este posibil din punct de vedere fizic, sŸ sesepare priza de pŸmÊnt destinatŸ pentru legarea la pŸmÊnt a pŸrÍilor metaliceaferente echipamentelor de MT de priza de pŸmÊnt a sistemului de legare lapŸmÊnt a conductorului de nul la JT. Aceasta este practica comunŸ Án sistemelede distribuÍie rurale, unde electrozii prizei de pŸmÊnt a reÍelei de JT sunt instalaÍi ladistanÍŸ de una sau douŸ deschideri faÍŸ de postul de transformare.

În multe cazuri spaÍiul limitat disponibil din posturile de transformare urbane ÁmpiedicŸ o asemenea practicŸ; de exemplu, nu existŸ posibilitatea separŸriiconductorului de protecÍie la MT de cel de JT pentru evitarea transferurilor detensiune (posibil periculoase) Án sistemul de JT.

Curentul de punere la pŸmÊnt Valorile curentului de punere la pŸmÊnt la MT sunt Án general (mai puÍin acolo undeexistŸ restricÍii speciale Án acest sens) comparabile cu acelea ale scurtcircuitului

trifazat.AceÛti curenÍi trecÊnd prin priza de pŸmÊnt vor ridica tensiunea acesteia la o valoareridicatŸ faÍŸ de potenÍialul de referinÍŸ.De exemplu, un curent de punere la pŸmÊnt de 10000 A ce trece printr-un electrodde ÁmpŸmÊntare cu o rezistenÍŸ de 0,5 Ω (rezistenÍŸ deosebit de micŸ) Ái va mŸritensiunea la 5000 V.DacŸ toate pŸrÍile metalice expuse din postul de transformare sunt conectate

ÁmpreunŸ Ûi apoi legate la priza de pŸmÊnt iar electrodul (platbandŸ, prizŸ depŸmÊnt) este Án forma de (sau este conectat la) o plasŸ de conductoare situate subpodeaua postului de transformare, atunci nu este nici un pericol pentru personalulde exploatare, de vreme ce aceastŸ configuraÍie formeazŸ o cuÛcŸ echipotenÍialŸ Áncare toate materialele conducatoare de electricitate inclusiv personalul, sunt ridicatela acelaÛi potenÍial.

PotenÍial transferatDe remarcat cŸ un pericol existŸ totuÛi datoritŸ problemei cunoscute sub numele de

”potenÍial transferat”. Se va vedea Án Figura B9 cŸ punctul neutru al ÁnfŸÛurŸrii deJT a transformatorului de MT/JT este, de asemenea, conectat la priza de pŸmÊntcomunŸ a postului de transformare, astfel ÁncÊt conductorul neutru, ÁnfŸÛurŸrilefazelor de JT Ûi toate conductoarele de fazŸ sunt, de asemenea, ridicate lapotenÍialul prizei de pŸmÊnt.Cablurile de distribuÍie la JT ce pŸrŸÛesc postul de transformare vor transfera acestpotenÍial instalaÍiilor consumatorilor. Se poate observa cŸ nu va exista nici un defectde izolare pe partea de JT, Ántre faze sau Ántre o fazŸ Ûi conductorul de nul dinmoment ce toate sunt la acelaÛi potenÍial. Totusi, este probabil ca izolaÍia dintre fazeÛi pŸmÊnt a cablului sau a unei pŸrÍi a instalaÍiei va ceda.

SoluÍii posibile Primul pas pentru minimizarea pericolelor evidente ale potenÍialelor transferate estesŸ se reducŸ mŸrimea curenÍilor de punere la pŸmÊnt pe partea de MT. Acestea serealizeazŸ Án mod normal prin legarea la pŸmÊnt a sistemelor de MT prin intermediulrezistenÍelor sau bobinelor de reactanÍŸ legate la conexiunile tip stea ale cÊtorva

transformatoare(1), amplasate Án posturile de transformare principale sau Án staÍiilede alimentare cu energie electricŸ.Un potenÍial transferat relativ important nu poate fi complet evitat prin acestemijloace, totuÛi o astfel de strategie a fost adoptatŸ Án cÊteva ÍŸri.InstalaÍia echipotenÍialŸ de legare la pŸmÊnt Án spaÍiile corespunzŸtoareconsumatorilor poate fi consideratŸ la potenÍial zero. TotuÛi, dacŸ acestŸ instalaÍiede legare la pŸmÊnt ar fi conectatŸ la priza de pŸmÊnt a postului de transformareprintr-un conductor cu impendanÍŸ micŸ, atunci condiÍiile echipotenÍiale existente Ánpostul de transformare vor exista, de asemenea, la instalaÍiile consumatorului.

Legarea la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ redusŸAceastŸ legŸturŸ cu impedanÍa de valoare scŸzutŸ este obÍinutŸ prin conectareaconductorului neutru la instalaÍia echipotenÍialŸ a consumatorului Ûi rezultatul estecunoscut ca schema TN (CEI 60364), dupŸ cum se aratŸ Án diagrama A din FiguraB10.Schema TN este asociatŸ, Án general, cu o schemŸ de protecÍie cu conectare la

pŸmÊnt multiplŸ, Án care conductorul de nul este conectat la pŸmÊnt de-a lungullungimii sale (la fiecare al treilea sau al patrulea stÊlp al liniei aeriene de distribuÍie,la JT) Ûi Án fiecare loc de conectare al consumatorilor.Se poate observŸ, cŸ o reÍea de conductoare de nul plecÊnd dintr-un post detransformare, fiecare din acestea fiind conectat la pŸmÊnt la intervale regulateconstituie, ÁmpreunŸ cu conectarea la pŸmÊnt a postului de transformare, o foarteeficientŸ prizŸ de pŸmÊnt, de rezistenÍŸ scŸzutŸ.(1) Celelalte transformatoare nefiind legate la pŸmÊnt. Un caz

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

Defectele de punere la pŸmÊnt la sisteme deMT pot induce valori periculoase de tensiune

pe partea de JT a instalaÍiilor. Consumatorii deJT (Ûi personalul de exploatare) pot fi protejaÍiÁmpotriva acestui pericol prin:n limitarea mŸrimii curenÍilor de punere lapŸmÊnt pe partea de MT; n reducerea rezistenÍei de legare la pŸmÊnta posturilor de transformare pÊnŸ la cea maimicŸ valoare posibilŸ;n crearea condiÍiilor de echipotenÍialitateÁntre postul de transformare Ûi instalaÍiaconsumatorului.

Fig. B9: PotenÍial transferat pe JT.




B9

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

Limitarea curentului de punere la pŸmÊnt la MT Ûi rezistenÍa prizei de pŸmÊnt apostului de transformareUn alt sistem de legare la pŸmÊnt, larg utilizat, este arŸtat Án diagrama C a Fig. B10.Se observŸ cŸ Án sistemul TT, instalaÍia de legare la pŸmÊnt a consumatorului (fiind

izolatŸ faÍŸ de cea a postului de transformare), constituie un potenÍial de referinÍŸ.Asta ÁnseamnŸ cŸ, deÛi potenÍialul transferat nu va solicita suplimentar izolaÍia dintrefaze a echipamentului consumatorului, izolaÍia dintre fazŸ Ûi pŸmÊnt a tuturor celortrei faze va fi supusŸ unei supratensiuni.

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

Note:n Pentru TN-a Ûi IT-a, pŸrÍi conductoare expuse de joasŸ Ûi medie tensiune din postul de transformare Ûi cele din instalaÍia consumatorului

ÁmpreunŸ cu nulul transformatorului sunt legate ÁmpreunŸ la priza de pŸmÊnt a postului de transformare.n Pentru TT-a Ûi IT-b, pŸrÍi conductoare expuse de joasŸ Ûi medie tensiune din postul de transformare ÁmpreunŸ cu nulul transformatorului suntlegate la priza de pŸmÊnt a postului de transformare.n Pentru TT-b Ûi IT-c, nulul transformatorului este legat la pŸmÊnt, separat, Án afara zonei de influenÍŸ a prizei de pŸmÊnt a postului de transformare.

Uw

Ûi Uws

sunt ambele date Án CEI 60364-4-44 la valoarea de Uo

+1200 V, unde Uo

este tensiunea nominalŸ fazŸ-neutru a sistemului JT.


Cazurile A Ûi B În aceste cazuri nu este impusŸ o valoare

particularŸ a rezistenÍei

Cazurile C Ûi D

Unde

UW = tensiunea nominalŸ de Íinere lafrecvenÍŸ industrialŸ pentru echipamentde joasŸ tensiune Án instalaÍiileconsumatoruluiUO = tensiunea fazŸ-neutru Án instalaÍiileconsumatoruluiIm = valoarea maximŸ a curentului depunere la pŸmÊnt pe partea demedie tensiune

RS iUW - UO

Im

Cazurile E Ûi F

Unde

UWS = tensiunea nominalŸ de Íinere lafrecvenÍŸ industrialŸ pentru echipament de

joasŸ tensiune Án postul de transformareU = tensiunea fazŸ-neutru Án postul detransformare pentru sistemul TT Ûitensiunea fazŸ-fazŸ Án postul detransformare pentru sistemul ITIm = valoarea maximŸ a curentului depunere la pŸmÊnt pe partea demedie tensiune

RS iUWS - U

Im

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




B10

Strategia Án aceastŸ situaÍie este reducerea rezistenÍei de dispersie a prizei depŸmÊnt a postului de transformare, astfel ÁncÊt valoarea standard a tensiunii deÍinere timp de 5 secunde, Ántre fazŸ Ûi pŸmÊnt, pentru aparatele Ûi echipamentele de

JT, nu va fi depŸÛitŸ.Valorile practice adoptate de o autoritate naÍionalŸ de furnizare a energiei electrice,la sistemele de distribuÍie de 20 kV, sunt urmŸtoarele:n curentul maxim de punere la pŸmÊnt la sistemele de distribuÍie cu linii electriceaeriene sau combinate (linii electrice aeriene Ûi linii electrice subterane LEA Ûi LES)este 300 A;n curentul maxim de defect la pŸmÊnt la sistemele subterane (LES) este 1000 A.

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

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

unde: Uw = cea mai micŸ valoare standardizata (Án VolÍi) a tensiunii de Íinere de scurtŸ

duratŸ (5 s) pentru instalaÍiile Ûi echipamentele consumatorului = Uo + 1200 V

(CEI 60364-4-44)Uo = tensiunea fazŸ-nul (Án VolÍi) corespunzŸtoare locului de conectare aconsumatorului de JTIm = curentul maxim de defect la pŸmÊnt pe partea de MT a sistemului (ÁnAmperi). Curentul maxim de defect la pŸmÊnt Im este suma vectorialŸ dintrecurentul maxim de defect la pŸmÊnt Án conexiunea neutrului Ûi curentul capacitivnesimetric al Ántregii reÍele.

A treia modalitate de legare la pŸmÊnt, denumitŸ Án CEI 60364 ca schema “IT”, esteutilizatŸ Án mod obiÛnuit acolo unde continuitatea Án alimentare cu energie electricŸeste esenÍialŸ, de exemplu Án spitale, fabrici cu proces de fabricaÍie continuu, etc.Principiul constŸ Án alimentarea de la o sursŸ nelegatŸ la pŸmÊnt, de regulŸ untransformator, la care ÁnfŸÛurarea secundarŸ nu este legatŸ la pŸmÊnt sau legatŸ lapŸmÊnt printr-o impedanÍŸ de valoare mare (u 1000 Ω). În aceste cazuri, un defectde izolaÍie, de punere la pŸmÊnt, Án circuitele de joasŸ tensiune alimentate de la

ÁnfŸÛurŸrile secundare va avea ca rezultat un curent de defect practic zero, sau de

valoare neglijabilŸ, care poate sŸ fie tolerat pÊnŸ cÊnd este posibil tehnologic sŸ fie Ántrerupt circuitul afectat, pentru executarea reparaÍiei.

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

Diagrama B (Figura B10)Toate conductoarele de fazŸ Ûi neutru sunt Án echilibru faÍŸ de pŸmÊnt la care suntconectate prin (normal foarte mari) rezistenÍe de izolaÍie Ûi (normal foarte mici)capacitanÍe Ántre conductoare Ûi pŸrÍile metalice puse la pŸmÊnt.ConsiderÊnd izolaÍia ca fiind perfectŸ, potenÍialele tuturor conductoarelor de fazŸ Ûineutru vor fi ridicate prin influenÍa electrostaticŸ pÊnŸ la un potenÍial apropiat de celal conductoarelor echipotenÍiale.

În practicŸ, din cauza numeroaselor scurgeri spre pŸmÊnt ale tuturor conductoareloractive Ántr-un numŸr de circuite funcÍionÊnd Án paralel, sistemul se comportŸ Án mod

similar cu cazul Án care este prezentŸ o rezistenÍŸ de legare la pŸmÊnt a nulului; deexemplu toate conductoarele vor fi ridicate la potenÍialul prizei de pŸmÊnt a postuluide transformare .

În acet caz solicitŸrile de supratensiune asupra izolaÍiei la JT sunt mici sau nu existŸ.

Diagramele D Ûi F (Figura B10) În aceste cazuri, potenÍialul ridicat al sistemului de legare la pŸmÊnt al postului detransformare acÍioneazŸ asupra izolaÍiei fazelor de JT Ûi pe conductoarele neutre:n prin capacitatea dintre ÁnfŸÛurŸrile de JT ale transformatorului Ûi cuvatransformatorului;n prin capacitatea dintre conductoarele echipotenÍiale din postul de transformare Ûiconductorul cablurilor de distribuÍie de JT ce pŸrŸsesc postul de transformare;n prin cŸile de scurgere a curentului Án izolaÍie, Án fiecare caz.

În spaÍiile din afara zonei de influenÍŸ a sistemului de legare la pŸmÊnt al postuluide transformare, prezintŸ importanÍŸ capacitŸÍile Ántre conductoare Ûi pŸmÊnt lapotenÍial zero (capacitŸÍile dintre miezuri nu sunt relevante - toate miezurile sunt la

acelaÛi potenÍial).Rezultatul este Án sine un divizor de tensiune capacitiv, unde fiecare “condensator“este Ûuntat prin cŸile de scurgere rezistive.

În general, capacitŸÍile faÍŸ de pŸmÊnt ale cablurilor Ûi conductoarelor din instalaÍiilede JT sunt mult mai mari, iar rezistenÍele izolaÍiei la pŸmÊnt sunt mult mai mici decÊtacelea ale parametrilor corespunzŸtori la posturile de transformare, astfel ÁncÊtsolicitŸrile dielectrice importante care apar Án postul de transformare, sunt Ántre cuvatransformatorului Ûi ÁnfŸÛurarea de JT.




B11

CreÛterea de potenÍial Án instalaÍiile consumatorului nu constitue o problemŸ acolounde nivelul curentului de punere la pŸmÊnt pe partea de MT este limitat, aÛa cum afost menÍionat anterior.

Toate transformatoarele conectate Án sistem IT, chiar dacŸ punctul neutru esteizolat sau conectat la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ de valoare mare, sunt Án practicŸprevŸzute cu un aparat de limitare a supratensiunii care va conecta Án mod automatpunctul neutru direct la pŸmÊnt dacŸ o supratensiune se apropie de tensiunea deÍinere a izolaÍiei sistemului de JT.

În completarea elementelor menÍionate mai sus, sunt prezentate Án subparagraful3.1 mai multe moduri Án care pot apare aceste supratensiuni.Acest tip de defect de punere la pŸmÊnt este destul de rar Ûi atunci cÊnd apareeste repede detectat Ûi eliminat de cŸtre sistemul de declanÛare automatŸ a

Ántreruptorului dintr-o instalaÍie proiectatŸ Ûi construitŸ corespunzŸtor.SiguranÍa Án exploatare Án situaÍiile de potenÍial ridicat depinde Án Ántregime dedispunerea zonelor echipotenÍiale ce trebuie stabilite Án mod corespunzŸtor. Acestease bazeazŸ Án principal pe utilizarea unor conductoare de cupru Án formŸ de grilaj,conectate la bare de oÍel cuprat, dispuse vertical.Criteriul echipotenÍialitŸÍii ce trebuie respectat este cel menÍionat Án capitolul Freferitor la protecÍia Ámpotriva Ûocului electric prin contact indirect, definit astfel:potenÍialul dintre douŸ pŸrÍi metalice expuse care pot fi atinse simultan de orice partea corpului uman nu trebuie, Án nici o circumstanÍŸ, sŸ depŸÛeascŸ 50 V Án condiÍiiuscate sau 25 V Án condiÍii de umiditate.MŸsuri speciale ar trebui luate la limita zonelor echipotenÍiale, pentru a evitadiferenÍe mari de potenÍial pe suprafaÍa solului, care pot ajunge la valori periculoaseale “tensiunii de pas”.Problema este Án strÊnsŸ legŸturŸ cu legarea la pŸmÊnt de protecÍie a gardurilor de

Ámprejmuire Ûi este prezentatŸ Án detaliu Án subcapitolul 3.1.

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

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

Alimentarea Án buclŸEchipamentele de reÍea de tip “inel principal” (Ring Main Units - RMU) sunt Ánmod normal conectate sŸ formeze un inel principal la MT(2) sau un distribuitor-interconector(2) astfel ÁncÊt barele colectoare aferente RMU transportŸ tot curentul

inelului principal sau al interconectorului (Fig. B12) .Tipul RMU constŸ din trei compartimente integrate astfel ÁncÊt sŸ formeze un singuransamblu.Acestea sunt:n 2 celule de intrare, fiecare conÍinÊnd cÊte un separator de sarcinŸ Ûi un separatorde punere la pŸmÊnt;n o celulŸ de ieÛire Ûi protecÍie conÍinÊnd separator de sarcinŸ plus siguranÍefuzibile sau o combinaÍie separator de sarcinŸ echipat cu siguranÍe fuzibile sau un

Ántreruptor de putere Ûi un separator de linie, Ámpreuna cu un separator de punere lapŸmÊnt.Toate dispozitivele de manevrare Án sarcinŸ Ûi separatoarele de punere la pŸmÊntsunt dimensionate sŸ reziste la solicitŸrile produse de curentul de scurtcircuit.AceastŸ schemŸ de funcÍionare pune la dispoziÍia utilizatorului douŸ surse dealimentare cu energie electricŸ, Án felul acesta reducÊndu-se Án mod considerabilprobabilitatea de Ántrerupere a alimentŸrii, datoratŸ defectelor din sistem sau unor

manevre greÛite din partea furnizorului de energie, etc.Schemele Án inel au ca principal domeniu de aplicaÍie distribuÍia publicŸ, prin reÍelelede cabluri subterane, din zonele urbane.

(1) Cuprul este electronegativ faÍŸ de majoritatea celorlaltemetale Ûi astfel rezistŸ la cororoziune.(2) O reÍea buclatŸ este un distribuitor continuu Án formŸ debuclŸ ÁnchisŸ la ambele capete, care Áncepe Ûi se terminŸ peaceleaÛi bare. Fiecare capŸt al buclei este controlat de cŸtreun Ántreruptor. Pentru a ÁmbunŸtŸÍi flexibilitatea operaÍionalŸadeseori barele sunt divizate Án douŸ secÍiuni de un Ántreruptor

Án poziÍie normal deschis Ûi fiecare capŸt al buclei esteconectat la o secÍiune diferitŸ.Un interconector este un circuit continuu care conecteazŸbarele colectoare din douŸ posturi de transformare. FiecarecapŸt al unui interconector este este controlat de obicei de unÁntreruptor.Un interconector-distribuitor este un interconector carealimenteazŸ unul sau mai multe posturi de transformare de-alungul traseului.

Fig. B11: ReÍea radialŸ.

Fig. B12: ReÍea buclatŸ.





B12

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

1.3 Aspecte operaÍionale ale reÍelelor de distribuÍiede medie tensiuneLinii electrice aeriene (LEA)VÊnturile puternice, formarea chiciurii, etc., pot provoca atingerea Ántre ele aconductoarelor liniilor aeriene (LEA), avÊnd ca efect producerea unui scurtcircuitmomentan (nepermanent).Defectele de izolaÍie datorate spargerii izolatoarelor de sticlŸ sau porÍelan din cauzaunor particule purtate de vÊnt sau a utilizŸrii neglijente a armamentului, etc., precumÛi poluarea masivŸ a suprafeÍelor izolatoarelor, pot avea ca efect un scurtcircuit lapŸmÊnt (monofazat).Multe din aceste avarii dispar Án mod spontan. De exemplu, Án condiÍii uscate,izolatoarele sparte pot rŸmÊne adeseori Án serviciu fŸrŸ a fi detectate, dar esteposibil sŸ conturneze (ex. cŸtre o structurŸ de fixare metalicŸ) pe duratŸ unei ploitorenÍiale. Mai mult, suprafeÍele poluate produc Án general conturnŸri doar Án condiÍiide umiditate.

Trecerea curentului de defect ia aproape Án mod invariabil forma unui arc electric, acŸrui cŸldurŸ intensŸ usucŸ calea de curent Ûi, Ántr-o anumitŸ mŸsurŸ, restabileÛteproprietŸÍile izolatoare. În acest timp, de obicei, aparatura de protecÍie a acÍionatpentru a indepŸrta defectul, de ex. siguranÍele fuzibile s-au ars sau Ántreruptorul adeclanÛat.ExperienÍa aratŸ cŸ, Án marea majoritate a cazurilor, realimentarea circuitului, prin

Ánlocuirea siguranÍelor fuzibile sau prin Ánchiderea Ántreruptorului, va avea succes.Din acest motiv, a fost posibil sŸ se ÁmbunŸtŸÍeasca considerabil continuitateaserviciului Án cazul reÍelelor de distribuÍie de MT care conÍin linii electrice aeriene prinaplicarea unei scheme de reanclanÛare automatŸ rapidŸ (RAR) a Ántreruptorului carecomandŸ un astfel de circuit.Aceste scheme automate permit un numŸr de operaÍii de reanclanÛare, dacŸ prima

Áncercare eÛueazŸ, cu un timp reglabil de ÁntÊrziere Ántre ÁncercŸrile succesive(pentru a permite deionizarea aerului la locul de defect), Ánainte ca Ántreruptorul sŸfie definitiv deconectat dupŸ toate ÁncercŸrile nereuÛite (Án general 3).Alte ÁmbunŸtŸÍiri Án continuitatea alimentŸrii sunt obÍinute prin utilizareaseparatoarelor de linie acÍionate de la distanÍŸ Ûi prin utilizarea unor separatoarede izolare automatŸ, ce funcÍioneazŸ ÁmpreunŸ cu un Ántreruptor cu reanclanÛareautomatŸ rapidŸ (Án pauzŸ de RAR).AceastŸ ultimŸ schemŸ este exemplificatŸ prin ultima parte a Figurii B14 (paginaurmŸtoare).Principiul este urmŸtorul:DacŸ dupŸ douŸ ÁncercŸri de reanclanÛare circuitul nu se restabileÛte Ûi defectul sedovedeÛte a fi permanent separatorul se va deschide (Án a doua pauzŸ de RAR) Ûiva izola o secÍiune a reÍelei, Ánainte ca a treia (Ûi ultima) Áncercare de reanclanÛaresŸ aiba loc.ExistŸ, deci, douŸ posibilitŸÍi:n defectul este Án secÍiunea care a fost izolatŸ de separatorul automat de linie (ALS,Automatic Line Switch) Ûi alimentarea este restabilitŸ pentru ceilalÍi consumatoriconectaÍi la celelalte secÍiuni, saun defectul este Ántr-o secÍiune Án amonte de separator (ALS) Ûi Ántreruptorul va

deconecta definitiv.O schemŸ prevŸzutŸ cu un astfel de separator automat (ALS) permite astfel, Áneventualitatea unui defect permanent, posibilitatea restabilirii alimentŸrii pentru oparte din consumatori.

Fig. B13: DublŸ alimentare.




B13

În timp ce aceste mŸsuri au ÁmbunŸtŸÍit cosiderabil fiabilitatea alimentŸrii sistemelorcu linii electrice aeriene de MT, acolo unde se considerŸ necesar, consumatorii

trebuie sŸ-Ûi ia propriile mŸsuri pentru a evita efectele Ántreruperii momentane aalimentŸrii (Ántre reanclanÛŸri), cum ar fi:n surse de energie neÁntreruptibile pentru cazurile de urgenÍŸ;n sisteme de iluminat care nu necesitŸ sŸ fie rŸcite Ánaintea reamorsŸrii.

ReÍelele de cabluri subteraneDefectele pe reÍelele de cabluri subterane sunt uneori rezultatul executŸrii neÁngrijitea lucrŸrilor de manÛonare a cablurilor, sau de pozare a acestora, etc. dar cele maiuzuale sunt datorate deteriorŸrilor produse de bare metalice, ciocane pneumatice,excavatoare Ûi aÛa mai departe, folosite la executarea diferitelor lucrŸri.Uneori defectele de izolaÍie apar Án capetele terminale ale cablurilor datoritŸsupratensiunii, Án particular Án punctele sistemului de MT Án care o linie electricŸaerianŸ este conectata cu un cablu subteran. Supratensiunea Ántr-un asemeneacaz este Án general de origine atmosfericŸ Ûi efectele de reflexie a undeielectromagnetice la cutia de joncÍiune (unde impedanÍa circuitului se schimbŸbrusc) pot avea ca rezultat o supratensiune Án izolaÍia cablului, la punctul de defect.Aparatele de protecÍie la supratensiune, cum sunt descŸrcŸtoarele, sunt Án modfrecvent instalate Án astfel de puncte.Defectele ce apar Án reÍelele de cabluri sunt mai puÍin frecvente decÊt cele ce aparla sistemele de linii electrice aeriene (LEA), dar sunt aproape invariabil defectepermanente care necesitŸ mai mult timp pentru localizare Ûi reparare decÊt cele depe LEA.Atunci cÊnd un defect Án cablu apare pe un “inel principal”, alimentŸrile pot fi repederefŸcute pentru toÍi consumatorii, atunci cÊnd secÍiunea defectŸ a cablului a fostdeterminatŸ.Atunci cÊnd defectul apare pe un distribuitor radial, ÁntÊrzierea Án localizareadefectului Ûi realizarea reparaÍiei poate dura cÊteva ore Ûi va afecta toÍi consumatoriisituaÍi Án aval de poziÍia defectului.

În orice caz, dacŸ continuitatea Án alimentare este esenÍialŸ pentru toatŸ instalaÍiasau pentru o parte a ei, atunci trebuie prevŸzutŸ o sursŸ de alimentare de rezervŸ.

Comanda de la distanÍŸ a reÍelelor de MTControlul de la distanÍŸ a liniilor de MT este util pentru reducerea timpilor de Ántrerupere Án cazul unor defecte Án cabluri prin reconfigurarea rapidŸ a reÍelei.Pentru aceasta este nevoie de separatoare de sarcinŸ motorizate, telecomandate,

Án anumite puncte ale reÍelei. Posturile de transformare comandate de la distanÍŸ vorputea fi realimentate rapid Án timp ce pentru celelalte trebuie deplasatŸ echipa deintervenÍie.

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

Controlul centralizat bazat pe sistemeleSCADA (Supervisory Control And DataAquisition - Supraveghere Control ÛiAchiziÍie de Date) Ûi pe recentele dezvoltŸriale tehnicilor IT (Information Technology- Tehnologia informaÍiei) devine din ce Ánce mai folosit Án ÍŸrile unde complexitateareÍelelor interconectate justificŸ cheltuielile.





B14

Marii consumatori de electricitate sunt Án mod invariabil alimentaÍi la MT. În sistemele de JT, funcÍionÊnd la 120/208 V (3 faze, 4 conductoare), o sarcinŸ de50 kVA poate fi consideratŸ ca fiind “mare”, Án timp ce Án sistemele trifazate la

240/415 V un consumator “mare” poate avea o sarcinŸ de 100 kVA. Ambele sistemede distribuÍie la JT sunt obiÛnuite Án multe pŸrÍi ale lumii.Este de semnalat faptul cŸ CEI recomandŸ un standard “mondial” de 230/400 Vpentru sistemele trifazate cu 4 conductoare. Acesta reprezintŸ un nivel decompromis Ûi va permite sistemelor existente care funcÍioneazŸ la 220/380 V Ûi la240/415 V (sau la alte valori apropiate acestora) sŸ se punŸ de acord cu standardulpropus, prin ajustarea dispozitivelor de reglaj de tensiune ale transformatoarelor dedistribuÍie standard.DistanÍa pÊnŸ la care energia trebuie sŸ fie transportatŸ este un factor suplimentarpentru alegerea alimentŸrii la JT sau MT. InstalaÍiile pentru consumatorii rurali micidar izolaÍi sunt exemple evidente Án acest sens.Decizia asupra alimentŸrii la JT sau la MT va depinde de circumstanÍele locale Ûi deo serie de consideraÍii Án sensul celor menÍionate mai sus Ûi va fi impusŸ, Án general,de cŸtre autoritatea de alimentare cu energie electricŸ a zonei respective.Atunci cÊnd a fost luatŸ decizia de alimentare cu energie electricŸ la MT, existŸ douŸsoluÍii constructive realizabile conform urmŸtoarelor proceduri:(1) Furnizorul de energie electricŸ construieÛte un post de transformare standard Ánapropiere de zona consumatorului dar transfomatorul este situat Ántr-o camerŸ dinincinta consumatorului, Án apropiere de centrul de greutate al sarcinii electrice.(2) Consumatorul ÁÛi construieÛte Ûi ÁÛi echipeazŸ propriul post de transformare, pedomeniu privat, la care se conecteazŸ furnizorul de energie electricŸ cu parteade MT.

În metoda (1) furnizorul de electricitate deÍine postul de transformare, cablul cŸtretransformator, transformatorul precum Ûi camera transformatorului, la care are unacces nelimitat. Camera transformatorului este construitŸ de cŸtre consumator (pebaza planurilor Ûi regulilor puse la dispoziÍie de cŸtre furnizor) Ûi include socluri, baÛepentru scurgeri de ulei, pereÍi Ûi celule antifoc, plafoane, ventilaÍie, sistem de iluminatÛi sistem de legare la pŸmÊnt, toate trebuind sŸ fie aprobate de cŸtre autoritatea defurnizare a energiei electrice.Structura tarifului poate acoperi, conform unei ÁnÍelegeri, o parte a cheltuielilornecesare pentru asigurarea alimentŸrii cu energie electricŸ.

În marea majoritate a situaÍiilor, aceleaÛi principii se aplicŸ Án concepÍia Ûi realizareaunui astfel de proiect. UrmŸtoarele note se referŸ la procedura nr. (2).

2.1 InformaÍii preliminare

Înainte ca orice negocieri sau discuÍii sŸ poatŸ fi iniÍiate cu autoritŸÍile de furnizare aenergiei electrice, urmŸtoarele elemente de bazŸ trebuiesc stabilite:

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

Planurile de ansamblu Ûi de detaliu arŸtÊnd amplasarea postului

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

Gradul de continuitate Án alimentare cerutConsumatorul trebuie sŸ estimeze consecinÍele unei Ántreruperi Án alimentare, ÁnfuncÍie de durata sa:n pierderi de producÍie;

n siguranÍa personalului Ûi a echipamentului.

2 Procedura de instalare a unuipost de transformare

ÎncŸ de la primele faze ale proiectuluiconsumatorul trebuie sŸ punŸ la dispoziÍiafurnizorului de energie electricŸ informaÍiigenerale asupra necesitŸÍilor sale.



B15

2.2 Studiu de soluÍie În urma informaÍiilor puse la dispoziÍie de cŸtre consumator, furnizorul de energie

electricŸ trebuie sŸ specifice:Tipul alimentŸrii cu energie electricŸ propus Ûi sŸ specifice: n felul sistemului de alimentare: reÍea cu linii electrice aeriene sau cabluri subterane;n detalii despre schema de legŸturi: alimentare Án vÊrf, alimentare Án buclŸ,alimentare dublŸ, etc.;n limita de putere (kVA) Ûi nivelul curentului de defect.

Tensiunea nominalŸ de alimentare Ûi a echipamentului (Tensiunea maximŸ a echipamentului) existent sau viitor, depinzÊnd de dezvoltareasistemului.

Detalii de mŸsurŸ care definesc:n costul conectŸrii la reÍeaua de energie electricŸ;n detalii tarifare (taxele fixe Ûi tarifele de consum).

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

2.4 Punerea Án funcÍiuneTestele premergŸtoare punerii sub tensiune trebuie sŸ fie trecute cu succes Ánainteca autoritatea sŸ conecteze postul de transformare la sistemul energetic. Testele deverificare includ:n mŸsurarea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt;n continuitatea tuturor conductoarelor de conectare echipotenÍialŸ la pŸmÊnt Ûi desiguranÍŸ;n inspectarea Ûi testarea tuturor componentelor de MT;n verificarea izolaÍiei echipamentului de MT;n testarea rezistenÍei dielectrice a transformatorului Án ulei (Ûi a rigiditŸÍii dielectrice auleiului dacŸ este cazul);n inspectarea Ûi testarea instalaÍiei de JT din postul de transformare;n verificarea tuturor interblocajelor (mecanice sau electrice) Ûi a tuturor secvenÍelorde lucru automat;n verificarea funcÍionŸrii corecte a releelor de protecÍie Ûi a reglajelor aferente.Este, de asemenea, imperativ necesar sŸ se verifice dacŸ tot echipamentul este

furnizat astfel ÁncÊt orice manevrŸ operaÍionalŸ sŸ poate fi executatŸ Án condiÍii sigure.La primirea certificatului de conformitate:n personalul autoritŸÍii furnizoare de electricitate va alimenta cu energie electricŸechipamentul de MT Ûi va verifica funcÍionarea corectŸ a aparaturii de mŸsurŸ;n contractorul instalaÍiei este responsabil de testarea Ûi conectarea instalaÍiei de JT.CÊnd Án final postul de transformare este funcÍional:n postul de transformare Ûi tot echipamentul aparÍin consumatorului;n autoritatea furnizoare de electricitate are “controlul funcÍional asupra tuturoraparatelor de comutaÍie la MT din postul de transformare”, de ex. cele douŸseparatoare de sacinŸ de intrare Ûi cel corespunzŸtor transformatorului, pe partea deMT, (sau a Ántreruptorului) Án cazul unei scheme Án inel principal, ÁmpreunŸ cu toateseparatoarele de punere la pŸmÊnt aferente pŸrÍii de MT;n personalul furnizorului de electricitate are acces liber la echipamentul de MT;n consumatorul are acces independent numai asupra separatorului de MT (sau

Ántreruptorului de MT) corespunzŸtor transformatorului;

n consumatorul este responsabil pentru ÁntreÍinerea tuturor echipamentelor dinpostul de transformare Ûi trebuie sŸ cearŸ autoritŸÍii furnizoare de electricitatesŸ izoleze Ûi sŸ conecteze la pŸmÊnt aparatajul de comutaÍie pentru a permitedesfŸÛurarea lucrŸrilor de ÁntreÍinere. Furnizorul de electricitate trebuie sŸ ÁnmÊnezeun permis de lucru semnat pentru personalul de ÁntreÍinere al consumatorului,

ÁmpreunŸ cu informaÍii asupra modului de realizare a distanÍelor de izolare Ûi asupranivelului de izolaÍie la care a fost realizatŸ instalaÍia.

2 Procedura de instalare a unuipost de transformare

Furnizorul de energie electricŸ trebuie sŸ deainformaÍii specifice viitorului consumator.

Fumizorul de energie electricŸ trebuie sŸaprobe oficial atÊt echipamentul ce va fiinstalat Án postul de transformare cÊt Ûimetodele propuse de instalare.

DupŸ testarea Ûi verificarea instalaÍiei de cŸtreo autoritate (Án unele ÍŸri, independentŸ) dinacest domeniu, se acordŸ un certificat carepermite postului de transformare sŸ fie pus ÁnfuncÍiune.




B16

3 Aspectul protecÍiilor

Subiectul relativ la protecÍia instalaÍiilor electrice industriale este foarte vast; acestaacoperŸ toate aspectele de siguranÍŸ a personalului Ûi protecÍia Ámpotriva deteriorŸriiparametrilor funcÍionali ai echipamentului electric Ûi ai construcÍiilor aferente.

Aceste aspecte diferite ale protecÍiei pot fi Án general clasificate Án concordanÍŸ cuurmŸtoarele obiective:n protecÍia utilizatorilor Ûi a animalelor Ámpotriva pericolelor de supratensiuni Ûi Ûocelectric, foc, explozii, gaze toxice, etc.;n protecÍia instalaÍiilor, a echipamentului Ûi componentelor sistemuluielectroenergetic Ámpotriva solicitŸrilor datorate curenÍilor de scurtcircuit, asupratensiunilor atmosferice (trŸsnetelor) Ûi a instabilitŸÍii sistemului energetic(ieÛirea din sincronism), etc.;n protecÍia personalului Ûi a echipamentului electric Ámpotriva pericolelor demanevrare incorectŸ a sistemului energetic, prin folosirea interblocajelor electrice Ûimecanice. Toate tipurile de aparate de comutaÍie (incluzÊnd, de ex. comutatoarelede ploturi ale transformatoarelor Ûi altele) trebuie sŸ aibŸ definite limitele defuncÍionare. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ ordinea Án care diferitele tipuri de aparate decomutaÍie pot fi Ánchise sau deschise Án condiÍii de siguranÍŸ, este o chestiunede importanÍŸ vitalŸ. Dispozitivele de interblocare Ûi circuitele de control electricanalogice sunt Án mod frecvent utilizate pentru a asigura concordanÍa strictŸ cu

succesiunea corectŸ de operare.Descrierea tehnicŸ detaliatŸ a numeroaselor scheme de protecÍie disponibileinginerilor energeticieni depŸÛeÛte scopul acestei lucrŸri, dar se sperŸ cŸurmŸtoarele secÍiuni se vor dovedi utile, printr-o prezentare a principiilor generale.

În timp ce cÊteva din dispozitivele de protecÍie menÍionate au o aplicare universalŸ,descrierile generale se vor limita doar la acelea utilizate Án mod obiÛnuit la sistemelede MT Ûi JT, cum au fost ele definite Án subparagraful 1.1 al acestui capitol.

3.1 ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electriceMŸsurile de protecÍie Ámpotriva Ûocurilor electrice se referŸ la douŸ pericoleobiÛnuite:n atingerea de un conductor activ, adicŸ care este la un potenÍial diferit de cel alpŸmÊntului Án condiÍii normale. Aceasta se considerŸ riscul de “atingere directŸ”;n atingerea de o parte conductoare a unui aparat care Án mod normal nu este subtensiune, dar care poate avea un potenÍial periculos datoritŸ degradŸrii izolaÍiei

aparatului respectiv. Este ceea ce numim risc de “atingere indirectŸ”.Ar putea fi de notat cŸ un al treilea tip de risc de Ûoc electric poate sŸ existe Ánapropierea prizelor de pŸmÊnt la MT sau JT (sau combinate) care sunt traversatede curenÍi de punere la pŸmÊnt. Acest risc se datoreazŸ gradienÍilor de potenÍial pesuprafaÍa solului Ûi este denumit risc al “tensiunii de pas”; curentul de Ûoc intrŸprintr-un picior Ûi se scurge prin celŸlalt, fiind periculos Án mod particular pentruanimalele cu patru picioare. O variantŸ a acestui pericol, cunoscut ca un risc al“tensiunii de atingere” poate sŸ aparŸ, de exemplu, acolo unde o parte metalicŸconectatŸ la pŸmÊnt este situatŸ Ántr-o zonŸ Án care existŸ gradienÍi de potenÍial.Atingerea acesteia ar putea provoca un Ûoc de curent ce va trece prin mÊnŸ Ûi prinambele picioare.Animalele cu o lungime relativ mare a deschiderii dintre picioarele din faÍŸ Ûi celedin spate sunt Án mod particular sensibile la riscul tensiunii de pas Ûi au fost cazuri

Án care vitele au fost omorÊte de cŸtre gradienÍi de potenÍiali cauzaÍi de o tensiune joasŸ (240/415 V) la care priza de pŸmÊnt era de o rezistenÍŸ insuficient de micŸ.Problemele gradienÍilor de potenÍial de tipul celor menÍionate mai sus nu sunt Án

mod normal ÁntÊlnite la instalaÍiile electrice ale clŸdirilor. În acest caz se prevŸdconductoare de egalizare a potenÍialelor care leagŸ Án mod corespunzŸtor pŸrÍilemetalice ale echipamentelor Ûi structurilor metalice exterioare la conductorul deprotecÍie de legare la pŸmÊnt.

ProtecÍia la atingerea directŸ sau protecÍia de bazŸPrincipala formŸ de protecÍie Ámpotriva riscurilor de atingere directŸ se face prinintroducerea tuturor pŸrÍilor active Án materiale izolante sau prin introducerea lor Áncarcase metalice legate la pŸmÊnt, prin plasarea acestora Án afara posibilitŸÍii deatingere (Án spatele barierelor izolatoare, Án vÊrful unor stÊlpi) sau prin obstacolespecifice.Acolo unde pŸrÍile active izolate sunt introduse Ántr-o carcasŸ metalicŸ, de exemplutransformatoare, motoare Ûi multe alte aparate casnice, carcasa metalicŸ este legatŸla sistemul de legare la pŸmÊnt.Pentru echipamentele de MT, standardul CEI 62271-200 (Aparataj de comutaÍie

Án anvelopŸ metalicŸ pÊnŸ la 52 kV) specificŸ un index de protecÍie minim (sistem

IP) de IP2X pentru a fi asiguratŸ protecÍia Ámpotriva contactului direct. Mai mult,anvelopa metalicŸ trebuie sŸ prezinte continuitate electricŸ Ûi o bunŸ separare Ántreinterior Ûi exterior. ÎmpŸmÊntarea corespunzŸtoare a carcasei contribuie la protecÍiaoperatorilor Án condiÍii normale de funcÍionare.Pentru echipamentele de JT aceasta se obÍine prin intermediul contactului lateral alprizei Ûi Ûtecherului.Deteriorarea totalŸ sau parÍialŸ a izolaÍiei poate (depinzÊnd de gradul de rezistenÍŸal cŸii de scurgere prin izolaÍie, de rezistenÍa dintre carcasa metalicŸ Ûi pŸmÊnt) sŸmŸreascŸ tensiunea carcasei pÊnŸ la un nivel periculos.

ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilor electrice Ûi lasupratensiuni este strÊns legatŸ de obÍinereaunui sistem eficient de legare la pŸmÊnt(rezistenÍŸ de dispersie micŸ) Ûi aplicareaefectivŸ a principiului echipotenÍializŸriimediilor.



B17

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

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

Riscul atingerii indirecte Án cazul unui defect la MT DacŸ pierderea izolaÍiei Ántr-un aparat este Ántre un conductor de MT Ûi carcasametalicŸ nu va fi Án general posibil sŸ se limiteze creÛterea de tensiune a carcasei la50 V Ántr-un mod simplu, prin reducerea rezistenÍei de dispersie a prizei de pŸmÊnt.SoluÍia Án acest caz este sŸ se creeze o legŸturŸ de egalizare a potenÍialelor, ca ceadescrisŸ Án subcapitolul 1.1 “scheme de legare la pŸmÊnt”.

3.2 ProtecÍia transformatoarelor Ûi circuitelor

GeneralitŸÍiCircuitele Ûi echipamentul dintr-un post de transformare trebuie sŸ fie protejateastfel ÁncÊt curenÍii Ûi/sau tensiunile excesive sŸ fie rapid eliminate din sistem

Ánainte de a genera pericole, daune sau distrugeri. Toate echipamentele utilizate Ánmod normal Án instalaÍiile de putere au valori (standardizate) admisibile, de scurtŸduratŸ, pentru funcÍionarea Án condiÍii de supracurent Ûi supratensiune, iar rolulschemelor de protecÍie este sŸ asigure ca aceste limite nu vor fi depŸÛite. În generalasta ÁnseamnŸ cŸ situaÍiile de defect trebuiesc ÁndepŸrtate cÊt mai rapid posibil,fŸrŸ a omite sŸ se asigure coordonarea Ántre dispozitivele montate Án amonte Ûiaval. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ la un defect Án reÍea doar un singur dispozitiv trebuie sŸacÍioneze, deÛi curentul de defect este simÍit de mai multe aparate.Aceste dispozitive pot fi:n fuzibile care eliminŸ defectul direct sau asociate cu un separator de sarcinŸprintr-un dispozitiv mecanic, care deschide toate cele trei faze;n relee care acÍioneazŸ asupra bobinei de declanÛare a unui Ántreruptor.

ProtecÍia transformatoruluiSolicitŸri datorate reÍelei de alimentareAnumite supratensiuni tranzitorii pot apŸrea Án reÍea:n supratensiuni tranzitorii atmosferice.Supratensiunile tranzitorii atmosferice provin dintr-o loviturŸ de trŸsnet Án apropierede o linie electricŸ aerianŸ;n supratensiuni tranzitorii de comutaÍie.O schimbare bruscŸ Án condiÍiile de funcÍionare ale unei reÍele electrice producefenomene tranzitorii.Pentru ambele tipuri de supratensiuni, dispozitivul de protecÍie utilizat este unvaristor (descŸrcŸtor cu oxid de zinc, ZnO).

În cele mai multe cazuri protecÍia la supratensiuni nu influenÍeazŸ aparatajul de

comutaÍie.SolicitŸri datorate sarciniiFenomenul de suprasarcinŸ este datorat Án mod frecvent cererii concomitente deenergie Án cazul unui numŸr mare de mici consumatori sau este datoratŸ creÛteriicererii de putere aparentŸ (kVA) a unei instalaÍii din cauza extinderii unei fabrici,sau ca urmare a extinderii clŸdirilor, etc. ApariÍia suprasarcinilor ridicŸ temperaturaconductoarelor din circuitele afectate, precum Ûi pe cea a materialelor izolatoare.CÊnd temperatura depŸÛeÛte limitele normale de proiectare ale echipamentuluiimplicat rata de deteriorare (ÁmbŸtrÊnirea materialelor izolante) creÛte Ûi durata deviaÍŸ a echipamentului este redusŸ Án mod corespunzŸtor.Dispozitivele de protecÍie Ámpotriva suprasarcinilor pot fi amplasate Án partea primarŸsau secundarŸ a transformatorului.ProtecÍia Ámpotriva suprasarcinii a unui transformator este asiguratŸ de cŸtre unreleu digital care determinŸ deconectarea Ántreruptorului din secundarultransformatorului. Timpul de ÁntÊrziere intrinsec realizat de acest releu determinŸ ca

transformatorul sŸ nu fie Án mod necesar deconectat din cauza unor suprasarcini descurtŸ duratŸ. AÛa numitele relee cu “imagine termicŸ” simuleazŸ temperatura ÍinÊndcont de constanta transformatorului. Alte relee pot lua Án considerare Ûi efectelecurenÍilor armonici datoraÍi sarcinilor neliniare (redresoare, echipament de calcul,variatoare de vitezŸ, etc.). Releele pot, de asemenea, sŸ dea predicÍii ale timpuluirŸmas pÊnŸ la declanÛare precum Ûi a timpului de aÛteptare Ánainte de reconectare.Aceste informaÍii sunt de un real folos Án exploatarea echipamentului.


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




B18

În completare, transformatoarele mari cu ÁnfŸÛurŸrile imersate Án ulei au Án modfrecvent termostate cu douŸ nivele, unul pentru alarme Ûi celŸlalt pentru declanÛare.Transformatoarele uscate folosesc senzori de temperaturŸ ÁnglobaÍi Án partea cea

mai caldŸ a izolaÍiei ÁnfŸÛurŸrilor, pentru alarme Ûi/sau deconectare.Defecte interneProtecÍia transformatoarelor Ámpotriva defectelor interne, prin dispozitive montate petransformator este asiguratŸ la transformatoarele care sunt prevŸzute cu conservatorcu aer la presiunea atmosfericŸ (vezi Figura B15), prin relee mecanice clasiceBuchholz. Aceste relee pot detecta o uÛoarŸ acumulare de gaze care rezultŸ dindisocierea uleiului sub acÍiunea arcului electric la defectele incipiente din izolaÍia

ÁnfŸÛurŸrilor sau din intrarea aerului datoritŸ unei scurgeri de ulei. Primul nivel dedetectare dŸ Án general alarma, dar dacŸ condiÍiile de avarie persistŸ, al doilea nivelde detectare va determina deconectarea Ántreruptorului din amonte.O detectare a unui val de ulei de cŸtre releeul Buchholz va deconecta instantaneu

Ántreruptorul din amonte, dacŸ valul de ulei apare Án conducta de legŸtura dintrerezervorul principal Ûi conservator.Un asemenea val poate sŸ aparŸ doar datoritŸ deplasŸrii uleiului, deplasare cauzatŸde o formare rapidŸ a bulelor de gaz generate de cŸtre un arc electric Án ulei, datorat

unui curent de scurtcircuit.Toate transformatoarele sunt prevŸzute cu cÊteva tipuri de dispozitive desuprapresiune, care limiteazŸ presiunea maxima la o valoare mult sub cea la carerezervorul transformatorului cedeazŸ din punct de vedere mecanic.Printr-o proiectare specialŸ a elementelor radiatorului de rŸcire a uleiului, tipuri detransformatoare cu “umplere totalŸ” din gama de putere pÊnŸ la 10 MVA sunt acumfabricate Án mod curent.Dilatarea uleiului nu are ca efect o creÛtere excesivŸ a presiunii, datoritŸ efectului“de burduf” al elementelor radiatorului.O descriere completŸ a acestor transformatoare este datŸ Án subcapitolul 4.4 (veziFigura B16).

În mod evident aparatele Buchholz menÍionate mai sus nu pot fi aplicate acestui tipde transformator; totuÛi o alternativŸ modernŸ a fost dezvoltatŸ. Aceasta mŸsoarŸ:n acumularea de gaz;n suprapresiunea;n supratemperatura.

Primele douŸ condiÍii deconecteazŸ Ántreruptorul din amonte iar ultima deconecteazŸ Ántreruptorul din avalul transformatorului.Dispozitivul este denumit DGPT (DetecÍie de Gaz, Presiune Ûi TemperaturŸ).

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

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

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

Selectivitatea dintre dispozitivele de protecÍie din amonte Ûidin aval de transformatorPostul de transformare de tip abonat cu dispozitive de mŸsurŸ la JT necesitŸ ofuncÍionare selectivŸ Ántre siguranÍele fuzibile la MT sau Ántreruptorul de MT Ûi

Ántreruptor sau siguranÍele fuzibile de pe partea de JT. SiguranÍele fuzibile la MT sevor alege Án concordanÍŸ cu caracteristicile transformatorului.Caracteristicile de declanÛare ale Ántreruptorului de JT trebuie astfel alese ÁncÊtpentru o suprasarcinŸ sau un scurtcircuit din avalul sŸu, Ántreruptorul sŸ declaÛezesuficient de rapid, pentru a se asigura cŸ siguranÍele fuzibile la MT nu vor fi afectatede trecerea supracurentului prin ele.Curbele de performanÍŸ la declanÛare pentru siguranÍele fuzibile la MT sau

Ántreruptorului de MT Ûi Ántreruptoarele de JT sunt date prin grafice de tipul: timpulde operare funcÍie de curentul care le strŸbate. Ambele curbe au Án general o formŸtimp/curent inversŸ (cu o discontinuitate abruptŸ pe curba Ántreruptorului la o valoarea curentului peste care apare declanÛarea “instantanee”).

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

Fig. B15: Transformator cu conservator de ulei.

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


Releu desupracurent

Releu Ámpotrivadefectelor la pŸmÊnt



B19

Aceste curbe tipice sunt aratate Án Figura B18.n Pentru a obÍine selectivitatea:Curba siguranÍei fuzibile de MT trebuie sŸ fie deasupra Ûi Án dreapta curbei

Ántreruptorului JT.n Pentru a nu fi afectate siguranÍele fuzibile (adicŸ nedeteriorate):Toate pŸrÍile curbei de pre-arc a siguranÍei fuzibile trebuie sŸ fie situate Án dreaptacurbei Ántreruptorului printr-un factor de 1,35 sau mai mult (de exemplu Án cazul Áncare, la momentul T, curba Ántreruptorului trece printr-un punct corespunzŸtor valoriide 100 A, curba fuzibilului la acelaÛi moment de timp T trebuie sŸ treacŸ printr-unpunct corespunzÊnd la 135 A sau mai mult) Ûi toate segmentele curbei siguranÍeifuzibile trebuie sŸ fie deasupra curbei Ántreruptorului printr-un factor de 2 sau maimult (de exemplu unde la o valoare a curentului I curba Ántreruptorului trece printr-unpunct corespunzÊnd la 1,5 sec., curba fuzibilului, la aceeaÛi valoare a curentului Itrebuie sŸ treacŸ printr-un punct corespunzÊnd la 3 sec. sau mai mult etc.).Factorii 1,35 Ûi 2 sunt bazaÍi pe toleranÍe maxime standard de fabricaÍie pentrusiguranÍele fuzibile MT Ûi Ántreruptoare de joasŸ tensiune.Pentru a putea compara cele douŸ curbe, curenÍii de MT trebuiesc sŸ fie raportaÍi

Án curenÍi de JT echivalenÍi, sau invers.

CÊnd pe JT se utilizeazŸ combinaÍia separator de sarcinŸ cu fuzibile, trebuierespectate condiÍii similare de separare Ántre caracteristicile de MT Ûi JT alefuzibilelor.n Pentru a nu declanÛa Ántreruptorul MT:Toate pŸrÍile curbei de pre-arc a siguranÍei fuzibile trebuie sŸ fie situate Án dreaptacurbei Ántreruptorului printr-un factor de 1,35 sau mai mult (de exemplu Án cazul Áncare, la momentul T, curba Ántreruptorului JT trece printr-un punct corespunzŸtorvalorii de 100 A, curba Ántreruptorului MT la acelaÛi moment de timp T trebuie sŸtreacŸ printr-un punct corespunzÊnd la 135 A sau mai mult) Ûi toate segmentele

Ántreruptorului MT trebuie sŸ fie deasupra curbei Ántreruptorului JT (timpul Ántreruptorului JT trebuie sŸ fie sub timpul Ántreruptorului MT cu 0,3 sec.).Factorii 1,35 Ûi 0,3 sunt bazaÍi pe toleranÍe maxime standard de fabricaÍie pentrutransformatoarele de curent, releele de protecÍie Ûi Ántreruptoarele de JT.Pentru a putea compara cele douŸ curbe, curenÍii de MT trebuiesc sŸ fie raportaÍi ÁncurenÍi de JT echivalenÍi, sau invers.Unde este utilizat un Ántreruptor cu siguranÍe fuzibile de JT, o separare similarŸ a

curbelor caracteristice ale siguranÍelor de MT Ûi JT trebuie sŸ fie respectatŸ.

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

3.3 Interblocaje Ûi operaÍii condiÍionateAparatele de comutaÍie instalate Án posturi de transformare sunt prevŸzute cu

interblocaje mecanice Ûi electrice care sunt incluse Án structura mecanismului Ûi acircuitelor de comandŸ. Acestea constituie o mŸsurŸ de protecÍie Ámpotriva unorsecvenÍe de manevrŸ incorecte, executate de personalul de exploatare.ProtecÍia mecanicŸ Ántre funcÍii localizate pe echipamente diferite (exemplu celulŸ Ûitransformator) este furnizatŸ de un interblocaj prin cheie.O schemŸ de interblocaj este creeatŸ pentru a preveni orice manevrŸ incorectŸ.Manevrele incorecte pot expune personalul de exploatare unor pericole sau potprovoca incidente electrice.

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


Fig. B18: Selectivitatea Ántre fuzibilii de MT Ûi declanÛarea

Ántreruptorului JT, pentru protecÍia transformatorului.

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

Timpul minim de pre-arcpentru fuzibilul MTB/A u 1,35 la orice

moment Án timpD/C u 2 pentru oricevaloare de curent

Caracteristicade declanÛare a

Ántreruptorului JT

Timp

Curent




B20

Interblocajul prin cheieDincolo de interblocajele intrinseci ale unei unitŸÍi funcÍionale (a se vedeasubcapitolul 4.2) cea mai utilizatŸ formŸ de interblocaj este Án prezent principiul“interblocaj prin cheie” (transferul cheii).Principiul se bazeazŸ pe posibilitatea de a elibera sau bloca una sau mai multe chei,

Án funcÍie de realizarea sau nu a condiÍiilor de asigurare a siguranÍei Án exploatare.Aceste condiÍii pot fi combinate Án secvenÍe unice Ûi obligatorii, garantÊndu-se Ánacest mod siguranÍa personalului, prin eliminarea posibilitŸÍii de a efectua operaÍiiincorecte.Nerespectarea secvenÍelor de manevrŸ Án aceste cazuri poate avea consecinÍeextrem de grave asupra personalului de exploatare, precum Ûi asupraechipamentului Án cauzŸ.NotŸ: Este important sŸ se prevadŸ o schemŸ de interblocare ÁncŸ din primeleetape de proiectare a postului de transformare MT/JT. În acest sens aparatele decomutaÍie vor fi echipate din fabricaÍie, Ántr-o manierŸ unitarŸ, cu chei Ûi dispozitivede blocare.

Continuitatea Án serviciu

Pentru un tablou electric dat, definiÍia compartimentelor accesibile ca Ûi condiÍiile deacces furnizeazŸ bazele clasificŸrii “pierderea continuitŸÍii Án serviciu” aÛa cum estedefinitŸ de standardul CEI 62271-200. Utilizarea interblocajelor sau doar a procedurilorcorecte nu are influenÍŸ asupra continuitŸÍii Án serviciu. Numai cerinÍa de a accesa oparte datŸ a tabloului, Án condiÍii normale de operare, implicŸ condiÍii limitative care potfi mai mult sau mai puÍin severe din punct de vedere al continuitŸÍii Án alimentarea cuenergie electricŸ.

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

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

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

Interblocaje funcÍionale implicÊnd cÊteva unitŸÍi funcÍionale sau echipamenteseparate n accesul la terminalele unui transformator MT/JT:o dacŸ separatorul care asigurŸ izolarea celulei este deschis Ûi separatorul depunere la pŸmÊnt din celulŸ este Ánchis,o ÍinÊnd cont de posibilitatea unui retur din partea de JT, poziÍia deschis a

Ántreruptorului general de JT poate fi necesarŸ.

Exemplu practic Într-un post de transformare tip abonat, cu echipament de mŸsurŸ la JT, schema de

interblocare cel mai des folositŸ este tipul MT/JT/TR (medie tensiune/joasŸ tensiune/ transformator).Obiectivele interblocŸrii sunt:n Ámpiedicarea accesului Án compartimentul transformatorului dacŸ separatorul depunere la pŸmÊnt nu a fost Ánchis Án prealabil;n Ámpiedicarea Ánchiderii separatorului de punere la pŸmÊnt din celula de comandŸÛi protecÍie a transformatorului, dacŸ Ántreruptorul de pe JT al transformatorului nu afost Án prealabil blocat Án poziÍia “deschis” sau “debroÛat”.

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




B21

Accesul la bornele de MT sau de JT ale unui transformator protejat Án amonte deo celulŸ de MT (care conÍine un separator de sarcinŸ de MT, siguranÍe de MT Ûiun separator de punere la pŸmÊnt) trebuie condiÍionat conform procedurii descrise

anterior.Acest lucru este prezentat Án schemele din Fig. B20.NotŸ: Transformatorul din acest exemplu are bornele de MT prevŸzute cu un sistemde piese de contact tip broÛŸ care pot fi deconectate numai prin deblocarea unuidispozitiv de reÍinere, comun pe cele trei faze (1).Separatorul de sarcinŸ de MT este interblocat mecanic cu separatorul de MT depunere la pŸmÊnt, astfel ÁncÊt numai unul dintre ele poate fi Ánchis, Ánchiderea unuiablocheazŸ automat Ánchiderea celuilalt.Procedura de separare vizibilŸ Ûi legarea la pŸmÊnt a transformatorului de putere,Ûi demontarea pieselor de contact tip broÛe prevŸzute cu protecÍie izolantŸ (saucarcasŸ izolantŸ de protecÍie).

CondiÍii iniÍiale: n separatorul de sarcinŸ de MT Ûi Ántreruptorul de JT sunt Ánchise;n separatorul de punere la pŸmÊnt, blocat Án poziÍia “deschis” prin cheia “0”;n cheia “0” este captivŸ la Ántreruptorul de JT, atÊt timp cÊt acesta este Ánchis.

SecvenÍa 1 n se deschide Ántreruptorul de JT Ûi se blocheazŸ Án poziÍia “deschis” cu cheia “0”;n cheia „0” este eliberatŸ.SecvenÍa 2 n se deschide separatorul de sarcinŸ de MT;n se verificŸ dacŸ indicatoarele de prezenÍŸ a tensiunii s-au stins dupŸ deschidereaseparatorului de MT.SecvenÍa 3 n se deblocheazŸ separatorul de punere la pŸmÊnt de MT, prin cheia “0” Ûi se

Ánchide;n cheia “0” este acum captivŸ.SecvenÍa 4Celula siguranÍelor fuzibile de MT este acum accesibilŸ (Ánchiderea separatorului depunere la pŸmÊnt permite ÁndepŸrtarea panoului frontal). Cheia “S”, care se aflŸ ÁnacestŸ celulŸ, este captivŸ cÊnd separatorul de sarcinŸ MT este Ánchis.n se acÍioneazŸ cheia “S” pentru a bloca separatorul de sarcinŸ de MT Án poziÍia

“deschis”;n cheia “S” este acum eliberatŸ.SecvenÍa 5 Cheia “S” permite demontarea dispozitivului comun de zŸvorÊre a pieselor decontact de la bornele transformatorului sau a piesei izolante comune de protecÍie.

În orice situaÍie Án care bornele transformatorului ar fi direct accesibile, cheia “S” va ficaptivŸ ÁmpiedicÊnd manevrele prezentate anterior.

Rezultatul procedurii descrise anterior este urmŸtorul:n separatorul de sarcinŸ de MT este blocat Án poziÍia deschis prin cheia “S”.Cheia “S” este captivŸ de dispozitivul de interblocare al terminalelor JT aletransformatorului, atÊt timp cÊt bornele acestuia sunt accesibile;n separatorul de punere la pŸmÊnt, de MT, este Án poziÍia “Ánchis” dar nu esteblocat, adicŸ ar putea fi Ánchis sau deschis. Pe durata unor lucrŸri de ÁntreÍinere sefoloseÛte de regulŸ blocarea acestuia Án poziÍia Ánchis, cu ajutorul unui lacŸt. Cheia

lacŸtului este de regulŸ Án pŸstrarea inginerului care supravegheazŸ lucrŸrile;n Ántreruptorul de joasŸ tensiune este blocat Án poziÍia “deschis” prin cheia “0” careeste captivŸ la separatorul de punere la pŸmÊnt, Án poziÍia Ánchis. În acest mod,transformatorul este separat Ûi conectat la pŸmÊnt, Án deplinŸ siguranÍŸ.

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

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

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





B22

4.1 GeneralUn post de transformare de tip abonat cu contorizare la JT este o instalaÍie

conectatŸ la reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ avÊnd tensiunea nominalŸ Ántre1 kV Ûi 35 kV. Acesta este prevŸzut cu un transformator MT/JT, care Án general areo putere ce nu depŸÛeÛte 1250 kVA.

FuncÍiuniPostul de transformareToate pŸrÍile componente ale postului de transformare sunt plasate Ántr-o camerŸsituatŸ fie Ántr-un imobil existent, fie sub forma unei construcÍii prefabricateexterioare.

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

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

ContorizareContorizarea la JT permite folosirea unor transformatoare de mŸsurŸ de dimensiunireduse Ûi nu prea scumpe.Majoritatea sistemelor de tarifare Íin seama de pierderile transformatoarelor deputere.

Echipamentul instalaÍiei de JT Un Ántreruptor de putere la JT, de preferinÍŸ cu element de separare vizibilŸ la poziÍia

“deschis” Ûi posibilitatea de blocare Án aceastŸ poziÍie, cu urmŸtoarele funcÍii:n sŸ alimenteze un tablou de distribuÍie;n sŸ protejeze transformatorul la suprasarcinŸ, precum Ûi circuitele din aval

Ámpotriva scurtcircuitelor.

Scheme monofilare

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

4.2 Alegerea celulelor

Standarde Ûi specificaÍiiAparatele de comutaÍie Ûi echipamentele descrise mai jos au tensiuni nominale Ántre1 kV Ûi 24 kV Ûi sunt conforme cu urmŸtoarele standarde internaÍionale:CEI 62271-200, 60265-1, 60694, 62271-102, 62271-105.ReglementŸri locale pot specifica de asemenea conformitatea cu standardelenaÍionale cum ar fi :n FranÍa UTEn Marea Britanie BSn Germania VDEn Statele Unite ale Americii ANSI

Tipuri de echipamente În afara celulelor RMU prezentate mai devreme se mai utilizeazŸ celule cucompartimentare modularŸ, care permit montarea oricŸrei combinaÍii de aparate decomutaÍie, precum Ûi realizarea facilŸ a unor extensii Án viitor.

Posturile de transformare cu celule compacte se recomandŸ Án special ÁnurmŸtoarele cazuri:n reÍea buclatŸ sau reÍea radialŸ.n condiÍii de exploatare deosebite, cum ar fi climat sever sau grad Ánalt de poluare(izolaÍie integralŸ).n spaÍiu insuficient pentru tablouri de distribuÍie clasice.Acest echipament se remarcŸ prin dimensiuni reduse, funcÍiuni integrate unitar Ûiflexibilitate operaÍionalŸ.

4 Post de transformare tipabonat cu mŸsurŸ pe JT

(1) Bifenil-policlorinat.



B23

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





B24

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

SiguranÍa operaÍionalŸ a celulelor metalice de distribuÍieDescriere

În continuare sunt descrise celulele cu compartimente Ûi pereÍi metalici (Fig. B22). În aceastŸ figurŸ se prezintŸ o celulŸ tip separator de sarcinŸ/separator de linie,proiectatŸ conform ultimelor realizŸri Án domeniu, care asigurŸ:n siguranÍa Án exploatare;n cerinÍe minime de spaÍiu;n flexibilitate Ûi posibilitŸÍi de extindere;n cerinÍe minime de mentenanÍŸ.Fiecare celulŸ conÍine 3 compartimente:n aparataj de comutaÍie: separatorul de sarcinŸ este inclus Ántr-o incintŸ turnatŸ ÁnrŸÛinŸ epoxidicŸ, care conÍine SF6. Incinta este ermetic ÁnchisŸ Ûi sigilatŸ pe duratade viaÍŸ a echipamentului;n conexiuni: prin cablu la bornele separatorului de sarcinŸ;n sistem de bare: barele sunt Án construcÍie modularŸ, astfel ÁncÊt orice numŸr decelule pot fi asamblate ÁmpreunŸ pentru a forma un tablou electric de distribuÍieunitar.Celula poate fi prevŸzutŸ cu un compartiment Án care se pot monta echipamente de

mŸsurare, comandŸ automatŸ precum Ûi relee. DacŸ este necesar, un compartimentadiÍional poate fi montat deasupra celui existent.Conexiunile pentru cablu sunt prevŸzute Ántr-un compartiment terminal-cablu, situat

Án partea frontalŸ a celulei. Accesul la acesta se realizeazŸ prin demontareaperetelui frontal al compartimentului respectiv.Diversele unitŸÍi sunt conectate electric prin secÍiuni de bare prefabricate. Montajulse realizeazŸ urmÊnd cu stricteÍe instrucÍiunile de asamblare.Comanda aparatajului de comutaÍie este simplificatŸ prin gruparea tuturorechipamentelor de mŸsurare, comandŸ Ûi control, Ántr-o singurŸ incintŸ, situatŸ pepartea frontalŸ a fiecŸrei unitŸÍi.Tehnologia acestor echipamente de comutaÍie este bazatŸ pe asigurarea siguranÍei

Án exploatare, simplitate Án montaj Ûi mentenanÍŸ redusŸ.

MŸsuri de siguranÍŸ internŸ a celulelorn separatorul de sarcinŸ/separatorul de linie realizeazŸ funcÍia de “separare vizibilŸ- indicarea poziÍiei”, conform CEI 62271-102 (separatoare Ûi separatoare de punere

la pŸmÊnt);n unitŸÍile funcÍionale ÁnglobeazŸ interblocajele de bazŸ specificate deCEI 62271-200 (aparataj de comutaÍie Án anvelopŸ metalicŸ):o Ánchiderea separatorului de sarcinŸ este posibilŸ numai dacŸ separatorul depunere la pŸmÊnt este deschis,o Ánchiderea separatorului de punere la pŸmÊnt este posibilŸ numai dacŸseparatorul de sarcinŸ este deschis;n accesul la compartimentul cablurilor, care este singurul compartiment undeutilizatorul are acces Án exploatare, este securizat prin urmŸtoarele interblocaje:o deschiderea Ûi accesul la compartimentul terminalelor de cabluri (1) sunt posibilenumai dacŸ separatorul de punere la pŸmÊnt este Ánchis,o separatorul de sarcinŸ/separatorul de linie se aflŸ blocat Án poziÍia “deschis”atunci cÊnd se permite accesul menÍionat anterior. În aceastŸ situaÍie este posibilŸcomanda separatorului de punere la pŸmÊnt, mai exact deschiderea pentru

Áncercarea dielectricŸ a cablurilor.Celulele dotate astfel pot fi exploatate cu barele Ûi cablurile sub tensiune, cuexcepÍia celulelor la care s-a realizat accesul la cabluri. Ele sunt conforme cu“pierderea continuitŸÍii Án serviciu” clasŸ LSB2A, aÛa cum este definitŸ ÁnCEI62271-200.

În afarŸ de interblocajele funcÍionale arŸtate mai sus, fiecare celulŸ include:n elemente ce permit blocaje cu lacŸt pe dispozitivele de acÍionare;n 5 seturi de orificii de fixare pentru eventuale dispozitive de interblocare mecanicŸ,prin cheie.

Executarea manevrelorn toate manetele de acÍionare la Ánchidere sunt identice pentru toate unitŸÍile (cuexcepÍia celor care conÍin un Ántreruptor de putere);n acÍionarea manetei de Ánchidere necesitŸ un efort fizic foarte redus;n deschiderea sau Ánchiderea unui separator de sarcinŸ/separator de linie se poaterealiza prin maneta de acÍionare sau prin apŸsarea pe buton pentru cele prevŸzute

cu motorizare;n poziÍia Án care se aflŸ aparatele de comutaÍie (deschis, Ánchis, resoarte-armate)este indicatŸ Án mod clar.


Fig. B22: CelulŸ cu separator de sarcinŸ/separator ÁnanvelopŸ metalicŸ.






B26

Caracteristici referitoare la tehnologia Ûi utilizarea transformatoruluiLista ce urmeazŸ nu este exhaustivŸ:n tehnologia utilizatŸ

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

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

Transformatoarele uscate ÎnfŸÛurŸrile acestor transformatoare sunt izolate cu rŸÛinŸ, prin turnare sub vid(procedeu brevetat de majoritatea producŸtorilor importanÍi).Se recomandŸ ca alegerea transformatorului sŸ fie efectuatŸ conform standarduluiCEI 60076-11, dupŸ cum urmeazŸ:n mediul ambiant clasŸ E2 (prezenÍa condensului Ûi/sau nivel Ánalt de poluare);n condiÍii climatice clasŸ C2 (utilizare transport Ûi stocare sub -25° C);n rezistenÍa la incendiu (transformatoarele expuse riscului de incendiu cuinflamabilitate redusŸ Ûi autostingere Ántr-un timp dat).Prezentarea care urmeazŸ se referŸ la tehnologia utilizatŸ de fabricantul european,lider Án acest domeniu.

Înglobarea Án izolaÍia unei ÁnfŸÛurŸri implicŸ trei componente:n raÛinŸ epoxy bazatŸ pe bifenol A, cu o vÊscozitate care asigurŸ o bunŸimpregnare a ÁnfŸÛurŸrilor;n ÁntŸritor anhidric modificat, pentru a asigura un grad de elasticitate Án masa turnatŸ

Ûi astfel sŸ evite formarea de crŸpŸturi datorate variaÍiilor de temperaturŸ din timpulfuncÍionŸrii;n adeziv sub formŸ de pulbere, compus din aluminŸ trihidratatŸ Al (OH)3 Ûi silicagel,care ÁmbunŸtŸÍesc proprietŸÍile mecanice Ûi termice. În acelaÛi timp, acesta conferŸproprietŸÍi izolante excepÍionale Án condiÍiile temperaturilor Ánalte.AceastŸ turnare pe bazŸ de trei componente asigurŸ clasa de izolaÍie F (Δθ = 100° K)Ûi o foarte bunŸ rezistenÍŸ la foc cu autostingere imediatŸ. De altfel, astfel detransformatoare sunt clasificate ca neinflamabile.IzolaÍia ÁnfŸÛurŸrilor nu conÍine componenÍi pe bazŸ de halogeni (cloruri, bromuri,etc.) sau alte componente cu efecte toxice sau poluante. Acest tip de izolaÍie asigurŸo deplinŸ securitate pentru personal Án situaÍii de avarie, Án special Án situaÍia unuiincendiu.Comportarea este de asemenea excepÍionalŸ Án medii industriale cu condiÍii grele depraf, umiditate, etc. (vezi Fig. B23).

Transformatoare cu lichid

Cel mai comun lichid izolant Ûi de rŸcire, utilizat la transformatoarele de putere esteuleiul mineral.Uleiurile minerale sunt specificate Án CEI 60296. Deoarece uleiul este inflamabil,

Án mai multe ÍŸri sunt obligatorii mŸsuri de siguranÍŸ, Án special pentru posturi detransformare de interior. Transformatoarele cu ulei de tip ermetic (cu umpleretotalŸ) sunt protejate cu releul de protecÍie DGPT (DetecÍie de Gaz, PresiuneÛi TemperaturŸ). În cazul unei funcÍionŸri anormale, Ánainte ca situaÍia sŸdevinŸ periculoasŸ, releul DGPT determinŸ Ántreruperea rapidŸ a alimentŸriitransformatorului, la MT.Uleiul mineral este biodegradabil Ûi nu conÍine PCB (Bifenil-Policlorinat). În trecuts-au folosit compuÛi acum interziÛi ca: Pyralene, Pyrolio, Pyroline.La cerere, uleiul mineral poate fi Ánlocuit cu un alt lichid izolant prin adaptareatransformatorului Ûi luarea unor mŸsuri adiÍionale, dacŸ este necesar.Lichidul izolant acÍioneazŸ Ûi ca mediu de rŸcire; acesta are tendinÍa de expandareatunci cÊnd curentul de sarcinŸ sau temperatura ambiantŸ se mŸresc. Ca urmare,

transformatoarele cu lichid sunt proiectate astfel ÁncÊt sŸ se controleze volumulvariabil de lichid, fŸrŸ ca presiunea Án cuvŸ sŸ devinŸ excesivŸ.Fig. B23: Transformator de tip uscat.




B27

ExistŸ douŸ moduri de realizare a limitŸrii de presiune Án cuvŸ:n Cuva cu umplere totalŸ, ermetic ÁnchisŸ Ûi sigilatŸ (pÊnŸ la 10 MVA, Án momentulde faÍŸ). AceastŸ soluÍie a fost dezvoltatŸ de un fabricant francez, lider Án domeniu,

Án anul 1963. Metoda a fost adoptatŸ de autoritatea nationalŸ (francezŸ) de energieelectricŸ Án 1972, iar acum este folositŸ Án Ántreaga lume (vezi Fig. B24).Expansiunea lichidului este compensatŸ prin deformarea elasticŸ a unor cŸi decirculaÍie a uleiului, care sunt cuplate la cuvŸ.Tehnica “umplerii totale” are mai multe avantaje Án raport cu alte metode:o se evitŸ complet oxidarea lichidului dielectric (contactul cu oxigenul atmosferic),o nu este necesar un dispozitiv de uscare a aerului, deci se eliminŸ mentenanÍaaferentŸ (inspecÍia Ûi schimbarea cartuÛului saturat de silicagel),o se eliminŸ necesitatea verificŸrii rigiditŸÍii dielectrice a uleiului, pe o perioadŸ decel puÍin 10 ani,o protecÍie simplificatŸ contra defectelor interne, realizabilŸ cu DGPT,o simplitate Án instalare: este mai uÛor Ûi cu gabarit mai redus (decÊt o cuvŸ cuconservator). Bornele de MT Ûi de JT sunt uÛor accesibile,o detecÍie imediatŸ a pierderilor de ulei (chiar reduse); apa nu poate pŸtrunde ÁncuvŸ.n Cuva cu pernŸ de aer la presiunea atmosfericŸ (cu conservator).Expansiunea lichidului izolant este compensatŸ prin schimbarea nivelului Ántr-oincintŸ situatŸ deasupra cuvei, numitŸ “conservator”, conform Figurii B25. SpaÍiuldeasupra lichidului din conservator este ocupat de aer, care este aspirat Án interiorcÊnd nivelul scade Ûi este parÍial evacuat cÊnd nivelul uleiului creÛte. CÊnd aeruleste aspirat din mediul ambiant, acesta este trecut printr-un filtru cu ulei Ûi cu undispozitiv de uscare (care conÍine de regulŸ silicagel). În cazul unor transformatoarede mare putere, spaÍiul de deasupra uleiului este ocupat de un “air-bag”,evitÊndu-se astfel contactul uleiului cu aerul atmosferic. Aerul din “air-bag” estetrecut prin aceleaÛi sisteme de purificare Ûi uscare, ca Án cazul precedent. PrezenÍaconservatorului este obligatorie la transformatoarele cu puteri peste 10 MVA (careeste limita superioarŸ a transformatoarelor cu “umplere totalŸ”).

Alegerea tehnologieiAÛa cum s-a arŸtat, alegerea tipului de transformator se face Ántre cel cu lichid Ûicel uscat. Pentru puteri de pÊnŸ la 10 MVA, transformatoarele cu umplere totalŸ

reprezintŸ o alternativŸ faÍŸ de cele cu conservator.Alegerea depinde de o serie de consideraÍiuni, dupŸ cum urmeazŸ:n siguranÍa personalului Án apropierea transformatorului. ReglementŸrile locale ÛirecomandŸrile oficiale Án acest sens trebuiesc respectate;n consideraÍii economice, ÍinÊnd cont de avantajele relative ale fiecŸrei soluÍii.ReglementŸri care influenÍeazŸ alegerea:n transformatoare uscate:o Án anumite ÍŸri transformatoarele uscate sunt obligatorii Án imobilele Ánalte delocuinÍe,o transformatoarele uscate nu impun restricÍii Án funcÍie de locul de montaj;n transformatoare cu izolaÍie Án lichid:o acest tip de transformator este Án general interzis Án imobilele Ánalte de locuit,o anumite restricÍii de instalare, sau mŸsuri minime de protecÍie anti-incendiu, cevariazŸ Án funcÍie de felul lichidului izolant utilizat Ûi de clasa de izolaÍie asiguratŸ deacesta,o

Án anumite ÍŸri, Án care dielectricii lichizi sunt utilizaÍi pe scarŸ largŸ, se face oclasificare a lichidelor izolante Án funcÍie de comportarea lor la incendiu. Acest lucruse realizeazŸ Án funcÍie de douŸ criterii: temperatura de inflamare Ûi capacitateacaloricŸ minimŸ. Aceste categorii principale sunt prezentate Án Tab. B26, Án care seindicŸ Ûi codul aferent.CondiÍiile de instalare pentru transformatoarele cu lichid sunt stabilite Án standardelenaÍionale. PÊnŸ Án prezent, ÁncŸ nu a fost stabilitŸ o recomandare CEI Án acestsens. Ca un exemplu standardul francez defineÛte condiÍiile de instalare atransformatoarelor cu dielectric lichid. Standardele naÍionale, elaborate pentru aasigura siguranÍa personalului Ûi a bunurilor, recomandŸ mŸsurile minime, necesarecontra pericolelor de incendiu.

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

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

Tab. B26: Categorii de fluide dielectrice.


Cod Fluid dielectric Punct de aprindere Putere caloricŸ minimŸ(° C) (MJ/kg)

O1 Ulei mineral < 300 -K1 HidrocarbonaÍi cu mare densitate > 300 48K2 Esteri > 300 34 - 37K3 Silicon > 300 27 - 28L3 Lichide izolante cu halogeni - 12




B28

Principalele mŸsuri sunt prezentate Án Tab. B27.n pentru dielectrici lichizi de clasa L3 nu sunt necesare mŸsuri speciale;n pentru dielectrici din clasele O1 Ûi K1 mŸsurile indicate trebuie aplicate numai

dacŸ transformatorul conÍine mai mult de 25 de litri de lichid izolant;n pentru dielectrici din clasele K2 Ûi K3 mŸsurile indicate trebuie aplicate numaidacŸ transformatorul conÍine mai mult de 50 de litri de lichid izolant

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

Alegerea unui transformator subdimensionatDeterminŸ:n randament redus la sarcinŸ nominalŸ (cel mai bun randament se obÍine la circa50% -70% din sarcina nominalŸ); deci nu se poate asigura o sarcinŸ optimalŸ;n Án situaÍia de suprasarcinŸ prelungitŸ, se produc consecinÍe grave asupra:o transformatorului: se observŸ o ÁmbŸtrÊnire prematurŸ a ÁnfŸÛurŸrilortransformatorului, iar Án caz extrem strŸpungerea izolaÍiei ÁnfŸÛurŸrilor Ûi distrugereatransformatorului,o instalaÍiei: dacŸ supraÁncŸlzirea transformatorului produce declanÛarea releelor deprotecÍie Ûi deconectarea Ántreruptorului de protecÍie.

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

MŸsura 1: Realizarea de amenajŸri prin care Án cazul Án care dielectricul lichid se scurge din transformator sŸ fie absoarbit complet (Ántr-un bazinprin intermediul unor praguri din jurul transformatorului; din construcÍie lichidul nu trebuie sŸ pŸtrundŸ Án canalele de cabluri, conducte, etc.).MŸsura 1A: Este aditionalŸ mŸsurii 1 Ûi precizeazŸ cŸ, Án eventualitatea aprinderii lichidului, nu trebuie sŸ existe condiÍii de extindere a incendiului(nici un material combustibil nu trebuie plasat la o distanÍŸ mai micŸ de 4 m de transformator, sau la cel puÍin 2 m de acesta) Án cazul Án care seinterpune un ecran ignifug (cu rezistenÍa la foc de 1 orŸ).MŸsura 2: Prevede ca lichidul aprins sŸ fie stins rapid Ûi Án mod natural (prin plasarea unui strat de nisip sau pietris Án bazinul de scurgere).MŸsura 3: Prevede existenÍa unui dispozitiv automat (tip DGPT sau Buchholz) care sŸ ÁntrerupŸ alimentarea Án primar Ûi sŸ dea alarma Án cazulÁn care se produce o dezvoltare de gaze Án cuva transformatorului.MŸsura 4: Prevede existenÍa unor dispozitive de detecÍie a focului, plasate Án imediata apropiere a transformatorului, care Ántrerup alimentareaprimarŸ Ûi activeazŸ alarma.MŸsura 5: Impune Ánchiderea automatŸ, prin panouri ignifuge (cu rezistenÍŸ la foc minim 1/2 orŸ) care sŸ obtureze toate deschiderile (ventilaÍie,etc.) din pereÍii sau tavanul postului de transformare.Note:

(1) O uÛŸ ignifugŸ (cu rezistenÍa la foc de 2 ore) nu este consideratŸ o deschidere.(2) Camera transformatorului este vecinŸ cu un spaÍiu de lucru Ûi separatŸ de acesta prin pereÍi cu rezistenÍa la foc mai micŸ de 2 ore.Arii situate Án mijlocul spatiilor de lucru, materialul fiind plasat Ántr-un container protector.(3) Este imperios necesar ca echipamentul sŸ fie plasat Ántr-o camerŸ ai cŸrei pereÍi sunt fŸrŸ goluri, singurele deschideri fiind cele de ventilaÍie.

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


Clasa Nr. de litri LocaÍiafluidului peste care CamerŸ sau zonŸ ÁnchisŸ rezervatŸ personalului RezervatŸ personalului instruit Ûi Alte cameredielectric trebuiesc calificat Ûi autorizat, Ûi separatŸ de alte clŸdiri prin izolatŸ de spaÍiile de activitŸÍi prin sau locaÍii(2)

luate mŸsuri distanÍa D pereÍi antifoc (clasŸ 2 ore) D > 8 m 4 m < D < 8 m D < 4 m(1) Án direcÍia FŸrŸ deschideri Cu deschideri

spaÍiilor ocupateO1 25 FŸrŸ mŸsuri Interpunerea Perete antifoc MŸsurile MŸsurile MŸsurileK1 speciale unui ecran (clasŸ 2 ore) (1 + 2) (1 + 2 + 5) (1A + 2 + 4)(3)

antifoc cŸtre clŸdirea sau 3 sau 3 sau 3(clasŸ 1 orŸ) vecinŸ sau 4 sau (4 + 5)

K2 50 FŸrŸ mŸsuri speciale Interpunerea unui ecran FŸrŸ mŸsuri MŸsurile 1A MŸsurile 1K3 (clasŸ 1 orŸ) speciale sau 3 sau 3

sau 4 sau 4L3 FŸrŸ mŸsuri speciale



B29

Sisteme de ventilaÍie În cazul general al rŸcirii prin circulaÍia naturalŸ a aerului (AN) ventilaÍia cabineiextrage cŸldura (produsŸ datoritŸ pierderilor Án transformator) printr-un proces de

convecÍie naturalŸ. Un sistem de ventilaÍie eficient permite intrarea aerului printr-odeschidere de secÍiune S, practicatŸ la nivelul podelei Ûi ieÛirea acestuia printr-unorificiu de secÍiune S’, aflat la ÁnŸlÍimea H, conform Fig. B28.Este important de reÍinut cŸ orice restricÍie privind circulaÍia liberŸ a fluxului de aerde rŸcire, se traduce printr-o reducere a puterii livratŸ de transformator, Án condiÍiilede menÍinere a temperaturii normale de funcÍionare.

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

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

ventilaÍie), exprimatŸ Án mm2

S’ = secÍiunea orificiului de ieÛire a aerului (aria deschiderilor sau fantelor de

ventilaÍie), exprimatŸ in mm2 H = ÁnalÍimea (Ántre axele geometrice) mŸsuratŸ Ántre orificiul de intrare Ûi celde ieÛire, exprimatŸ Án metri.

RelaÍiile sunt valabile la o temperaturŸ ambiantŸ de 20° C Ûi pentru o altitudine depÊnŸ la 1000 m.Trebuie subliniat cŸ aceste formule ne ajutŸ sŸ obÍinem un ordin de mŸrime asecÍiunilor S Ûi S' care sunt considerate ca “secÍiuni termice”, adicŸ complet deschiseÛi strict necesare pentru evacuarea energiei termice generate Án interiorul postului detransformare MT/JT.

În practicŸ secÍiunile sunt mai mari Án funcÍie de soluÍia tehnologicŸ adoptatŸ.FireÛte, fluxul de aer este puternic dependent de:n forma deschiderilor Ûi soluÍiile adoptate pentru asigurarea gradului de protecÍie(IP);n mŸrimea componentelor interne Ûi poziÍia lor faÍŸ de deschideri;n diverÛi parametrii ai mediului: temperatura exterioarŸ, altitudinea, mŸrimeacreÛterilor de temperaturŸ, etc.

ÎnÍelegerea Ûi optimizarea tuturor acestor fenomene sunt subiectul unor studiiprecise, bazate pe legile dinamicii fluidelor Ûi se pot realiza cu programe de calcul.

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

Fig. B28: VentilaÍie naturalŸ.

S'

S

H





B30

5.1 GeneralFuncÍii de bazŸ

Postul de transformare În funcÍie de complexitatea instalaÍiei Ûi de numŸrul consumatorilor, postul detransformare trebuie sŸ ÁndeplineascŸ anumite condiÍii:n poate sŸ includŸ o cabinŸ care sŸ conÍinŸ celule cu aparatele de comutaÍie Ûi demŸsurŸ, precum Ûi transformatorul ÁmpreunŸ cu tablourile de distribuÍie de JT;n poate sŸ alimenteze una sau mai multe cabine Án care se aflŸ transformatoarele

ÁmpreunŸ cu tablourile de distribuÍie la JT. Acestea sunt conectate la MT prinaparate de comutaÍie plasate Án postul de transformare principal, similar cu situaÍiadescrisŸ anterior.Aceste posturi de transformare pot fi instalate Án:n interiorul unor clŸdiri, saun Án exterior, Án cabine prefabricate.

Conectarea la reÍeaua de MTConectarea la MT poate fi:n printr-un singur cablu sau linie aerianŸ, sau

n prin douŸ separatoare de sarcinŸ, interblocate mecanic, cu douŸ cabluri, Án cazuldublei alimentŸri, saun prin douŸ separatoare de sarcinŸ din componenÍa unei “bucle” RMU (Ring MainUnit).

MŸsura energiei Înainte de Ánceperea proiectŸrii instalaÍiei este necesar sŸ se realizeze un acord cuautoritatea furnizoare de energie, relativ la modul de realizare a mŸsurii energieipentru decontare.O celulŸ de mŸsurŸ va fi ÁncorporatŸ Án tabloul general de MT. Transformatoarelede tensiune Ûi de curent, avÊnd precizia necesarŸ, pot fi instalate Án celula

Ántreruptorului de intrare sau (este cazul transformatoarelor de tensiune) pot fiinstalate separat, Ántr-o celulŸ de mŸsurŸ.

Boxele transformatoarelor DacŸ Án instalaÍie existŸ mai multe boxe ale transformatoarelor, alimentate la MT dinpostul de transformare principal, se poate realiza prin cÊte un singur circuit, conectat

fie direct la fiecare transformator, fie prin circuit dublu sau prin circuite “Án buclŸ”, ÁnfuncÍie de gradul de siguranÍŸ dorit.

În ultimele douŸ cazuri, pentru fiecare boxŸ de transformator sunt necesare cÊte treicelule “buclŸ principalŸ” RMU.

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

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

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

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

5 Post de transformare tipabonat cu mŸsurŸ pe MT

Un post de transformare tip consumator(abonat) cu mŸsura energiei pe partea de MT

este o instalaÍie electricŸ conectatŸ la reÍeauaelectricŸ de distribuÍie publicŸ, avÊndtensiunea nominalŸ cuprinsŸ Ántre 1 Ûi 35 kV.Acestea cuprind, Án general, un singurtransformator MT/JT care nu depŸÛeÛteputerea de 1250 kVA sau cÊtevatransformatoare de mai micŸ putere.În mod normal, curentul nominal alaparatajului de comutaÍie pe partea de MT,nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 400 A.



B31

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





B32

5.2 Alegerea celulelorUn post de transformare cu mŸsurare pe partea de MT va cuprinde, pe lÊngŸ celule

descrise la 4.2, celule special destinate mŸsurŸtorii energiei Ûi, dacŸ se cere, celulededicate pentru comutare manualŸ sau automatŸ de la o sursŸ la alta.

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

Posturi de transformare conÍinÊnd generatoareGenerator operÊnd independentDacŸ instalaÍia necesitŸ o disponibilitate deosebitŸ a energiei electrice poate fiprevŸzut un grup generator operÊnd pe bara de MT. În acest caz instalaÍia trebuie sŸincludŸ un sistem de comutare automatŸ a alimentŸrii pe sursa de rezervŸ. Pentrua evita posibilitatea punerii Án paralel a generatorului cu reÍeaua este nevoie de ocelulŸ dedicatŸ de comutare automatŸ a alimentŸrii (vezi Fig. B30).n ProtecÍiaDispozitive speciale de protecÍie sunt montate pentru a proteja generatorul. TrebuiereÍinut cŸ trebuie acordatŸ o atenÍie deosebitŸ selectivitŸÍii protecÍiilor distribuÍiei dinaval, datoritŸ puterii mici de scurtcircuit a generatorului Án comparaÍie cu cea a reÍeleide alimentare.n ComandaUn regulator de tensiune ce comandŸ un alternator este Án general reglat ÁncÊt sŸrŸspundŸ la o reducere a tensiunii la terminalele sale printr-o creÛtere automatŸa curentului de excitaÍie al alternatorului, pÊnŸ cÊnd tensiunea ajunge la normal.CÊnd acest alternator trebuie sŸ opereze Án paralel cu altele, dispozitivul AVR(Automatic Voltage Regulation, Regulator Automat de Tensiune) este comutat pemodul “operare Án paralel” Án care AVR funcÍioneazŸ uÛor modificat pentru a asigura

ÁmpŸrÍirea puterii reactive cu celelalte maÛini.CÊnd un numŸr de alternatoare funcÍioneazŸ Án paralel, avÊnd reglaj prin AVR,creÛterea curentului de excitaÍie al unuia dintre ele (de exemplu prin comandamanualŸ, dupŸ trecerea AVR pe “comandŸ manualŸ”) nu are, practic, nici un efectasupra valorii tensiunii. De fapt, generatorul Án cauzŸ va funcÍiona la un factor deputere mai mic (putere mai mare Ûi deci curent mŸrit). Factorul de putere al celorlaltemaÛini va creÛte automat, astfel ÁncÊt factorul de putere impus de receptor se vamenÍine la valoarea iniÍialŸ.

Generatoare funcÍionÊnd Án paralel cu reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸPentru a conecta un generator la reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ estenevoie de obicei de acordul furnizorului de energie electricŸ. În general totalitateaechipamentului (celule, relee de protecÍie, etc.) trebuiesc aprobate de cŸtre furnizorulde energie.

În continuare se prezintŸ cÊteva consideraÍii de bazŸ de care trebuie sŸ se ÍinŸ cont Án privinÍa protecÍiei Ûi comenzilor.

n ProtecÍiaPentru a studia conectarea unui grup-generator furnizorul de energie are nevoie deurmŸtoarele date:o puterea injectatŸ Án reÍea,o modul de conectare,o curentul de scurtcircuit al generatorului,o dezechilibrul de tensiune al generatorului,o Ûi altele.

În funcÍie de modul de conectare sunt cerute funcÍii de deconectare:o protecÍie la minimŸ tensiune Ûi la supratensiune,o protecÍie la minimŸ frecvenÍŸ Ûi maximŸ frecvenÍŸ,o protecÍie la supratensiune homopolarŸ,o timpul maxim de conectare (pentru o cuplare trecŸtoare),o puterea aparentŸ inversŸ.Din motive de securitate celula folositŸ la deconectare trebuie sŸ aibŸ caracteristicileunui separator (adicŸ izolare totalŸ a tuturor conductoarelor active Ántre generator Ûi

reÍeaua electricŸ).

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




B33

n ComandaSŸ considerŸm cazul unui generator de intervenÍie dintr-un post de transformare,care funcÍioneazŸ Án paralel cu reÍeaua publicŸ de alimentare, deci cu toate celelalte

generatoare ale furnizorului.Presupunerm cŸ, din motive operaÍionale (este uzual Án reÍeaua de MT a se executareglaje de ±5% din tensiunea nominalŸ sau chiar mai mult atunci cÊnd cerinÍele deexploatare o impun) se produce o scŸdere a tensiunii din sistem. Un AVR, reglatsŸ menÍinŸ tensiunea Án marja de ±3% (de exemplu), va acÍiona imediat Án sensulcreÛterii tensiunii prin mŸrirea curentului de excitaÍie al alternatorului. În loc de ase produce o creÛtere de tensiune, alternatorul va funcÍiona la un factor de puteremai mic, deci ÁÛi va mŸri curentul debitat. SituaÍia va continua pÊnŸ la o eventualŸdeclanÛare datoratŸ releelor de suprasarcinŸ. Aceasta este o problemŸ cunoscutŸcare se rezolvŸ prin plasarea unui circuit de comandŸ al factorului de putere ÁncomponenÍa AVR, care asigurŸ funcÍia “factor de putere constant”. Prin acesta, AVRva regla curentul de excitaÍie pentru a-l pune Án acord cu orice valoare de tensiunedin sistem, menÍinÊnd factorul de putere la o valoare reglatŸ anterior (prin comandaAVR).

În cazul Án care alternatorul se decupleazŸ de la reÍeaua de energie, releul AVRtrebuie sŸ comute automat Ûi rapid pe poziÍia “tensiune constantŸ”.

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

Puterea totalŸ (kVA)Atunci cÊnd douŸ sau mai multe transformatoare, de aceaÛi putere, sunt conectate

Án paralel, puterea totalŸ este egalŸ cu suma puterilor fiecŸruia. Aceasta este valabildacŸ impendanÍele sunt egale Ántre ele Ûi tensiunile sunt identice. Transformatoarelecu puteri diferite vor debita curenÍi de sarcinŸ proporÍional cu puterile lor (Án modaproximativ), admiÍÊnd cŸ tensiunile lor sunt identice iar impedanÍele procentuale(Án raport cu puterea) sunt egale sau aproximativ egale. În aceste cazuri, putereadisponibilŸ este mai mult de 90% din suma celor douŸ puteri unitare. Se recomandŸca douŸ transformatoare cu puteri nominale aflate Án raport de mai mult de 2:1, sŸnu fie utilizate la funcÍionare Án paralel Án regim de duratŸ.

CondiÍii de funcÍionare Án paralelToate transformatoarele operÊnd Án paralel trebuie sŸ fie alimentate de la aceeaÛireÍea.CurenÍii de circulaÍie Ántre ÁnfŸÛurŸrile secundare, conectate Án paralel vor fineglijabili, dacŸ:n conductoarele de conectare, de la transformatoare la punctul de conectare Ánparalel vor avea lungimi aproximativ egale Ûi aceleaÛi caracteristici;n producŸtorul transformatoarelor este consultat asupra regimului de funcÍionarecare se intenÍioneazŸ a se utiliza Ûi deci:o configuraÍiile ÁnfŸÛurŸrilor (stea, triunghi, zig-zag) diferitelor transformatoare auacelaÛi defazaj Ántre tensiunile primare Ûi secundare,o impedanÍele (tensiunile) procentuale de scurtcircuit sunt egale sau diferŸ prin maipuÍin de 10%,o diferenÍele de tensiuni Ántre fazele corespunzŸtoare nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ0,4%,o producŸtorul trebuie sŸ primeascŸ toate datele relativ la regimurile de funcÍionareutilizate, Án scopul de a optimiza pierderile Án sarcinŸ Ûi la mersul Án gol.





B34

Conexiuni uzuale ale ÁnfŸÛurŸrilorAÛa cum s-a prezentat Án subcapitolul 4.4 “Caracteristici electrice” relaÍiile Ántre

ÁnfŸÛurŸrile primare, secundare Ûi terÍiare depind de:n tipul ÁnfŸÛurŸrilor (triunghi, stea, zig-zag);n conexiunea dintre ÁnfŸÛurŸrile de pe o fazŸ;De exemplu, tensiunile produse depind de care dintre terminalele ÁnfŸÛurŸrilorformeazŸ centrul conexiunii Án stea. Tensiunile vor fi defazate cu 180° dacŸ seinverseazŸ terminalele ÁnfŸÛurŸrilor care formeazŸ centrul stelei. AcelaÛi defazaj de180° se produce Án cazul celor douŸ posibilitŸÍi de a conecta ÁnfŸÛurŸrile pe fazŸla conexiunea triunghi, Án timp ce Án cazul conexiunii zig-zag sunt patru combinaÍiiposibile;n defazajul tensiunilor secundare pe fazŸ, Án raport cu tensiunile primarecorespunzŸtoare.AÛa cu s-a arŸtat, acest defazaj (dacŸ nu este nul) va fi Ántotdeauna un multiplu de30° Ûi va depinde de doi factori Ûi anume, tipul ÁnfŸÛurŸrii Ûi conexiunea (polaritatea)

ÁnfŸÛurŸrilor de pe o fazŸ. În cazul transformatoarelor de distribuÍie, configuraÍia cea mai uzualŸ este tipulDyn11 (vezi Fig. B31).

În RomÊnia configuraÍia cea mai uzualŸ este Dyn5, fiind Án general acceptatŸ ÛiDyn11.

Fig. B31: RotaÍia fazelor pentru un transformator Dyn11.




B35

Posturile de transformare de distribuÍie MT/JT se construiesc Án funcÍie de mŸrimeaconsumatorilor Ûi de felul reÍelei de alimentare cu energie electricŸ.Posturile de transformare pot fi construite Án locuri publice cum sunt parcurile,

cartiere de locuit, etc. sau Án construcÍii cu caracter privat, caz Án care autoritateafurnizoare trebuie sŸ aibŸ un acces nelimitat. În mod normal, aceasta se asigurŸprin aceea cŸ unul din pereÍii postului de transformare, care include o uÛŸ de intrarecoincide cu limita construcÍiei respective Ûi are acces direct la un drum public.

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

o cu montare la sol cu echipament de exterior (celule Ûi transformator),o cu montare pe stÊlpi cu echipament de exterior dedicat (celule Ûi transformator).Posturile de transformare prefabricate sunt o alegere particularŸ, simplŸ ÛieconomicŸ.

6.2 Posturi de transformare de interiorConcepÍieFigura B32 aratŸ echipamentele tipice pentru un post de transformare cu mŸsuraenergiei electrice pe partea de joasŸ tensiune.RemarcŸ: Folosirea unui transformator uscat cu izolaÍie Án rŸÛinŸ, eliminŸnecesitatea unei baÛe de colectare a uleiului. Oricum, curŸÍenia periodicŸ estenecesarŸ.

6 ComponenÍa diferitelor tipuride posturi de transformare

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




B36

Conexiuni Ûi alegerea echipamentuluiPe partea de medie tensiune:n conexiunile la reÍeaua de MT se executŸ Ûi sunt Án responsabilitatea furnizoruluide energie electricŸ;n conexiunile Ántre aparatajul de comutaÍie de MT Ûi transformator se pot realiza:o prin bare de cupru, de lungime redusŸ, atunci cÊnd transformatorul este plasat

Ántr-o celulŸ fŸcÊnd parte din tabloul de distribuÍie de MT,o prin cabluri monofazate, ecranate, avÊnd izolaÍie sinteticŸ, cu posibilitateaconectŸrii la bornele tip broÛŸ ale transformatorului.

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

Echipament de mŸsurŸ (vezi Fig. B33 )n transformatoarele de mŸsurŸ de curent sunt Án general instalate Án interiorul

carcasei de protecÍie a bornelor de JT ale transformatorului de putere. AceastŸcarcasŸ este sigilatŸ de furnizorul de energie electricŸ;n altŸ variantŸ constŸ Án plasarea transformatoarelor de curent Ántr-un compartimentsigilat din cadrul panoului de intrare al distribuÍiei la JT;n echipamentele de mŸsurŸ trebuie instalate Ántr-un panou (dulap) care estecomplet ferit de vibraÍii;n echipamentele de mŸsurŸ trebuie plasate, pe cÊt posibil, foarte aproape detransformatoarele de mŸsurŸ, Ûi sunt accesibile numai furnizorului de energieelectricŸ.

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

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

Iluminatul Án postul de transformareAlimentarea circuitelor de iluminat se poate face fie din amonte, fie din aval de

Ántreruptorul principal de JT. În ambele cazuri trebuie prevŸzutŸ o protecÍie adecvatŸla supracurenÍi. Un circuit separat cu funcÍionare automatŸ este recomandat pentruiluminatul de avarie.

Întreruptoarele, butoanele, etc. care comandŸ circuitul de iluminat trebuie amplasate Án apropierea intrŸrilor Án post.Circuitele de iluminat trebuie sŸ asigure cŸ:n manetele de comandŸ ale aparatajului de comutaÍie precum Ûi indicatoarele depoziÍie sŸ fie bine iluminate;

n toate cadranele Ûi plŸcile indicatoare sau de instrucÍiuni (s.a.m.d.) sŸ poatŸ fi cititecu uÛurinÍŸ.

B - Connection to the MV publicdistribution network 6 ComponenÍa diferitelor tipuri

de posturi de transformare



B37

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

6.3 Posturi de transformare de exteriorPosturi de transformare de exterior cu cabinŸCu operare din interior (vezi Fig. B34)

În cazul posturilor de transformare complexe, care folosesc circuite de tip “inelprincipal” RMU sau conÍin mai multe Ántreruptoare de putere, se utilizeazŸ Án modcurent cabine protejate contra intemperiilor Ûi a altor pericole.Printre avantajele acestor cabine, enumerŸm:n optimizarea economicŸ Ûi din punct de vedere al siguranÍei Án exploatare prin:o alegerea potrivitŸ a tipului de cabinŸ, Án cadrul unei game largi disponibile,o conformitatea cu standardele internaÍionale existente precum Ûi cu cele dinperspectivŸ;n reducerea timpului de studiu Ûi de proiectare, precum Ûi a costurilor de instalare,prin:o coordonarea minimŸ Ántre activitŸÍile de construcÍie Ûi amenajŸrile locale care suntnecesare,o

realizarea independentŸ faÍŸ de construcÍia principalŸ aflatŸ Án lucru,o simplificarea lucrŸrilor de construcÍie, prin realizarea unei fundaÍii sub forma unuisoclu de beton;n simplitate Án instalarea echipamentului Ûi realizarea conexiunilor.

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

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

Posturi de transformare amplasate pe stÊlpiDomeniul de aplicaÍieAcest tip de post de transformare este destinat Án principal la alimentareaconsumatorilor rurali izolaÍi, prin conectare la o linie aerianŸ de MT.

ComponenÍŸ În aceste tipuri de posturi de transformare protecÍia transformatorului este asiguratŸcel mai adesea cu fuzibile.Sunt prevŸzuÍi descŸrcŸtori pentru protejarea transformatorului Ûi consumatorilor aÛacum este arŸtat Án Fig. B37 de pe pagina urmŸtoare.

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

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

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

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





B38

Fig. B37: Post de transformare montat pe stÊlp.




C1

Capitolul CConectarea la reÍeaua dedistribuÍie de joasŸ tensiune

Cuprins

ReÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune C2 ale furnizorilor de energie

1.1 Consumatori la joasŸ tensiune C2 1.2 ReÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune C10 1.3 Conectarea consumatorului la reÍea C11 1.4 Calitatea tensiunii de alimentare C15 MŸsura energiei Ûi tarifele C16

1

2



C - Conectarea la reÍeaua dedistribuÍie de joasŸ tensiune

C2

1.1 Consumatorii la joasŸ tensiune În Europa perioada de tranziÍie pentru trecerea la tensiunea de 230 V/400 V, ±10%

a fost extinsŸ pentru alÍi 5 ani, adicŸ pÊnŸ Án anul 2008.Consumatorii de joasŸ tensiune sunt prin definiÍie acei consumatori a cŸrorreceptoare electrice pot fi alimentate satisfŸcŸtor de la reÍeaua electricŸ dedistribuÍie publicŸ de joasŸ tensiune din localitate.Tensiunea reÍelei locale de joasŸ tensiune poate fi de 120/208 V sau 240/415 V,adicŸ extremele inferioarŸ sau superioarŸ ale nivelelor monofazate/trifazate sauniveluri intermediare precum Án Tab. C1.Tensiunea internaÍionalŸ standardizatŸ pentru sisteme trifazate de joasŸ tensiunecu patru conductoare recomandatŸ de CEI 60038 este de 230/400 V.Sarcinile de pÊnŸ la 250 kVA pot fi alimentate la joasŸ tensiune, dar furnizorii deenergie electricŸ propun Án general alimentarea la medie tensiune la nivele desarcinŸ pentru care reÍelele lor de joasŸ tensiune sunt la limita utilizŸrii.

1 ReÍelele de distribuÍie de joasŸtensiune ale furnizorilor de energie

AlimentŸrile de JT cele mai comune suntÁntre 120 V monofazat Ûi 240/415 V trifazat cu

patru conductoare.Sarcinile de pÊnŸ la 250 kVA pot fi alimentatela JT, dar furnizorii de energie electricŸpropun Án general alimentarea la MT la nivelede sarcinŸ peste care reÍelele lor de JT suntutilizate la maxim.Tensiunea internaÍionalŸ standardizatŸ pentrusisteme trifazate de JT cu patru conductoarerecomandatŸ de CEI 60038 este de230/400 V.

Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V)

(Hz & %)Afganistan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)

220 (k)Africa de Sud 50 ± 2,5 433/250 (a) 11.000 11.000

400/230 (a) 6.600 6.600380/220 (a) 3.300 3.300220 (k) 433/250 (a) 500 (b)

400/230 (a) 380/220 (a)380/220 (a)

Algeria 50 ± 1,5 220/127 (e) 380/220 (a) 10.000220 (k) 220/127 (a) 5.500

6.600380/220 (a)

Angola 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k)

Arabia SauditŸ 60 220/127 (a) 220/127 (a) 11.000380/220 (a) 7.200

380/220 (a)Antigua Ûi Barbuda 60 240 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)

120 (k) 120/208 (a) 120/208 (a)Argentina 50 ± 2 380/220 (a) 380/220 (a)

220 (k) 220 (k)Armenia 50 ± 5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)

220 (k) 220 (k)Australia 50 ± 0,1 415/240 (a) 415/240 (a) 22.000

240 (k) 440/250 (a) 11.000440 (m) 6.600

415/240440/250

Austria 50 ± 0,1 230 (k) 380/230 (a) (b) 5.000230 (k) 380/220 (a)

Azerbaijan 50 ± 0,1 208/120 (a) 208/120 (a)240/120 (k) 240/120 (k)

Bahrain 50 ± 0,1 415/240 (a) 415/240 (a) 11.000240 (k) 240 (k) 415/240 (a)

240 (k)Bangladesh 50 ± 2 410/220 (a) 410/220 (a) 11.000

220 (k) 410/220 (a)Barbados 50 ± 6 230/115 (j) 230/115 (j) 230/400 (g)

115 (k) 200/115 (a) 230/155 (j)220/115 (a)

Belarus 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)220/127 (a)127 (k)

Belgia 50 ± 5 230 (k) 230 (k) 6.600230 (a) 230 (a) 10.0003N, 400 3N, 400 11.000

15.000

Bolivia 50 ± 0,5 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)230 (k)Botswana 50 ± 3 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)

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



C3



Œara FrecvenÍa Ûi toleranÍa Domestic (V) Comercial (V) Industrial (V)(Hz & %)

Brazilia 60 220 (k) 220/380 (a) 13.800

127 (k) 127/220 (a) 11.200220/380 (a)127/220 (a)

Brunei 50 ± 2 230 230 11.00068.000

Bulgaria 50 ± 0,1 220 220/240 1.000690380

Cambogia 50 ± 1 220 (k) 220/300 220/380Camerun 50 ± 1 220/260 (k) 220/260 (k) 220/380 (a)Canada 60 ± 0,02 120/240 (j) 347/600 (a) 7.200/12.500

480 (f) 347/600 (a)240 (f) 120/208120/240 (j) 600 (f)120/208 (a) 480 (f)

240 (f)Cehia 50 ± 1 230 500 400.000

230/400 220.000110.00035.00022.00010.0006.0003.000

Chile 50 ± 1 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)China 50 ± 0,5 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)

220 (k) 220 (k)Ciad 50 ± 1 220 (k) 220 (k) 380/220 (a)Cipru 50 ± 0,1 240 (k) 415/240 11.000

415/240Columbia 60 ± 1 120/240 (g) 120/240 (g) 13.200

120 (k) 120 (k) 120/240 (g)Congo 50 220 (k) 240/120 (j) 380/220 (a)

120 (k)Corea 60 100 (k) 100/200 (j)Corea de Nord 60 (+0, -5) 220 (k) 220/380 (a) 13.600

6.800CroaÍia 50 400/230 (a) 400/230 (a) 400/230 (a)

230 (k) 230 (k)Danemarca 50 ± 1 400/230 (a) 400/230 (a) 400/230 (a)Djibouti 50 400/230 (a) 400/230 (a)Egipt 50 ± 0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 66.000

220 (k) 220 (k) 33.00020.00011.0006.600380/220 (a)

ElveÍia 50 ± 2 400/230 (a) 400/230 (a) 20.00010.0003.000

1.000690/500Emiratele Arabe 50 ± 1 220 (k) 415/240 (a) 6.600

380/220 (a) 415/210 (a)220 (k) 380/220 (a)

Estonia 50 ± 1 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)

Etiopia 50 ± 2,5 220 (k) 380/231 (a) 15 000380/231 (a)

Falkland (Insulele) 50 ± 3 230 (k) 415/230 (a) 415/230 (a)Fidji (Insulele) 50 ± 2 415/240 (a) 415/240 (a) 11.000

240 (k) 240 (k) 415/240 (a)Filipine 60 ± 0,16 110/220 (j) 13.800 13.800

4.160 4.1602.400 2.400110/220 (h) 440 (b)

110/220 (h)Finlanda 50 ± 0,1 230 (k) 400/230 (a) 690/400 (a)

400/230 (a)




C4




FranÍa 50 ±1 400/230 (a) 400/230 20.000

230 (a) 690/400 10.000590/100 230/400Gambia 50 220 (k) 220/380 380Georgia 50 ±0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)

220 (k) 220 (k)Germania 50 ±0,3 400/230 (a) 400/230 (a) 20.000

230 (k) 230 (k) 10.0006.000690/400400/230

Ghana 50 ±5 220/240 220/240 415/240 (a)Gibraltar 50 ±1 415/240 (a) 415/240 (a) 415/240 (a)Grecia 50 220 (k) 6.000 22.000

230 380/220 (a) 20.00015.0006.600

Grenada 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)

Hong Kong 50 ±2 220 (k) 380/220 (a) 11.000220 (k) 386/220 (a)

India 50 ± 1,5 440/250 (a) 440/250 (a) 11.000230 (k) 230 (k) 400/230 (a)

440/250 (a)Islanda 50 ±0,1 230 230/400 230/400Insulele Capului Verde 220 220 380/400Insulele Solomon 50 ± 2 240 415/240 415/240Indonezia 50 ± 2 220 (k) 380/220 (a) 150.000

20.000380/220 (a)

Iordania 50 380/220 (a) 380/220 (a) 400 (a)400/230 (k)

Iran 50 ± 5 220 (k) 380/220 (a) 20.00011.000400/231 (a)

380/220 (a)Irak 50 220 (k) 380/220 (a) 11.000

6.6003.000380/220 (a)

Irlanda 50 ± 2 230 (k) 400/230 (a) 20.00010.000400/230 (a)

Israel 50 ± 0,2 400/230 (a) 400/230 (a) 22.000230 (k) 230 (k) 12.600

6.300400/230 (a)

Italia 50 ± 0,4 400/230 (a) 400/230 (a) 20.000230 (k) 15.000

10.000400/230 (a)

Jamaica 50 ± 1 220/110 (g) (j) 220/110 (g) (j) 4.000

2.300220/110 (g)

Japonia + 0,1 200/100 (h) 200/100 (h) 140.000- 0,3 (pÊnŸ la 50 kW) 60.000

20.0006.000200/100 (h)

Kazahstan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)220/127 (a)127 (k)

Kenya 50 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)Kirgizstan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)

220 (k) 220 (k)220/127 (a)127 (k)

Kuweit 50 ± 3 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)

Laos 50 ± 8 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)



C5




Lesotho 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)

Letonia 50 ± 0,4 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)Liban 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)Libia 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)

127 (k) 220/127 (a) 220/127 (a)230 (k)127 (k)

Lituania 50 ± 0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)

Luxemburg 50 ± 0,5 380/220 (a) 380/220 (a) 20.00015.0005.000

Macedonia 50 380/220 (a) 380/220 (a) 10.000220 (k) 220 (k) 6.600

380/220 (a)Madagascar 50 220/110 (k) 380/220 (a) 35.000

5.000

380/220Malaezia 50 ± 1 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)

415 (a)Malawi 50 ± 2,5 230 (k) 400 (a) 400 (a)

230 (k)Mali 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)

127 (k) 220/127 (a) 220/127 (a)220 (k)127 (k)

Malta 50 ± 2 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)Marea Britanie 50 ± 1 230 (k) 400/230 (a) 22.000(fŸrŸ Irlanda de Nord) 11.000

6.6003.300400/230 (a)

Marea Britanie 50 ± 0,4 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)

(cu Irlanda de Nord) 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)Maroc 50 ± 5 380/220 (a) 380/220 (a) 225.000Martinica 50 127 (k) 220/127 (a) 220/127 (a)

127 (k)Mauritania 50 ± 1 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)Mexic 60 ± 0,2 127/220 (a) 127/220 (a) 13.800

220 (k) 220 (k) 13.200120 (l) 120 (l) 277/480 (a)

127/220 (b)Moldova 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)

220 (k) 220 (k)220/127 (a)127 (k)

Mozambic 50 380/220 (a) 380/220 (a) 6.00010.000

Nepal 50 ± 1 220 (k) 440/220 (a) 11.000220 (k) 440/220 (a)

Noua ZeelandŸ 50 ± 1,5 400/230 (e) (a) 400/230 (e) (a) 11.000230 (k) 230 (k) 400/230 (a)460/230 (e)

Niger 50 ± 1 230 (k) 380/220 (a) 15.000380/220 (a)

Nigeria 50 ± 1 230 (k) 400/230 (a) 15.000220 (k) 380/220 (a) 11.000

400/230 (a)380/220 (a)

Norvegia 50 ± 2 230/400 230/400 230/400690

Olanda 50 ± 0,4 230/400 (a) 230/400 (a) 25.000230 (k) 20.000

12.00010.000230/400




C6




Oman 50 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)

240 (k)Pakistan 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)230 (k)

Papua Noua Guinee 50 ± 2 240 (k) 415/240 (a) 22.000240 (k) 11.000

415/240 (a)Paraguay 50 ± 0,5 220 (k) 380/220 (a) 22.000

220 (k) 380/220 (a)Polonia 50 ± 0,1 230 (k) 400/230 (a) 1.000

690/400400/230 (a)

Portugalia 50 ± 1 380/220 (a) 15.000 15.000220 (k) 5.000 5.000

380/220 (a) 380/220 (a)220 (k)

Qatar 50 ± 0.1 415/240 (k) 415/240 (a) 11,000415/240 (a)

Republica DominicanŸ 50 230 (k) 400/230 (a) 400/230 (a)RomÊnia 50 ± 0,5 220 (k) 220/380 (a) 20.000

220/380 (a) 10.0006.000220/380 (a)

Ruanda 50 ± 1 220 (k) 380/220 (a) 15.0006.600380/220 (a)

Rusia 50 ± 0,2 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)

Santa Lucia 50 ± 3 240 (k) 415/240 (a) 11.000415/240 (a)

Samoa 400/230San Marino 50 ± 1 230/220 380 15.000

380Senegal 50 ± 5 220 (a) 380/220 (a) 90.000

127 (k) 220/127 (k) 30.0006.600Serbia Ûi Muntenegru 50 380/220 (a) 380/220 (a) 10.000

220 (k) 220 (k) 6.600380/220 (a)

Seychelles 50 ± 1 400/230 (a) 400/230 (a) 11.000400/230 (a)

Sierra Leone 50 ± 5 230 (k) 400/230 (a) 11.000230 (k) 400

Singapore 50 400/230 (a) 400/230 (a) 22.000230 (k) 6.600

400/230 (a)Siria 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)

115 (k) 220 (k)200/115 (a)

Slovacia 50 ± 0,5 230 230 230/400Slovenia 50 ± 0,1 220 (k) 380/220 (a) 10.000

6.600380/220 (a)

Somalia 50 230 (k) 440/220 (j) 440/220 (g)220 (k) 220/110 (j) 220/110 (g)110 (k) 230 (k)

Spania 50 ± 3 380/220 (a) (e) 380/220 (a) 15.000220 (k) 220/127 (a) (e) 11.000220/127 (a) 380/220 (a)127 (k)

Sri Lanka 50 ± 2 230 (k) 400/230 (a) 11.000230 (k) 400/230 (a)

S.U.A 60 ± 0,06 120/240 (j) 265/460 (a) 14.400Charlotte 120/208 (a) 120/240 (j) 7.200(Carolina de Nord) 120/208 (a) 2.400

575 (f)460 (f)240 (f)

265/460 (a)120/240 (j)120/208 (a)



C7




S.U.A 60 ± 0,2 120/240 (j) 480 (f) 13.200

Detroit (Michigan) 120/208 (a) 120/240 (h) 4.800120/208 (a) 4.160480 (f)120/240 (h)120/208 (a)

S.U.A 60 ± 0,2 120/240 (j) 4.800 4.800Los Angeles 120/240 (g) 120/240 (g)(California)S.U.A 60 ± 0,3 120/240 (j) 120/240 (j) 13.200Miami (Florida) 120/208 (a) 120/240 (h) 2.400

120/208 (a) 480/277 (a)120/240 (h)

S.U.A 60 120/240 (j) 120/240 (j) 12.470New York 120/208 (a) 120/208 (a) 4.160(New York) 240 (f) 277/480 (a)

480 (f)S.U.A 60 ± 0,03 120/240 (j) 265/460 (a) 13.200

Pittsburg 120/240 (j) 11.500(Pennsylvania) 120/208 (a) 2.400460 (f) 265/460 (a)230 (f) 120/208 (a)

460 (f)230 (f)

S.U.A 60 120/240 (j) 227/480 (a) 19.900Portland (Oregon) 120/240 (j) 12.000

120/208 (a) 7.200480 (f) 2.400240 (f) 277/480 (a)

120/208 (a)480 (f)240 (f)

S.U.A 60 ± 0,08 120/240 (j) 277/480 (a) 20.800San Francisco 120/240 (j) 12.000(California) 4.160

277/480 (a)120/240 (g)

S.U.A 60 ± 0,08 120/240 (j) 277/480 (c) 12.470Toledo (Ohio) 120/208 (a) 120/240(h) 7.200

120/208 (j) 4.8004.160480 (f)277/480 (a)120/208 (a)

Sudan 50 240 (k) 415/240 (a) 415/240 (a)240 (k)

Swaziland 50 ± 2,5 230 (k) 400/230 (a) 11.000230 (k) 400/230 (a)

Suedia 50 ± 0,5 400/230 (a) 400/230 (a) 6.000230 (k) 230 (k) 400/230 (a)

Tadjikistan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)220/127 (a)127 (k)

Tanzania 50 400/230 (a) 400/230 (a) 11.000400/230 (a)

Thailanda 50 220 (k) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k)

Togo 50 220 (k) 380/220 (a) 20.0005.500380/220 (a)

Tunisia 50 ± 2 380/220 (a) 380/220 (a) 30.000220 (k) 220 (k) 15.000

Turkmenistan 50 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k)220/127 (a)127 (k)

Turcia 50 ± 1 380/220 (a) 380/220 (a) 15.0006.300

380/220 (a)




C8

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


(a) Trifazat stea;patru conductoare;neutrul legat

la pŸmÊnt

(b) Trifazat stea;trei conductoare

(c) Trifazat stea ;trei conductoare;neutrul legat

la pŸmÊnt

(d) Trifazat stea;patru conductoare;neutrul izolat

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

la pŸmÊnt

(f) Trifazat triunghi;trei conductoare

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

(h) Trifazat triunghideschis; patruconductoare;mijlocul unei fazelegat la pŸmÊnt

(i) Trifazat triunghideschis; treiconductoare; o fazŸlegatŸ la pŸmÊnt

V kV

(j) Monofazic;trei conductoare;mijlocul legatla pŸmÊnt

(k) Monofazic;douŸ conductoare;capatul legatla pŸmÊnt

(l) Monofazic;douŸ conductoare;nelegat la pŸmÊnt

(m) Monofazic;un fir, returulprin pŸmÊnt

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

Diagramele circuitelor:


Uganda + 0.1 240 (k) 415/240 (a) 11.000

415/240 (a)Ucraina + 0.2/- 1.5 380/220 (a) 380/220 (a) 380/220 (a)220 (k) 220 (k) 220 (k)

Ungaria 50 ± 5 220 220 220/380Uruguay 50 ± 1 220 (b) (k) 220 (b) (k) 15.000

6.000220 (b)

Vietnam 50 ± 0,1 220 (k) 380/220 (a) 35.00015.00010.0006.000

Yemen 50 250 (k) 440/250 (a) 440/250 (a)Zambia 50 ± 2,5 220 (k) 380/220 (a) 380 (a)Zimbabwe 50 225 (k) 390/225 (a) 11.000

390/225 (a)



C9

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

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

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

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

Consumatori industriali de putere medie si micŸ (cu cabluriproprii de alimentare la JT direct dintr-un post de transformarede distribuÍie publicŸ MT/JT)Consumatorii industriali de putere medie Ûi micŸ pot fi alimentaÍi Án mod satisfŸcŸtorla joasŸ tensiune.

Pentru sarcini care depŸÛesc limita maximŸ permisŸ pentru o linie de distribuÍie,poate fi instalat un cablu special de la acelaÛi post de transformare de la care pleacŸlinia de distribuÍie.

În principiu, limita maximŸ a sarcinii care poate fi alimentatŸ astfel este determinatŸnumai de parametrii transformatorului din postul de transformare.Cu toate acestea, Án practicŸ:n sarcinile mari (peste 300 kVA) necesitŸ Án mod corespunzŸtor cabluri cu secÍiunemare, astfel cŸ, Án afarŸ de situaÍia Án care sarcina este plasatŸ aproape de postul detransformare, aceastŸ soluÍie poate fi nefavorabilŸ din punct de vedere economic;n mulÍi furnizori de energie electricŸ preferŸ sŸ alimenteze la medie tensiunesarcinile ce depŸÛesc 200 kVA (aceastŸ mŸrime variazŸ Án funcÍie de furnizor).Pe baza acestor considerente, liniile de alimentare recomandate la JT (de la220/380 V la 240/415 V) sunt recomandate pentru un domeniu de sarcini de la80 kVA la 250 kVA.Consumatorii obiÛnuiÍi alimentaÍi la JT sunt:n locuinÍe;n spaÍii comerciale;n fabrici mici, spaÍii de lucru, benzinŸrii;n restaurante;n ferme, etc.


Sistem Curentul maxim kVApe consumator racordat

120 V 1 fazŸ, 2 conductoare 60 A 7,2120/240 V 1 fazŸ, 3 conductoare 60 A 14,4120/208 V 3 faze, 4 conductoare 60 A 22220/380 V 3 faze, 4 conductoare 120 A 80230/400 V 3 faze, 4 conductoare 120 A 83240/415 V 3 faze, 4 conductoare 120 A 86




C10

1.2 ReÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune

În ÍŸrile europene nivelurile de tensiune a liniilor principale de distribuÍie trifazate

cu 4 conductoare sunt 220/380 V, 230/400 V. Mai multe ÍŸri sunt Án curs deimplementare a tensiunii stabilite prin ultimul standard (CEI 60038), care este de230/400 V.OraÛele mari Ûi mijlocii au sisteme de linii de distribuÍie subterane. Posturile detransformare de distribuÍie publicŸ MT/JT sunt aÛezate la distanÍe de 500 - 600 m Ûisunt Án mod obiÛnuit echipate cu:n tablouri de distribuÍie cu 3 sau 4 celule de linie care conÍin Án general separatoarede sarcinŸ de intrare Ûi ieÛire, care fac parte dintr-un inel principal, Ûi 1 sau 2

Ántreruptoare de MT sau combinaÍii separator de sarcinŸ - siguranÍe fuzibile pentrucircuitele de protecÍie transformator;n unul sau douŸ transformatoare MT/JT de 1000 kVA;n unul sau douŸ tablouri de distribuÍie de JT (cuplate), trifazate, cu siguranÍe fuzibilesau cu Ántreruptoare automate, protejÊnd plecŸrile Án cabluri cu 4 conductoare,denumite “distribuitori”.IeÛirea de la transformator este conectatŸ la barele de JT printr-un separator de

sarcinŸ sau pur Ûi simplu printr-o legŸturŸ de izolare. În zonele cu consum mare de energie electricŸ se stabileÛte o lungime standard aliniei principale de distribuÍie, luatŸ drept standard pentru formarea unei reÍele. Înacest sens este pozat cÊte un cablu de-a lungul fiecŸrui trotuar, iar la intersecÍiilestrŸzilor se plaseazŸ cÊte o cutie de conexiuni cu 4 linii, plasatŸ Ántr-o niÛŸ, poziÍiaacesteia coincizÊnd cu punctele de intersecÍie a doi “distribuitori”.TendinÍa actualŸ este de a se creea cabine supraterane, protejate la intemperii,plasate la perete sau unde este posibil Áncastrate Án perete.LegŸturile sunt inserate astfel ca liniile principale de distribuÍie de la postul detransformare sŸ formeze circuite radiale cu ramuri deschise (vezi Fig. C3.).CÊnd o cutie de distribuÍie uneÛte o linie principalŸ de distribuÍie de la un post detransformare cu alta de la un post de transformare Ánvecinat, legŸturile de fazŸ sunt

Ántrerupte, Án timp ce conductorul de neutru rŸmÊne conectat.

În oraÛele mari, cablurile de distribuÍie de JTstandardizate sunt legate Án cutii de distribuÍie

formÊnd o reÍea. O parte din legŸturi suntsecÍionate, astfel cŸ fiecare linie de distribuÍiecare pleacŸ de la postul de transformareformeazŸ un sistem arborescent radialdeschis, dupŸ cum este prezentat Án Fig. C3 .

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




C11

În zonele urbane cu consum redus sefoloseÛte un sistem radial de distribuÍie Án careconductoarele au secÍiuni mai mici pe mŸsurŸce distanÍa de la postul de transformarecreÛte.

În multe ÍŸri se utilizeazŸ acum reÍele aerienecu conductoare izolate torsadate.

Acest aranjament conduce la un sistem flexibil Án care un post de transformare poatefi scos de sub tensiune pentru revizie, zona alimentatŸ de acesta urmÊnd sŸ fiesuplinitŸ de posturile de transformare aflate Án vecinatate.

În plus, liniile de distribuÍie scurte (Ántre douŸ cutii de distribuÍie) pot fi izolate ladefecÍiuni locale Ûi reparate.FuncÍie de densitatea sarcinilor, posturile de transformare pot fi aÛezate mai aproapeunul de altul Ûi uneori sunt necesare Ûi transformatoare de pÊnŸ la 1500 kVA.

În zone cu densitŸÍi mici de consumatori sunt des folosite alte forme de reÍeaurbanŸ de JT, bazatŸ pe cutii de distribuÍie, plasate Án punctele strategice ale reÍelei.Aceste scheme exploateazŸ principiul reÍelei de distribuÍie radialŸ Án care secÍiuneaconductorului se diminueazŸ pe mŸsurŸ ce numŸrul consumatorulor se reduce, odatŸ cu depŸrtarea faÍŸ de postul de transformare.

În aceastŸ schemŸ un numŸr de conductoare radiale de JT, cu secÍiune mare, dintabloul de distribuÍie din postul de transformare alimenteazŸ barele colectoare alecutiei de distribuÍie de la care alte conductoare cu secÍiune mai redusŸ alimenteazŸconsumatorii din apropierea cutiei.DistribuÍia de energie electricŸ Án zone periferice Ûi rurale a fost bazatŸ mulÍi anipe conductoare de cupru masiv, susÍinute pe stÊlpi din lemn, beton sau oÍel Ûialimentate din transformatoare montate pe stÊlpi sau la sol.

În ultimii ani se folosesc conductoare de JT torsadate, izolate, care intrŸ ÁncomponenÍa unor cabluri cu mai multe conductoare. Aceste cabluri autoportante sefolosesc la liniile aeriene Ûi sunt considerate mai sigure decÊt liniile de cupru masiv.Acest lucru este valabil mai ales la conductoarele fixate pe pereÍi (de ex. montatesub corniÛe) unde sunt greu observabile.De notat cŸ, principii similare sunt aplicate la tensiuni mai Ánalte, Ûi astfel deconductoare torsadate, izolate, autoportante pentru instalaÍii aeriene sunt disponibileÛi pentru reÍele de 24 kV.

În situaÍiile Án care mai mult decÊt un post de transformare alimenteazŸ cu energieelectricŸ o localitate, conexiunile se fac pe stÊlpii pe care se ÁntÊlnesc liniile de JT dela diferite posturi de transformare, pentru a avea o posibilitate de preluare Án timpulsituaÍiilor de urgenÍŸ. Conductoarele de neutru rŸmÊn Án permanenÍŸ conectate.Spre deosebire de Europa, Án America CentralŸ Ûi de Nord reÍelele de JT suntpractic inexistente Ûi alimentarea trifazicŸ casnicŸ Án zone de locuit este rarŸ.DistribuÍia de energie electricŸ este Án mod efectiv asiguratŸ la MT Ántr-un mod diferit

de practica standardelor europene. Sistemul de MT este de fapt un sistem trifazic cu4 conductoare de la care liniile de distribuÍie monofazate (fazŸ Ûi conductor neutru)alimenteazŸ numeroase transformatoare monofazate.Secundarele ÁnfŸÛurŸrilor transformatorului sunt reglate sŸ asigure alimentareamonofazatŸ cu 3 conductoare la 120/240 V. Conductoarele centrale asigurŸ neutrulde JT, care ÁmpreunŸ cu neutrul conductoarelor de MT sunt ÁmpŸmÊntate la anumitedistanÍe.Fiecare transformator MT/JT alimenteazŸ direct unul sau mai mulÍi consumatori princabluri radiale sau linii aeriene.Multe alte sisteme existŸ Án aceste ÍŸri dar cel descris mai sus este cel mai comun.Figura C4 (pagina urmŸtoare) aratŸ principalele caracteristici ale celor douŸ sisteme.

1.3 Conectarea consumatorului la reÍea

În trecut, un cablu de distribuÍie subteran sau un conductor izolat montat pe perete,provenit de la o linie electricŸ aerianŸ avea terminalele Án interiorul imobilelor Ántr-ocutie izolatŸ care conÍinea capetele terminale ale cablurilor, siguranÍe fuzibile(inaccesibile consumatorului) Ûi echipamentele pentru mŸsurŸ.TendinÍa modernŸ este ca aceste componente sŸ fie cÊt mai repede transferate

Ántr-un cofret izolat rezistent la intemperii, Án exteriorul clŸdirii. În mod obiÛnuit, interfaÍa (punctul de separare) dintre furnizorul de energie electricŸÛi consumator este constituitŸ de bornele de ieÛire ale echipamentelor de mŸsurŸsau, Án anumite cazuri, la bornele de intrare ale Ántreruptorului principal (Án funcÍiede particularitŸÍile locale). Autoritatea furnizoare de energie electricŸ executŸconectarea la aceste borne Án urma testŸrii Ûi verificŸrii instalaÍiei.Un aranjament tipic este prezentat Án Fig. C5 (pagina urmŸtoare).

În Europa, fiecare post de transformare dedistribuÍie publicŸ a energiei electrice este

capabil sŸ alimenteze la JT o suprafaÍŸ pe orazŸ de aproximativ 300 m.Sistemele de distribuÍie din America CentralŸÛi de Nord constau dintr-o reÍea de MT de lacare prin numeroase transformatoare (mici)MT/JT alimenteazŸ direct unul sau mai mulÍiconsumatori .

Aparatele de racord Ûi echipamentul demŸsurare se instalau Án trecut Án interiorul

clŸdirilor. TendinÍa modernŸ este ca ele sŸ fieplasate Án exterior, Ántr-un cofret rezistent laintemperii .





C12

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

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




C13

Un MCCB (Ántreruptor automat Án carcasŸ turnatŸ) care ÁncorporeazŸ un dispozitivde protecÍie diferenÍialŸ rezidualŸ este obligatoriu Án amontele unei instalaÍiifuncÍionÊnd Án sistem TT. Motivele pentru aceasta precum Ûi nivelurile de declanÛare

sunt discutate pe larg Án paragraful 3 al capitolului G.Un motiv Án plus pentru utilizarea MCCB este acela cŸ un consumator nu poatedepŸÛi sarcina maximŸ de consum declaratŸ (contractual) deoarece nivelul dereglaj la suprasarcinŸ, sigilat de furnizorul de energie, va Ántrerupe alimentarea cÊndconsumul depŸÛeste valoarea declaratŸ.Conectarea Ûi deconectarea MCCB este accesibilŸ consumatorului; la un defect ÁninstalaÍie sau la o suprasarcinŸ MCCB va declanÛa Ûi consumatorul poate restabili

Án mod rapid alimentarea dupŸ ÁnlŸturarea defecÍiunii.DatoritŸ inconvenientelor, atÊt la citirea aparatelor de mŸsurŸ cÊt Ûi pentruconsumator, Án prezent, acestea se plaseazŸ pe domeniul public, dupŸ cumurmeazŸ:n Ántr-o cabinŸ independentŸ, de tipul celei prezentate Án Figurile C6 Ûi C7;n Ántr-un spaÍiu din interiorul unei clŸdiri, dar avÊnd intrarea Án cablu Ûi fuzibilelede pe partea de alimentare cu energie electricŸ plasate Ántr-o cutie protejatŸ laintemperii Ûi accesibilŸ din domeniul public. Acest lucru este prezentat Án Fig. C8 (pagina urmŸtoare).n echipamentul destinat consumului de tip casnic, prezentat Án Fig. C5 este plasat

Ántr-un cofret rezistent la intemperii. Acesta se plaseazŸ la limita domeniului publicsau Án zidul clŸdirii fiind accesibil din calea publicŸ. Fig. C9 (pagina urmŸtoare)prezintŸ acest montaj Án care siguranÍele fuzibile Ándeplinesc Ûi funcÍia de separare,respectiv izolare.

Consumatorii de JT sunt Án mod normalalimentaÍi Án sistemele TN sau TT dupŸ cum

s-a descris Án capitolele F Ûi G. Întreruptorulprincipal al instalaÍiei Án sistemul TT trebuiesŸ includŸ Ûi un dispozitiv de protecÍieÁmpotriva scurgerilor la pŸmÊnt (PACD).Pentru un sistem TN este necesarŸ protecÍiala supracurent prin Ántreruptor automat saufuzibil.

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

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

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

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





C14

Fig. C8: BranÛament pentru instalaÍii de tip urban.

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

În domeniul mŸsurii, dezvoltarea tehnicii echipamentelor electronice a fŸcut atractivŸutilizarea noilor echipamente de cŸtre furnizori atÊt pentru mŸsurŸ cÊt Ûi pentrufacturare. Liberalizarea pieÍelor de electricitate a crescut nevoia de date furnizate deechipamentele de mŸsurŸ. Ca un exemplu mŸsura electronicŸ poate ajuta furnizoriisŸ ÁnteleagŸ profilul energetic al consumatorilor pentru previziuni pe termen scurt Ûimediu. Trebuie sŸ ne aÛteptŸm Ûi la apariÍia unor noi aplicaÍii precum comunicaÍii pelinii de energie (Power Line Communication) Ûi aplicaÍii pe frecvenÍe radio.Tot Án acest domeniu sistemele cu pre-platŸ sunt din ce Án ce mai folosite acolounde sunt justificate din punct de vedere economic. Consumatorii cumpŸrŸ ocartelŸ, care valoreazŸ un numŸr de kWh, pe care o introduc Án contor. Pentru acelesisteme necesitŸÍile cheie sunt securitatea Ûi interoperabilitatea, care acum par a fiindeplinite. Atractivitatea acestor sisteme constŸ Án faptul cŸ vor Ánlocui nu numai

contoarele clasice ci Ûi sistemele de facturare, citirea contoarelor Ûi administrarea ÁncasŸrilor.

Fig. C9: BranÛament tipic pentru consumatori casnici.




C15

1.4 Calitatea tensiunii de alimentare În sensul cel mai larg calitatea tensiunii de alimentare pentru reÍelele de JT implicŸ:n

concordanÍa cu limitele statutare privind amplitudinea Ûi frecvenÍa;n inexistenÍa unor fluctuaÍii continue Án interiorul acestor limite;n alimentarea neÁntreruptŸ cu energie, cu excepÍia deconectŸrilor necesareoperaÍiilor programate de ÁntreÍinere Ûi celor datorate avariilor Án sistem sau altorsituaÍii de urgenÍŸ;n pŸstrarea unei unde de tensiune cÊt mai sinusoidale.

În acest paragraf se va analiza numai problema menÍinerii amplitudinii tensiunii dealimentare.

În majoritatea ÍŸrilor, furnizorul de energie electricŸ are obligaÍia statutarŸ de amenÍine nivelul tensiunii de alimentare, Án zona de utilizare, Án limitele de ±5% (Ánunele cazuri de ± 6%, vezi Tab. C1) ale valorii nominale declarate.RecomandŸrile CEI Ûi majoritatea standardelor naÍionale, recomandŸ ca receptoriide JT sŸ functioneze satisfŸcŸtor Án limitele de ±10% ale tensiunii nominale. AceastaasigurŸ o marjŸ de siguranÍŸ faÍŸ de condiÍiile cele mai defavorabile (de exemplu-5% Án zona de utilizare) urmatŸ de o cŸdere de tensiune de 5% Án conductoareleinstalaÍiei.

Într-un sistem tipic de distribuÍie cŸderile de tensiune se produc Án modul urmŸtor: Án mod normal, tensiunea la bornele de MT ale unui transformator coborÊtor MT/JTeste menÍinutŸ Án intervalul de ±2% datoritŸ utilizŸrii comutatoarelor automate deploturi sub sarcinŸ ale transformatoarelor din staÍiile de transformare principale(exemplu 110/20 kV). Aceste staÍii alimenteazŸ reÍeaua respectivŸ fiind conectate laun sistem de transport de energie de ÁnaltŸ tensiune.DacŸ transformatorul MT/JT este plasat Án apropierea unei astfel de staÍii detransformare principale, intervalul de ±2% va fi centrat astfel ÁncÊt nivelul de tensiunesŸ fie mai mare decÊt tensiunea nominalŸ la MT.De exemplu tensiunea poate fi 20,5 kV ±2% Ántr-un sistem cu tensiunea nominalŸ de20 kV. În acest caz transformatorul de distribuÍie MT/JT va trebui sŸ aibŸ comutatorulde ploturi de pe partea de MT reglat pe poziÍia de +2,5%.

În mod similar, Án zonele depŸrtate de staÍiile de transformare principale, esteposibilŸ o valoare de tensiune de 19,5 kV ±2%. În acest caz comutatorul de ploturitrebuie sŸ fie reglat pe poziÍia de -5%.Aceste diferenÍe de nivel de tensiune Ántr-un sistem de alimentare, sunt normale Ûi

depind de valoarea Ûi logistica fluxului de energie electricŸ. De altfel aceste diferenÍe Ántre valorile de tensiune sunt motivul utilizŸrii termenului de “nominalŸ” cÊnd nereferim la tensiunea sistemului.

AplicaÍii practiceSe considerŸ un transformator MT/JT, cu reglaj corect al comutatorului de ploturi,care permite menÍinerea tensiunii, Án condiÍii de sarcinŸ la o valoare de ±2% faÍŸ detensiunea Án gol.Pentru a avea certitudinea cŸ transformatorul menÍine tensiunea necesarŸ Ûi lasarcinŸ nominalŸ, tensiunea Án gol trebuie sŸ fie la o valoare maximŸ posibilŸ, fŸrŸsŸ se depŸÛeascŸ limita de 5% (adoptatŸ pentru acest exemplu). În prezent raportulde transformare corespunzŸtor ÁnfŸÛurŸrilor, asigurŸ o tensiune secundarŸ de 104%la mersul Án gol(1), atunci cÊnd Án primar se aplicŸ tensiunea nominalŸ la MT sau ovaloare corectatŸ prin comutatorul de ploturi, aÛa cum s-a prezentat anterior.Relativ la exemplul nostru, aceasta reprezintŸ o variaÍie de tensiune Ántre 102% Ûi106% faÍŸ de valoarea nominalŸ.Un transformator tipic de distribuÍie la JT are o tensiune de scurtcircuit de 5%. DacŸse considerŸ pentru cŸderea de tensiune rezistivŸ o zecime din aceasta, atuncicŸderea de tensiune la funcÍionarea Án plinŸ sarcinŸ, la factorul de putere 0,8 va fi:ΔU% = R% cos ϕ + X% sin ϕ = 0,5 x 0,8 + 5 x 0,6 = 0,4 + 3 = 3,4%Valorile de tensiune la bornele transformatorului Án plinŸ sarcinŸ se vor Áncadra Ántre(102 - 3,4) = 98,6% Ûi (106 - 3,4) = 102,6%.Valoarea maximŸ admisibilŸ pentru cŸderea de tensiune de-a lungul unui cablu dedistribuÍie este de 98,6 - 95 = 3,6% .

În mod practic aceasta ÁnseamnŸ cŸ un cablu trifazat cu patru conductoare dincupru, la 230/400 V, de secÍiune de 240 mm2, este capabil sŸ transmitŸ puterea de292 kVA uniform distribuitŸ mai multor consumatori, la cos ϕ = 0,8, la o distanÍŸ de306 m faÍŸ de tabloul de distribuÍie.AceeaÛi putere poate fi transmisŸ la distanÍa de 153 m de transformator, Án cazulunui singur consumator, dacŸ se considerŸ aceeaÛi cŸdere de tensiune.Este interesant de remarcat faptul cŸ ÁncŸrcarea maximŸ a cablului, bazatŸ pe

CEI 60287 (1982) este de 290 kVA, astfel ÁncÊt marja de 3,6% nu este cu totulrestrictivŸ, adicŸ cablul poate fi ÁncŸrcat la sarcina nominalŸ pentru distanÍe uzuale

Án distribuÍia la JT.Este de remarcat cŸ cos ϕ = 0,8 se referŸ la consumatorii industriali. În zonelesemiindustriale, cea mai potrivitŸ valoare este 0,85, Án timp ce cos ϕ = 0,9 reprezintŸcazul cel mai uzual Án calculele ce se referŸ la zonele de locuit. În acest mod,cŸderea de tensiune menÍionatŸ mai sus poate fi consideratŸ drept cazul cel maidefavorabil.

Un nivel adecvat al tensiunii la borneleconsumatorilor este esenÍial pentru buna

funcÍionare a echipamentelor Ûi a receptorilor.Valorile necesare ale curentului, cŸderile detensiune dintr-un sistem tipic de JT, subliniazŸimportanÍa menÍinerii unui factor de puteremare, ca mijloc de reducere a cŸderilor detensiune.

(1) Transformatoarele proiectate pentru 230/400V conformstandardelor CEI vor avea o tensiune Án gol de 420 V, adicŸ105% din tensiunea nominalŸ.





C16

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

2 MŸsura energiei Ûi tarifele

Prezenta lucrare nu ÁÛi propune sŸ analizeze tarife particulare, mai ales cŸ acesteasunt de o mare diversitate Án funcÍie de furnizorul de energie electricŸ din fiecareÍarŸ.

DeÛi unele tarife au o structurŸ foarte complicatŸ, cÊteva elemente sunt comunetuturor Ûi au drept scop sŸ determine pe consumatori sŸ gestioneze consumul deenergie (reducÊnd astfel costurile de producÍie, de transport Ûi de distribuÍie).Cele douŸ metode de bazŸ prin care se poate reduce costul energiei electrice livratela consumator sunt:n reducerea pierderilor de putere Án producÍia, transportul Ûi distribuÍia energieielectrice. În principiu, pierderile minimale se ating atunci cÊnd toate componentelesistemului energetic funcÍioneazŸ la un factor de putere cÊt mai aproape de unitate;n reducerea cererilor de putere la vÊrf de sarcinŸ, concomitent cu creÛterea puteriiabsorbite Án golul de sarcinŸ, adicŸ aplatizarea curbei de sarcinŸ care conduce la oexploatare mai eficientŸ a centralelor electrice.

Reducerea pierderilor În practicŸ, fiind departe de condiÍiile ideale menÍionate mai sus, structura tarifelorse bazeazŸ Án parte pe cererea de putere aparentŸ (kVA), precum Ûi pe energia

consumatŸ sub formŸ de energie activŸ (kWh). Dat fiind cŸ pentru un anumeconsumator de putere activŸ, puterea aparentŸ minimŸ corespunde la cos ϕ = 1,consumatorul poate minimiza nota de platŸ a energiei prin corecÍia factorului deputere (cum este prezentat Án capitolul L).Valoarea puterii aparente, utilizatŸ Án tarife, este egalŸ cu valoarea maximŸ a puteriimedii cerute pe durata unui interval de contorizare. Aceasta se bazeazŸ pe valoareamedie a puterii aparente absorbite pe durate fixe (Án general perioade de 10, 30 sau60 de minute) dupŸ care se selecteazŸ valoarea maximŸ din Ûirul acestor valori.Metoda este descrisŸ mai departe Án “principiul contorizarii cererii de putere aparentŸmaxima”.

Reducerea vÊrfului de putere absorbitŸCel de al doilea obiectiv adicŸ reducerea cererilor de putere la vÊrf de sarcinŸ,concomitent cu creÛterea puterii absorbite Án golul de sarcinŸ a dus la elaborareaunor tarife care oferŸ o reducere substanÍialŸ de cost, Án urmŸtoarele cazuri:n Án anumite ore ale zilei;n Án anumite perioade ale anului.Cel mai simplu exemplu este acela al unui consumator casnic, sub forma unuisistem de ÁncŸlzire al apei sau al locuinÍei, cu acumulare de energie termicŸ.Contorul are douŸ Ánregistratoare digitale, unul din ele funcÍionÊnd Án timpul zilei, iarcelŸlalt (comutat de un dispozitiv cu ceas) Án timpul nopÍii. Alimentarea ÁncŸlzitoruluise face printr-un contactor, comandat de acelaÛi dispozitiv cu ceas, astfel ÁncÊtsistemul sŸ funcÍioneze, Án mod normal, Án perioadele cu tariful cel mai redus.

ÎncŸlzitorul poate fi conectat manual Án orice perioadŸ, dar Án acest caz se vor aplicatarifele corespunzŸtoare. Marii consumatori industriali pot avea 3 sau 4 moduridiferite de tarifare care se aplicŸ la diversele ore ale zilei Ûi la diversele perioade aleanului.

În aceste sisteme de tarifare, raportul dintre costul unui kWh pe o duratŸ cecorespunde vÊrfului de sarcinŸ anual, Ûi costul per kWh Án perioada cu ÁncŸrcareacea mai redusŸ, poate ajunge chiar de 10:1.

ContoareEste evident cŸ, pentru a implementa acest fel de contorizare sunt necesareinstrumente Ûi dispozitive de ÁnaltŸ calitate.Aplicarea actualŸ a acestor principii este favorizatŸ de dezvoltarea unor contoareelectronice cu microprocesor, precum Ûi utilizarea comenzilor la distanÍŸ de tip“ripple control”(1), emise de centrul de control al furnizorului de energie. (acestapoate, de exemplu sŸ schimbe perioada de vÊrf de sarcinŸ pe durata unui an, etc.).

În majoritatea ÍŸrilor, tarifele se bazeazŸ pe cererea de putere aparentŸ, coroboratŸcu consumul de putere activŸ, contorizate pe durate fixe (de obicei, intervale de 3luni). Puterea aparentŸ maximŸ ÁnregistratŸ de contor, este de fapt un maximumselectat Ántre puteri aparente medii, (cea mai mare valoare) mŸsurate pe intervalulde timp de facturare.



C17

2 MŸsura energiei Ûi tarifele

Figura C10 prezintŸ o curbŸ caracteristicŸ a puterii aparente absorbite pe durata a2 ore, perioadŸ ÁmpŸrÍitŸ Án intervale de 10 minute. Contorul mŸsoarŸ valoareamedie a puterii aparente pentru fiecare interval de 10 minute.

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

Principiul mŸsurŸrii maximului puterii aparente absorbiteUn contor de mŸsurare a energiei corespunzŸtoare puterii aparente (kVAh)are o structurŸ similarŸ cu cea corespunzŸtoare celor care mŸsoarŸ energiacorespunzŸtoare puterii active (kWh) numai cŸ relaÍia de fazŸ dintre tensiune Ûicurent a fost modificatŸ, pentru a se putea mŸsura efectiv Án kVAh (kilo-volt-amper-orŸ). Contorul de energie aparentŸ, spre deosebire de cel de energie activŸ, esteechipat cu un indicator rotativ. Atunci cÊnd indicatorul se roteÛte, acesta mŸsoarŸenergia corespunzŸtoare puterii aparente Ûi Ámpinge un element de marcaj (roÛu) de

Ánregistrare a valorii maxime. DupŸ un interval de 10 minute, indicatorul a executato miÛcare de rotaÍie de-a lungul cadranului corespunzŸtor (prin construcÍie nu sepermite ca indicatorul sŸ execute o rotaÍie completŸ Án intervalul a 10 minute), fiindapoi resetat electric la poziÍia de zero, pentru a Áncepe o nouŸ deplasare Án intervalulurmŸtor de 10 minute. Elementul de marcaj rŸmÊne la poziÍia corespunzatoare aindicatorului, care aratŸ valoarea energiei aparente (Án kilo-volt-amperi-ore) absorbitede consumator Án 10 minute. Este posibil ca, Án loc de a avea cadranul gradat ÁnkVAh, acesta poate fi mŸsurat Án unitŸÍi corespunzŸtoare puterii aparente medii(kVA). În continuare se va explica acest lucru.SŸ presupunem cŸ marcajul roÛu se opreÛte la o poziÍie corespunzŸtoare valorii de5 kVAh. Se Ûtie cŸ puterea aparentŸ instantanee, cu valori variabile, este contorizatŸpentru 10 minute, adicŸ 1/6 ore.DacŸ se Ámparte valoarea de 5 kVAh la numŸrul de ore, se obÍine valoarea medie aputerii aparente pe intervalul respectiv. În cazul nostru, aceasta va fi:

5 x1

= 5 x 6 = 30 kVA1

6

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




C18



D1

Capitolul DGhid de selecÍie a arhitecturiide MT Ûi JT

Cuprins

Interesul utilizatorului D3

Procesul simplificat de proiectare a arhitecturii D4 2.1 Proiectarea arhitecturii D4

2.2 Întregul proces D5

Caracteristicile unei instalaÍii electrice D7 3.1 Activitate D7

3.2 Topologia amplasamentului D7

3.3 CerinÍe de amplasare D7

3.4 SiguranÍa Án funcÍionare D8

3.5 Mentenabilitatea D8 3.6 Flexibilitatea instalaÍiei D8

3.7 Puterea instalatŸ D9

3.8 DistribuÍia consumatorilor D9

3.9 Sensibilitatea la Ántreruperea alimentŸrii D9

3.10 Sensibilitatea la perturbaÍii D10

3.11 Capacitatea circuitelor de a genera perturbaÍii D10

3.12 Alte consideraÍii Ûi limitŸri D10

Caracteristici tehnologice D11 4.1 Mediu, atmosferŸ D11

4.2 Indicele de serviciu D11

4.3 Alte consideraÍii D12 Criterii de decizie a arhitecturii D13 5.1 Timpul de execuÍie D13

5.2 Impactul asupra mediului D13

5.3 Nivelul mentenanÍei preventive D14

5.4 Disponibilitatea alimentŸrii cu energie electricŸ D14

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

6.2 ConfiguraÍia circuitelor de MT D16

6.3 NumŸrul Ûi amplasarea posturilor de transformare MT/JT D17

6.4 NumŸrul transformatoarelor MT/JT D18

6.5 Generatoare de rezervŸ de MT D18 Alegerea detaliilor arhitecturii D19 7.1 Planul general D19

7.2 Arhitectura centralizatŸ sau distribuitŸ D20

7.3 PrezenÍa surselor de alimentare neÁntreruptibile (UPS) D22

7.4 ConfiguraÍia circuitelor de JT D22

Alegerea echipamentului D25

1

23

4

5

6

7

8



D - Ghid de selecÍie a arhitecturii de MT Ûi JT

D2

RecomandŸri pentru optimizarea arhitecturii D26 9.1 Munca pe Ûantier D26

9.2 Impactul asupra mediului D26 9.3 Volumul mentenanÍei preventive D28

9.4 Disponibilitatea energiei electrice D28

Glosar D29

Programul de calcul ID-Spec D30

9

10

11



D3

1 Interesul utilizatorului

Alegerea arhitecturii de distribuÍieAlegerea arhitecturii de distribuÍie are un impact decisiv asupra performanÍelor

instalaÍiei de-a lungul duratei de viaÍŸ:n ÁncŸ de la faza de implementare, alegerea poate influenÍa Án mare mŸsurŸ timpulde realizare, posibilitŸÍile de lucru, competenÍa necesarŸ echipei de lucru, etc.;n existŸ de asemenea un impact important asupra perfomanÍelor instalaÍiei Án timpulfuncÍionŸrii, din punct de vedere al calitŸÍii Ûi continuitŸÍii Án alimentarea cu energieelectricŸ a sarcinilor sensibile, al pierderilor de putere Án circuitele de alimentare;n Ûi, Án final, va exista un impact asupra proporÍiei Án care instalaÍia poate fi reciclatŸla sfÊrÛitul duratei sale de viaÍŸ.Arhitectura unei instalaÍii de distribuÍie electricŸ se referŸ la definirea configuraÍieispaÍiale, la alegerea surselor de alimentare, la definirea diferitelor niveluri dedistribuÍie, a schemelor monofilare Ûi Án final la alegerea echipamentelor.Alegerea celei mai bune arhitecturi se exprimŸ deseori Án termeni de compromis

Ántre diferitele criterii de performanÍŸ care intereseazŸ utilizatorii instalaÍiei pÊnŸ lasfÊrÛitul duratei sale de viaÍŸ. Cu cÊt se vor cŸuta mai devreme soluÍii, cu atÊt existŸmai multe posibilitŸÍi de optimizare (vezi Fig. D1).

Fig. D1: PotenÍialul de optimizare.

CŸutarea soluÍiei optime este de asemenea puternic legatŸ de abilitatea decomunicare Ántre persoanele implicate Án proiectarea diferitelor secÍiuni aleproiectului:n arhitectul, care defineÛte organizarea clŸdirii Án funcÍie de cerinÍele beneficiarului;n proiectantul diferitelor secÍiuni tehnice (iluminat, ÁncŸlzire, aer condiÍionat, fluide,etc.);n reprezentantul beneficiarului care defineÛte procesele.Paragrafele ce urmeazŸ prezintŸ criteriile de alegere precum Ûi procesul deproiectare a arhitecturii pentru ca proiectul sŸ corespundŸ criteriilor de performanÍŸ

cerute clŸdirilor moderne din sectorul industrial Ûi terÍiar (mai puÍin obiectivele foartemari).




D4

2 Procesul simplificat deproiectare a arhitecturii

2.1 Proiectarea arhitecturiiProiectarea arhitecturii considerate Án aceastŸ lucrare se referŸ la faza de proiect

preliminar. Ea acoperŸ Án general nivelurile de distribuÍie principalŸ MT/JT, distribuÍiede putere JT Ûi, Án mod excepÍional, nivelul de distribuÍie terminalŸ (vezi Fig. D2)

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

Fig. D2: Exemplu de schemŸ monofilarŸ.



D5

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

Etapa 1: Alegerea elementelor de bazŸ ale arhitecturiiAceasta implicŸ definirea caracteristicilor generale ale instalaÍiei electrice. Se vor lua

Án considerare caracteristicile macroscopice ale instalaÍiei Ûi utilizarea sa.Aceste caracteristici au implicaÍii asupra conectŸrii la reÍeaua din amonte, asupracircuitelor MT, a numŸrului de posturi de transformare, etc.La sfÊrÛitul acestei etape vor exista cÊteva soluÍii de scheme de principiu dedistribuÍie care vor fi utilizate ca punct de plecare pentru schemele monofilare.Alegerea definitivŸ se confirmŸ la sfÊrÛitul etapei 2.


2.2 Întregul proces Întregul proces este descris pe scurt Án paragrafele urmŸtoare Ûi ilustrat Án Fig. D3.

Procesul descris Án acest document nu reprezintŸ singura soluÍie. Acest documentreprezintŸ Án fapt un ghid pentru uzul proiectanÍilor de instalaÍii electrice.




D6

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

Etapa 3: Alegerea echipamentuluiAlegerea echipamentului de utilizat se face Án aceastŸ etapŸ Ûi rezultŸ din stabilireaarhitecturii. Alegerea echipamentului se face din cataloagele producŸtoriloravÊndu-se Án vedere satisfacerea anumitor criterii.

În acest stadiu se revine la etapa 2 dacŸ criteriile respective nu sunt satisfŸcute.

DeciziaStadiul de decizie creeazŸ biroului de proiectare premizele unor discuÍii cu clientulsau cu alÍi participanÍi la realizarea proiectului.

În conformitate cu rezultatul acestor discuÍii se poate trece Ánapoi la etapa 1.




D7

3 Caracteristicile unei instalaÍiielectrice

Sunt prezentate principalele caracteristici care permit definirea elementelorfundamentale Ûi detaliilor unei arhitecturi de distribuÍie electricŸ. Pentru fiecaredin aceste caracteristici se va prezenta definiÍia Ûi diferite categorii sau valori

reprezentative.

3.1 ActivitateDefiniÍie:Activitatea economicŸ principalŸ de realizat.

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

Lista indicativŸ pentru sectoarele considerate din cadrul

clŸdirilor terÍiare:n clŸdiri de birouri;n hypermarket-uri;n mall-uri.

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

Diferite categorii:n clŸdire cu un etaj;n clŸdire cu mai multe etaje;

n obiectiv cu mai multe clŸdiri;n clŸdire ÁnaltŸ.

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

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




D8

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

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

3.5 Mentenabilitatea

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

Diferite categorii:n minim: instalaÍia trebuie scoasŸ din funcÍiune pentru realizarea unor operaÍii de

ÁntreÍinere;n standard: operaÍiile de ÁntreÍinere pot fi Ándeplinite Án timpul funcÍionŸriiinstalaÍiei dar cu performanÍe diminuate. De preferabil ca aceste operaÍii sŸ seprogrameze astfel ÁncÊt sŸ se realizeze Án perioadele de activitate redusŸ. Exemple:transformatoare cu redundanÍŸ parÍialŸ Ûi sarcini distribuite;n ridicatŸ: prin mŸsuri speciale luate Án considerare, operaÍiile de ÁntreÍinere pot

fi realizate fŸrŸ perturbarea funcÍionŸrii instalaÍiei. Exemple: configuraÍie cu dublŸalimentare.

3.6 Flexibilitatea instalaÍieiDefiniÍie:Posibilitatea de a modifica cu uÛurinÍŸ punctele de alimentare Án interiorul instalaÍieisau de a creÛte puterea furnizatŸ Án anumite puncte. Flexibilitatea este un criteriucare apare de asemenea Án cazul unor proiecte avÊnd o parte din date necunoscute

Án faza de proiectare preliminarŸ.

Diferite categorii:n fŸrŸ flexibilitate: amplasarea consumatorilor este aceeaÛi pe Ántreaga perioadŸ deviaÍŸ a instalaÍiei datoritŸ unor impuneri legate de construcÍia clŸdirii sau de masa

mare a procesului alimentat (de exemplu: cuptoare electrice);n flexibilitatea proiectului: numŸrul de puncte de alimentare, puterea consumatorilorsau amplasarea lor nu este cunoscutŸ precis;n flexibilitate Án realizare: consumatorii pot fi instalaÍi dupŸ ce instalaÍia este pusŸsub tensiune;n flexibilitate Án funcÍionare: amplasarea consumatorilor se modificŸ Án cursulacÍiunilor de reorganizare.Exemple:ClŸdiri industriale: extinderi, compartimentŸri sau schimbarea destinaÍiei.ClŸdiri de birouri: compartimentŸri.




D9

3.7 Puterea instalatŸDefiniÍie:

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

3.8 DistribuÍia consumatorilorDefiniÍie:

CaracteristicŸ legatŸ de uniformitatea distribuirii consumatorilor (Án kVA/m2

) pe osuprafaÍŸ Án interiorul sau exteriorul clŸdirii.

Diferite categorii: n distribuÍie uniformŸ: consumatorii sunt Án general de puteri medii sau mici ÛirŸspÊndiÍi pe suprafaÍa clŸdirii (densitate uniformŸ). De exemplu: iluminat, locuri demuncŸ individuale;n distribuÍie intermediarŸ: consumatorii sunt de puteri medii amplasaÍi grupat pe

Ántreaga suprafaÍŸ a clŸdirii. De exemplu: maÛini de asamblat, benzi rulante, staÍii delucru, module logistice;n consumatori localizaÍi: consumatorii sunt Án general de puteri mari Ûi suntamplasaÍi Án cÊteva zone ale clŸdirii (densitate neuniformŸ). De exemplu: HVAC.

3.9 Sensibilitatea la Ántreruperea alimentŸrii

DefiniÍie:Caracteristica unui circuit de a accepta o Ántrerupere Án alimentarea cu energieelectricŸ.

Diferite categorii:n circuite comune: este posibil sŸ fie Ántrerupte oricÊnd Ûi pentru orice duratŸ de timp;n acceptŸ Ántreruperi lungi: timp de Ántrerupere > 3 minute(1);n acceptŸ Ántreruperi scurte: timp de Ántrerupere < 3 minute(1);n nu acceptŸ Ántreruperi.

În funcÍie de posibilele consecinÍe se pot distinge diferite nivele de severitate Án ceeace priveÛte Ántreruperile:n fŸrŸ consecinÍe notabile;n pierderi de producÍie;n deteriorarea unor utilitŸÍi ale producÍiei sau pierderi de date;n genereazŸ pericol de moarte.Aceasta este exprimatŸ Án termeni de criticitate din punct de vedere al alimentŸrii cuenergie electricŸ.n circuite necritice: consumatorul sau circuitul respectiv poate fi eliminat oricÊnd. Deexemplu: circuitul de ÁncŸlzire a apei la grupurile sanitare;n circuite uÛor critice: o Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ determinŸun discomfort temporar pentru ocupanÍii clŸdirii, fŸrŸ nici o consecinÍŸ financiarŸ.Prelungirea acestei Ántreruperi peste o duratŸ criticŸ poate cauza pierderi deproducÍie sau productivitate mai micŸ. De exemplu: circuitele de ÁncŸlzire, ventilaÍiesau aer condiÍionat (HVAC);n circuite mediu critice: o Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ determinŸo scurtŸ pauzŸ a procesului. Prelungirea acestei Ántreruperi peste o duratŸ criticŸcauzeazŸ deteriorarea unor utilitŸÍi ale producÍiei sau costuri de repornire. Deexemplu: unitŸÍile de refrigerare, echipamente de ridicare;n circuite critice: orice Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ determinŸpericol mortal sau pierderi financiare inacceptabile. Exemple: sŸli de operaÍii,

departamente IT, departamente de securitate, etc.

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






D11

4 Caracteristici tehnologice

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

cont de caracteristicile de mai jos.

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

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

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

FuncÍionare MentenanÍŸ Evolutivitate

Nivel 1 IS = 1 • •Activitatea poate conduce la

Ántreruperea funcÍionŸrii tabloului

IS = • 1 •Activitatea poate conduce la


IS = • • 1Activitatea poate conduce la


Nivel 2 IS = 2 • •

Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionarii numai pentruunitatea funcÍionalŸ

IS = • 2 •

Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii unitŸÍiifuncÍionale, cu intervenÍii asupraconexiunilor

IS = • • 2

Activitatea poate conduce la Ántreruperea funcÍionŸrii unitŸÍiifuncÍionale, Án condiÍiile existenÍeiunor unitŸÍi funcÍionale de rezervŸ

Nivel 3 IS = 3 • •Activitatea poate conduce lascoaterea de sub tensiune a unitŸÍiifuncÍionale

IS = • 3 •Activitatea poate conduce la

Ántreruperea funcÍionŸrii unitŸÍiifuncÍionale, fŸrŸ intervenÍii asupraconexiunilor

IS = • • 3Activitatea poate conduce la

Ántreruperea funcÍionŸrii numaipentru unitatea funcÍionalŸ, culibertate totalŸ Án ceea ce priveÛteevolutivitatea.

n exemplu de activitate de exploatare: deschiderea unui Ántreruptor, Ántreruperea

funcÍionŸrii unei maÛini;n exemplu de activitate de mentenanÍŸ: strÊngerea conexiunilor;n exemplu de activitate de evoluÍie: conectarea unei plecŸri suplimentare.

Tab. D4: Diferite valori ale indicelui de serviciu.




D12

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

Indicele deserviciuIS

Indicele deprotecÍieIP

Forma deprotecÍie atabloului

DebroÛabilitateaunitŸÍiifuncÍionale

DebroÛabilitateaaparatului

1 1 1 2 X X 1 F F F Fix2 1 1 2 X B 1 F F F Fix

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

2 3 2 2 X B 3b W F W DebroÛabil pesoclu

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

3 3 2 2 X B 3b W W W DebroÛabil peÛasiu

3 3 3 2 X B 3b W W W DebroÛabil peÛasiu

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

4 Caracteristici tehnologice

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

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

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

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

IS FuncÍionare MentenanÍŸ Evolutivitate

1 1 1 S Timp de lucru > 1 orŸ, cu ÁntreruperetotalŸ

Extinderi neplanificate

2 1 1

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

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

Possible adding of functional unitswithout stopping the switchboard

2 3 2

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

2 3 3

3 3 2Scoaterea de sub tensiune, individual,

a unitŸÍilor funcÍionale Ûi repunerea ÁnfuncÍiune < 1/4 orŸ3 3 3

Scoaterea de sub tensiunea Ántregului tablou

Posibila adŸugare a unor unitŸÍifuncÍionale suplimentare fŸrŸ oprireafuncÍionŸrii tablouluiPosibila adŸugare a unor unitŸÍifuncÍionale suplimentare cu oprireafuncÍionŸrii tablouluiPosibila adŸugare a unor unitŸÍifuncÍionale suplimentare fŸrŸ oprireafuncÍionŸrii tablouluiPosibila adŸugare a unor unitŸÍifuncÍionale suplimentare cu oprireafuncÍionŸrii tabloului

Posibila adŸugare a unor unitŸÍifuncÍionale suplimentare fŸrŸ oprireafuncÍionŸrii tabloului



D13

5 Criterii de decizie a arhitecturii

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

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

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

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

Diferite niveluri de prioritate:n nesemnificativ: nu existŸ cerinÍe de mediu speciale;n minimal: instalaÍia este proiectatŸ Án conformitate cu cerinÍele minimale;n proactiv: instalaÍia este proiectatŸ acordÊndu-se atenÍie deosebitŸ pentruprotecÍia mediului. Extracosturile sunt permise Án acest caz. De exemplu: utilizareatransformatoarelor cu pierderi reduse.Impactul unei instalaÍii electrice asupra mediului poate fi determinat Án conformitatecu metoda de analizŸ a duratei de viaÍŸ a instalaÍiei, la care se disting 3 faze:n realizare;n funcÍionare;n sfÊrÛitul vieÍii (dezafectare, reciclare).

În ceea ce priveÛte impactul asupra mediului, pot fi luaÍi Án considerare cel puÍin 3indicatori care pot fi influenÍaÍi de proiectarea unei instalaÍii electrice. DeÛi fiecarefazŸ din cadrul duratei de viaÍŸ contribuie la cei trei indicatori, fiecare dintre aceÛtiase referŸ Án principal la o singurŸ fazŸ Án particular:n consumul de resurse naturale are impact, Án primul rÊnd, asupra fazei de realizare;n consumul de energie electricŸ are impact asupra fazei de funcÍionare;n potenÍialul de reciclare are impact la sfÊrÛitul duratei de viaÍŸ.Tabelul urmŸtor detaliazŸ factorii care contribuie la cei trei indicatori de mediu (veziTab. D7).

Indicatori Factor de contribuÍie

Consumul de resurse naturale Cantitatea Ûi tipul de material utilizat

Consumul de energie electricŸ Pierderile Joule la sarcinŸ nominalŸ Ûi Án golPotenÍialul de reciclare Masa Ûi tipul de material utilizat

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




D14

5.3 Nivelul mentenanÍei preventiveDefiniÍie:

NumŸrul de ore Ûi complexitatea mentenanÍei realizate Án timpul funcÍionŸrii Án conformitate cu recomandŸrile producŸtorilor pentru asigurarea funcÍionŸriicorespunzŸtoare a instalaÍiei Ûi a meÍinerii nivelurilor sale de performanÍŸ (evitarea

Ántreruperilor, declanÛŸrilor, etc.).

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

5.4 Disponibilitatea alimentŸrii cu energie electricŸDefiniÍie:

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

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

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

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

Exemple de clasificŸri utilizate pentru centrele de prelucrare date:Ex. 1: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de pe un singur canal,

fŸrŸ redundanÍŸ, ceea ce permite o disponibilitate de 99,671 %,Ex. 2: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de pe un singur canal,cu redundanÍŸ, ceea ce permite o disponibilitate de 99,741 %,Ex. 3: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de mai multe canale, cuun singur canal redundant, ceea ce permite o disponibilitate de 99,982 %,Ex. 4: sursa de alimentare Ûi aerul condiÍionat sunt furnizate de mai multe canale, curedundanÍŸ, ceea ce permite o disponibilitate de 99,995 %.

5 Criterii de decizie a arhitecturii



D15

Schema monofilarŸ poate fi ÁmpŸrÍitŸ Án cÊteva pŸrÍi cheie care sunt determinateprintr-un proces cu douŸ etape succesive. În prima parte vom face urmŸtoarelealegeri:

n conectarea la reÍeaua furnizorului;n definirea circuitelor de MT;n numŸrul de transformatoare de putere;n numŸrul Ûi amplasarea posturilor de transformare;n generatoarele de rezervŸ de MT.

6.1 Racordarea la reÍeaua amontePrincipalele configuraÍii pentru posibile conexiuni sunt urmŸtoarele (vezi Fig. D8 pentru racordarea la MT):n racordarea la JT;n racordarea la MT Án vÊrf;n racordarea la MT Án buclŸ;n racordarea la MT dublŸ alimentare;n racordarea la MT dublŸ alimentare pe dublu sistem de bare.

Masura, protecÍia, dispozitivele de separare localizate Án postul de transformarenu sunt reprezentate Án urmŸtoarele diagrame. De obicei ele sunt specifice fiecŸruifurnizor de energie Ûi nu au influenÍŸ asupra alegerii arhitecturii instalaÍiei. Pentrufiecare racord este simbolizat un singur transformator pentru simplificare dar Ánrealitate pot fi conectate cÊteva transformatoare.(TGJT - Tablou general de joasŸ tensiune)

Fig. D8: Racordarea pe MT la reÍeaua furnizorului.

6 Alegerea elementelor de bazŸale arhitecturii




D16

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

ConfiguraÍie

JT MT

Caracteristici deluat Án considerare

Alimentare Án vÊrf

Alimentare Án buclŸ

DublŸ alimentare DublŸ alimentarepe dublu sistemde bare

Alimentare Oricare Oricare Oricare InstalaÍiitehnologice, birourisensibile, sŸnŸtate

Oricare

Topologia obiect ivului O singurŸ clŸdire O singurŸ clŸdire O singurŸ c lŸdire O singurŸ c lŸdire Mai multe c lŸdiri

SiguranÍa Án serviciu MinimŸ MinimŸ Standard ÎmbunŸtŸÍitŸ ÎmbunŸtŸÍitŸ

Puterea cerutŸ < 630kVA i 1250kVA

i 2500kVA

> 2500kVA > 2500kVA

Alte cerinÍe Oricare Obiectiv izolat ZonŸ urbanŸ cudensitate micŸ

ZonŸ urbanŸ cudensitate mare

ZonŸ urbanŸcu limitŸri alefurnizorului

6.2 ConfiguraÍia circuitelor de MTPrincipalele configuraÍii posibile pentru racordŸri sunt urmŸtoarele (vezi Fig. D9):n o singurŸ alimentare, unul sau mai multe transformatoare;n inel deschis, o singurŸ alimentare MT;n inel deschis, douŸ alimentari MT.ConfiguraÍia cea mai simplŸ este o singurŸ alimentare, cu un singur transformator.

În cazul utilizŸrii mai multor transformatoare nu este realizat nici un inel decÊtdacŸ aceste transformatoare se aflŸ amplasate Án acelaÛi post de transformare.ConfiguraÍia de tip buclŸ inchisŸ nu este luatŸ Án considerare.

Fig. D9: ConfiguraÍii de circuite MT.




D17

ConfiguraÍia circuitelor MT

Caracteristici de luat Án considerare

O singurŸalimentare

Inel deschis,un post detransformare

Inel deschis,douŸ posturi detransformare

Topologia obiectivului Oricare< 25000 m2

ClŸdire cu un nivelsau cÊteva clŸdiri,< 25000 m2

CÊteva clŸdiri,> 25000 m2

Mentenabilitate MinimŸ sau standard ÎmbunŸtŸÍitŸ ÎmbunŸtŸÍitŸ

Puterea cerutŸ Oricare > 1250 kVA > 2500 kVA

Sensibilitatea laperturbaÍii

Întreruperi lungiacceptabile

Întreruperi scurteacceptabile

Întreruperi scurteacceptabile

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

Tab. D10: Seturi de caracteristici pentru instalaÍii uzuale.

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

6.3 NumŸrul Ûi amplasarea posturilor detransformare MT/JTPrincipalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare pentru a defini posturilede transformare sunt:n

suprafaÍa clŸdirii sau a obiectivului;n puterea cerutŸ (care trebuie comparatŸ cu puterile standardizate aletransformatoarelor);n distribuÍia sarcinilor.ConfiguraÍia de bazŸ uzualŸ conÍine un singur post de transformare. AnumiÍi factoricontribuie la creÛterea numŸrului de posturi de transformare (>1):n o suprafaÍŸ mare (> 25000 m2);n configuraÍia obiectivului: cÊteva clŸdiri;n puterea totalŸ (> 2500 kVA);n sensibilitatea la Ántreruperi; nevoia de redundanÍŸ Án caz de incendiu.

ConfiguraÍie

Caracteristici de luat

Án considerare

1 post de

transformarecu Ntransformatoare

N posturi de

transformare cu Ntransformatoare(identice)

N posturi de

transformare cu Mtransformatoare(diferite puteri)

Topologia obiectivului Oricare< 25000 m2

ClŸdire cu un nivel saucÊteva clŸdiri,u 25000 m2

CÊteva clŸdiri,u 25000 m2

Puterea cerutŸ < 2500 kVA u 2500 kVA u 2500 kVA

DistribuÍia sarcinilor Sarcini izolate Sarcini uniform distribuite Sarcini densitatemedie

Tab. D11: Caracteristici tipice ale diferitelor configuraÍii.





D18

6.4 NumŸrul transformatoarelor MT/JTPrincipalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare pentru a stabili numŸrul

de transformatoare sunt:n suprafaÍa clŸdirii sau obiectivului;n puterea totalŸ a sarcinilor instalate;n sensibilitatea circuitelor la Ántreruperi ale alimentŸrii cu energie;n sensibilitatea circuitelor la perturbaÍii;n accesibilitatea instalaÍiilor.ConfiguraÍia de bazŸ uzualŸ constŸ Ántr-un singur transformator care alimenteazŸtotalitatea sarcinilor instalate. AnumiÍi factori contribuie la creÛterea numŸrului detransformatoare (> 1), fiind de preferat cele de putere egalŸ:n o putere totalŸ instalatŸ mare (> 1250 kVA): limita practicŸ a unei unitŸÍi trafo(standardizare, uÛurinÍŸ la Ánlocuire, cerinÍe de spaÍiu, etc.);n o suprafaÍŸ mare (> 5000 m2); amplasarea mai multor transformatoare aproape desarcinile distribuite permite reducerea lungimii traseelor de distribuÍie de JT;n nevoia pentru o redundanÍŸ parÍialŸ (anumite operaÍii posibile Án eventualitateadefectŸrii unui transformator) sau totalŸ (operare normalŸ Ûi Án eventualitateadefectŸrii unui transformator);n separarea sarcinilor sensibile sau generatoare de perturbaÍii (de exemplu aparateIT sau motoare).

6.5 Generatoare de rezervŸ de MTPrincipalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare pentru a decide instalareageneratoarelor de rezervŸ de MT sunt:n specificul activitŸÍii;n puterea totalŸ a sarcinilor instalate;n sensibilitatea circuitelor la Ántreruperile Án alimentarea cu energie electricŸ;n caracteristicile reÍelei electrice de distribuÍie publicŸ.ConfiguraÍia de bazŸ uzualŸ nu include un generator de rezervŸ de MT. AnumiÍifactori impun instalarea unui generator de MT:n specificul activitŸÍii: procese de cogenerare, optimizarea consumului de energie

electricŸ;n reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ are performanÍe reduse.Instalarea unui generator de rezervŸ se poate face Ûi la joasŸ tensiune.




D19

7 Alegerea detaliilor arhitecturii

Aceasta este cea de-a doua etapŸ de proiectare a unei instalaÍii electrice. În cadrulacesteia trebuie sŸ facem urmŸtoarele alegeri:n planul general;

n distribuÍia centralizatŸ sau descentralizatŸ;n prezenÍa generatoarelor de rezervŸ;n prezenÍa surselor neÁntreruptibile;n configuraÍia circuitelor de JT;n combinaÍii de arhitecturŸ.

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

Ghid de selecÍie:n pe cÊt posibil amplasaÍi sursele de putere cÊt mai aproape de centrul de greutateal consumului sau de consumatorii principali;n reduceÍi constrÊngerile datorate mediului: prevedeÍi clŸdire dedicatŸ dacŸcondiÍiile din ateliere sunt prea restrictive (temperaturŸ, vibraÍii, praf, etc.);n plasaÍi echipamentul greu (transformatoare, generatoare, etc.) Án marginile

ÁncŸperilor sau aproape de ieÛiri pentru uÛurarea mentenanÍei.Un exemplu de plan general este dat Án desenul de mai jos (vezi Fig. D12):

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




D20

7.2 Arhitectura centralizatŸ sau distribuitŸ În arhitectura centralizatŸ consumatorii sunt conectaÍi la sursele de putere prin

conexiuni radiale. Cablurile sunt recomandate Án cazul alegerii acestei soluÍii,asigurÊnd conexiunile Ántre tabloul general de joasŸ tensiune Ûi tablourileintermediare sau direct la consumatori (vezi Fig. D13):

În arhitectura distribuitŸ consumatorii sunt conectaÍi la sursele de putere prinintermediul unei bare capsulate. Sistemele de bare capsulate prefabricate suntadecvate pentru distribuÍia descentralizatŸ, pentru alimentarea mai multor sarcinidistribuite, uÛurÊnd modificŸrile ulterioare Ûi simplificÊnd adŸugarea de noiconsumatori (vezi

Fig. D14):

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

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

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




D21

DistribuÍia sarcinilor

Flexibilitate Sarcini punctuale Sarcini semi

distribuite

Sarcini uniform

distribuiteFŸrŸ flexibilitate

CentralizatŸ DescentralizatŸFlexibilitate

Án proiectare

Flexibilitate Án executie CentralizatŸ DescentralizatŸ

Flexibilitate Án exploatare

Fig. D16: Racordarea unui generator de rezervŸ.

Alimentarea cu energie electricŸ prin cabluri oferŸ independenÍa circuitelor distincte

(iluminat, prize de putere, HVAC, motoare, auxiliare, securitate, etc.), reducÊndconsecinÍele unui defect din punctul de vedere al disponibilitŸÍii energiei electrice.Utilizarea sistemelor de bare capsulate permite combinarea circuitelor Ûi economiade conductor datoritŸ coeficientului de utilizare. Alegerea Ántre cabluri Ûi sistemele debare capsulate prefabricate, Án funcÍie de coeficientul de utilizare ne permite gŸsireaunui optim economic Ántre costul materialului, costul montajului, Ûi costul exploatŸrii.Cele douŸ arhitecturi sunt adesea combinate.

PrezenÍa generatoarelor de rezervŸ (vezi Fig. D16)Vom discuta aici numai de generatoarele de rezervŸ de JT.Energia electricŸ furnizatŸ de un generator de rezervŸ de JT este produsŸ deun alternator rotit de un motor termic. Energia nu poate fi produsŸ pÊnŸ cÊndgeneratorul nu a atins viteza de rotaÍie nominalŸ. Acest tip de dispozitiv nu este decipotrivit ca Ûi sursa de alimentare neÁntreruptibilŸ.

În funcÍie de capacitatea generatorului de a alimenta cu energie electricŸ toatŸ

instalaÍia sau numai o parte avem de-a face cu redundanÍŸ totalŸ sau parÍialŸ.Un generator de rezervŸ funcÍioneazŸ Án general deconectat de la reÍea. Undispozitiv de inversare a sursei este deci necesar.Generatorul poate funcÍiona permanent sau intermitent; timpul sŸu de funcÍionareeste dependent de cantitatea de combustibil disponibilŸ.

Principalele caracteristici ce trebuiesc luate Án considerare la alegerea montajuluiunui generator de rezervŸ:n sensibilitatea sarcinilor la Ántreruperea alimentŸrii cu energie electricŸ;n existenÍa Ûi performanÍele reÍelei electrice de distribuÍie publicŸ;n alte constrÊngeri (de exemplu generatoarele sunt obligatorii Án spitale sau Án clŸdiriimportante).PrezenÍa generatoarelor de rezervŸ este esenÍialŸ dacŸ sarcinile nu acceptŸ

Ántreruperi pe duratŸ nedefinitŸ (acceptŸ numai scurte Ántreruperi) sau dacŸdisponibilitatea reÍelei electrice de distribuÍie publicŸ este scŸzutŸ.Pentru determinarea numŸrului necesar de generatoare de rezervŸ se vor folosiaceleaÛi criterii ca Ûi la alegerea numŸrului de transformatoare, ÍinÊnd cont Ûide consideraÍiile economice Ûi de disponibilitate (redundanÍŸ, siguranÍa pornirii,mentenanÍŸ).

Tab. D15: RecomandŸri pentru arhitectura centralizatŸ sau descentralizatŸ.





D22

7.3 PrezenÍa surselor de alimentare neÁntreruptibile(UPS, Uninterruptible Power Suply)Energia electricŸ de la un UPS este furnizatŸ de o unitate de stocare: baterie sauvolant inerÍial. Acest sistem permite prevenirea oricŸrei Ántreruperi Án alimentarea cuenergie electricŸ. Timpul de asigurare a alimentŸrii este limitat: de la cÊteva minutepÊnŸ la cÊteva ore.PrezenÍa simultanŸ a generatoarelor de rezervŸ Ûi a unitŸÍilor UPS este utilizatŸpentru alimentarea permanentŸ a receptoarelor pentru care Ántreruperea alimentŸrii cuenergie electricŸ nu este acceptabilŸ (vezi Fig. D17). Timpul de asigurare a alimentŸriial bateriei sau volantului inerÍial trebuie sŸ fie compatibil cu timpul maxim de pornire Ûide conectare al generatorului.O unitate UPS poate fi utilizatŸ de asemenea pentru alimentarea cu energie asarcinilor sensibile la perturbaÍii (generÊnd o tensiune “curatŸ” care este independentŸde reÍea).Principalele caracteristici care trebuiesc luate Án considerare la decizia instalŸrii unuiUPS sunt:n sensibilitatea receptoarelor la Ántreruperile Án alimentarea cu energie;n

sensibilitatea receptoarelor la perturbaÍii Án calitatea energiei.DacŸ o Ántrerupere Án alimentarea cu energie este absolut inacceptabilŸ, atunciprezenÍa UPS-urilor este necesarŸ.

Fig. D17: Exemplu de racordare pentru un UPS.

Fig. D18: ConfiguraÍie cu un transformator care debiteazŸ peo barŸ.

7.4 ConfiguraÍia circuitelor de JTPrincipalele configuraÍii posibile (vezi Fig. D18 la Fig. D25):n ConfiguraÍie cu un transformator care debiteazŸ pe o barŸ: Aceasta este ceamai simplŸ Ûi mai folositŸ configuratie. O sarcinŸ este conectatŸ la o singurŸ sursŸ.AceastŸ configuraÍie furnizeazŸ un nivel de disponibilitate minimŸ, deoarece nuexistŸ nici o redundanÍŸ Án cazul defectŸrii sursei de putere.n ConfiguraÍie cu douŸ transformatoare care debiteazŸ pe aceeaÛi barŸ: Alimentarea cu energie electricŸ este asiguratŸ de douŸ transformatoare alimentatedin aceeaÛi linie de medie tensiune. Atunci cÊnd transformatoarele sunt apropiateele debiteazŸ Án paralel Án acelaÛi TGJT.n VariantŸ: ConfiguraÍie cu douŸ transformatoare care debiteazŸ pe douŸ bareinterconectate cu o cuplŸ normal deschisŸ. Pentru a creÛte disponibilitatea Án cazul

unui defect pe barŸ, precum Ûi pentru a permite mentenanÍa unui transformatoreste posibil sŸ secÍionam bara de medie tensiune Án douŸ pŸrÍi interconectateprintr-o cuplŸ normal deschisŸ. AceastŸ configuraÍie poate solicita un dispozitiv deanclanÛare automatŸ a rezervei (ATS, Automatic Transfer Switch).n Tablouri secundare: ConÍin o serie de circuite care pot fi conectate la TGJT.Conexiunea poate fi ÁntreruptŸ la nevoie (suprasarcinŸ, funcÍionare pe generator,etc.).

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

Fig. D19: ConfiguraÍie cu douŸ transformatoare care debiteazŸpe aceeaÛi barŸ.




D23Fig. D21: Tablouri secundare.

Fig. D22: Tablouri interconectate.

Fig. D23: Tablouri buclate.

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

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

n Dulapuri interconectate: DacŸ transformatoarele sunt amplasate din punctde vedere fizic la distanÍŸ unul faÍŸ de celŸlalt, ele pot fi interconectate printr-obarŸ capsulatŸ prefabricatŸ. În acest fel o sarcinŸ criticŸ poate fi alimentatŸ de

un transformator sau de celŸlalt, disponibilitatea energiei electrice fiind deci ÁmbunŸtŸÍitŸ Án cazul defectŸrii unei surse. RedundanÍa poate fi:o totalŸ: fiecare transformator este capabil sŸ alimenteze Ántreaga instalaÍie;o parÍialŸ: fiecare transformator este capabil sŸ alimenteze numai o parte dininstalaÍie. În acest caz o parte din consumatori trebuiesc deconectaÍi Án cazul Án careun transformator se defecteazŸ.n ConfiguraÍie buclatŸ (Án inel): Aceasta poate fi consideratŸ o extensie aconfiguraÍiilor cu tablouri interconectate. De obicei patru transformatoare conectatela aceeaÛi linie de medie tensiune alimenteazŸ un inel constituit din bare capsulate.Astfel o sarcinŸ datŸ poate fi alimentatŸ din mai multe surse. AceastŸ configuraÍieeste potrivitŸ instalaÍiilor extinse cu o mare densitate a sarcinilor (Án kVA/m 2). DacŸtoate receptoarele pot fi alimentate din trei transformatoare atunci existŸ redundanÍŸtotalŸ Án cazul defectŸrii unui singur transformator. De fapt fiecare barŸ poate fialimentatŸ cu energie electricŸ pe la unul din capete. În caz contrar trebuie luatŸ Ánconsiderare o descŸrcare a sarcinii (consumatorii neesenÍiali). AceastŸ configuraÍiesolicitŸ proiectarea unui plan al protecÍiilor dedicat pentru a se asigura selectivitatea

Án cazul apariÍiei oricŸrui tip de defect.n ConfiguraÍie cu douŸ surse: AceastŸ configuraÍie este utilizatŸ Án cazul Án careeste necesarŸ o disponibilitate maximŸ. Principiul implicŸ existenÍa a douŸ surseindependente cum ar fi:o douŸ transformatoare alimentate din linii de MT diferite;o un transformator Ûi un generator;o un transformator Ûi un UPS.Un dispozitiv AAR de anclanÛare automatŸ a rezervei (ATS, Automatic TransferSwitch) este utilizat pentru a se evita punerea Án paralel a surselor. AceastŸconfiguraÍie permite efectuarea mentenanÍei preventive Ûi corective Án amontelereÍelei de distribuÍie electricŸ fŸrŸ Ántreruperea receptoarelor.n ConfiguraÍii combinate: O instalaÍie poate fi compusŸ din cÊteva subansambluricu configuraÍii diferite corespunzÊnd cerinÍelor de disponibilitate pentru diferite tipuride receptoare. De exemplu generatoare sau UPS-uri, alese pentru diferite secÍii debarŸ; anumite sectoare alimentate prin cabluri Ûi anumite sectoare alimentate prin

bare capsulate.





D24

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

ConfiguraÍii

Caracteristici de luat Ánconsiderare

RadialŸ DublatŸ SecundarŸ Tablouriinterconectate

BuclŸ DouŸ surse

Topologiaamplasamentului

Oricare Oricare Oricare 1 nivel5 la 25000 m2

1 nivel5 la 25000 m2

Oricare

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

Mentenabilitate MinimŸ Standard MinimŸ Standard Standard ÎmbunŸtŸÍitŸ

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

Distr ibuÍ ia sarc inilor Sarc ini punctuale Sarcini punctuale Sarcini punctuale Sarcini intermediaresau uniformdistribuite

Sarcini uniformdistribuite

Sarcini punctuale

Sensibilitatea la Ántreruperi

AcceptŸ Ántreruperilungi


Neimportante AcceptŸ Ántreruperilungi


AcceptŸ Ántreruperiscurte sau nuacceptŸ Ántreruperi

Sensibi li tatea la perturbaÍi i Sensibili tate micŸ Sensibi litate mare Sensibi litate micŸ Sensibi li tate mare Sensibil itate mare Sensibil itate mare

Alte constrÊngeri / / / / / Receptoarealimentate din douŸsurse




D25

8 Alegerea echipamentului

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

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

Criterii de luat Án considerare:n atmosfera, mediul;n indicele de serviciu;n disponibilitatea ofertelor Án fiecare ÍarŸ;n cerinÍele furnizorilor;n alegerea anterioarŸ a arhitecturii.

Alegerea echipamentului este legatŸ Án principiu de oferta disponibilŸ Án ÍarŸ. Acestcriteriu ia Án considerare disponibilitatea anumitor game de echipament sau suportultehnic local. SelecÍia detaliatŸ a acestui echipament nu este prezentatŸ Án acestdocument.




D26

9 RecomandŸri pentruoptimizarea arhitecturii

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

9.1 Munca pe ÛantierPentru a corespunde cerinÍelor aplicaÍiilor “critice” sau “speciale” este recomandat sŸlimitŸm incertitudinile aplicÊnd urmŸtoarele recomandŸri:n utilizaÍi soluÍii Ûi echipamente testate Ûi validate de cŸtre producŸtori (tablouri“funcÍionale” sau tablouri “de fabricant”) alese Án funcÍie de criticitatea instalaÍiei;n preferaÍi instalarea unui produs pentru care existŸ o reÍea de distribuÍie de

Áncredere Ûi pentru care este posibilŸ obÍinerea unui suport tehnic local (fabricantimplantat corespunzŸtor);n preferaÍi utilizarea echipamentelor prefabricate (posturi de transformare MT/JT,bare capsulate prefabricate) Án scopul limitŸrii volumului operaÍiilor executate peÛantier;n limitaÍi varietatea echipamentului instalat (de exemplu gamele de puteri aletransformatoarelor);n evitaÍi utilizarea de echipament de la mai mulÍi fabricanÍi.

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

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

Principalele contribuÍii la pierderile operaÍionale Ûi la greutatea echipamentelorutilizate le au, deci, cablurile de JT Ûi barele capsulate preafabricate ÁmpreunŸ cutransformatoarele de putere MT/JT.Optimizarea arhitecturii instalaÍiilor pentru conformitatea cu cerinÍele de mediu va

implica:n reducerea lungimii circuitelor JT din instalaÍie;n gruparea circuitelor comune oriunde este posibil pentru a profita de factorul desimultaneitate ks (vezi capitolul A: “Reguli generale de proiectare a instalaÍiilorelectrice”, paragraful 4 “Puterea cerutŸ de o instalaÍie electricŸ”, subparagraful 4.3“Estimarea cererii maxime de putere aparentŸ”.



D27

Obiective Resurse

Reducerea lungimii

circuitelor de JT

Plasarea posturilor de transformare MT/JT pe cÊt posibil

aproape de centrul de greutate al sarcinilor ce urmeazŸ sŸ fiealimentate

Gruparea circuitelor de JT Atunci cÊnd factorul de simultaneitate ks al grupului de sarcini ceurmeazŸ a fi alimentate este mai mic decÊt 0,7 atunci grupareacircuitelor ne permite sŸ limitŸm volumul conductoarelor cealimenteazŸ cu energie electricŸ aceste sarcini. În termeni realiaceasta implicŸ:n prevederea de tablouri electrice intermediare plasate pe cÊtposibil aproape de centrul de greutate al grupului de sarcini ceurmeazŸ a fi alimentate;n prevederea de bare capsulate prefabricate plasate pe cÊtposibil Án vecinŸtatea grupurilor de sarcini distribuite.CŸutarea soluÍiilor optime poate conduce la cÊteva scenarii degrupare.

În toate cazurile reducerea distanÍei Ántre centrul de greutateal grupului de sarcini Ûi echipamentul care le alimenteazŸ cuenergie electricŸ permite reducerea impactului de mediu.

Ca un exemplu Fig. D28 aratŸ impactul grupŸrii circuitelor Án cazul reducerii distanÍei Ántre centrul de greutate a sarcinilor dintr-o instalaÍie Ûi sursele de putere (poziÍiaTGJT este fixŸ). Exemplul priveÛte o fabricŸ de Ámbuteliere apŸ mineralŸ.n poziÍia TGJT este impusŸ Án afara clŸdirii principale din considerente deaccesibilitate Ûi mediu coroziv;n puterea instalatŸ este Án jur de 4 MVA.

În soluÍia numŸrul 1 circuitele sunt distribuite pentru fiecare atelier. În soluÍia numŸrul 2 circuitele sunt distribuite dupŸ procesele funcÍionale (liniile deproducÍie).

SoluÍie PoziÍia centrului de greutate

Nr. 1

Nr. 2

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

9 RecomandŸri pentruoptimizarea arhitecturii

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








D30

11 Programul de calcul ID-Spec

ID-Spec este un nou program de calcul al cŸrui scop este sŸ ajute proiectantul sŸrealizeze mai uÛor Ûi mai profesional prima fazŸ a proiectŸrii argumentÊnd temeinicdeciziile principale.

Proiectantul este Ándrumat Án selectarea schemei monofilare adecvate pentrudistribuÍia de putere principalŸ, intermediarŸ Ûi finalŸ a instalaÍiei proiectate. Deasemenea poate selecta uÛor echipamentul tehnologic Ûi caracteristicile principaleale acestuia. SpecificaÍiile corespondente sunt generate automat, inclusiv schemamonofilarŸ Ûi argumentele pentru care a fost aleasŸ precum Ûi lista de specificaÍii aechipamentului corespondent ales.Astfel o primŸ variantŸ argumentatŸ a proiectului va putea fi realizatŸ Ûi prezentatŸclientului Ántr-un termen foarte scurt.Acest program de calcul este disponibil Ûi Án limba romÊnŸ.



E1

Capitolul EDistribuÍia Án instalaÍiide joasŸ tensiune

Cuprins

Scheme de tratare a neutrului E2

1.1 Legarea la pŸmÊnt E2

1.2 Definirea schemelor standardizate de tratare a neutrului E3

1.3 Caracteristicile sistemelor TT, TN Ûi IT E6

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

1.5 Alegerea Ûi implementarea sistemului de tratare a neutrului E10

1.6 Instalarea Ûi mŸsurarea prizei de pŸmÊnt E11

Sisteme de instalare E15

2.1 Tablouri de distribuÍie E15

2.2 Cabluri Ûi bare capsulate prefabricate E18

InfluenÍe externe (CEI 60364-5-51) E25

3.1 DefiniÍii Ûi standarde de referinÍŸ E25 3.2 Clasificare E25

3.3 Lista influenÍelor externe E25

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

1

2

3



E2

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

1.1 Legarea la pŸmÊntDefiniÍii

Standardele naÍionale Ûi internaÍionale (CEI 60364) definesc clar diferitele elementeale legŸturilor la pŸmÊnt. UrmŸtorii termeni sunt utilizaÍi Án mod curent Án industriesau Án literatura de specialitate. Numerele din parantezŸ se referŸ la Figura E1:n Priza de pŸmÊnt (1): un conductor sau un grup de conductoare Án contact directÛi asigurÊnd o conexiune electricŸ cu pŸmÊntul (conform detaliilor din subparagraful1.6 al capitolului E);n PŸmÊnt: masa conductoare a pŸmÊntului al cŸrui potenÍial electric, Án orice punct,este considerat prin convenÍie egal cu zero;n Priza de pŸmÊnt separatŸ: prize de pŸmÊnt localizate la o astfel de distanÍŸ unafaÍŸ de cealaltŸ ÁncÊt curentul maxim care circulŸ printr-una dintre ele nu afecteazŸsemnificativ potenÍialul celeilalte;n RezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt: rezistenÍa de contact dintre electrodulprizei de pŸmÊnt Ûi pŸmÊnt;n Conductoarele de legare la pŸmÊnt (2): un conductor de protecÍie care leagŸconductorul principal (centura) de ÁmpŸmÊntare (6) a instalaÍiei la priza de pŸmÊnt

(1) sau alt mijloc de punere la pŸmÊnt (de exemplu sisteme TN);n PŸrÍi expuse conductoare: o parte conductoare a echipamentului care poate fiatinsŸ Ûi care, Án mod normal nu e sub tensiune, dar care poate ajunge sub tensiune

Án mod accidental;n Conductor de protecÍie (3): un conductor folosit pentru anumite mŸsuri de protecÍiecontra Ûocurilor electrice Ûi care este destinat a asigura legarea urmŸtoarelorelemente:o pŸrÍi expuse conductoare,o pŸrÍi conductoare neimportante,o conductorul principal de legare la pŸmÊnt,o prizŸ de pŸmÊnt,o punctul de legare la pŸmÊnt al sursei, sau un punct de neutru artificial;n PŸrÍi conductoare neimportante: o parte conductoare susceptibila de a prezenÍaun potenÍial propriu, Án general potenÍialul pŸmÊntului Ûi care nu face parte dininstalaÍia electricŸ (4). De exemplu:o podele Ûi pereÍi neizolaÍi, cadrul de metal al clŸdirii,o conducte de metal pentru apŸ, gaz, ÁncŸlzire, aer comprimat, etc. Ûi materialelemetalice asociate cu acestea;n Conductor pentru egalizarea potenÍialelor (5): un conductor de protecÍie careasigurŸ legŸtura Ántre diversele elemente, creÊnd o reÍea de echipotenÍialitate;n Centuri interioare pentru egalizarea potenÍialelor (6): bornŸ sau barŸ prevŸzutŸpentru legarea conductoarelor de protecÍie, incluzÊnd conductoarele de legŸturŸ deechipotenÍialitate Ûi orice conductoare de legŸturŸ cu elementele de ÁmpŸmÊntare.

LegŸturiLegŸtura principalŸ de egalizare a potenÍialelorLegŸtura echipotenÍialŸ (prin conductoare de protecÍie) se realizeazŸ cu scopul de ase asigura protecÍia Án cazul Án care o parte intermediarŸ (de exemplu o conductŸ degaz) este adusŸ Án mod accidental la un potenÍial periculos, dintr-o cauzŸ externŸ,pentru ca sŸ nu aparŸ nici o diferenÍŸ de potenÍial Ántre pŸrÍile conductoare externeale instalaÍiei. LegŸtura trebuie efectuatŸ cÊt se poate de aproape de punctul de

intrare Án clŸdire, Ûi anume la centura de egalizare a potenÍialelor (6).Uneori, legarea la pŸmÊnt a cŸmŸÛii metalice (blindajului) a cablurilor de comunicaÍii,cere autorizarea din partea proprietarului cablurilor.

LegŸturi echipotenÍiale suplimentareAceste conexiuni sunt menite sŸ lege toate pŸrÍile intermediare Ûi toate maseleexterne accesibile simultan. Aceasta este necesar atunci cÊnd nu se ÁndeplinesccondiÍiile corecte de protecÍie, adicŸ conductoarele pentru egalizarea potenÍialelorprezintŸ o rezistenÍŸ inacceptabil de mare.

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

Componente (vezi Tabelul E2)

Legarea eficientŸ la pŸmÊnt a tuturor pieselor de metal accesibile Ûi maselorutilajelor Ûi echipamentelor electrice sunt esenÍiale pentru protecÍia Ámpotriva

Ûocurilor electrice.

Într-o clŸdire, conectarea tuturor pŸrÍilormetalice ale clŸdirii Ûi a pŸrÍilor conductoare

expuse ale echipamentelor la priza de pŸmÊnta clŸdirii previne apariÍia accidentalŸ a unortensiuni periculoase Ántre douŸ piese metaliceaccesibile simultan.

Fig. E1: Exemplul unui bloc de locuinÍe Án care piesa de distribuÍie echipotenÍialŸ (6) furnizeazŸ conexiunileechipotenÍiale principale, iar eclisa de separaÍie (7) permitemŸsurarea prizei de pŸmÊnt.



E3

1.2 Definirea schemelor standardizate de tratare

a neutruluiAlegerea acestor scheme determinŸ mŸsurile necesare pentru protecÍia Ámpotrivacontactelor accidentale.ExistŸ trei opÍiuni principale pentru proiectantul unei instalaÍii de distribuÍie electricŸ:n tipul conexiunilor sistemului electric (Án general a conductorului neutru) Ûi a pŸrÍilorexpuse la priza de pŸmÊnt;n utilizarea unui conductor de protecÍie separat (PE) sau a unui conductor deprotecÍie comun cu conductorul neutru (PEN);n utilizarea pentru protecÍia la punere la pŸmÊnt a protecÍiei maximale de curent a

Ántreruptoarelor automate de JT, care vor sesiza Ûi elimina doar curenÍii relativ mari,sau utilizarea unor relee adiÍionale capabile sŸ detecteze Ûi sŸ elimine curenÍii multmai mici de defect al izolaÍiei cŸtre pŸmÊnt.

În practicŸ aceste opÍiuni au fost grupate Ûi standardizate aÛa cum se explicŸ Án celece urmeazŸ.Fiecare din aceste opÍiuni conduce la un sistem de tratare a neutrului cu avantaje Ûidezavantaje:n legarea ÁmpreunŸ a pŸrÍilor conductoare expuse ale echipamentelor Ûi aconductorului neutru la conductorul de protecÍie PE duce la echipotenÍialitate Ûi lareducerea supratensiunilor dar mŸreÛte curenÍii de defect la pŸmÊnt;n un conductor de protecÍie separat este mai costisitor, chiar dacŸ are secÍiunemicŸ, dar este mult mai puÍin probabil sŸ fie poluat cu armonici sau goluri detensiune decÊt conductorul neutru. Se evitŸ apariÍia curenÍilor de scurgere la pŸmÊnt

Án pŸrÍile conductoare neesenÍiale;n instalarea releelor diferenÍiale reziduale sau a dispozitivelor de monitorizarea izolaÍiei ÁnseamnŸ o protecÍie mult mai sensibilŸ care permite Án multe cazurieliminarea defectelor Ánainte de apariÍia daunelor importante (arderea motoarelor,incendii, electrocutŸri). ProtecÍia oferitŸ este, Án plus, independentŸ Ûi trebuie avutŸ

Án vedere la schimbŸrile dintr-o instalaÍie existentŸ.

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

1 Scheme de tratare a neutrului

PŸrÍi componente ce vor fi considerate ca:pŸrÍi expuse conductoare pŸrÍi conductoare neimportante Canale de cabluri Elemente utilizate Án construcÍia clŸdirii

n conducte n metal sau beton armat:n cabluri armate Ûi nearmate o structura de oÍeln cabluri izolate cu manta metalicŸ o metal pentru armareAparat de comutaÍie o panouri prefabricaten partea fixŸ a unui aparat de n finisarea suprafeÍelor:comutaÍie debrosabil o podele Ûi pereÍi de beton armat fŸrŸDispozitive finisŸri ulterioaren pŸrÍi expuse metalice ale aparatelor o suprafeÍe pardositecu izolaÍie de clasŸ 1 n acoperiri metalice:Elemente neelectrice o acoperiri metalice ale pereÍilorn elemente metalice asociate traseelor UtilitŸÍi ale clŸdirilor altele decÊt cele electrice: de cabluri (jgheaburi, rastele de cabluri, etc.) n Íevi metalice, conducte pentru gaz, apŸn obiecte metalice: n componente metalice asociate: boilere,o apropiate conductoarelor aeriene sau barelor rezervoare, radiatoareo Án contact cu echipamentul electric n accesorii metalice Án bŸi

n hÊrtie metalizatŸ

PŸrÍi componente ce nu vor fi considerate ca:

pŸrÍi expuse conductoare pŸrÍi conductoare neimportante Diverse canale de serviciu, ghene, etc n pardoseli din lemnn conducte fabricate din material izolant n podele acoperite cu covoare de cauciucn forme de lemn sau alt material izolant sau cu linoleumn conductoare Ûi cabluri fŸrŸ armaturi metalice n pereÍi de rigipsAparate de comutaÍie n pereÍi de cŸrŸmidŸn carcase confecÍionate din material izolant n covoare Ûi tapiseriiDispozitiven toate aparatele care au clasa 2 de izolaÍie

Án funcÍie de tipul carcasei exterioare

Diferitele scheme de legare la pŸmÊnt(referitoare la tipul sistemului de alimentaresau al sistemului de tratare a neutrului)caracterizeazŸ modul de legare la pŸmÊnta instalaÍiei din avalul ÁnfŸÛurŸrii secundarea unui transformator MT/JT, precum Ûimijloacele utilizate pentru punerea la pŸmÊnta pŸrÍilor conductoare expuse ale instalaÍiei deJT alimentate de acesta.



E4

E - DistribuÍia Án instalaÍiide joasŸ tensiune

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

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

Sistemul TN-C (vezi Fig. E4)Conductorul neutru are Ûi funcÍia de conductor de protecÍie, fiind numit conductorPEN (conductor de protecÍie Ûi nul). AceastŸ schemŸ nu este permisŸ pentruconductoare din cupru cu secÍiune sub 10 mm2 (16 mm2 pentru aluminiu) sau pentruechipament portabil.Schema TN-C cere stabilirea unei zone eficiente de echipotenÍialitate, cu dispunereape cÊt posibil echidistantŸ a prizelor de pŸmÊnt deoarece conductorul PEN esteÛi conductor neutru Ûi deci transportŸ Án acelaÛi timp curenÍii generaÍi de sarciniledezechilibrate ca Ûi armonicile de ordin 3 (Ûi multiplii lor).De aceea, suplimentar conductorul PEN trebuie conectat la mai multe prize depŸmÊnt Án aceeaÛi instalaÍie.Atentie: În sistemul TN-C, funcÍia “conductor de protecÍie” are prioritate asuprafuncÍiei “conductor neutru”. În particular un conductor PEN trebuie conectat

Ántotdeauna la terminalul de ÁmpŸmÊntare al unui receptor Ûi un Ûtrap este folositpentru a conecta acest terminal la terminalul de neutru.

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

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

Fig. E3: Sistemul TT.

Fig. E4: Sistemul TN-C.

Fig. E5: Sistemul TN-S.

Fig. E6: Sistemul TN-C-S.




E5

Sistemul IT (neutru izolat sau legat la pŸmÊnt prin impedanÍŸ)Sistemul IT (neutru izolat)Nu conÍine nici o legŸturŸ Ántre punctul de neutru al sursei Ûi pŸmÊnt (vezi Fig. E8).PŸrÍile expuse conductoare Ûi pŸrÍile conductoare neesenÍiale ale instalaÍiei suntlegate la priza de pŸmÊnt.

În practicŸ toate circuitele au o impedanÍŸ de scurgere la pŸmÊnt, deoarece nici oizolaÍie nu este perfectŸ. În paralel cu aceste trasee de scurgere, cu caracter rezistiv(rezistenÍŸ distribuitŸ) existŸ o cale de curent capacitiv, cele douŸ elemente definind

ÁmpreunŸ impedanÍa normalŸ de scurgere la pŸmÊnt (vezi Fig. E9).

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

Sistemul IT (neutru legat la pŸmÊnt prin impedanÍŸ)

O impedanÍŸ Zs (de valoare de la 1000 la 2000 Ω) este conectatŸ permanent Ántrepunctul de neutru al ÁnfŸÛurŸrii de JT a transformatorului Ûi pŸmÊnt (vezi Fig. E11).Toate pŸrÍile expuse conductoare Ûi pŸrÍile conductoare neesenÍiale sunt legate lao prizŸ de pŸmÊnt. RaÍiunea pentru aceastŸ formŸ de punere la pŸmÊnt a sursei dealimentare este de a fixa potenÍialul unei porÍiuni de reÍea Án raport cu pŸmÊntul (Zs este micŸ Án raport cu impedanÍa de scurgere) Ûi de a reduce nivelul supratensiunilor

Án raport cu pŸmÊntul, cum ar fi cele transmise prin ÁnfŸÛurarea de MT, cele denaturŸ electrostaticŸ, etc. Uneori acest fapt produce o uÛoarŸ creÛtere a niveluluicurentului de defect.

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

Fig. E8: Sistemul IT (neutru izolat).

Fig. E9: Sistemul IT (neutru izolat).

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




E6


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

Caracteristici principalen Cea mai simplŸ soluÍie din punct de vedere al proiectŸrii Ûi realizŸrii. UtilizatŸpentru instalaÍii alimentate direct din reÍeaua de JT de distribuÍie publicŸ.n Nu necesitŸ monitorizare permanentŸ Án timpul funcÍionŸrii (poate fi necesarŸ overificare periodicŸ a dispozitivelor RCD).n ProtecÍia este asiguratŸ de dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD,Residual Current Device) care previn de asemenea riscul de incendiu atunci cÊndsunt setate la o valoare mai micŸ de 500 mA.n Fiecare defect de izolaÍie conduce la o Ántrerupere Án alimentarea cu energieelectricŸ dar Ántreruperea este limitatŸ la circuitul defect prin instalarea RCD-uriselective (Án serie) sau a celor de selectare a circuitelor (paralel).n Sarcinile sau pŸrÍile din instalaÍie care, Án timpul funcÍionŸrii normale, pot cauza

scurgeri de curent la pŸmÊnt, necesitŸ mŸsuri speciale pentru evitarea declanÛŸrilorintempestive precum alimentarea sarcinilor printr-un transformator de separaÍie sauutilizarea unui RCD dedicat (vezi secÍiunea 5.1 din capitolul F).

Sistemul TT : n tehnica pentru protecÍia persoanelor: toate

pŸrÍile expuse conductoare sunt legate lapŸmÊnt Ûi sunt utilizate dispozitive de curentdiferenÍial rezidual; n tehnica de exploatare: Ántrerupere la primuldefect de izolaÍie.

Sistemul TN : n tehnica pentru protecÍia persoanelor: o i nterconectarea Ûi legarea la pŸmÊnt apŸrÍilor expuse conductoare Ûi a neutrului esteobligatorie,o Ántreruperea la primul defect utilizÊndprotecÍia maximalŸ de curent (Ántreruptoareautomate sau fuzibile);

n t ehnica de exploatare: Ántreruperea la primuldefect de izolaÍie.

Fig. E12: Sistemul TT.

Sistemul TN (vezi Fig. E13 Ûi Fig. E14)Caracteristici principalen În general sistemul TN:o necesitŸ instalarea de prize de pŸmÊnt la anumite intervale Án instalaÍia electricŸ,o necesitŸ ca verificarea iniÍialŸ, ÁncŸ din faza de proiect, prin calcule, a declanÛŸriiefective la primul defect de izolaÍie sŸ fie confirmatŸ de testele obligatorii la punerea

Án funcÍiune,o necesitŸ ca proiectarea Ûi realizarea oricŸrei modificŸri a instalaÍiei sŸ fie realizatŸde cŸtre personal calificat,

o Án cazul unor defecte de izolaÍie este posibilŸ producerea unor daune importante ÁnfŸÛurŸrilor maÛinilor rotative,o Án locaÍii cu risc crescut de incendiu poate reprezenta un pericol important datoritŸcurenÍilor de defect de valori mari.n Suplimentar sistemul TN-C:o la prima vedere pare mai ieftin (eliminarea unui pol Ûi a unui conductor),o impune utilizarea unor conductoare fixe Ûi rigide,o este interzisŸ utilizarea Án anumite situaÍii:- locaÍii cu risc crescut de incendiu- pentru tehnica de calcul (prezenÍa curenÍilor armonici pe conductorul de neutru).n Suplimentar sistemul TN-S:o poate fi utilizat inclusiv pentru conductoare flexibile sau de secÍiuni mici,o datoritŸ separŸrii fizice a conductorului neutru de conductorul de protecÍie existŸun PE curat (pentru sisteme de computere Ûi locaÍii cu riscuri speciale).




E7

Fig. E14: Sistemul TN-S.

Fig. E13: Sistemul TN-C.

Sistemul IT (vezi Fig. E15)Caracteristici principalen SoluÍia aceasta asigurŸ cea mai bunŸ continuitate Án alimentarea cu energieelectricŸ.n Semnalizarea primului defect de izolaÍie urmatŸ obligatoriu de localizarea Ûieliminarea sa asigurŸ prevenirea Ántreruperii alimentŸrii.n Utilizat Án general Án instalaÍii alimentate din transformatoare MT/JT sau JT/JTde abonat.n NecesitŸ personal de ÁntreÍinere pentru monitorizare Ûi exploatare.n NecesitŸ un nivel ridicat al izolaÍiei Án reÍea (implicŸ secÍionarea reÍelelor mari Ûiutilizarea transformatoarelor de separaÍie pentru alimentarea sarcinilor cu curenÍide scurgere ridicaÍi).n Verificarea declanÛŸrii efective la al doilea defect simultan de izolaÍie trebuierealizatŸ prin calcul ÁncŸ din faza de proiectare urmatŸ obligatoriu de mŸsurŸtori lapunerea Án funcÍiune a fiecŸrui grup de pŸrÍi conductoare expuse interconectate.n ProtecÍia conductorului de neutru trebuie asiguratŸ aÛa cum se indicŸ Án secÍiunea7.2 din capitolul G.

Fig. E15: Sistemul IT.


Sistemul IT: n tehnica pentru protecÍia persoanelor: o interconectarea Ûi legarea la pŸmÊnt apŸrÍilor expuse conductoare,

o semnalizarea la primul defect utilizÊnddispozitive de monitorizare a izolaÍiei (IMD,Insulation Monitoring Device),o Ántreruperea la al doilea defect utilizÊndprotecÍia maximalŸ de curent (Ántreruptoareautomate sau fuzibile); n tehnica de exploatare:o monitorizarea primului defect de izolaÍie,o localizarea Ûi eliminarea defectului esteobligatorie,o Ántreruperea pentru douŸ defecte simultanede izolaÍie.



E8


1.4 Criterii de selecÍie pentru sistemele TT, TN Ûi IT În termeni de protecÍie a persoanelor, cele trei sisteme de tratare a neutrului sunt

echivalente dacŸ toate regulile de instalare Ûi exploatare sunt respectate Ántocmai. În consecinÍŸ, selecÍia nu depinde de criterii de siguranÍŸ.Numai prin combinarea tuturor cerinÍelor Án ce priveÛte reglementŸrile, continuitatea

Án alimentare, condiÍiile de exploatare Ûi tipurile de reÍele Ûi de sarcini este posibil sŸse determine cel mai potrivit sistem (vezi Tab. E16).SelecÍia este determinatŸ de urmŸtorii factori:n Án primul rÊnd reglementŸrile Án vigoare care Án anumite cazuri impun anumitesisteme de tratare a neutrului;n Án al doilea rÊnd decizia beneficiarului de a fi alimentat printr-un transformatorpropriu (mŸsurŸ pe medie tensiune) sau prin sursŸ de energie separatŸ.DacŸ existŸ posibilitatea efectivŸ de a alege atunci decizia cu privire la modul detratare a neutrului se va lua Án urma discuÍiilor cu proiectantul reÍelei (birou deproiectare sau instalator).DiscuÍia trebuie sŸ acopere:n mai ÁntÊi cerinÍele de exploatare (nivelul cerut al continuitŸÍii Án alimentare) ÛicondiÍiile de exploatare (mentenanÍŸ asiguratŸ de personal calificat Án domeniulelectric sau nu, propriu sau nu, etc.);n Án al doilea rÊnd caracteristicile particulare ale reÍelei Ûi sarcinilor (vezi Tab. E17 de pe pagina urmŸtoare).

SelecÍia nu depinde de criterii de siguranÍŸ.Cele trei sisteme sunt echivalente Án termeni

de protecÍia persoanelor dacŸ toate regulilede instalare Ûi exploatare sunt respectateÁntocmai. Criteriul de selecÍie pentru cel maibun sistem depinde de reglementŸrile Ánvigoare, de continuitatea cerutŸ Án alimentare,de condiÍiile de exploatare Ûi de tipurile dereÍele Ûi de sarcini.

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


Caracteristici electrice TT TN-S TN-C IT1 IT2 Comentarii

Curentul de defect - - - - - + - - Numai sistemul IT oferŸ curenÍi de defect neglijabili (la primul defect)Tensiunea de defect - - - + - În sistemul IT tensiunea de atingere este neglijabilŸ pentru primul

defect dar este considerabilŸ pentru al doileaTensiunea de atingere + / - - - - + - În sistemul TT tensiunea de atingere este scŸzutŸ dacŸ sistemul

este echipotenÍial, altfel este ridicatŸProtecÍieProtecÍia persoanelor Ámpotriva + + + + + Toate sistemele de tratare a neutrului (STN) sunt echivalente dacŸcontactului indirect regulile fiecŸruia sunt respectateProtecÍia persoanelor Án cazul generatoarelor + - - + - Sist. unde protecÍia este asiguratŸ de cŸtre dispozitive diferenÍialepentru situaÍii de urgenÍŸ reziduale nu sesizeazŸ schimbarea impedanÍei interne a surseiProtecÍia Ámpotriva incendiilor (cu un dispozitiv + + nu este + + Toate STN-urile Án care se pot utiliza dispozitive diferenÍialediferenÍial rezidual) permise reziduale sau echivalente. Sistemul TN-C este interzis Án imobilele

cu risc de incendiu SupratensiuniSupratensiuni continue + + + - + O supratensiune fazŸ-pŸmÊnt este continuŸ Án sistemul IT, dacŸ

este vorba de primul defect de izolaÍieSupratensiuni tranzitorii + - - + - Sist. cu curenÍi de defect mari pot provoca supratensiuni tranzitoriiSupratensiuni Án cazul defectŸrii - + + + + În sistemul TT existŸ un dezechilibru de tensiune Ántre diferiteletransformatorului (primar/secundar) prize de pŸmÊnt. Celelalte sisteme sunt interconectate formÊnd

o singurŸ prizŸ de pŸmÊntCompatibilitate electromagneticŸImunitate la loviturile de trŸsnet din apropiere - + + + + În sistemul TT pot apŸrea dezechilibre de tensiune Ántre diferitele

prize de pŸmÊnt. Aici existŸ o circulaÍie de curent Ántre douŸ prizede pŸmÊnt separate

Imunitate la loviturile de trŸsnet pe liniile-

-

-

-

- Toate STN sunt echivalente Án cazul unei lovituri directe de

de ÁnaltŸ tensiune trŸsnet Án liniile de ÁnaltŸ tensiuneEmisie continuŸ a unui cÊmp electromagnetic + + - + + Conectarea PEN la structura metalicŸ a clŸdirii determinŸ emisia

continuŸ a unui cÊmp electromagneticNe-echipotenÍialitatea tranzitorie a PE + - - + - PE nu mai este echipotenÍial Án cazul unor curenÍi de defect mariContinuitatea Án serviciu

Întreruperea la primul defect - - - + + Numai Án sistemul IT nu este necesarŸ declanÛarea la primuldefect de izolaÍie

Goluri de tensiune Án timpul defectelor + - - + - Sistemele TN-S, TN-C Ûi IT (al doilea defect) pot genera curenÍide izolaÍie de defect mari care pot produce goluri de tensiuneInstalareaDispozitive speciale - + + - - Sistemul TT impune utilizarea dispozitivelor diferenÍiale reziduale.

Sistemul IT impune utilizarea dispozitivelor de control a izolaÍieiNumŸrul de prize de pŸmÊnt - + + - / + - / + Sistemul TT impune douŸ prize de pŸmÊnt distincte. Sistemul IT

oferŸ o alegere Ántre una sau douŸ prize de pŸmÊntNumŸrul de cabluri - - + - - Numai sistemul TN-C permite, Án anumite cazuri, reducerea

numŸrului de cabluri

MentenanÍaCostul reparaÍiilor - - - - - - - - Costul reparaÍiilor depinde de daunele provocate de cŸtreamplitudinea curenÍilor de defect

Daunele provocate instalaÍiilor + - - ++ - Sistemele care genereazŸ curenÍi de defect importanÍi necesitŸo verificare a instalaÍiei dupŸ eliminarea unui defect



E9

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

(1) CÊnd sistemul de tratare a neutrului nu este impus de reglementŸri, el este selectat Án funcÍie de cerinÍele exploatŸrii (continuitate Ánserviciu, cerutŸ din motive de securitate sau de creÛtere a productivitŸÍii, etc.).Oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, probabilitatea defectelor de izolaÍie creÛte odatŸ cu lungimea reÍelei. De aceea o idee bunŸ poate fiaceea de a fragmenta reÍeaua, uÛurÊnd localizarea defectului Ûi fŸcÊnd posibil adoptarea pentru fiecare porÍiune a sistemului recomandat.(2) AcÍiunea trŸsnetelor asupra descŸrcŸtoarelor poate transforma un neutru izolat Ántr-un neutru legat la pŸmÊnt. Riscul este ridicat pentruregiuni cu furtuni frecvente sau pentru instalaÍii alimentate din linii aeriene. DacŸ a fost ales sistemul IT pentru a asigura un nivel Ánalt alcontinuitŸÍii Án serviciu atunci proiectantul trebuie sŸ calculeze foarte precis condiÍiile de declanÛare la al doilea defect.(3) Riscul unei declanÛŸri intempestive a dispozitivului de curent diferenÍial rezidual.(4) Oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, soluÍia idealŸ este de a izola secÍiunea cu perturbaÍii dacŸ aceasta poate fi uÛor identificatŸ.(5) Riscul unui defect fazŸ-pŸmÊnt afectÊnd echipotenÍialitatea.(6) IzolaÍia este incertŸ datoritŸ umiditŸÍii Ûi prafului conductor.(7) Sistemele TN nu sunt recomandate datoritŸ riscului de a defecta generatorul Án cazul unui defect intern. Mai mult decÊt atÊt atunci cÊndgeneratorul alimenteazŸ echipament de siguranÍŸ, atunci sistemul nu trebuie sŸ declanÛeze la primul defect.(8) CurenÍii fazŸ-pŸmÊnt pot fi de cÊteva ori mai mari decÊt I n , cu riscul deteriorŸrii sau ÁmbŸtrÊnirii accelerate a ÁnfŸÛurŸrilor motoarelor, saudistrugerii circuitelor magnetice.

(9) Pentru a combina continuitatea Án serviciu cu siguranÍa este recomandat Ûi necesar, oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, sŸ fieseparate aceste sarcini de restul instalaÍiilor (transformatoare cu neutrul acccesibil).(10) Atunci cÊnd calitatea receptoarelor nu a constituit o prioritate de proiectare existŸ riscul unei scŸderi a rezistenÍei de izolaÍie. Sistemul TTcu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este cea mai bunŸ metodŸ pentru evitarea problemelor.(11) Mobilitatea acestor tipuri de sarcini provoacŸ defecte frecvente (contacte glisÊnd spre pŸrÍi legate la pŸmÊnt sau pŸrÍi expuse conductoare)care trebuiesc contracarate. Oricare ar fi sistemul de tratare a neutrului, este recomandat sŸ alimentam acest circuit printr-un transformator deseparaÍie.(12) SolicitŸ utilizarea unui transformator de separaÍie cu un sistem TN local pentru a evita riscurile de exploatare Ûi declanÛŸrile intempestive laprimul defect (TT) sau la al doilea defect (IT).(12 bis) Cu o dublŸ separaÍie Án circuitul de comandŸ.(13) Limitarea excesivŸ a curentului fazŸ-nul datoratŸ valorii importante a impedanÍei homopolare (cel puÍin de 4-5 ori impedanÍa directŸ). Acestsistem trebuie Ánlocuit cu o tratare stea-triunghi.(14) CurenÍii de defect ridicaÍi fac sistemul TN periculos. Sistemul TN-C este interzis.(15) Oricare ar fi sistemul dispozitivul diferenÍial rezidual trebuie reglat la Δi i 500 mA.(16) O instalaÍie alimentatŸ la joasŸ tensiune trebuie sŸ utilizeze sistemul TT. UtilizÊnd acest sistem de tratare a neutrului ÁnseamnŸ cel puÍinmenÍinerea caracteristicilor iniÍiale (fŸrŸ cabluri noi, fŸrŸ aparate de protecÍie care trebuiesc modificate).(17) PosibilŸ fŸrŸ personal de mentenanÍŸ foarte competent.(18) Acest tip de instalaÍie solicitŸ atenÍie deosebitŸ Án asigurarea siguranÍei. AbsenÍa unor mŸsuri preventive Án sistemul TN ÁnseamnŸ personal

calificat pentru exploatare.(19) Riscul Ántreruperii conductoarelor (alimentare, protecÍie) poate cauza pierderea echipotenÍialitŸÍii pentru pŸrÍile conductoare expuse. Unsistem TT sau un sistem TN-S cu dispozitiv diferenÍial rezidual de 30 mA este recomandat Ûi adesea obligatoriu. Sistemul IT poate fi utilizat Áncazuri foarte specifice.(20) SoluÍia evitŸ declanÛŸrile intempestive pentru scurgerile de curent neprevŸzute.


Tipuri de reÍele Recomandate Posibile Nerecomandate

ReÍele extinse cu o calitate foarte bunŸ a prizei de pŸmÊnt pentru TT, TN, IT(1) pŸrÍile conductoare expuse (rezistenÍŸ de dispersie < 10 Ω) sau mixte

ReÍele extinse cu o calitate foarte bunŸ a prizei de pŸmÊnt pentru TN TN-S IT(1)

pŸrÍile conductoare expuse (rezistenÍŸ de dispersie > 30 Ω) TN-CZone perturbate (furtuni) TN TT IT(2) (exemplu: emiÍŸtoare de radio Ûi televiziune)ReÍele cu curenÍi reziduali mari (> 500 mA) TN(4) IT(4)

TT(3)(4)

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

Grupuri generatoare pentru situaÍii de urgenÍŸ IT TT TN(7)

Tipuri de sarcini

Sarcini sensibile la curenÍi de defect importanÍi IT TT TN(8) (motoare, etc.)Sarcini cu un nivel de izolaÍie redus (cuptoare electrice, TN(9) TT(9) ITmaÛini de sudurŸ, elemente de ÁncŸlzire,echipamente din bucŸtŸriile mari)Numeroase sarcini monofazate TT(10) IT(10)

(mobile, semi-fixe, portabile) TN-S TN-C(10)

Sarcini prezentÊnd riscuri considerabile TN(11) TT(11) IT(11) (macarale, transportoare, etc.)Numeroase auxiliare (maÛini unelte) TN-S TN-C TT(12)

IT(12bis) Diverse

AlimentŸri prin transformatoare de putere TT IT IT(13) cu conexiunea stea-stea(13) fŸrŸ neutru fŸrŸ neutruImobile cu risc de incendiu IT(15) TN-S(15) TN-C(14)

TT(15) CreÛtere a puterii contractate cu furnizorul de energie TT(16) implicÊnd post de transformare propriuInstalaÍii cu modificŸri frecvente TT(17) TN(18)

IT(18) InstalaÍii unde continuitatea circuitului de ÁmpŸmÊntare TT(19) TN-S TN-Ceste incertŸ (Ûantiere, instalaÍii vechi) IT(19) Echipament electronic (computere, automate programabile, etc.) TN-S TT TN-C

ReÍele de monitorizare a echipamentelor, senzori Ûi actuatori PLC IT(20) TN-S, TT



E10


1.5 Alegerea Ûi implementarea sistemului de tratarea neutrului

DupŸ consultarea reglementŸrilor locale, a caietelor de sarcini, Tabelele E16 Ûi E17 pot fi folosite ca un Ándrumar Án decizia asupra separŸrii Ûi posibil a izolŸrii galvanicea diverselor secÍiuni ale unei instalaÍii electrice.

Divizarea alimentŸriiAceastŸ tehnicŸ constŸ Án folosirea mai multor transformatoare de puteri reduse Ánloc de unul singur de mare putere. În acest fel receptoarele care sunt sursa unorperturbaÍii ale reÍelei (motoare mari, cuptoare, etc.) pot fi alimentate fiecare dintransformatorul propriu.

În acest fel, calitatea Ûi continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a ÁntregiiinstalaÍii se ÁmbunŸtŸÍeÛte.De asemenea Ûi costul aparatelor de comutaÍie este mai redus (nivelul curentului descurtcircuit este mai mic).Evaluarea tehnico-economicŸ trebuie fŸcutŸ pentru fiecare caz Án parte.

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

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

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

ConcluziiOptimizarea performanÍei Ántregii instalaÍii reprezintŸ criteriul de alegere a schemeide legare la pŸmÊnt.Aceasta include:

n investiÍii iniÍiale, Ûin cheltuieli operaÍionale care pot creÛte Án viitor datoritŸ unei fiabilitŸÍi insuficiente,calitŸÍii materialelor, siguranÍei Án exploatare, continuitŸÍii Án funcÍionare, etc.Aceste elemente sunt Án general dificil de prevŸzut, Án faza iniÍialŸ.O structurŸ idealŸ ar cuprinde sursa de alimentare normalŸ, sursa de alimentarelocalŸ de rezervŸ (vezi punctul 1.4 din capitolul E) Ûi sistemele adecvate de legare lapŸmÊnt.




E11

1.6 Instalarea Ûi mŸsurarea prizei de pŸmÊntCalitatea unei prize de pŸmÊnt (rezistenÍa de dispersie cÊt mai micŸ posibil) depinde

efectiv de doi factori:n Metoda de instalare;n Natura solului respectiv.

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

Inel conductor Ángropat (vezi Fig. E20)AceastŸ soluÍie este recomandatŸ Án special pentru clŸdirile noi. Priza ar trebui

ÁngropatŸ Án jurul excavaÍiei pentru fundaÍie. Este important ca bara conductoare sŸfie Án contact direct cu solul (nu plasatŸ Án beton sau Án pietriÛul de la baza acestuia).Cel puÍin patru conductoare verticale de la priza de pŸmÊnt (distanÍate Ántre ele)trebuie sŸ asigure legŸturile cu instalaÍia electricŸ; la acestea se leagŸ cÊteva dintrearmŸturile metalice din beton.Conductorul care formeazŸ priza de pŸmÊnt, Án particular cÊnd este introdus ÁnexcavaÍia pentru fundaÍie, trebuie sŸ fie Án pŸmÊnt cu cel puÍin 50 cm mai jos decÊt

betonul fundaÍiei. Nici priza de pŸmÊnt nici conductoarele verticale care fac legŸturacu instalaÍia electricŸ, cŸtre parter, nu trebuie sŸ fie Án contact cu fundaÍia de beton.Pentru clŸdirile existente, priza de pŸmÊnt trebuie ÁngropatŸ Án jurul peretelui exterioral Ántregii clŸdiri, la o adÊncime de cel puÍin un metru. Ca regulŸ generalŸ, toateconexiunile verticale de la priza de pŸmÊnt la etajele superioare trebuie izolatepentru tensiunea nominalŸ pe partea de JT (600 - 1000 V).Conductoarele pot fi realizate din:n cupru: cablu masiv (u 25 mm2) sau multifilar (u 25 mm2 Ûi u 2 mm grosime);n aluminiu: cablu (u 35 mm2);n cablu din otel galvanizat : cablu masiv (u 95 mm2) sau multifilar (u 100 mm2 Ûiu 3 mm grosime).RezistenÍa aproximativŸ R a unui astfel de electrod, Án ohmi este:

R = 2ρ Lunde: L = lungimea [m] a conductorului Ángropat

ρ = rezistivitatea solului [Ω.m] (a se vedea tabelul influenÍa tipului de sol de pepagina urmatoare).

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

O metodŸ eficientŸ de obÍinere a uneirezistenÍe de dispersie foarte mici a prizei de

pŸmÊnt este sŸ se Ángroape un conductorsub formŸ de buclŸ ÁnchisŸ Án sol, la nivelulexcavaÍiei pentru fundaÍia clŸdirii. RezistenÍaR a unui astfel de electrod (Án sol omogen)

este datŸ de relaÍia: R = 2ρ L

, unde:

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

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

Pentru n ÍŸrusi: R = 1 ρ

n L

Fig. E21: ŒŸruÛi de ÁmpŸmÊntare.




E12


Adesea este necesar sŸ se foloseascŸ mai mult de o barŸ, Án care caz, distanÍa Ántrebare trebuie sŸ fie mai mare decÊt adÊncimea la care sunt introduse cu un factor de2 pÊnŸ la 3.

RezistenÍa totalŸ (Án sol omogen) este egalŸ cu rezistenÍa unei bare ÁmpŸrÍitŸ lanumŸrul total de bare Án paralel.RezistenÍa aproximativŸ R Án ohmi, dacŸ distanÍa dintre electrozi este > 4L este:

R = 1 ρ

n Lunde: L = lungimea barei Án [m]

ρ = rezistivitatea solului Án [Ω.m] (a se vedea tabelul influenÍa tipului de sol demai jos)

n = numŸrul de electrozi.

PlŸci verticale (vezi Fig. E22)PlŸcile rectangulare, avÊnd laturile u 0,5 metri, sunt utilizate Án mod obiÛnuit larealizarea prizelor de pŸmÊnt, fiind Ángropate Án plan vertical Án aÛa fel ÁncÊt centrulde simetrie sŸ fie la cel puÍin 1 metru adÊncime faÍŸ de suprafaÍa solului.PlŸcile pot fi fabricate din:

n cupru de 2 mm grosime;n oÍel galvanizat(1) de 3 mm grosime. RezistenÍa R Án [Ω] este datŸ (aproximativ) de:

R = 0,8 ρ Lunde: L = lungimea plŸcii Án [m]

ρ = rezistivitatea solului Án [Ω.m] (a se vedea tabelul influenÍa tipului de sol demai jos).

InfluenÍa tipului de sol

(1) Atunci cÊnd materialele conductoare galvanizate suntutilizate pentru electrozii de ÁmpŸmÊntare, un anod desacrificiu pentru protecÍia catodicŸ poate fi necesar pentruevitarea coroziunii rapide a electrozilor atunci cÊnd solul esteagresiv. Anozi din aliaj special de magneziu (Ántr-un sac porosumplut cu material cu rezistivitate micŸ) sunt disponibili pentruconexiunea directŸ a electrozilor. Pentru utilizarea acestorsoluÍii se recomandŸ a se consulta un specialist.

Fig. E22: PlacŸ verticalŸ.

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

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

MŸsurŸtorile electrozilor de ÁmpŸmÊntare Ándiferitele categorii de soluri sunt utile pentrudeterminarea valorii rezistivitŸÍii ce trebuieaplicatŸ Án proiectarea unui sistemde ÁmpŸmÊntare.


Tipul de sol Valoarea mediea rezistivitŸÍii Án Ωm

Teren mlŸÛtinos, mocirlos 1 - 30

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

Tipul de sol Valoarea mediea rezistivitŸÍii Án Ωm

Sol fertil, umed, compactat 50Sol arid, uscat, necompactat 500Sol stÊncos, foarte uscat, sau pietriÛ, roci fisurate 3.000

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



E13

MŸsurŸtori Ûi evoluÍia Án timp a rezistenÍei dintre o prizŸ depŸmÊnt Ûi pŸmÊnt

RezistenÍa de dispersie a unei prize de pŸmÊnt rŸmÊne rareori constantŸPrincipalii factori care afecteazŸ aceastŸ rezistenÍŸ sunt:n Umiditatea solului:SchimbŸrile sezoniere Án conÍinutul de apŸ al solului pot fi semnificative la adÊncimipÊnŸ la 2 m.La o adÊncime de un metru valoarea rezistivitŸÍii (ρ) variazŸ Án raportul de 1 la 3

Ántre o iarnŸ umedŸ Ûi o varŸ uscatŸ Án regiunile temperate.n ÎngheÍ:

ÎngheÍarea pŸmÊntului poate creÛte rezistivitatea solului cu cÊteva ordine de mŸrime.Acesta este unul din motivele de bazŸ care recomandŸ instalarea prizelor de pŸmÊntla adÊncime, Án special Án regiunile reci.n ÎmbŸtrÊnire:Materialele folosite pentru electrozi ÁÛi schimbŸ proprietŸÍile fizico-chimice Án timp,din diferite motive, din care amintim:o reacÍii chimice (Án soluri acide sau alcaline),o galvanic: datoritŸ curenÍilor continui vagabonzi din pŸmÊnt, datoraÍi sistemului de

tracÍiune electricŸ, etc. sau datoritŸ diferitelor metale care formeazŸ pile electriceelementare, acÍiunea diferitelor soluri pe secÍiuni ale aceluiaÛi conductor pot formaarii anodice Ûi catodice, cu pierderi de metal la suprafaÍŸ. Din nefericire, condiÍiilecele mai favorabile pentru rezistenÍa redusŸ a prizei de pŸmÊnt (adicŸ sol curezistivitate micŸ) sunt aceleaÛi Án care curenÍii galvanici pot circula foarte uÛor.n Oxidarea:Punctele de Ámbinare prin sudurŸ sau alŸmire sunt cele mai vulnerabile, relativ laoxidare. MŸsura preventivŸ care se poate aplica este de a curŸÍa cu atenÍie zona de

Ámbinare Ûi de a o proteja prin diferite metode.

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

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

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




E14


În vederea evitŸrii erorilor datorate curenÍilor vagabonzi din pŸmÊnt (galvanici(c.c.) sau de scurgere de la reÍelele de putere sau de comunicaÍii etc.) curentul demŸsurare trebuie sŸ fie alternativ, dar la o frecvenÍŸ diferitŸ de cea a reÍelei sau a

armonicilor ei. Instrumentele pentru efectuarea acestor mŸsurŸtori sunt prevŸzute cugenerator manual Ûi funcÍioneazŸ cu o tensiune alternativŸ la frecvenÍe Ántre 85 HzÛi 135 Hz.DistanÍele dintre prizele de pŸmÊnt nu sunt importante Ûi pot fi considerate Án diferitedirecÍii de la priza de mŸsurat, Án funcÍie de posibilitŸÍile locale. Pentru verificarearezultatelor este recomandabil un numŸr de ÁncercŸri pentru diferite distanÍe ÛidirecÍii.

Utilizarea unui ohmmetru cu citire directŸ a rezistenÍei de dispersie a prizei depŸmÊntAceste instrumente folosesc un generator manual sau electronic de tensiune (dec.a.) ÁmpreunŸ cu doi electrozi auxiliari, distanÍa dintre aceÛtia trebuie sŸ fie astfel

ÁncÊt zona de influenÍŸ a prizei de testat sŸ nu se suprapunŸ cu cele aferenteelectrozilor auxiliari (C). Priza (C) cea mai ÁndepŸrtatŸ de priza (X) de mŸsurat estestrŸbŸtutŸ de un curent care trece prin (X) Ûi pŸmÊnt, Ûi ca urmare priza (P) va indicao valoare de tensiune. AceastŸ tensiune, mŸsuratŸ Ántre (X) Ûi (P) este datoratŸ

curentului de test Ûi este funcÍie de rezistenÍa de contact faÍŸ de pŸmÊnt (a prizei (X)de mŸsurat). Este clar cŸ pentru a obÍine rezultate corecte distanÍa (X)-(C) trebuiealeasŸ cu grijŸ. DacŸ distanÍa (X)-(C) este mŸritŸ, zonele de rezistenÍŸ ale prizelor(X) Ûi (C) devin mai depŸrtate una faÍŸ de alta, iar curba potenÍialului evolueazŸ maiaproape de orizontalŸ, Án zona punctului (0).

În mŸsurŸtorile practice distanÍa (X)-(C) este crescutŸ pÊnŸ cÊnd citirile aparatelorrelativ la priza (P) Án trei puncte diferite, anume la (P) Ûi la 5 m de-o parte Ûi de alta alui (P), dau valori similare. DistanÍa (X)-(P) este Án general 0,68 din distanÍa (X)-(C).

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

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

b) aici se aratŸ efectul gradientului de potenÍial cÊnd (X) Ûi (C) sunt la o distanÍŸ mare unul de

altul. LocaÍia electrodului (P) este Án acest caz uÛor de determinat.




E15

2 Sisteme de instalare

2.1 Tablouri de distribuÍieTabloul de distribuÍie este punctul Án care alimentarea cu energie se divide Án circuite

separate, fiecare din ele fiind comandate Ûi protejate de siguranÍe fuzibile sauaparate de comutaÍie. Un tablou de distribuÍie este compus dintr-un numŸr de unitŸÍifuncÍionale, fiecare conÍinÊnd toate elementele electrice Ûi mecanice care contribuiela Ándeplinirea unei funcÍii anume. Tabloul Ûi unitŸÍile funcÍionale reprezintŸ elementecheie Án siguranÍa instalaÍiei.

În consecinÍŸ, tipul de tablou electric trebuie perfect adaptat la aplicaÍia sa.Proiectarea Ûi construcÍia lui trebuie sŸ corespundŸ atÊt standardelor aplicabile cÊt Ûipracticilor curente.Carcasa tabloului de distribuÍie furnizeazŸ o protecÍie dualŸ:n protecÍia aparatajului de comutaÍie, aparatelor de mŸsurŸ, releelor, siguranÍelor,etc. Ámpotriva impactului mecanic, vibraÍiilor Ûi a celorlalte influenÍe externe a cŸrorinterferenÍŸ ar afecta siguranÍa operaÍionalŸ (interferenÍe electromagnetice, praf,umezealŸ, paraziÍi, etc.);n protecÍia personalului Ámpotriva posibilului contact direct sau indirect (a se vedeagradele de protecÍie IP Ûi IK Án secÍiunea 3.4 a capitolului E).

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

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

Tablourile de distribuÍie, inclusiv tabloulgeneral de distribuÍie de joasŸ tensiune

(TGJT) sunt elemente foarte importanteale unei instalaÍii electrice. Proiectarea ÛiconstrucÍia acestora trebuie fŸcute conformunor standarde bine definite.

CerinÍele consumatorilor determinŸ tipultabloului de distribuÍie necesar a fi instalat.

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

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

a b

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

a b c



E16


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

Tablourile de distribuÍie funcÍionaleDedicate funcÍiunilor specifice, soluÍiile sunt bazate pe folosirea modulelorfuncÍionale, care includ aparate de comutaÍie Ûi dispozitive specifice, ÁmpreunŸ cuaccesorii de montaj Ûi de conexiuni. Proiectarea unui tablou se poate face rapid,deoarece este suficient sŸ se reuneascŸ modulele necesare, prevŸzÊnd spaÍii Ánplus pentru elemente care vor fi montate ulterior, Án caz de nevoie. Folosind acestecomponente prefabricate, asamblarea tabloului se simplificŸ substanÍial asigurÊnd ÁnacelaÛi timp o siguranÍŸ deosebitŸ Ûi o mare capacitate de adaptare la schimbŸri deultim moment sau la schimbŸri ulterioare.n Multiple avantaje

Utilizarea tablourilor de distribuÍie funcÍionale s-a rŸspÊndit treptat la toate niveluriledistribuÍiei electrice de joasŸ tensiune, de la tabloul general de joasŸ tensiune TGJTpÊnŸ la tablourile pentru distribuÍia finalŸ, datoritŸ numeroaselor avantaje:o modularitatea sistemului care face posibilŸ integrarea a numeroase funcÍii

Ántr-un singur tablou de distribuÍie, incluzÊnd protecÍia, controlul, conducereatehnicŸ Ûi monitorizarea Ántregii instalaÍii. Designul modular faciliteazŸ exploatarea,mentenanÍa Ûi extinderea tabloului electric,o proiectarea tabloului electric devine foarte simplŸ deoarece constŸ pur Ûi simplu ÁnadŸugarea de unitŸÍi funcÍionale,o componentele prefabricate se monteazŸ mult mai rapid,o aceste tablouri de distribuÍie sunt supuse unor teste de tip pentru asigurarea unui

Ánalt nivel de siguranÍŸ.Noile sisteme de tablouri funcÍionale Prisma Plus sistem G Ûi P fabricate deSchneider Electric acoperŸ cerinÍele pÊnŸ la 3200 A Ûi oferŸ:o flexibilitate Ûi uÛurinÍŸ Án alcŸtuirea tablourilor de distribuÍie,

o certificarea ca un tablou de distribuÍie este conform standardului CEI 60439(adoptat Ûi de RomÊnia sub numele de SR EN 60439) Ûi asigurarea unui funcÍionŸri Án condiÍii de deplinŸ siguranÍŸ,o economie de timp Án toate etapele, de la proiectare la instalare, exploatare Ûimodificare sau extindere,o adaptare uÛoarŸ, de exemplu pentru respectarea standardelor Ûi regulilor demuncŸ din diferite ÍŸri.Figurile E27a, E28, E29, sunt exemple de tablouri de distribuÍie funcÍionale la toatenivelurile de putere, Án timp ce Án Figura E27b se aratŸ un tablou funcÍional industrialde mare putere.

Principalele tipuri de unitŸÍi funcÍionale ExistŸ trei tehnologii de bazŸ care sunt utilizate la realizarea tablourilor de distribuÍiefuncÍionale.n UnitŸÍi funcÍionale fixe (vezi Fig. E30)Aceste unitŸÍi nu sunt adaptate pentru separarea galvanicŸ modularŸ a circuitelor

(faÍŸ de bare, de exemplu) astfel cŸ orice intervenÍie de mentenanÍŸ, modificareetc. cere scoaterea de sub tensiune a Ántregului tablou. Folosirea aparatajuluideconectabil pe Ûasiu sau debroÛabil poate diminua timpii de Ántrerupere Ûi

ÁmbunŸtŸÍi disponibilitatea Ántregii instalaÍii.n UnitŸÍi funcÍionale deconectabile (vezi Fig. E31)Fiecare unitate funcÍionalŸ este montatŸ pe o placŸ de montaj demontabilŸprevazutŸ cu elemente de izolare Án amonte Ûi cu facilitŸÍi de deconectare Án aval.AceastŸ unitate poate fi extrasŸ pentru operaÍii de service, fŸrŸ a fi necesarŸscoaterea de sub tensiune a Ántregii instalaÍii.n UnitŸÍi funcÍionale montate Án sertare debroÛabile (vezi Fig. E32)Aparatele de comutaÍie Ûi accesoriile aferente sunt montate pe un Ûasiu care permitedebroÛarea orizontalŸ. Astfel de unitŸÍi cu funcÍii complexe sunt folosite Án general laprotecÍia Ûi comanda motoarelor electrice.Izolarea galvanicŸ se realizeazŸ atÊt pentru partea din aval cÊt Ûi din amonte, prindebroÛarea completŸ a unitŸÍii respective, permiÍÊnd Ánlocuirea rapidŸ a unitŸÍiidefecte fŸrŸ scoaterea de sub tensiune a Ántregii instalaÍii.

Trebuie fŸcutŸ distincÍie Ántre:n tablourile de distribuÍie tradiÍionale Án care

aparatele de comutaÍie, siguranÍele, etc.sunt fixate pe un Ûasiu interior, Án parteaposterioarŸ a carcasei;n tablourile de distribuÍie funcÍionale pentruaplicaÍii specifice, bazate pe modularitate Ûipe o proiectare standardizatŸ.


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

Fig. E31: Tablou de distribuÍie cu unitŸÍi funcÍionaledeconectabile.

Fig. E32: Tablou de distribuÍie cu unitŸÍi funcÍionale Án sertaredebroÛabile.



E17

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

Standardul CEI 60439-1 (SR EN 60439-1)n Categorii de ansambluriStandardul face distincÍie Ántre douŸ tipuri de unitŸÍi funcÍionale:o ansambluri prefabricate Ûi pretestate care nu diferŸ semnificativ de un tip stabilita cŸrui conformitate cu standardul a fost demonstratŸ de testele de tip cerute Ánstandard,o ansambluri pretestate parÍial care pot conÍine tipuri diferite de cele a cŸrorconformitate cu standardul a fost demonstratŸ de testele de tip cerute Án standard.Atunci cÊnd acestea sunt realizate profesional conform instrucÍiunilor producŸtoruluide echipament de cŸtre personal calificat, ele oferŸ acelaÛi nivel de siguranÍŸ Ûi

calitate.n UnitŸÍi funcÍionaleAcelaÛi standard defineÛte unitŸÍile funcÍionale:o parte a unui ansamblu conÍinÊnd toate elementele mecanice Ûi electrice carecontribuie la Ándeplinirea aceleiaÛi funcÍiuni,o tabloul de distribuÍie include unitatea funcÍionalŸ de intrare Ûi una sau mai multeunitŸÍi funcÍionale de plecare, Án funcÍie de cerinÍele funcÍionale ale instalaÍiei.Mai mult decÊt atÊt, pentru realizarea unui tablou electric se pot folosi unitŸÍifuncÍionale fixe, deconectabile sau debroÛabile (a se vedea secÍiunea 2.1 dincapitolul E).n Forme de separare (vezi Fig. E33)Separarea unitŸÍilor funcÍionale Án cadrul ansamblului este asiguratŸ de formecare sunt specificate pentru diferite condiÍii de funcÍionare. Diferitele forme deseparare sunt numerotate de la 1 la 4 cu variante denumite “a” sau “b”. Fiecare pas

Ánainte (de la 1 la 4) este cumulativ, adicŸ o formŸ cu numŸr mai mare conÍine Ûi

caracteristicile unei forme cu numŸr mai mic. Standardul distinge:o Forma 1: fŸrŸ separare,o Forma 2: separarea barelor de unitŸÍile funcÍionale,o Forma 3: separarea barelor de unitŸÍile funcÍionale Ûi separarea tuturor unitŸÍilorfuncÍionale una faÍŸ de alta, cu excepÍia bornelor de ieÛire,o Forma 4: la fel ca Forma 3, dar incluzÊnd separarea Ántre bornele de ieÛire aletuturor unitŸÍilor.Decizia asupra alegerii formei de separare rezultŸ Án urma unei ÁnÍelegeri Ántrefabricantul de tablouri Ûi utilizator. Sistemul funcÍional Prisma Plus oferŸ soluÍiipentru formele de separare 1, 2b, 3b, 4a, 4b.

În scopul asigurŸrii unui grad adecvat desiguranÍŸ Án exploatare este esenÍialŸ

conformitatea cu standardele Án vigoare.

Trei elemente ale standardului CEI 60439-1(SR-EN 60439-1) contribuie semnificativ lasiguranÍa Án exploatare:n definirea clarŸ a unitŸÍilor funcÍionale; n formele de separare Ántre unitŸÍilefuncÍionale adiacente, Án concordanÍŸ cucerinÍele utilizatorului;n definirea clarŸ a ÁncercŸrilor individuale Ûide tip.

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




E18


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

utilizatori.

Monitorizarea Ûi controlul instalaÍiei electriceMonitorizarea Ûi controlul de la distanÍŸ a instalaÍiei electrice nu mai sunt limitate lainstalaÍiile foarte importante. Aceste funcÍiuni sunt din ce Án ce mai utilizate Ûi conducla economii considerabile. Avantajele potenÍiale sunt:n reducerea facturilor de energie;n reducerea costurilor structurale pentru a menÍine instalaÍia Ántr-o stare defuncÍionare corespunzŸtoare;n utilizarea mai bunŸ a investiÍiei, mai ales Án ceea ce priveÛte optimizarea durateide viaÍŸ a instalaÍiei;n satisfacÍia utilizatorilor (dintr-o clŸdire sau dintr-un proces industrial) generatŸ defiabilitatea crescutŸ Ûi calitatea energiei.PosibilitŸÍile enumerate sunt Ûi o opÍiune sugeratŸ de calitatea necorespunzŸtoare aenergiei din reÍeaua electricŸ.

Standardul de comunicaÍii Modbus este din ce Án ce mai folosit ca un standarddeschis de comunicaÍii Án interiorul tabloului de distribuÍie Ûi Ántre tablourile dedistribuÍie Ûi aplicaÍia de monitorizare Ûi control. Modbus existŸ Án douŸ forme: douŸperechi torsadate (RS 485) Ûi Ethernet TCP/IP (IEEE 802.3).Site-ul web www.modbus.org prezintŸ toate specificaÍiile reÍelei Ûi actualizeazŸpermanent lista produselor Ûi companiilor care utilizeazŸ acest standard industrialdeschis.Utilizarea tehnologiilor “web” a contribuit la extinderea acestor aplicaÍii ca urmarea scŸderii costurilor accesŸrii funcÍiunilor printr-o interfaÍŸ universalŸ (paginŸ web)precum Ûi a unui grad de deschidere Ûi evolutivitate care pur Ûi simplu nu exista cucÊÍiva ani Án urmŸ.

2.2 Cabluri Ûi bare capsulate prefabricateDistribuÍia prin conductoare izolate Ûi cabluri

DefiniÍiin Conductor

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

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

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

Marcarea conductoarelorIdentificarea conductoarelor trebuie sŸ respecte trei reguli:n Regula 1:Marcajul Án dungi verde/galben este rezervat exclusiv conductoarelor de protecÍiePE sau PEN.n Regula 2:o cÊnd un circuit include conductor de neutru, acesta trebuie sŸ aibŸ culoareaalbastru deschis (sau marcat cu numŸrul “1” pentru cabluri multifilare, cu mai mult de5 conductoare),o cÊnd un circuit nu are un conductor de neutru, conductorul albastru deschis poatefi utilizat ca Ûi conductor de fazŸ, dacŸ este parte a unui cablu cu mai mult de 1conductor.

n Regula 3:Conductoarele de fazŸ pot fi de orice culoare cu excepÍia:o verde Ûi galben,o verde,o galben,o albastru deschis (vezi regula 2).

Accesul nelimitat la informaÍiile electrice Ûitablourile de distribuÍie inteligente sunt acumo realitate.

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

n prin bare prefabricate.




E19

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

NotŸ: DacŸ circuitul include un conductor de protecÍie Ûi cablul disponibil nu are unconductor galben/verde, conductorul de protecÍie poate fi:n un conductor separat galben/verde;n conductorul albastru dacŸ circuitul nu are conductor neutru;n un conductor negru dacŸ circuitul are conductor neutru.

În ultimele douŸ cazuri conductorul utilizat trebuie marcat cu bandŸ galben/verde lacapete, pe toatŸ lungimea vizibilŸ a conductorului.Cablurile de alimentare ale echipamentelor sunt marcate similar cu cablurilemulticonductor (vezi Fig. E35).

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

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

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


NumŸr de Circuit Trasee de cabluri fixeconductoare Conductoare izolate Cabluri rigide sau flexibiledin circuit multiconduuctor

Ph Ph Pn N PE Ph Ph Ph N PE

1 ProtecÍie sau pŸmÊnt V/G2 Monofazic Ántre faze n n BL LB

Monofazic fazŸ Ûi neutru n LB BL LBMonofazic Ántre fazŸ Ûi neutru n V/G BL V/G+ conductor de protecÍie

3 Trifazic fŸrŸ neutru n n n BL B LB2 faze + neutru n n LB BL B LB2 faze + conductor de protecÍie n n V/G BL LB V/G

Monofazic Ántre fazŸ Ûi neutru n LB V/G BL LB V/G+ conductor de protecÍie

4 Trifazic cu neutru n n n LB BL B BL LBTrifazic cu neutru + conductor de protecÍie n n n V/G BL B LB V/G

2 faze + neutru + conductor de protecÍie n n LB V/G BL B LB V/G Trifazic + conductor de protecÍie PEN n n n V/G BL B LB V/G5 Trifazic + neutru + conductor de protecÍie PE n n n LB V/G BL B BL LB V/G> 5 Conductorul de protecÍie V/G; Alte conductoare numerotate BL.

NumŸrul “1” este rezervat pentru conductorul neutru dacŸ existŸ.

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



E20


Barele capsulate prefabricateBarele capsulate prefabricate sunt construite pentru distribuÍia energiei (de la 40 la5000 A) Ûi iluminat (Án cazul acestei aplicaÍii ele au un dublu rol, de alimentare cuenergie Ûi de suport fizic al lŸmpii).

Componentele unui sistem de bare capsulate prefabricateUn sistem de de bare capsulate prefabricate este compus dintr-un set de conductoriprotejaÍi de o carcasŸ (vezi Fig. E37). Utilizate pentru transportul Ûi distribuÍiaenergiei electrice sistemele de bare capsulate prefabricate au componentelenecesare pentru Ándeplinirea acestor funcÍii: conectori, lungimi, coturi, elemente defixare, etc. Punctele de derivaÍie plasate la intervale regulate fac energia disponibilŸ

Án orice punct al instalaÍiei.

Barele capsulate prefabricate se disting prinusurinÍa Án instalare, flexibilitatea Ûi numŸrul

mare de puncte de conectare.

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

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

Elementdrept

Puncte de derivaÍiepentru distribuÍia curentului

Sistem de fixare pentru tavan,perete sau podea supraÁnŸlÍatŸ

PiesŸde capŸt

PiesŸ dealimentare

Gama de cofrete debroÛabilepentru alimentarea sarcinilorde la sistemul de bare

Cot

Fig. E38: DistribuÍie radialŸ utilizÊnd bare capsulate prefabricate.


Vorbim aici de o arhitecturŸ distribuitŸ.



E21

În mare existŸ trei categorii de bare capsulate prefabricate.n De la transformator cŸtre tabloul general de joasŸ tensiune (TGJT)Instalarea barei capsulate prefabricate poate fi consideratŸ permanentŸ Ûi este

probabil cŸ nu va fi niciodatŸ modificatŸ. Nu existŸ puncte de derivaÍie. SoluÍia estefrecvent utilizatŸ pentru trasee scurte, pentru curenÍi mai mari de 1600/2000 A, adicŸatunci cÊnd utilizarea mai multor cabluri Án paralel este dificilŸ. Barele se pot utiliza Ûipentru legŸturile dintre TGJT Ûi tablourile de distribuÍie din aval.Caracteristicile barelor capsulate prefabricate pentru distribuÍia de putere permit a fiutilizate pentru curenÍii operaÍionali de la 1000 la 5000 A Ûi sunt stabile la curenÍii descurtcircuit de scurtŸ duratŸ de 150 kA.n Pentru distribuÍie secundarŸ cu densitatea punctelor de derivaÍie micŸ sau mare

În aval de barele capsulate prefabricate pentru distribuÍia principalŸ, putem identificadouŸ tipuri de aplicaÍii:o aplicaÍii industriale de dimensiuni medii (ateliere industriale cu prese de injecÍieÛi maÛini de prelucrat metale sau supermarket-uri cu sarcini importante). CurenÍiioperaÍionali Ûi curenÍii de scurtcircuit pot fi destul de importanÍi (100 la 1000 A,respectiv 20 la 70 kA),o obiective mici (mici ateliere cu maÛini unelte, fabrici de textile cu maÛini

individuale, supermarket-uri cu sarcini reduse). CurenÍii operaÍionali Ûi curenÍii descurtcircuit sunt destul de mici (40 la 400 A, respectiv 10 la 40 kA).DistribuÍia secundarŸ utilizÊnd bare capsulate prefabricate rŸspunde la urmŸtoarelecerinÍe ale utilizatorilor:o modificŸri Ûi evoluÍii facile ale instalaÍiei datoritŸ existenÍei unui numŸr ridicat detrape de derivaÍie,o continuitate Án serviciu, prin posibilitatea conectŸrii sub tensiune a cofretelor dederivaÍie Án condiÍii de deplinŸ siguranÍŸ.Conceptul de subdistribuÍie este aplicabil, de asemenea, pentru distribuÍia cucoloane verticale Ántre 100 Ûi 5000 A Án clŸdirile cu mai multe etaje.n DistribuÍie de iluminatCircuitele de iluminat pot fi distribuite utilizÊnd bare capsulate prefabricate care potasigura sau nu susÍinerea corpurilor de iluminat.o barele capsulate prefabricate proiectate pentru susÍinerea corpurilor de iluminatAceste bare capsulate prefabricate alimenteazŸ Ûi susÍin corpurile de iluminat(reflectoare industriale, lŸmpi cu descŸrcare, etc.). Ele sunt utilizate Án clŸdirileindustriale, supermarket-uri, magazine universale Ûi depozite. Barele capsulateprefabricate sunt extrem de rigide Ûi au fost proiectate pentru unul sau douŸ circuitede 25 sau 40 A. Trapele de derivaÍie se gŸsesc la fiecare 1,5 m.o barele capsulate prefabricate care nu pot susÍine corpurile de iluminatSimilare cu sistemele de cabluri prefabricate, aceste bare sunt utilizate pentrualimentarea tuturor tipurilor de corpuri de iluminat fixate de structura clŸdirii. Elesunt utilizat Án clŸdirile comerciale (birouri, magazine, restaurante, hoteluri, etc.), Ánspecial Án tavanele false. Barele sunt flexibile Ûi proiectate pentru un circuit de 20 A.Trapele de derivaÍie se gŸsesc la fiecare 1,5 m sau 3 m.Sistemele de bare capsulate prefabricate Ándeplinesc cerinÍele unui numŸr importantde clŸdiri.n ClŸdiri industriale: garaje, ateliere, ferme, centre logistice, etc.;n ClŸdiri comerciale: magazine, centre comerciale, supermarket-uri, hoteluri, etc.;n ClŸdiri terÍiare: birouri, Ûcoli, spitale, sŸli de sport, vapoare de croazierŸ, etc.

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

Avantajele sistemelor de bare capsulate prefabricateFlexibilitaten ConfiguraÍie uÛor de modificat (modificŸrile pe Ûantier pentru schimbarea liniilor deproducÍie, reconfigurarea sau extinderea spaÍiului, etc.);n

Componente reutilizabile (componentele rŸmÊn intacte): cÊnd o instalaÍie estesupusŸ unei modificŸri majore, bara capsulatŸ este pur Ûi simplu demontatŸ ÛireutilizatŸ;n Disponibilitatea energiei oriunde Án instalaÍie (posibilitatea de a avea o trapŸ dederivaÍie la fiecare metru);n O gamŸ largŸ de cofrete de derivaÍie.




E22


Simplitaten Proiectarea poate fi fŸcutŸ independent de distribuÍia Ûi amplasarea receptoarelor;n PerformanÍele sunt independente de implementare; Án cazul cablurilor trebuiesc

aplicaÍi mai mulÍi coeficienÍi de declasare;n Sistem de distribuÍie clar;n Reducerea timpului de instalare; utilizarea sistemelor de bare capsulateprefabricate permite reducerea timpului de instalare cu pÊnŸ la 50% faÍŸ de metodatradiÍionalŸ cu cabluri;n GaranÍia fabricantului;n Timp de execuÍie controlat: conceptul de bare capsulate prefabricate eliminŸsurprizele neaÛteptate la montaj. Timpul de montaj este precis Ûi cunoscut Án avansÛi orice problemŸ apŸrutŸ poate fi rezolvatŸ cu operativitate;n UÛor de implementat; componentele modulare sunt uÛor de manevrat, rapid Ûisimplu de montat.

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

posibilitatea erorilor.Continuitatea Án serviciun NumŸrul mare de trape de derivaÍie uÛureazŸ alimentarea cu energie electricŸ aunui nou consumator. Conectarea Ûi deconectarea este rapidŸ Ûi poate fi executatŸ

Án siguranÍŸ fŸrŸ scoaterea de sub tensiune a instalaÍiei. Cele douŸ operaÍii(adŸugare sau modificare) au loc deci cu instalaÍia Án funcÍiune.n Depistare a defectului uÛoarŸ Ûi rapidŸ deoarece consumatorii sunt aproape detraseu.n MentenanÍŸ inexistentŸ sau extrem de redusŸ.

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

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

Noi caracteristici funcÍionale pentru CanalisSistemele de bare capsulate prefabricate devin din ce Án ce mai bune. Printre noilecaracteristici gŸsim:n performanÍe crescute cu gradul de protecÍie IP 55 Ûi noi calibre de la 160 pÊnŸ la1000 A (KS);n noi oferte pentru elemente precablate de iluminat;n noi accesorii de fixare, sisteme rapide, suporturi comune pentru circuitele VDI.


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

Aluminiu: 128 mm2

Cupru echivalent: 86 mm2

Cupru: 250 mm2

4 kg 1.000 J

12 kg 1.600 J

Coeficient de simultaneitate = 0,6

Coeficient de simultaneitate = 0,6

ΣIxks

ΣIxks



E23

Sistemele de bare capsulate prefabricate integrate Án mediul ambiantn Culoare albŸ pentru intensificarea mediului de lucru, integratŸ natural Án gamaproduselor de distribuÍie electricŸ;

n Conformitatea cu normele europene de reducere a substanÍelor periculoase(directiva RoHS).

Exemple de bare capsulate prefabricate Canalis

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


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

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

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



E24


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


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

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



E25

3 InfluenÍe externe(CEI 60364-5-51)

3.1 DefiniÍii Ûi standarde de referinÍŸFiecare instalaÍie electricŸ este plasatŸ Ántr-un mediu specific, care prezintŸ, Ántr-o

mŸsurŸ mai mare sau mai micŸ, un anumit risc:n pentru persoane;n pentru echipamentele care constituie instalaÍia.

În consecinÍŸ, condiÍiile de mediu influenÍeazŸ definirea parametrilor Ûi alegereamaterialelor specifice instalaÍiei, precum Ûi alegerea mŸsurilor de protecÍie adecvatepentru securitatea persoanelor.CondiÍiile de mediu ale unei instalaÍii electrice se exprimŸ prin sintagma “influenÍeexterne”.Multe standarde naÍionale, referitoare la influenÍele externe, includ o schemŸde clasificare care este bazatŸ sau este foarte asemŸnŸtoare, cu standardulinternaÍional CEI 60364-5-51.

3.2 ClasificareFiecare condiÍie de influentŸ externŸ este indicatŸ de un cod care cuprinde un grup

de douŸ litere majuscule Ûi un numŸr, dupŸ cum urmeazŸ:Prima literŸ (A, B sau C)Prima literŸ este legatŸ de categoria generalŸ de influenÍŸ externŸ.n A = mediu ambiant;n B = utilizare;n C = tip de construcÍie al clŸdirilor respective.

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

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

Litera adiÍionalŸ (opÍional)UtilizatŸ numai dacŸ protecÍia efectivŸ a persoanelor este mai mare decÊt ceaindicatŸ de prima cifrŸ din codul IP.Atunci cÊnd trebuie specificatŸ numai protecÍia persoanelor, cele douŸ cifre ale

codului IP sunt Ánlocuite de X-uri.Exemplu: IP XXB

Exemplu AC2 ÁnseamnŸ:

A = mediuAC = mediu-altitudineAC2 = mediu-altitudine > 2000 m

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

InfluenÍele externe trebuiesc luate Ánconsiderare cÊnd se aleg:n

mŸsurile specifice de asigurare a securitŸÍiipersoanelor (Án particular Án zone sau instalaÍiielectrice cu caracter special); n caracteristicile echipamentului electriccum ar fi gradul de protecÍie IP, rezistenÍamecanicŸ IK, etc.

DacŸ mai multe influenÍe externe intervin ÁnacelaÛi timp, ele pot avea efecte independente

sau se pot influenÍa reciproc aÛa ÁncÊt gradulde protecÍie trebuie ales Án consecinÍŸ.

Cod InfluenÍe externe Caracteristici necesare pentru echipament

A - Mediu

AA Temperatura ambientŸ (°C) Minim Maxim Echipament proiectat special sau mŸsuri corespunzŸtoare

AA1 - 60° C + 5° CAA2 - 40° C + 5° CAA3 - 25° C + 5° CAA4 - 5° C + 40° C Normal (precauÍii speciale Án anumite cazuri)AA5 + 5° C + 40° C NormalAA6 + 5° C + 60° C Echipament proiectat special sau mŸsuri corespunzŸtoareAA7 - 25° C + 55° CAA8 - 50° C + 40° C

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



E26


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



A - Mediu

AB Temperatura ambientŸ (°C)

TemperaturŸ aer °C Umiditate relativŸ % Umiditate absolutŸ g/m3 Low High Low High Low High

AB1 - 60° C + 5° C 3 100 0,003 7 Trebuiesc luate mŸsuri corespunzŸtoareAB2 - 40° C + 5° C 10 100 0,1 7AB3 - 25° C + 5° C 10 100 0,5 7AB4 - 5° C + 40° C 5 95 1 29 NormalAB5 + 5° C + 40° C 5 85 1 25 NormalAB6 + 5° C + 60° C 10 100 1 35 Trebuiesc luate mŸsuri corespunzŸtoareAB7 - 25° C + 55° C 10 100 0.5 29AB8 - 50° C + 40° C 15 100 0.04 36AC Altitudine

AC1 i 2000 m NormalAC2 > 2000 m Poate necesita precauÍii (declasare)AD PrezenÍa apei

AD1 NeglijabilŸ Exterior sau locaÍii neprotejate la intemperii IPX0

AD2 Stropi Án cŸdere liberŸ IPX1 sau IPX2AD3 Pulverizare IPX3AD4 ÎmproÛcare IPX4AD5 Jeturi LocaÍii unde un furtun cu apŸ este folosit regulat IPX5AD6 Valuri LocaÍii litorale (diguri, cheiuri, plaje, etc.) IPX6AD7 Imersie ApŸ 150 mm deasupra celui mai Ánalt punct Ûi IPX7

echipamentul la mai puÍin de 1 m de suprafaÍŸAD8 Submersie Echipamentul este permanent Ûi total acoperit IPX8AE PrezenÍa corpurilor strŸine solide

Cele mai mici dimensiuni ExempluAE1 NeglijabilŸ IP0XAE2 Obiecte mici 2,5 mm Scule IP3XAE3 Obiecte foarte mici 1 mm SÊrmŸ IP4XAE4 Praf nu prea dens IP5X dacŸ penetrarea prafului nu ÁmpiedicŸ funcÍionareaAE5 Praf moderat IP6X dacŸ praful nu trebuie sŸ penetrezeAE6 Praf dens IP6XAF PrezenÍa substantelor corozive sau poluante

AF1 NeglijabilŸ NormalAF2 AtmosfericŸ În funcÍie de natura substanÍeiAF3 IntermitentŸ, accidental ProtecÍie Ámpotriva coroziuniiAF4 ContinuŸ Echipament proiectat specialAG ReacÍia la impact mecanic

AG1 Severitate scŸzutŸ NormalAG2 Severitate medie Standard (daca este aplicabil) sau echip. pregŸtite specialAG3 Severitate ridicatŸ ProtecÍie crescutŸAH VibraÍii

AH1 Severitate scŸzutŸ AplicaÍii casnice sau similare NormalAH2 Severitate medie CondiÍii industriale normale Echipament proiectat special sau mŸsuri specialeAH3 Severitate ridicatŸ CondiÍii industriale severeAJ Alte solicitŸri mecanice

AK PrezenÍa florei Ûi/sau mucegaiului

AH1 FŸrŸ riscuri NormalAH2 Cu riscuriAL PrezenÍa faunei

AH1 FŸrŸ riscuri NormalAH2 Cu riscuriAM InfluenÍe electromagnetice, electrostatice sau ionizŸri / Fenomene electromagnetice de joasŸ frecvenÍŸ / Armonici

AM1 Armonici A se referi la standardele CEI aplicabileAM2 Tensiune de semnalizareAM3 VariaÍii ale amplitudinii tensiuniiAM4 Dezechilibre ale tensiuniiAM5 VariaÍii ale frecvenÍeiAM6 Tensiuni induse de joasŸ frecvenÍŸAM7 Curent continuu Án reÍelele de curent alternativAM8 CÊmpuri magneticeAM9 CÊmpuri electrice

AM21 OscilaÍii de tensiuni sau curenÍi induÛi



E27

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



A - Mediu

AM22 Fenomene tranzitorii pe scala de nanosecunde A se referi la standardele CEI aplicabile

AM23 Fenomene tranzitorii pe scala de milisecundeAM24 Fenomene tranzitorii oscilanteAM25 Fenomene de ÁnaltŸ frecvenÍŸAM31 DescŸrcŸri electrostaticeAM41 IonizŸriAN RadiaÍii solare

AN1 Slabe NormalAN2 MediiAN3 PuterniceAP Efect seismic

AP1 Negligabil NormalAP2 SlabAP3 MediuAP4 PuternicAQ TrŸsnete

AQ1 Neglijabil NormalAQ2 Expunere indirectŸAQ3 Expunere directŸAR MiÛcarea aerului

AQ1 SlabŸ NormalAQ2 MedieAQ3 PuternicŸAS VÊnt

AQ1 Slab NormalAQ2 MediuAQ3 PuternicB - Utilizare

BA Calificarea persoanelor

BA1 ObiÛnuitŸ NormalBA2 Copii

BA3 HandicapaÍiBA4 InstruiÍiBA5 CalificaÍiBB RezistenÍa electricŸ a corpului uman

BC Contactul persoanelor cu potenÍialul pŸmÊntului

BC1 Nici unul ClasŸ de echipament corespunzŸtoare cu CEI 61140BC2 RarBC3 FrecventBC4 ContinuuBD CondiÍii de evacuare Án caz de urgenÍŸ

BD1 JoasŸ densitate/ieÛire accesibilŸ NormalBD2 JoasŸ densitate/ieÛire dificilŸBD3 ÎnaltŸ densitate/ieÛire accesibilŸBD4 ÎnaltŸ densitate/ieÛire dificilŸBE Natura materialelor procesate sau depozitate

BE1 FŸrŸ risc semnificativ NormalBE2 Risc de incendiuBE3 Risc de explozieBE4 Risc de contaminareC - ConstrucÍia de clŸdiri

CA Materialele de construcÍie

CA1 Necombustibile NormalCA2 CombustibileCB Proiectarea clŸdirilor

CB1 Riscuri neglijabile NormalCB2 Propagarea incendiuluiCB3 MiÛcareCB4 Flexibil sau instabil



E28


3.4 Grade de protecÍie pentru echipament: codurileIP Ûi IK

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

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

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




E29

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

Tab. E49: Elemente ale codului IK.

Specificarea codurilor IP Ûi IK pentru tablourile de distribuÍieGradele de protecÍie IP Ûi IK ale unei carcase trebuie specificate Án funcÍie dediversele influenÍe externe definite de standardul CEI 60364-5-51, Án particular:n prezenÍa corpurilor solide (codul AE);n prezenÍa apei (codul AD);n solicitŸrile mecanice (fŸrŸ cod);n calificarea persoanelor (codul BA);n ...Tablourile de distribuÍie Prisma Plus sunt destinate pentru instalaÍii interioare.

DacŸ regulile, standardele, reglementŸrile unei anumite ÍŸri nu specificŸ altfel,Schneider Electric recomandŸ urmŸtoarele valori pentru IP Ûi IK (vezi Tab. E50 ÛiTab. E51).

RecomandŸri pentru IP

Tab. E50: RecomandŸri pentru IP.

Tab. E51: RecomandŸri pentru IK.

RecomandŸri pentru IK

Codurile IK Án funcÍie de condiÍii

FŸrŸ risc de impact major Camere tehnice 07Risc semnificativ de impact major Coridoare 08 (carcasŸce ar putea afecta aparatele cu uÛŸ)Risc maxim de impact ce ar putea Ateliere 10afecta carcasa


Codul IK Energia de impact Codul AG(Án Joules)

00 001 i 0,1402 i 0,20 AG103 i 0,3504 i 0,5005 i 0,7006 i 107 i 2 AG208 i 5 AG309 i 10

10 i 20 AG4

Codurile IP Án funcÍie de condiÍii

Normal, fŸrŸ riscul cŸderii verticale a apei Camere tehnice 30Normal, cu riscul cŸderii verticale a apei Coridoare 31Risc sever de apŸ ÁmproÛcatŸ Ateliere 54/55

Án toate direcÍiile



E30




F1

Capitolul FProtecÍia Ámpotriva Ûocurilorelectrice

Cuprins

General F2 1.1 Ìocul electric F2

1.2 ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electric F3

1.3 Contactul direct Ûi indirect F3

ProtecÍia Ámpotriva contactului direct F4

2.1 MŸsuri Ámpotriva contactului direct F4

2.2 MŸsuri suplimentare de protecÍie Ámpotriva contactului direct F5

ProtecÍia Ámpotriva contactului indirect F6

3.1 MŸsuri de protecÍie prin deconectarea automatŸ F6a sursei de alimentare

3.2 Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TT F7

3.3 Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TN F8 3.4 Deconectarea automatŸ la al doilea defect Án cazul sistemelor IT F10

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

ProtecÍia bunurilor Án cazul defectelor de izolaÍie F17

4.1 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva riscului de incendiu cu ajutorul F17 dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD)

4.2 ProtecÍia Ámpotriva defectelor de punere la pŸmÊnt F17

Implementarea sistemului TT F19

5.1 MŸsuri de protecÍie F19

5.2 Tipuri de dispozitive de curent diferenÍial rezidual F20

5.3 Coordonarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual F22

Implementarea sistemului TN F25

6.1 CondiÍii preliminare F25

6.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte F25

6.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate F29

6.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiu F30

6.5 Cazul Án care impedanÍa buclei de defect este de valoare mare F30

Implementarea sistemului IT F31

7.1 CondiÍii preliminare F31

7.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte F32

7.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate F36

7.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiu F37

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

Dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD) F38

8.1 Descriere F38

8.2 RecomandŸri pentru utilizarea dispozitivelorde curent diferenÍial rezidual (RCD) F38

1

2

3

4

5

6

7

8



F - ProtecÍia Ámpotriva Ûocurilorelectrice

F2

1 General

1.1 Ìocul electricÌocul electric este un efect fiziologic al trecerii curentului electric prin corpul uman.

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

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

CÊnd un curent mai mare de 30 mA treceprintr-o parte a corpului uman persoana Án

cauzŸ are serios de suferit dacŸ acest curentnu este Ántrerupt Ántr-un timp foarte scurt.ProtecÍia persoanelor Ámpotriva Ûoculuielectric Án instalaÍiile de joasŸ tensiune trebuierealizatŸ Án conformitate cu standardelenaÍionale Án vigoare, cu regulamentelestatutare, normative, ghiduri practice, etc.Standardele CEI relevante sunt: CEI 60364,seria CEI 60479, CEI 61008, CEI 61009 ÛiCEI 60947-2.

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

curba A: prag de percepÍie a curentuluicurba B: prag de reacÍii muscularecurba C1: prag de 0% probabilitate de fibrilaÍieventricularŸcurba C2: prag de 5% probabilitate de fibrilaÍieventricularŸcurba C3: prag de 50% probabilitate de fibrilaÍieventricularŸ



F3

1.2 ProtecÍia Ámpotriva Ûocului electricRegulile fundamentale ale protecÍiei Ámpotriva Ûocului electric sunt stabilite Án

standardul CEI 61140 care acoperŸ atÊt instalaÍiile cÊt Ûi echipamentele electrice.PŸrÍile active nu trebuie sŸ fie accesibile Án mod accidental, iar pŸrÍile accesibile nutrebuie sŸ fie periculoase.AceastŸ regulŸ se aplicŸ:n Án condiÍii normale;n Án condiÍiile unui singur defect.ProtecÍia Án condiÍii normale corespunde protecÍiei Ámpotriva contactului direct(protecÍia de bazŸ) iar protecÍia Án condiÍiile unui singur defect corespunde protecÍiei

Ámpotriva contactului indirect (protecÍia la defect).MŸsurile sporite de protecÍie se referŸ la ambele situaÍii.

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

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

Deseori se cer luate douŸ mŸsuri Ámpotrivariscului unui contact direct deoarece s-adovedit cŸ, Án practicŸ, o singurŸ mŸsurŸ nueste totdeauna suficientŸ.

Standardele Ûi regulamentele disting douŸcategorii de contacte periculoase: n contactul direct; n contactul indirect.Ûi prevŸd mŸsuri de protecÍie pentru fiecarecategorie.

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

1 General




F4

2 ProtecÍia Ámpotriva contactuluidirect

ExistŸ douŸ mŸsuri complementare care se utilizeazŸ de obicei Ámpotriva pericoluluicontactului direct:n prevenirea Án mod fizic a contactului cu pŸrÍi active ale instalaÍiei prin utilizarea

izolaÍiei, prin bariere, inaccesibilitate, etc.;n protecÍii suplimentare Án cazul Án care contactul direct are loc Án ciuda sau datoritŸunor greÛeli ale mŸsurilor de protecÍie mai sus menÍionate. AceastŸ protecÍie serealizeazŸ cu dispozitive de protecÍie Ámpotriva curentului de defect la pŸmÊnt,de mare sensibilitate (IΔn i 30mA) Ûi care acÍioneazŸ Ántr-un timp scurt. Acestedispozitive sunt eficiente Án majoritatea cazurilor Án care se produce contactul direct.

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

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

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

Fig. F5: Exemple de carcase pentru protecÍie.

ProtecÍia cu ajutorul barierelor Ûi carcaselorAceastŸ mŸsurŸ este larg utilizatŸ ÁntrucÊt multe dintre componente Ûi materiale suntinstalate Án carcase, panouri de comandŸ Ûi tablouri de distribuÍie (vezi Fig. F5).

Pentru a se considera cŸ asigurŸ o protecÍie efectivŸ Ámpotriva contactelor directeaccidentale, aceste echipamente trebuie sŸ aibŸ un grad de protecÍie de cel puÍinIP 2X sau IP XXB (a se vedea Capitolul E, subcapitolul 3.4).Mai mult, un element de deschidere dintr-o carcasŸ (uÛŸ, panou frontal, sertare, etc.)trebuie sŸ fie detaÛat, deschis sau debroÛat:n cu ajutorul unei chei sau scule speciale destinate acestui scop;n numai dupŸ izolarea completŸ a pŸrÍilor active din carcasŸ;n cu o intercalare automatŸ a unui ecran care poate fi detaÛat numai cu o cheiesau cu o sculŸ destinatŸ acestui scop. Carcasa metalicŸ Ûi toate pŸrÍile metalice aleecranelor trebuie sŸ fie conectate la conductorul de protecÍie (PE) al instalaÍiei.

MŸsuri parÍiale de protecÍien ProtecÍia cu ajutorul obstacolelor sau prin amplasare Án afara zonei deaccesibilitate. Acest tip de protecÍie este rezervatŸ locaÍiilor Án care accesul estepermis doar personalului autorizat.

Modul de realizare a acestui tip de protecÍie este prezentat Án CEI 60364-4-41.MŸsuri particulare de protecÍien ProtecÍia prin utilizarea unor tensiuni foarte joase de siguranÍŸ (TFJS) sau prinlimitarea energiei de descŸrcare.Aceste mŸsuri sunt utilizate doar Án cazul circuitelor de micŸ putere Ûi Án cazurispeciale, aÛa cum sunt descrise Án secÍiunea 3.5.



F5

2.2 MŸsuri suplimentare de protecÍie Ámpotrivacontactului directToate mŸsurile de protecÍie anterioare sunt preventive, dar experienÍa aratŸ faptul cŸdin diferite motive ele nu pot fi considerate perfecte. Printre aceste motive se aflŸ:n lipsa unei mentenanÍe corespunzŸtoare;n imprudenÍa, neglijenÍa;n uzura normalŸ sau anormalŸ a izolaÍiei: de ex. Ándoirea sau rŸzuireaconductoarelor de legŸturŸ;n contactele accidentale;n imersia Án apŸ, situaÍie Án care izolaÍia nu mai este suficientŸ.Pentru a proteja utilizatorii Ûi Án aceste situaÍii sunt utilizate dispozitive sensibile,cu declanÛare rapidŸ bazatŸ pe detecÍia curentului rezidual cŸtre pŸmÊnt (care sepoate scurge sau nu printr-un organism viu), pentru a deconecta Án mod automatsursa de alimentare, suficient de rapid pentru a Ámpiedica producerea de prejudiciipermanente sau chiar moartea prin electrocutare (vezi Fig. F6).Aceste dispozitive funcÍioneazŸ pe principiul mŸsurŸrii curentului diferenÍial, Án careorice diferenÍŸ dintre curentul de intrare Án circuit Ûi cel de ieÛire (Ántr-un sistem

alimentat de la o sursŸ legatŸ la pŸmÊnt) se scurge la pŸmÊnt fie printr-un defect deizolaÍie, fie printr-un contact realizat de o persoanŸ care atinge un conductor activ.Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual (RCD) standardizate suficient de sensibilepentru protecÍia Ámpotriva contactului direct sunt calibrate la un curent diferenÍial de30 mA.

În conformitate cu CEI 60364-4-41 protecÍia suplimentarŸ realizatŸ cu ajutoruldispozitivelor de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (IΔn i 30 mA) trebuieaplicatŸ circuitelor care alimenteazŸ prize avÊnd un curent nominal i 20 A Án toatecazurile, Ûi pentru circuite care alimenteazŸ echipamente mobile avÊnd curentnominal i 32 A pentru uz exterior.AceastŸ protecÍie suplimentarŸ este impusŸ Án anumite ÍŸri pentru circuite de prizede pÊnŸ la 32 A Ûi chiar mai mult dacŸ acestea se gŸsesc Án spaÍii umede Ûi/sautemporare (ex: organizŸri de Ûantier).Este de asemenea recomandatŸ limitarea numŸrului de prize protejate printr-unRCD (de ex: 10 prize pentru un RCD).

În capitolul P, secÍiunea 3, sunt menÍionate diferite zone Án care dispozitivele RCD

de mare sensibilitate sunt obligatorii (Án anumite ÍŸri), dar Án orice caz sunt puternicrecomandate ca o protecÍie eficientŸ Ámpotriva contactelor directe Ûi indirecteaccidentale.

O mŸsurŸ suplimentarŸ de protecÍie Ámpotrivacontactelor directe accidentale este utilizarea

dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual,care acÍioneazŸ la 30 mA Ûi chiar mai jos,Ûi care sunt cunoscute ca RCD (ResidualCurrent Device) de sensibilitate mare.

Fig. F6: RCD de sensibilitate mare.

2 ProtecÍia Ámpotriva contactuluidirect




F6

3 ProtecÍia Ámpotriva contactuluiindirect

PŸrÍile conductoare accesibile utilizate Án fabricarea echipamentelor electrice suntseparate de pŸrÍile active ale echipamentului prin ceea ce se numeÛte izolaÍia debazŸ. Deteriorarea acestei izolaÍii de bazŸ va face ca Ûi acest material potenÍial

conductor sŸ fie pus sub tensiune.Atingerea unei pŸrÍi a unui echipament electric care Án mod normal nu este subtensiune, dar care a ajuns sub tensiune datoritŸ acestor deteriorŸri ale izolaÍieidefineÛte contactul indirect.Diferite mŸsuri sunt luate pentru protecÍia Ámpotriva acestor atingeri accidentale,incluzÊnd:n deconectarea automatŸ a sursei de alimentare;n mŸsuri speciale, cum ar fi:o utilizarea unor materiale cu izolaÍie de clasŸ II sau o izolaÍie echivalentŸ ca nivel,o amplasarea echipamentelor Án afara zonelor de accesibilitate, sau intercalarea debariere,o legŸturi echipotenÍiale,o separarea galvanicŸ prin utilizarea transformatoarelor de separaÍie.

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

MŸsurile de protecÍie sunt: n deconectarea automatŸ a sursei de

alimentare (la primul sau la al doilea defect ÁnfuncÍie de sistemul de tratare al neutrului); n mŸsuri speciale de protecÍie Án funcÍie desituaÍie.

(1) Tensiunea de atingere U c este tensiunea existentŸ (caurmare a unor defecte de izolaÍie) Ántre pŸrÍile conductoareaccesibile Ûi orice alt element conducŸtor care se aflŸ la unpotenÍial diferit (Án general al pŸmÊntului).

ProtecÍia Ámpotriva contactelor individualeaccidentale prin deconectarea automatŸa sursei de alimentare se poate obÍinedacŸ pŸrÍile conductoare accesibile aleechipamentului sunt corect legate la pŸmÊnt.

Fig. F7: Tensiunea de atingere periculoasŸ Uc.

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

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

Recapitulare a limitelor teoretice ale timpilor de deconectare

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

TT 0,3 0,2 0,07 0,04






F8

3.3 Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelor TNPrincipii de bazŸ

În cazul acestui sistem, toate pŸrÍile metalice conductoare accesibile Ûi celeexterioare ale instalaÍiei sunt conectate direct la priza de pŸmÊnt prin intermediulconductorului de protecÍie.Asa cum este menÍionat Án capitolul E, subcapitolul 1.2, modul Án care aceastŸconectare directŸ este realizatŸ, depinde dacŸ este utilizatŸ metoda de

implementare a TN-C, TN-S sau TN-C-S. În Fig. F12 este prezentatŸ metodaTN-C Án care conductorul neutru reprezintŸ atÊt Conductorul de ProtecÍie cÊt ÛiConductorul Neutru (PEN - Protective Earth and Neutral). În toate sistemele TN oricedefect de izolaÍie reprezintŸ un curent de scurtcircuit Ántre fazŸ Ûi neutru. Nivelulridicat al acestor curenÍi de scurtcircuit permite utilizarea protecÍiei la supracurentdar poate genera creÛteri ale tensiunii de atingere la locul de defect, pe duratadeconectŸrii, de peste 50% din valoarea tensiunii de fazŸ.

În practicŸ, Án reÍelele de distribuÍie publicŸ, Án mod normal, prizele de pŸmÊnt suntrealizate la intervale egale Án lungul conductorului de protecÍie (PE) sau (PEN) alreÍelei, Án timp ce consumatorului i se cere adeseori sŸ realizeze o prizŸ de pŸmÊntla punctul de intrare Án instalaÍia de utilizare.

În instalaÍiile mari existŸ adeseori prize de pŸmÊnt dispuse Án jurul locaÍiilorreceptorilor, pentru a reduce tensiunea de atingere cÊt mai mult posibil. În cazulblocurilor de apartamente, toate pŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate laconductorul de protecÍie la fiecare nivel. Pentru a asigura o protecÍie adecvatŸ,

curentul de punere la pŸmÊnt :trebuie sŸ fie mai mare sau egal cu Ia.

unde: Uo = tensiunea de fazŸ (Ántre fazŸ Ûi neutru) Id = curentul de defect Ia = curentul egal cu valoarea impusŸ la care dispozitivul de protecÍie

declanÛeazŸ Án timpul specificat Zs = impedanÍa buclei de defect egalŸ cu suma impedanÍelor sursei, a

conductoarelor active pÊnŸ Án punctul de defect Ûi a conductorului de protecÍiede la punctul de defect pÊnŸ la sursŸ

Zc = impedanÍa buclei circuitului de defect (a se vedea “metoda conventionalŸ”,subcapitolul 6.2).

NotŸ: Zona de la priza de pŸmÊnt Ánapoi la sursŸ are Án general o impedanÍŸ multmai mare decÊt celelalte menÍionate Ûi deci poate fi neglijatŸ.

Exemplu (vezi Fig. F12)Tensiunea de atingere accidentalŸ este

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

Zs = 2ρ L = 64,3 mΩ, deci: S

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

exemplu la un curent de defect estimat de:230 x 0,8 x 103 = 2.816 A, (≈ 18 In). 64,3

Fig. F12: Deconectarea automatŸ Án sistemele TN.

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

Deconectarea automatŸ Án cazul sistemelorTN se realizeazŸ prin dispozitive de protecÍie

la supracurenÍi sau prin dispozitive de curentdiferenÍial rezidual.


x IΔn 1 2 5 > 5Uz domestic Instantaneu 0,3 0,15 0,04 0,04 Tip S 0,5 0,2 0,15 0,15

Uz industrial Instantaneu 0,3 0,15 0,04 0,04 Temporizare (0,06) 0,5 0,2 0,15 0,15 Temporizare (altele) Án conformitate cu indicaÍiile producŸtorului



F9

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

DacŸ protecÍia urmeazŸ sŸ fie asiguratŸ deun Ántreruptor automat este suficient sŸ severifice faptul cŸ valoarea curentului de defectdepŸÛeÛte Ántotdeauna reglajul magnetic alprotecÍiei instantanee sau temporizate descurtŸ duratŸ a declanÛatorului (I m ).

I a poate fi determinat pornind de la curbele defuziune ale siguranÍelor fuzibile. În orice cazprotecÍia nu poate fi asiguratŸ dacŸ impedanÍabuclei de defect Zs sau Zc este mai maredecÊt o anumitŸ valoare.

(1) U o este tensiunea nominalŸ de fazŸ(fazŸ-pŸmÊnt).

Uo(1) (V) T (s)

50 < Uo i 120 0,8120 < Uo i 230 0,4

230 < Uo i 400 0,2Uo > 400 0,1

ProtecÍia cu ajutorul Ántreruptoarelor automate (vezi Fig. F14)DeclanÛatorul instantaneu al Ántreruptorului automat va elimina curentul descurtcircuit de punere la pŸmÊnt Án mai puÍin de 0,1 secunde.

În consecinÍŸ, deconectarea automatŸ Án timpul maxim permis va fi totdeaunaposibilŸ, atÊta timp cÊt toate tipurile de declanÛatoare magnetice, electronice,instantanee sau temporizate de scurtŸ duratŸ permit Ia = Im. ToleranÍa maximŸadmisŸ de cŸtre standardele Án vigoare trebuie totdeauna luatŸ Án considerare.

Prin urmare Án cazul Án care curentul de defect, determinat prin

calcul (sau estimat pe Ûantier) va fi mai mare decÊt curentul de declanÛareinstantaneu sau temporizat de scurtŸ duratŸ al Ántreruptorului automat, declanÛarea

Án limita timpului maxim admis este practic asiguratŸ.

ProtecÍia cu ajutorul siguranÍelor fuzibile (vezi Fig. F15)Valoarea curentului care asigurŸ funcÍionarea corectŸ a unei siguranÍe fuzibile poatefi evaluatŸ din curba curent/timp a siguranÍei fuzibile Án cauzŸ. Ia poate fi determinatdin curba de funcÍionare a fuzibilului; Án orice caz, protecÍia nu poate fi realizatŸ dacŸimpedanÍa buclei de defect, Zc sau Zs depŸÛeÛte o anumitŸ valoare.

Curentul de defect determinat mai sus depŸÛeÛte cu mult valoarea

necesarŸ topirii siguranÍei fuzibile. CondiÍia de verificat este ca Ia <aÛa cum este indicat Án Fig. F15.


Tab. F13: Timpul maxim de declanÛare pentru circuite terminale de c.a. care nu depŸÛesc 32 A.

Fig. F15: Deconectarea cu ajutorul siguranÍelor fuzibile Án sistemele TN.Fig. F14: Deconectarea cu ajutorul Ántreruptorului automatÁn sistemele TN.




F10

Exemplu: Tensiunea nominalŸ de fazŸ a reÍelei este 230 V Ûi timpul maxim dedeconectare dat Án graficul din Fig. F15 este 0,4 s.Valoarea corespunzŸtoare a Ia poate fi cititŸ din grafic. UtilizÊnd tensiunea (230 V) Ûi

curentul Ia impedanÍa totalŸ a buclei de defect sau impedanÍa buclei circuitului poatefi calculatŸ cu ajutorul formulelor: Zs = 230 sau Zc = 0,8 230

Ia IaValorile impedanÍelor din circuit nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ niciodatŸ valorile maisus calculate, Ûi ar fi de preferat sŸ fie substanÍial mai mici pentru a se asigura ofuncÍionare satisfŸcŸtoare a siguranÍei fuzibile.

ProtecÍia cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍialrezidual (RCD - Rezidual Current Devices) Án cazul sistemelorTN-SDispozitivele de curent diferenÍial rezidual trebuie utilizate atunci cÊnd:n impedanÍa buclei de defect nu poate fi determinatŸ precis (lungimi de cabluri dificilde estimat, prezenÍa unor materiale metalice Án vecinatatea conductoarelor, etc.);n curenÍii de defect sunt atÊt de mici, ÁncÊt timpii de deconectare maximi admisibilinu pot fi obÍinuÍi de cŸtre dispozitivele de protecÍie la supracurenÍi.

CurenÍii nominali de declanÛare pentru dispozitivele de curent diferenÍial rezidualsunt de ordinul amperilor, adicŸ mult mai puÍin decÊt nivelul curentului de defect,ceea ce le face foarte eficiente Án cazul unor curenÍi de defect mici.

În practicŸ, acestea sunt deseori utilizate Án distribuÍia de joasŸ tensiune; Án multeÍŸri deconectarea automatŸ a circuitelor terminale trebuie realizatŸ cu ajutoruldispozitivelor de curent diferenÍial rezidual.

3.4 Deconectarea automatŸ la al doilea defect Áncazul sistemelor IT

În acest tip de sistem:n sursa este izolatŸ de pŸmÊnt sau este conectatŸ la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ devaloare foarte mare;n toate pŸrÍile conductoare accesibile exterioare sunt conectate la priza de pŸmÊnt.

Primul defectAtunci cÊnd are loc un prim defect real, numit “primul defect“ valoarea curentului dedefect este foarte micŸ astfel ÁncÊt regula Id x RA i 50 V (vezi paragraful 3.2) este

ÁndeplinitŸ Ûi deci, nu poate apŸrea o tensiune de atingere periculoasŸ. În practicŸ curentul Id este de valoare micŸ, ceea ce nu este periculos nici pentrupersonalul de exploatare, nici pentru instalaÍie.Totusi, Án acest caz:n trebuie realizatŸ o permanentŸ monitorizare a izolaÍiei, cuplatŸ cu un semnal dealarmŸ (audio sau/Ûi luminoasŸ) care sŸ funcÍioneze Án situaÍia apariÍiei primuluidefect (vezi Fig. F16).n localizarea Ûi ÁndepŸrtarea primului defect este imperios necesarŸ pentru a seobÍine toate avantajele sistemului IT. Continuitatea alimentŸrii este cel mai mareavantaj pe care Ál are acest sistem de tratare al neutrului.Pentru o reÍea alcŸtuitŸ din cca. 1 km de conductoare noi, impedanÍa (capacitivŸ) descurgere cŸtre pŸmÊnt Zf este de ordinul a 3500 Ω pe fazŸ. În funcÍionarea normalŸ

curentul capacitiv cŸtre pŸmÊnt(1) se calculeazŸ cu formula:Uo = 230 = 66 mA pe fazŸ.Zf 3.500

În timpul unui defect Ántre fazŸ Ûi pŸmÊnt, aÛa cum este indicat Án Fig. F17, curentulcare trece prin priza de pŸmÊnt de rezistenÍŸ RnA este dat de suma vectorialŸ acurentului capacitiv din cele douŸ faze neafectate. Tensiunile fazelor neafectateau crescut cu √ 3 Uo (datoritŸ existenÍei defectului pe a treia fazŸ), deci curenÍiicapacitivi cresc proporÍional. AceÛti curenÍi sunt defazaÍi unul faÍŸ de celalŸlt cu 60°,deci, atunci cÊnd ei se adunŸ vectorial, curentul total devine: 3 x 66 mA = 198 mA(Án exemplul prezentat).Tensiunea de atingere Uf este atunci, egalŸ cu 198 x 5 x 10-3 = 0,99 V, prin urmare,este total nepericuloasŸ.Curentul de scurtcircuit este dat de suma vectorialŸ dintre curentul rezistiv I d1 (153 mA) Ûi de cel capacitiv Id2 (198 mA). ÎntrucÊt pŸrÍile active accesibile aleinstalaÍiei sunt conectate direct la pŸmÊnt, impedanÍa Zct de conectare la pŸmÊnt a

sursei nu mai joacŸ nici un rol Án calculul tensiunii de atingere.

În cazul sistemelor IT primul defect de punerela pŸmÊnt nu trebuie sŸ determine nici odeconectare.

(1) În condiÍii de izolaÍie corespunzatoare, curentul rezistiv de scurgere la pŸmÊnt se presupune a fi neglijabil Án acest exemplu.

Fig. F16: Dispozitiv pentru realizarea controlului izolaÍiei ÁntrefazŸ Ûi pŸmÊnt, obligatoriu Án sistemele IT.




F11

Cazul celui de al doilea defectLa apariÍia unui al doilea defect, pe o altŸ fazŸ sau pe conductorul neutru alinstalaÍiei, deconectarea rapidŸ devine imperios necesarŸ. ÎndepŸrtarea defectuluise realizeazŸ Án mod diferit Án fiecare din urmŸtoarele cazuri:

Primul cazSe referŸ la instalaÍia Án care toate pŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate laun conductor PE comun, aÛa cum se indicŸ Án Fig. F18.

În acest caz nici o prizŸ de pŸmÊnt nu se gŸseÛte pe traiectoria curentului de defect,prin urmare curentul de defect are o valoare ridicatŸ Ûi, Án mod evident, va trebui sŸdeclanÛeze protecÍia la supracurent, adicŸ Ántreruptoarele automate sau fuzibilele.Primul defect poate avea loc la un capŸt al circuitului, Án timp ce al doilea defectpoate avea loc la capŸtul opus. De aceea, este uzual de a se dubla impedanÍa bucleide defect atunci cÊnd se calculeazŸ pragul magnetic de declanÛare al protecÍiei la

supracurent.Atunci cÊnd sistemul include un conductor pentru nulul de lucru pe lÊngŸ celetrei conductoare de fazŸ, un curent de scurtcircuit mic va apare atunci cÊnd unul(din cele douŸ) defecte are loc Ántre conductorul neutru Ûi pŸmÊnt (toate celepatru conductoare sunt izolate de pŸmÊnt Án schema IT). În instalaÍiile IT cu 4conductoare, pentru calculul nivelurilor de protecÍie se foloseÛte tensiunea de fazŸ(fazŸ-neutru), exemplu:

Uo2 Zc0,8 u Ia (1) , unde

Uo = tensiunea de fazŸZc = impedanÍa circuitului buclei de defect (vezi F3.3)

Ia = reglajul protecÍiei la supracurent. În cazul instalaÍiilor cu neutru nedistribuit (3 conductoare) tensiunea utilizatŸ pentrucalculul curentului de defect este tensiunea de linie (Ántre faze), exemplu:

√ 3 Uo

2 Zc0,8 u Ia (1)

n Timpii maximi de deconectareTimpii de deconectare pentru sistemele IT depind de felul Án care sunt interconectatecele douŸ prize de pŸmÊnt, a instalaÍiei Ûi a sursei de alimentare.Pentru circuitele terminale care alimenteazŸ echipamente electrice cu un curentnominal care nu depŸÛeÛte 32 A Ûi avÊnd pŸrÍile conductoare accesibile conectatela o prizŸ de pŸmÊnt comunŸ cu cea a sursei de alimentare, timpii maximi dedeconectare sunt daÍi Án Fig. F8. Pentru alte circuite interconectate avÊnd o prizŸ depŸmÊnt comunŸ, timpul de deconectare este de 5 s. Aceasta se datoreazŸ faptuluicŸ orice situaÍie de al doilea defect petrecutŸ Án acest grup de circuite reprezintŸ, Ánfapt un curent de scurtcircuit similar sistemului TN.Pentru circuitele terminale care alimenteazŸ echipamente electrice cu un curentnominal care nu depŸÛeÛte 32 A Ûi avÊnd pŸrÍile conductoare accesibile conectatela prize de pŸmÊnt independente diferite de priza de pŸmÊnt a sursei de alimentare,timpii maximi de deconectare sunt daÍi Án Fig. F13. Pentru alte grupuri de circuiteavÊnd prize de pŸmÊnt independente de cea a sursei de alimentare, timpul maximde deconectare este 1 s. Aceasta se datoreazŸ faptului cŸ orice situaÍie de al doileadefect rezultat dintr-un defect de izolaÍie dintr-un grup Ûi un defect de izolaÍie din altgrup va genera un curent de defect care va fi limitat de diferitele prize de pŸmÊnt caÛi Án cazul sistemului TT.

Fig. F17: Calea curentului de defect la primul defect Án cazul sistemelor IT.

ExistenÍa simultanŸ a douŸ defecte depunere la pŸmÊnt (dacŸ nu sunt amÊndouŸpe aceeaÛi fazŸ) este periculoasŸ Ûi trebuieÁndepŸrtatŸ rapid cu ajutorul siguranÍelorfuzibile sau Ántreruptoarelor automate.DeclanÛarea Ántreruptorului automat depindede modul de conectare la priza de pŸmÊnt ÛidacŸ sunt utilizate sau nu prize de pŸmÊntseparate.

(1) Bazat pe “metoda convenÍionalŸ” descrisŸ Án primulexemplu de la subcapitolul 3.3.





F12

n

ProtecÍia prin Ántreruptor automat În cazul aratat Án Fig. F18, pot fi stabilite reglajele protecÍiei instantanee sautemporizatŸ de scurtŸ duratŸ a declanÛatorului. Timpii de deconectare recomandaÍimai sus pot fi respectaÍi cu uÛurinÍŸ.Exemplu: În cazul indicat Án Fig. F18, alegerea Ûi reglarea protecÍiei la scurtcircuitfurnizate de Ántreruptorul automat Compact NS 160 este adecvatŸ pentru

ÁndepŸrtarea unui scurcircuit bifazat (fazŸ-fazŸ) care ar avea loc la capetelecircuitelor respective.De reÍinut: Într-un sistem IT, cele douŸ circuite implicate Án scurtcircuitul bifazat sepresupune ca au aceeaÛi lungime, aceeaÛi secÍiune a conductorului, iar conductorulde PE are aceeaÛi secÍiune cu conductorul de fazŸ. În astfel de cazuri, dacŸ seutilizeazŸ “metoda convenÍionalŸ” (subcapitolul 6.2) impedanÍa buclei de defect va fide douŸ ori mai mare decÊt cea calculatŸ pentru unul din circuite Án sistemul TN, aÛacum se aratŸ Án capitolul F, subcapitolul 3.3.

Astfel, rezistenÍa buclei 1, FGHJ = 2RJH = 2ρ = L a

Án mΩ, unde:

ρ = rezistivitatea electricŸ a cuprului (Ω /mm2) (a unui ÍŸrus din cupru, lung de 1mÛi avÊnd secÍiunea de 1 mm2)

L = lungimea, Án metri, a circuitului a = secÍiunea, Án mm2

FGHJ = 2 x 22,5 x 50/35 = 64,3 mΩ, iar rezistenÍa bucleiB, C, D, E, F, G, H, J va fi 2 x 64,3 = 129 mΩ.Curentul de defect va fi deci: 0,8 x √ 3 x 230 x 103 /129 = 2470 A.n ProtecÍia prin siguranÍe fuzibileCurentul Ia pentru care siguranÍa fuzibilŸ funcÍioneazŸ trebuie ales astfel ÁncÊt sŸasigure Ántreruperea circuitului Án timpul specificat, folosind curbele de funcÍionareale siguranÍelor fuzibile descrise mai sus Án Fig. F15.Curentul indicat trebuie sŸ fie semnificativ mai mic decÊt curentul de defect calculatpentru circuitul respectiv.n ProtecÍia prin Ántreruptoare cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCCB)

În cazuri particulare, RCCB-urile sunt necesare. Astfel, protecÍia Ámpotriva

contactelor accidentale indirecte poate fi realizatŸ utilizÊnd un RCCB, pentru fiecarecircuit.

Al doilea cazSe referŸ la cazul Án care pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei sunt conectatela prize de pŸmÊnt individuale sau atunci cÊnd instalaÍia cuprinde grupuri de circuiteconectate la prize de pŸmÊnt individuale (cÊte o prizŸ pentru fiecare grup).DacŸ pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei sunt conectate la prize de pŸmÊntindividuale, atunci este posibil ca al doilea defect sŸ se producŸ Ántre circuite saugrupuri de circuite diferite. În acest caz este necesarŸ o protecÍie suplimentarŸcelei descrise mai sus pentru cazul 1 Ûi se referŸ la dispozitive de curent diferenÍialrezidual plasate ÁmpreunŸ cu Ántreruptoarele care protejeazŸ fiecare circuit sau grupde circuite.Motivul pentru aceastŸ cerinÍŸ este acela cŸ prizele de pŸmÊnt ale diferitelor grupurisunt conectate prin intermediul pŸmÊntului astfel ÁncÊt scurtcircuitul bifazat va fi Ángeneral limitat la trecerea prin prizele de pŸmÊnt de cŸtre rezistenÍa acestor prize Ûi

Fig. F18: Întreruptorul automat declanÛeazŸ Án situaÍia celui de al doilea defect atunci cÊndpŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate la un conductor de protecÍie comun.




F13

Fig. F20: Utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual Án cazul Án care pŸrÍile conductoare accesibile sunt conectate individual sau Án grup la priza depŸmÊnt, Án cazul sistemelor IT.

deci protecÍia cu ajutorul dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi nu este posibilŸ.De aceea sunt necesare dispozitive de curent diferenÍial rezidual sensibile, darcurentul nominal al acestora trebuie, evident, sŸ fie superior celui produs Án cazul

Tensiunile foarte joase de siguranÍŸ suntfolosite Án cazuri ce presupun riscuri crescute:bazine de Ánot, lŸmpi portabile sau alteechipamente portabile pentru uz exterior, etc.

primului defect (a se vedea Tab. F19). În cazul unui al doilea defect care se petrece Án interiorul unui grup de circuite avÊndo prizŸ de pŸmÊnt comunŸ, protecÍia la supracurent funcÍioneazŸ, aÛa cum s-adescris mai sus, pentru primul caz.Nota 1: A se vedea capitolul G, subcapitolul 7.2, protecÍia conductorului neutru.Nota 2: În instalaÍiile trifazate cu 4 conductoare protecÍia Ámpotriva supracurenÍilor

Án conductorul neutru este preferabil sŸ se realizeze, uneori, cu ajutorul unui

transformator de curent de tip tor, instalat pe conductorul de neutru (vezi Fig. F 20).

3.5 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva contactelor directeÛi indirecte fŸrŸ deconectarea automatŸ a sursei dealimentareUtilizarea tensiunilor foarte joase de siguranÍŸ (TFJS)TFJS se utilizeazŸ Án situaÍiile Án care funcÍionarea echipamentelor electrice implicŸriscuri serioase de accidente (bazine de Ánot, parcuri de distracÍii, etc.). AceastŸmŸsurŸ depinde de puterea sursei de alimentare la tensiune foarte joasŸ de la

ÁnfŸÛurarea secundarŸ a transformatoarelor de separaÍie, special proiectate Ánconformitate cu standardele naÍionale sau internaÍionale (CEI 60742). Nivelul de Íinerela impuls al izolaÍiei dintre ÁnfŸÛurŸrile primarŸ Ûi secundarŸ este foarte mare Ûi/sau

Ántre ÁnfŸÛurŸri este uneori incorporat un ecran metalic ÁmpŸmÊntat. Tensiunea Ánsecundar nu depŸÛeÛte niciodatŸ valoarea efectivŸ de 50 V.Pentru o protecÍie corespunzŸtoare Ámpotriva contactelor indirecte trebuie respectate

Án exploatare trei condiÍii:n nici un conductor activ al circuitelor de TFJS nu trebuie conectat la priza de pŸmÊnt;n pŸrÍile conductoare accesibile ale unei surse de foarte joasŸ tensiune nu trebuieconectate la priza de pŸmÊnt, sau la alte pŸrÍi conductoare active interne sauexterioare;n toate pŸrÍile conductoare active ale circuitelor de TFJS Ûi ale altor circuite cu


Tab. F19: CorespondenÍa dintre capacitatea de punere la pŸmÊnt Ûi curentul de scurgere lapŸmÊnt Án cazul primului defect.

Capacitatea de punere Curentul la primul defectla pŸmÊnt (µF) (A)1 0,075 0,3630 2,17

NotŸ: 1 µF reprezintŸ capacitatea faÍŸ de pŸmÊnt pentru uncablu cu patru conductoare avÊnd 1 km lungime .




F14

Aceste mŸsuri impun urmŸtoarele:n circuitele de TFJS trebuie de obicei protejate prin tuburi dedicate exclusiv acestoracu excepÍia cazului Án care au fost utilizate conductoare cu izolaÍia compatibilŸ cu

cea mai mare tensiune a celorlalte circuite din traseu;n prizele aferente sistemelor de TFJS nu trebuie sŸ aibŸ prin construcÍie borne deprotecÍie Ûi nu vor fi conectate la priza de pŸmÊnt. FiÛele Ûi prizele din TFJS trebuiesŸ fie de o formŸ specificŸ astfel ÁncÊt sŸ nu fie posibilŸ conectarea lor greÛitŸ la altetensiuni.NotŸ: În condiÍii normale, cÊnd TFJS este mai micŸ decÊt 25 V, sistemul nu necesitŸprotecÍie Ámpotriva contactelor directe accidentale. CerinÍe speciale sunt indicate Áncapitolul P, subcapitolul 3: “Zone speciale”.

Utilizarea tensiunilor foarte joase de protecÍie (TFJP)(vezi Fig. F21)AceastŸ metodŸ se utilizeazŸ Án general acolo unde se impun tensiuni foarte joasesau sunt preferate din motive de siguranÍŸ, altele decÊt Án zonele de risc crescutmenÍionate anterior. Conceptul este asemenator cel al TFJS, dar circuitul secundareste conectat la pŸmÊnt Ántr-un punct.

CEI 60364-4-41 defineÛte, Án mod precis, semnificaÍia TFJP. ProtecÍia Ámpotrivacontactelor directe accidentale este Án general necesarŸ, cu excepÍia cazului Áncare echipamentul se gŸseÛte Ántr-o zonŸ cu legŸturi echipotenÍiale, atunci cÊndtensiunea nominalŸ efectivŸ, nu depŸÛeÛte 25 V, iar echipamentul este utilizat,

Án mod normal Án zone uscate Án care nu sunt previzibile contacte directe pentrucorpul omenesc. În toate celelalte cazuri, unde nu este prevazutŸ protecÍia Ámpotrivacontactului direct, tensiunea efectivŸ maximŸ admisŸ este de 6 V.

Fig. F21: SursŸ de alimentare de foarte joasŸ tensiune, de la un transformator de separaÍie.

Utilizarea tensiunilor foarte joase funcÍionale (TFJF)Acolo unde, din motive funcÍionale, o tensiune de 50 V sau mai micŸ este utilizatŸ,

ÁnsŸ nu toate prevederile relative la TFJS sau TFJP sunt Ándeplinite, trebuie luate Án considerare mŸsuri adecvate prevŸzute Án CEI 60364-4-41 pentru a se asigurŸprotecÍia Ámpotriva atÊt a contactelor directe cÊt Ûi a celor indirecte accidentale, Ánconformitate cu amplasarea Ûi cu destinaÍia acestor circuite.NotŸ: Astfel de condiÍii ar putea fi ÁntÊlnite, spre exemplu, atunci cÊnd circuiteleinclud echipamente (precum transformatoare, relee, Ántreruptoare cu comandŸ ladistanÍŸ, contactoare) insuficient izolate Án raport cu circuitele cu tensiuni mai mari.

Separarea electricŸ a circuitelor (vezi Fig. F22)Principiul separŸrii electrice a circuitelor (Án general circuite monofazate) din motivede siguranÍŸ, se bazeazŸ pe urmŸtoarele considerente.Cele douŸ conductoare de la ÁnfŸÛurarea secundarŸ monofazatŸ a unuitransformator de separaÍie sunt izolate faÍŸ de pŸmÊnt.DacŸ o persoanŸ vine Án contact direct cu unul dintre conductoare, un curent devaloare foarte micŸ va circula prin persoana respectivŸ, prin pŸmÊnt Ûi Ánapoi, lacelŸlalt conductor, evident, prin capacitatea inerentŸ a acelui conductor Án raport cupŸmÊntul. ÎntrucÊt capacitatea conductorului Án raport cu pŸmÊntul este foarte micŸ,curentul este Án general sub nivelul de percepÍie. Pe mŸsurŸ ce lungimea circuituluicreÛte, curentul generat de contactul direct va creÛte progresiv pÊnŸ la o valoare lacare devine un Ûoc electric periculos.Chiar dacŸ o lungime a circuitului micŸ exclude orice pericol din partea curentuluicapacitiv, o valoare scŸzutŸ a rezistenÍei de izolaÍie Án raport cu pŸmÊntul poatedetermina un pericol, ÁntrucÊt calea de curent porneÛte de la persoana care a produs

contactul direct, prin pŸmÊnt Ûi apoi Ánapoi la celŸlalt conductor printr-o rezistenÍŸ deizolaÍie conductor-pŸmÊnt scazutŸ. Din aceste motive lungimile relativ scŸzute alecablurilor bine izolate sunt esenÍiale Án cazul sistemelor separate.Transformatoarele sunt special proiectate pentru aceastŸ funcÍiune, cu un gradmŸrit al rezistenÍei de izolaÍie dintre ÁnfŸÛurarea primarŸ Ûi cea secundarŸ sau cuo protecÍie echivalentŸ precum cea a unui ecran metalic conectat la pŸmÊnt Ántre

ÁnfŸÛurŸri. ConstrucÍia transformatorului este Án conformitate cu clasa II de izolaÍiestandard.

Se recomandŸ utilizarea separŸrii electrice acircuitelor pentru cabluri de lungimi relativ miciÛi avÊnd nivele relativ ridicate ale rezistenÍeide izolaÍie. Este preferabil sŸ se utilizezepentru cazuri individuale.

Fig. F22: Alimentare de siguranÍŸ printr-un transformator deseparaÍie de clasŸ II de izolaÍie.




F15

(1) CEI 364-4-41 recomandŸ ca produsul dintre tensiuneanominalŸ a circuitului Án volÍi Ûi lungimea Án metri a Ántreguluisistem de cablaj sŸ nu depŸÛeascŸ 100000, Ûi ca lungimeatotalŸ a sistemului de cablaj sŸ nu depŸÛeascŸ 500 m.

AÛa cum s-a indicat mai Ánainte, utilizarea corectŸ a acestui principiu implicŸurmŸtoarele:n nici un conductor sau parte conductoare accesibilŸ din circuitul secundar sŸ nu fie

conectatŸ la priza de pŸmÊnt;n lungimea circuitelor din secundar trebuie sŸ fie limitatŸ pentru a evita valori mariale capacitŸÍii(1);n trebuie realizatŸ o rezistenÍŸ mare de izolaÍie pentru cablaj Ûi receptoare.Aceste condiÍii limiteazŸ aplicarea acestei mŸsuri de siguranÍŸ, Án general, la unsingur receptor.

În cazul Án care mai multe receptoare sunt alimentate printr-un transformator deseparaÍie este necesar sŸ se realizeze urmŸtoarele cerinÍe :n pŸrÍile conductoare accesibile ale tuturor receptoarelor sŸ fie conectate ÁmpreunŸprintr-un conductor de protecÍie izolat, dar care nu este conectat la priza de pŸmÊnt;n prizele trebuie sŸ fie prevŸzute cu contact de protecÍie. Rolul acestui contactde protecÍie este acela de a asigura interconectarea tuturor pŸrÍilor conductoareaccessibile.

În cazul unui al doilea defect protecÍia la supracurent trebuie sŸ ducŸ ladeconectarea automatŸ a circuitului, Án aceleaÛi condiÍii ca cele impuse Án cazulsistemelor IT.

Echipamentele de clasŸ IIAceste aparate sunt cunoscute ca avÊnd “dublŸ izolaÍie”, ÁntrucÊt Án cazulechipamentelor de clasŸ II acestea sunt prevŸzute pe lÊngŸ izolaÍia de bazŸ Ûi cuo izolaÍie suplimentarŸ (vezi Fig. 23). Nici o parte conductoare a aparatelor de clasŸII nu trebuie conectatŸ la un conductor de protecÍie:n cele mai multe dintre aparatele portabile sau semi-mobile, anumite corpuri deiluminat sau tipuri de transformatoare sunt proiectate pentru a avea dublŸ izolaÍie.Este important sŸ se aibŸ Án vedere anumite reguli speciale de exploatare Án cazulechipamentelor clasŸ II Ûi sŸ se verifice regulat dacŸ aceasta este menÍinutŸ(dacŸ izolaÍia exterioarŸ nu s-a deteriorat, etc.). Aparatele electronice, radiourile,televizoarele au nivele de siguranÍŸ echivalente clasei II, dar nu sunt considerateaparate de clasŸ II.n izolaÍia suplimentarŸ Ántr-o instalatie electricŸ: CEI 60364-4-41 (subcapit. 413-2) Ûianumite standarde naÍionale precum NFC15-100 (FranÍa) descriu detaliat mŸsurilenecesare pentru a se realiza o izolaÍie suplimentarŸ Án timpul lucrŸrilor de montajaferente unei instalaÍii electrice.

Simbol:

Fig. F23: Principiul nivelului de izolaÍie de clasŸ II.

Un exemplu simplu este cel al introducerii unui cablu Ántr-un tub protector de PVC.Metodele sunt de asemenea descrise Ûi pentru cazul tablourilor de distribuÍie.n pentru tablourile de distribuÍie Ûi echipamente similare, CEI 60439-1 descrie un setde cerinÍe care realizeazŸ “izolaÍia totalŸ”‚ echivalentŸ cu clasa II.n multe standarde naÍionale reunesc anumite cabluri ca fiind echivalente clasei II deizolaÍie.

Amplasarea Án afara unor zone accesibile sau interpunerea deobstacolePrin aceste mijloace este foarte puÍin probabil sŸ se atingŸ simultan o parteconductoare activŸ Ûi o parte conductoare aflatŸ la potenÍialul pŸmÊntului (veziFig. 24). În practicŸ, aceastŸ mŸsurŸ poate fi aplicatŸ numai Án zonele uscate Ûi seimplementeazŸ Án conformitate cu urmŸtoarele cerinÍe:n Pardoseala Ûi pereÍii camerei trebuie sŸ fie izolanÍi, de exemplu, rezistenÍa deizolaÍie faÍŸ de pŸmÊnt trebuie sŸ fie:o 50 kΩ (pentru instalaÍii cu tensiuni i 500 V),o 100 kΩ (500 V < tensiunea Án instalaÍie i1000 V).

RezistenÍa de izolaÍie este mŸsuratŸ utilizÊnd un instrument tip “megohmetru”(generator acÍionat manual sau un model electronic alimentat la baterie) Ántre unelectrod amplasat pe pardosealŸ sau pe perete Ûi pŸmÊnt (de exemplu cel maiapropiat conductor de protecÍie conectat la priza de pŸmÊnt). Presiunea de contactla nivelul electrodului trebuie sŸ fie, evident, aceeaÛi la toate testele.Fiecare furnizor de astfel de mijloace de mŸsurare furnizeazŸ electrozi adecvaÍifiecŸrui produs, deci trebuie avut grijŸ ca electrozii utilizaÍi sŸ fie cei furnizaÍi

ÁmpreunŸ cu instrumentul de mŸsurŸ.

În principiu protecÍia prin amplasarea pŸrÍilorconductoare Án afara unor zone accesibile sauinterpunerea de obstacole necesitŸ utilizareaunei pardoseli izolante Ûi, prin urmare nu esteuÛor de realizat.





F16

Camere echipotenÍiale izolate faÍŸ de pŸmÊnt În acest caz, toate pŸrÍile active accesibile, inclusiv podeaua(1) sunt conectate prinintermediul unui conductor de secÍiune suficient de mare astfel ÁncÊt sŸ nu existenici o diferenÍŸ semnificativŸ de potenÍial Ántre oricare douŸ puncte. DeteriorareaizolaÍiei dintre un conductor activ Ûi carcasa metalicŸ a unui aparat va duce ÁntreagaconstrucÍie (cuÛcŸ) la un potenÍial egal cu cel dintre fazŸ Ûi pŸmÊnt, dar nici uncurent electric de defect nu va circula. ÎnsŸ, Án aceste condiÍii, o persoanŸ care intrŸ

Án ÁncŸpere va fi supusŸ riscului ÁntrucÊt va pŸÛi pe o podea aflatŸ sub tensiune.Prin urmare, vor trebui luate mŸsuri speciale de protecÍie a persoanelor (ex.: podeaizolantŸ la intrŸri, etc.). De asemenea, vor trebui utilizate echipamente specialepentru controlul izolaÍiei Án absenÍa unui curent de defect semnificativ.

Camerele echipotenÍiale izolate faÍŸ depŸmÊnt sunt asociate cu instalaÍii particulare(laboratoare, etc.) Ûi genereazŸ anumitedificultŸÍi Án ceea ce priveÛte proiectarea ÛiexecuÍia instalaÍiilor electrice.

n Amplasarea echipamentelor Ûi obstacolelor trebuie fŸcutŸ astfel ÁncÊt sŸ nu fieposibil contactul simultan cu douŸ pŸrÍi conductoare accesibile ale instalaÍiei sau cuuna conductoare accesibilŸ a instalaÍiei Ûi una conductoare accesibilŸ externŸ;

n Nici un conductor de protecÍie accesibil nu trebuie amplasat Án spaÍiul respectiv;n Accesul Án spaÍiul respectiv trebuie astfel realizat ÁncÊt persoanele care intrŸ sŸnu fie expuse riscurilor. De exemplu o persoanŸ care se gŸseÛte pe o pardosealŸconductoare Án afara spaÍiului respectiv nu trebuie sŸ aibe acces (prin uÛŸ) la pŸrÍiactive conductoare precum, spre exemplu, Ántreruptorul de iluminat montat Ántr-ocutie metalicŸ de tip industrial.

(1) PŸrÍile conductoare externe instalaÍiei care pŸtrund sau iesÁn/din spatiul echipotenÍial (precum Íevile de apŸ, etc.) trebuieprotejate Án materiale adecvate izolante Ûi excluse din reÍeauade echipotenÍialitate Ántruct acestea sunt, probabil, legatela un conductor de protecÍie (legat la pŸmÊnt Án altŸ zonŸ ainstalaÍiei).


Fig. F24: ProtecÍia prin amplasarea Án afara unor zone accesibile sau Ánterpunerea de obstacole.

Fig. F25: LegŸturi echipotenÍiale pentru toate pŸrÍile conductoare simultan accesibile.



F17

4 ProtecÍia bunurilor Án cazuldefectelor de izolaÍie

Standardele considerŸ cŸ pagubele (Án special incendiile) produse bunurilor decŸtre defectele de izolaÍie sunt importante. Prin urmare, Án zonele cu risc crescutde incendiu, trebuie utilizat un dispozitiv de protecÍie diferenÍial de 300 mA. Pentru

alte cazuri, standardele se referŸ la tehnici precum “protecÍia Ámpotriva punerilor lapŸmÊnt” (GFP - Ground Fault Protection).

4.1 MŸsuri de protecÍie Ámpotriva riscului deincendiu cu ajutorul dispozitivelor de curentdiferenÍial rezidual (RCD - Residual Current Devices)Dispozitivele de protecÍie de curent diferenÍial rezidual (RCD) sunt echipamentedestinate efectiv asigurŸrii protecÍiei Ámpotriva riscului de incendiu datorat unordefecte de izolaÍie. Acest tip de curent de defect este de fapt prea mic pentru a fidetectat de alte protecÍii (la supracurenÍi).Pentru sistemele TT, IT, TN-S Án care scurgerile de curent cŸtre pŸmÊnt potapŸrea, utilizarea unor dispozitivele de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual cusensibilitatea de 300 mA asigurŸ o bunŸ protecÍie Ámpotriva riscului de incendiu

produs de un astfel de defect.Diferite investigaÍii au arŸtat faptul cŸ pierderile Án cazul producerii unor incendii ÁnclŸdiri industriale Ûi din sectorul terÍiar pot fi foarte mari.Analiza acestui fenomen a arŸtat faptul cŸ riscul de incendiu este legat desupraÁncŸlzirea datoratŸ unei coordonŸri necorespunzŸtoare dintre valoarea maximŸadmisŸ a curentului prin cablu (sau prin conductorul izolat) Ûi pragul protecÍiei lasupracurent.SupraÁncŸlzirea se poate datora, de asemenea, modificŸrilor produse instalaÍieiiniÍiale (ex.: pozarea suplimentarŸ de cabluri pe acelaÛi suport).SupraÁncŸlzirea poate fi cauza producerii arcului electric Án mediile umede. Acestearcuri se dezvoltŸ atunci cÊnd existŸ un defect de izolaÍie Ûi dacŸ impedanÍa bucleide defect este mai mare decÊt 0,6 Ω. Anumite teste aratŸ faptul cŸ un curent dedefect de 300 mA poate induce un risc real de incendiu (vezi Fig. F26).

4.2 ProtecÍia Ámpotriva defectelor de punere lapŸmÊnt (GFP - Ground Fault Protection)Diferite tipuri de protecÍii Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt(vezi Fig. F27 ) În funcÍie de tipul dispozitivului de mŸsurare a curentului de scurgere la pŸmÊnt,existŸ trei tipuri de protecÍii GFP:n “Residual Sensing” RS - senzori rezidualiCurentul de defect de izolaÍie este calculat utilizÊnd suma vectorialŸ a curenÍilordin secundarele transformatoarelor de curent. Transformatorul de curent de peconductorul neutru este deseori Án afara Ántreruptorului automat.n “Source Ground Return” SGR - mŸsura curentului de Ántoarcere prin pŸmÊnt cŸtresursŸCurentul de defect de izolaÍie este mŸsurat pe legŸtura dintre punctul neutru altransformatorului de joasŸ tensiune Ûi pŸmÊnt. Transformatorul de curent este Án

afara Ántreruptorului automat.n “Zero Sequence” ZS - mŸsura curentului de secvenÍŸ homopolarŸDefectul de izolaÍie este mŸsurat direct cu ajutorul unui transformator de curenttoroidal, care face suma curenÍilor din conductoarele active. Acest tip de protecÍie

Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt este utilizat numai la valori mici ale curenÍilor dedefect.

Dispozitivele de curent diferenÍial rezidualsunt echipamente destinate efectiv asigurŸriiprotecÍiei Ámpotriva riscului de incendiu datoratunor defecte de izolaÍie, deoarece acestea potdetecta scurgeri de curent cŸtre pŸmÊnt (ex.:300 mA), care sunt destul de mici pentru a nuputea fi detectate de cŸtre alte protecÍii, darsuficient de mari pentru a produce incendii.

Fig. F26: Originea incendiilor Án clŸdiri.

Anumite teste au arŸtat faptul cŸ o scurgere foartemicŸ de curent (cÊÍiva mA) se poate dezvolta Ûi,de la 300 mA poate induce un incendiu Án mediiumede Ûi Án prezenÍa prafului.

Sistem RS Sistem SGR Sistem ZS

Fig. F27: Diferite tipuri de protecÍie Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt.

F - Protection against electric shock





F19

5 Implementarea sistemului TT

5.1 MŸsuri de protecÍieProtecÍia Ámpotriva contactului indirect

Cazul generalProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte este asiguratŸ prin utilizarea dispozitivelorde curent diferenÍial rezidual - RCD, ale cŸror praguri de sensibilitate IΔn Ándeplinesc

condiÍia IΔn i

50 V (1)

RA

Alegerea pragului de sensibilitate a dispozitivelor de curent diferenÍial rezidualse face Án funcÍie de rezistenta RA a prizei de pŸmÊnt a instalaÍiei Ûi este datŸ ÁnTab. F28.Cazul circuitelor de distribuÍie (vezi Fig. F29)

Tab. F28: Valorile limitŸ superioare pentru rezistenÍele prizei de pŸmÊnt, care nu trebuiedepŸÛite, pentru nivele date ale sensibilitŸÍii dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual, latensiuni U L de 50 V Ûi 25 V.

Standardul CEI 60364-4-41 Ûi anumite standarde naÍionale admit un timp maxim dedeclanÛare de 1 sec. Án cazul circuitelor de distribuÍie (spre deosebire de circuitelede distribuÍie finalŸ). Aceasta permite obÍinerea unui anumit grad de selectivitate:n la nivelul A: temporizare la declanÛare a dispozitivului de curent diferenÍialrezidual, ex.: tipul “S”;

n la nivelul B: declanÛare instantanee a dispozitivului de curent diferenÍial rezidual.Cazul Án care pŸrÍile active accesibile ale aparatelor sau grupurilor de aparatesunt conectate la prize de pŸmÊnt independente (vezi Fig. F30)ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte este realizatŸ cu ajutorul dispozitivului decurent diferenÍial rezidual amplasat la nivelul Ántreruptorului care protejeazŸ fiecareaparat sau grup de aparate conectate la prize de pŸmÊnt separate.Sensibilitatea fiecŸrui astfel de dispozitiv trebuie sŸ fie compatibilŸ cu rezistenÍa dedispersie a prizei de pŸmÊnt la care este conectat aparatul respectiv.

Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate(vezi Fig. F31) Standardul CEI 60364-4-41 recomandŸ utilizarea dispozitivelor de curent diferenÍialrezidual de mare sensibilitate (i 30 mA) pentru protecÍia circuitelor de prize avÊndun curent nominal i 20 A, Án toate cazurile.Utilizarea unor astfel de RCD este recomandatŸ de asemenea, Án urmŸtoarele

situaÍii:n circuite de prizŸ amplasate Án zonele umede, pentru orice valoare a curentuluinominal;n circuite de prizŸ amplasate temporar Án anumite zone;n circuite care alimenteazŸ incinte pentru spŸlŸtorii sau bazine de Ánot;n circuite care alimenteazŸ organizŸri de Ûantier, rulote, bŸrci de agrement, tÊrgurimobile.A se vedea 2.2 Ûi capitolul P, secÍiunea 3.

Fig. F29: Circuite de distribuÍie.

Fig. F30: Prize de pÊmÊnt separate.

(1) La organizŸri de Ûantier, clŸdiri din mediul agricol, etc., seutilizeazŸ tensiunea limitŸ de 25 V.

Fig. F31: Circuite care alimenteazŸ prize.

IΔn RezistenÍa maximŸ a prizei de pŸmÊnt(50 V) (25 V)

3 A 16 Ω 8 Ω

1 A 50 Ω 25 Ω500 mA 100 Ω 50 Ω300 mA 166 Ω 83 Ω30 mA 1666 Ω 833 Ω




F20

Cazul zonelor cu risc crescut de incendiu (vezi Fig. 32)ProtecÍia cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual (RCD) la nivelulfiecŸrui Ántreruptor este absolut necesarŸ Án zonele cu risc Ûi chiar obligatorie Ánanumite ÍŸri.Sensibilitatea lor trebuie sa fie i 500 mA, dar pentru protecÍia Ámpotriva riscului deincendiu este recomandatŸ o sensibilitate de 300 mA.

Fig. F32: Zonele cu risc de incendiu.

Fig. F33: PŸrÍi conductoare accesibile neconectate la priza de pŸmÊnt (A).

ProtecÍia Án cazul Án care pŸrÍile conductoare accesibile nusunt conectate la priza de pŸmÊnt (vezi Fig. 33)(În cazuri de instalaÍii existente amplasate Án zone uscate Ûi Án care nu este posibilŸrealizarea unei prize de pŸmÊnt sau dacŸ conductorul de protecÍie s-a deteriorat).Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA) asigurŸ pede o parte protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte accidentale dar, de asemenea,reprezintŸ Ûi o mŸsurŸ suplimentarŸ de protecÍie Ámpotriva pericolului de producerea contactelor directe.


5.2 Tipuri de dispozitive de curent diferenÍialrezidual (RCD)Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sunt, Án mod uzual, Áncorporate sauasociate urmŸtoarelor:n Ántreruptoarelor automate Án carcasŸ turnatŸ de tip industrial (MCCB) Ánconformitate cu CEI 60947-2 Ûi anexelor B Ûi M;n Ántreruptoarelor automate miniaturŸ de tip industrial (MCB) Án conformitate cuCEI 60947-2 Ûi anexelor B Ûi M;n Ántreruptoarelor automate miniaturŸ pentru uz casnic sau similar (MCB) Ánconformitate cu CEI 60898, CEI 61008, CEI 61009;n separatoarelor de sarcinŸ Án conformitate cu standardele naÍionale;n releelor cu transformatoare de curent toroidale separate (de tip inel), Ánconformitate cu CEI 60947-2, Anexa M.



F21Fig. F34: Întreruptoare de tip industrial cu module de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual.

Fig. F35: Întreruptoare automate cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual pentru aplicaÍiiledin sectorul casnic.

Întreruptoarele automate cu montaj pe sina DIN (ex. Compact sau Multi 9) pot fiasociate cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual (ex. Blocuri Vigi).Ansamblul asigurŸ, astfel, funcÍii complete de protecÍie (separare, protecÍie ÁmpotrivacurenÍilor de scurtcircuit, suprasarcinŸ Ûi curenÍi de defect la pŸmÊnt).

MiniÁntreruptoare cu RCD pentru utilizŸri casnice (vezi Fig. F35)

Întreruptoarele automate de tip industrialcu module de curent diferenÍial rezidualintegrate sunt Án conformitate cu standardulCEI 60947-2 Ûi cu anexa B.

Întreruptoarele automate detip industrial Vigi Compact.

Întreruptoarele automate de tip industrial tip Multi 9,cu modul de curent diferenÍial rezidual, Vigi, ataÛat.

MiniÁntreruptoarele automate pentru uzcasnic sau similar cu module de protecÍieÁmpotriva curentului rezidual integrate sunt Ánconformitate cu CEI 60898, CEI 61008 ÛiCEI 61009.

Întreruptorul automat de protecÍiede la intrarea unui circuit poateavea dispozitiv de curent diferenÍialrezidual integrat cu caracteristici detemporizare (tip S).

Sistemul monobloc, Ántreruptor automat cu bloc Vigiintegrat pentru protecÍia circuitelor de prizŸ pentruaplicaÍiile din sectorul casnic Ûi terÍiar.


Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual (RCD) sunt obligatoriu de utilizat Áncazul instalaÍiilor proiectate Án sistemul TT, acolo unde capacitatea lor de a obÍineselectivitate cu alte dispozitive de curent diferenÍial rezidual permit declanÛŸri

temporizate, asigurÊndu-se astfel, un nivel ridicat de continuitate Án serviciu.

Întreruptoare automate de tip industrial cu dispozitive decurent diferenÍial rezidual integrate sau ataÛabile (vezi Fig. 34)




F22

5.3 Coordonarea dispozitivelor de curent diferenÍialrezidualCoordonarea RCD-urilor din punctul de vedere al selectivitŸÍii declanÛŸrilor serealizeazŸ fie prin temporizŸrile declanÛŸrilor, fie prin divizarea circuitelor care suntprotejate individual sau Án grup, sau prin combinarea celor douŸ metode.

Astfel, selectivitatea evitŸ declanÛarea oricŸrui dispozitiv de curent diferenÍialrezidual, altul decÊt cel aflat imediat Án amonte de locul producerii defectului:n cu dispozitivele disponibile Án mod curent, este posibil sŸ se realizezeselectivitatea pÊnŸ la trei sau patru nivele de distribuÍie:o la nivelul tabloului general de distribuÍie,o la nivelul tabloului intermediar de distribuÍie,o la nivelul tablourile secundare,o la nivelul prizelor, pentru protecÍia fiecŸrui aparat;n Án general, la tablourile de distribuÍie (Ûi la cele secundare, dacŸ existŸ) Ûi lanivelul protecÍiei individuale a fiecŸrui aparat, dispozitivele pentru deconectareaautomatŸ Án cazul contactului indirect accidental sunt instalate ÁmpreunŸ cu protecÍiasuplimentarŸ Ámpotriva contactelor directe accidentale.

Selectivitatea Ántre RCD-uriRecomandŸrile generale referitoare la modul Án care se poate obÍine selectivitatea

Ántre douŸ dispozitive de de curent diferenÍial rezidual sunt urmŸtoarele:n raportul dintre pragurile nominale de declanÛare ale dispozitivelor din amonte Ûiaval > 2;n temporizarea declanÛŸrii RCD-ului din amonte.Selectivitatea se obÍine prin utilizarea cÊtorva valori standardizate de sensibilitate:30 mA, 100 mA, 300 mA Ûi 1 A Ûi a unor temporizŸri ale declanÛŸrii aÛa cum searatŸ Án Fig. F38.

Întreruptoare automate cu dispozitive de curent diferenÍialrezidual realizate cu ajutorul transformatoarelor de curent

toroidale separate (vezi Fig. F37)Dispozitivul de curent diferenÍial rezidual realizat cu ajutorul transformatoarelor decurent toroidale separate poate fi asociat cu Ántreruptoare sau cu contactoare.

Separatoarele de sarcinŸ cu dispozitive decurent diferenÍial rezidual sunt Án conformitate

cu standarde naÍionale particulare.Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual cutransformatoare de curent toroidale separatesunt Án conformitate cu CEI 60947-2 anexa M.

Fig. F37: Dispozitiv de curent diferenÍial rezidual (RCD) realizat cu ajutorul transformatoarelor decurent toroidale separate.




F23

Selectivitatea Ántre douŸ nivele (vezi Fig. F39)ProtecÍian Nivelul A: RCD temporizat reglat la I (pentru dispozitivele industriale) sau tipul S(pentru domeniul casnic) pentru protecÍie Ámpotriva contactelor indirecte;n Nivelul B: RCD instantaneu, de mare sensibilitate pe circuite alimentÊnd prize sauaparate de mare risc (maÛini de spŸlat, etc. A se vedea, de asemenea, capitolul P,subcapitolul 3).

SoluÍiile Schneider Electricn Nivelul A: Ántreruptoare Compact sau Multi 9 cu dispozitivele de curent diferenÍialrezidual respective (Vigi NS160 sau Vigi NC100) cu reglaj tip I sau S;n Nivelul B: Ántreruptoare cu module RCD integrate (DPN Vigi) sau ataÛabile (ex.Vigi C60).NotŸ: Reglajul dispozitivului de curent diferenÍial rezidual din amonte trebuie sŸ fie

Án conformitate cu regulile de selectivitate Ûi sŸ ÍinŸ cont de toÍi curenÍii reziduali dinaval.

Selectivitatea la 3 sau 4 nivele (vezi Fig. F40)ProtecÍian Nivelul A: RCD temporizat (reglaj III);n Nivelul B: RCD temporizat (reglaj II);n Nivelul C: RCD temporizat (reglaj I) sau tip S;n Nivelul D: RCD instantaneu.

SoluÍiile Schneider Electricn Nivelul A: Ántreruptor asociat cu un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual cutransformator toroidal (Vigirex RH54A);n Nivelul B: Vigicompact sau Vigirex;n Nivelul C: Vigirex, Vigicompact sau Vigi C60;n Nivelul D:o Vigicompact, sauo Vigirex, sauo Multi 9 cu RCD integrat sau cu modul ataÛat: DPN Vigi sau Vigi C60.NotŸ: Reglajul dispozitivului de curent diferenÍial rezidual din amonte trebuie sŸ fie

Án conformitate cu regulile de selectivitate Ûi sŸ ÍinŸ cont de toÍi curenÍii reziduali dinaval.

Fig. F38: Selectivitatea totalŸ pentru douŸ nivele.

Fig. F39: Selectivitatea totalŸ pentru douŸ nivele.

Fig. F40: Selectivitatea totalŸ pe 3 sau 4 nivele.


RCD-uri selectivepentru domeniulcasnic s

Ûi industrial(reglaje I Ûi II)

RCD de 30 mApentru domeniul general

Ûi industrial (reglaj 0)

Releu cu transformatorde curent toroidal 3 Atemporizat 500 ms

Întreruptor cu dispozitiv decurent diferenÍial rezidual 1 Atemporizat 250 ms

Întreruptor cu dispozitiv de curentdiferenÍial rezidual 300 mAtemporizat 50 ms sau tip S

Întreruptor cu dispozitiv decurent diferenÍial rezidual 30 mA




F24

Fig. F41: InstalaÍie tipicŸ pe 3 nivele: protecÍia circuitelor de distribuÍie Án sistemul TT. Motorul este protejat printr-o protecÍie specificŸ.

Selectivitatea protecÍiei pe trei nivele (vezi Fig. F41)


MV/LV

VigicompactNS100Setting 1300 mA

NS100 MA

MasterpactdebroÛabil

VigirexReglaj II

VigicompactNS100Reglaj 1300 mA

NC100L MAinstantaneu

300 mA

NC100 dif.300 mAS

Tablouelectricterminal

Curent de defect lapŸmÊnt al filtrului:20 mA

XC40dif.30 mA

MT/JT



F25

6 Implementarea sistemului TN

6.1 CondiÍii preliminareLa faza de proiectare trebuie luate Án calcul lungimile maxime ale cablurilor Án aval

de Ántreruptoare sau fuzibile, Án timp ce, Án practicŸ, la execuÍia instalaÍiilor electricetrebuie respectate, Án mod riguros, anumite reguli.Anumite condiÍii trebuie respectate, aÛa cum se indicŸ mai jos Ûi sunt ilustrate

Án Fig. F42.1. Conductorul de protecÍie PE trebuie conectat la priza de pŸmÊnt cŸt de bineposibil.2. Conductorul de protecÍie PE nu trebuie sŸ treacŸ prin conducte fero-magnetice,tubulaturi, etc. sau sŸ fie pozat pe suprafeÍe de oÍel, ÁntrucÊt anumite efecteinductive Ûi/sau de vecinŸtate pot conduce la o creÛtere a impedanÍei efective aacestuia.3. În cazul conductorului PEN (conductorul de nul de lucru este utilizat deasemenea, Ûi Án calitate de nul de protecÍie), conexiunea trebuie fŸcutŸ direct laborna de ÁmpŸmÊntare a aparatului (vezi Fig. F42) Ánainte de a fi conectat Ûi laborna de neutru a acestuia.4. Pentru conductoarele de cupru i 6mm2 Ûi de aluminiu i 10mm2 sau acolo undecablul este mobil, nulurile de lucru Ûi de protecÍie trebuie separate (ex.: Án acest caz

trebuie adoptat sistemul TN-S).5. Defectele de punere la pŸmÊnt trebuie eliminate de cŸtre dispozitivele de protecÍiela supracurenÍi, de exemplu: Ántreruptoare sau fuzibile.Lista anterioarŸ indicŸ condiÍiile care trebuie respectate Án implementarea schemeiTN pentru protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte.

Fig. F42: Implementarea sistemului TN de tratare a neutrului.

Note:

n Schema TN impune ca neutrul transformatorului MT/JT, pŸrÍile accesibile conductoareinterioare Ûi exterioare ale postului de transformare Ûi ale instalaÍiei sŸ fie conectate la oprizŸ de pŸmÊnt comunŸ; n Pentru un post de transformare la care contorizarea se face pe joasŸ tensiune, se impuneutilizarea unui mijloc de separaÍie vizibilŸ la Ánceputul zonei de joasŸ tensiune; n Conductorul PEN nu poate fi Ántrerupt Án nici o situaÍie. Echipamentele de comandŸ ÛiprotecÍie posibil de utilizat Án sistemele TN sunt: o tripolare atunci cÊnd circuitele prezintŸ conductor PEN,o tetrapolar (tripolar + neutru), atunci cÊnd circuitul are nulul de lucru separat de cel deprotecÍie.

Trei metode de calcul sunt utilizate Án moduzual:n metoda impedanÍelor, bazatŸ pe sumatrigonometricŸ a sistemului de rezistenÍe ÛireactanÍe inductive; n metoda de compunere; n metoda convenÍionalŸ bazatŸ pe o valoareprezumatŸ a cŸderii de tensiune Ûi pe

utilizarea de tabele.

6.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecteMetode de determinare a curenÍilor de scurtcircuit În sistemele TN, un scurtcircuit la pŸmÊnt determinŸ, de obicei, un curent suficientde mare pentru ca dispozitivul de protecÍie la supracurenÍi sŸ declanÛeze.ImpedanÍele sursei Ûi ale reÍelei din amonte sunt mult mai mici decÊt cele alecircuitelor din instalaÍie, astfel ÁncÊt orice limitare a curentului de punere la pŸmÊntva fi determinatŸ de conductoarele din instalaÍie (conductoarele lungi Ûi flexibilemŸresc Án mare proporÍie impedanÍa buclei de defect, ceea ce determinŸ o reducerea curentului de scurtcircuit).Cele mai recente recomandŸri ale CEI pentru protecÍia Ámpotriva contactelor

indirecte Án sistemele TN se referŸ la timpii maximi de declanÛare admiÛi Án raport cutensiunea nominalŸ a sistemului (vezi Fig. F12, subcapitolul 3.3).




F26

Justificarea acestor recomandŸri este aceea cŸ, Án sistemele TN, curentul de defectcare trebuie sŸ circule pentru a ridica potenÍialul pŸrÍilor conductoare accesibile la50 V sau mai mult, este atÊt de mare ÁncÊt poate avea loc una din urmŸtoarele douŸ

posibilitŸÍi:n sau calea de defect se topeÛte singurŸ, practic instantaneu;n sau conductorul “se sudeazŸ” creÊnd un defect net, conducÊnd astfel la o valoarea curentului de defect care sŸ determine declanÛarea dispozitivelor de protecÍie lasupracurenÍi.Pentru a se asigura o funcÍionare optimŸ a dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi

Án ultimul caz, valoarea prezumatŸ a curentului de scurtcircuit cu punere la pŸmÊnttrebuie calculatŸ cu o precizie rezonabilŸ ÁncŸ din faza de proiectare.O analizŸ riguroasŸ necesitŸ utilizarea tehnicilor de descompunere Án componentesimetrice, pe rÊnd, pentru fiecare circuit. Principiul este simplu dar cantitatea decalcule este greu de justificat, Án special pentru impedanÍele homopolare care suntextrem de greu de determinat cu o precizie acceptabilŸ, Án instalaÍiile de joasŸtensiune.Sunt preferate, prin urmare, alte metode, mai simple, de precizie acceptabilŸ. Celetrei metode practice sunt:n Metoda impedanÍelor, bazatŸ pe suma tuturor impedanÍelor buclei de defect(numai de secvenÍa directŸ), pentru fiecare circuit.n Metoda de compunere care este o estimare a curentului de scurtcircuit la capŸtulcircuitului dinspre sarcinŸ bazatŸ pe cunoaÛterea valorii curentului de scurtcircuit lacapŸtul circuitului spre sarcinŸ.n Metoda convenÍionalŸ de calcul a valorii minime a curentului de punere lapŸmÊnt prin utilizarea tabelelor de valori pentru obÍinerea rapidŸ de rezultate.Aceste metode pot fi utilizate Án cazul Án care cablurile care alcŸtuiesc bucla dedefect sunt alŸturate Ûi nu sunt separate prin materiale fero-magnetice.

Metoda impedanÍelorAceastŸ metodŸ are la bazŸ Ánsumarea impedanÍelor de secvenÍŸ directŸ ale fiecŸreicomponente a buclei de defect (cabluri, conductor de protecÍie, transformator, etc.)unde este calculat curentul de scurtcircuit de punere la pŸmÊnt cu ajutorul formulei:

I = U

(ΣR)2 + (ΣX)2

unde:(ΣR)2 = (suma rezistenÍelor buclei de defect )2 Án faza de proiectare

(ΣX) 2 = (suma reactanÍelor inductive ale buclei de defect )2

U = tensiunea nominalŸ fazŸ-nul a sistemului.Aplicarea acestei metode nu este totdeauna uÛoarŸ, deoarece presupunecunoaÛterea tuturor parametrilor Ûi caracteristicilor elementelor buclei de defect. Înmulte cazuri, ghidurile naÍionale pot furniza valori tipice Án scopul estimŸrii unei valoriaproximative.

Metoda de compunereAceastŸ metodŸ permite calcularea curentului de scurtcircuit la capŸtul circuituluipornind de la valoarea cunoscutŸ a curentului de scurtcircuit la capŸtul dinspresursŸ, cu ajutorul formulei aproximative:

I = Isc

U U+Zs.Isc

unde Isc = valoarea curentului de scurtcircuit din amonte I = valoarea curentului de scurtcircuit din aval U = tensiunea de fazŸ a sistemului Zs = impedanÍa circuitului.NotŸ: AceastŸ metodŸ utilizeazŸ suma aritmeticŸ(1) a impedanÍelor individuale, spredeosebire de cazul “metodei impedanÍelor”.

Metoda convenÍionalŸAceastŸ metodŸ se considerŸ a fi suficient de precisŸ pentru a stabili valorilemaxime pentru lungimile cablurilor.

Principiu metodeiPrincipiul de bazŸ Án calculul curentului de scurcircuit este presupunerea cŸ valoareatensiunii la capŸtul din amonte al circuitului respectiv (de exemplu: acolo unde

este amplasat dispozitivul de protecÍie) rŸmÊne cca. 80% din valoarea nominalŸa tensiunii de fazŸ. AceastŸ valoare de 80% din valoarea nominalŸ a tensiunii defazŸ ÁmpreunŸ cu impedanÍa circuitului este utilizatŸ pentru calculul curentului descurtcircuit.

Pentru realizarea calculelor, metodelemoderne agreazŸ utilizarea programelorspeciale de calcul acceptate de autoritŸÍilenaÍionale Án domeniu Ûi bazate pe metoda

impedanÍelor, aÛa cum este ECODIAL 3.AutoritŸÍile naÍionale, publicŸ, de asemenea,ghiduri care includ valori tipice, lungimi deconductoare, etc.

(1) În acest fel, valoarea calculatŸ a curentului de scurtcircuitva fi mai micŸ decÊt cea realŸ. DacŸ reglajul la supracurental dispozitivului de protecÍie se bazeazŸ pe aceastŸ valoare,atunci funcÍionarea releului de protecÍie sau a fuzibilului esteasiguratŸ.




F27

Acest coeficient Íine cont de toate cŸderile de tensiune din amonte pÊnŸ la punctulconsiderat. În cazul cablurilor de joasŸ tensiune, cÊnd toate conductoarele sistemuluitrifazat - 4 conductoare sunt Ánvecinate (ceea ce reprezintŸ cazul normal), reactanÍa

inductivŸ internŸ Ûi Ántre conductoare este neglijabilŸ Án comparaÍie cu rezistenÍacablului.AceastŸ aproximare este consideratŸ corectŸ pentru cabluri pÊnŸ la 120 mm2.Peste aceastŸ secÍiune, rezistenÍa creÛte Án felul urmŸtor:

Fig. F43: Calculul Lmax Án sistemul TN utilizÊnd metodaconvenÍionalŸ.

Lungimea maximŸ a unui circuit Án sistemul TN este datŸ de formula:

Lmax = 0,8 Uo Sph

ρ(1+m)Iaunde:

Lmax = lungimea maximŸ, Án metri Uo = tensiunea de fazŸ, Án volÍi = 230 V pentru sistemul 230/400 V ρ = rezistivitatea Án condiÍii normale de temperaturŸ in funcÍionare, Án Ω x mm2 /m

(= 22,5 x 10-3 pentru cupru; = 36 x 10-3 pentru aluminiu) Ia = reglajul protecÍiei pentru declanÛarea instantanee a Ántreruptorului sau

curentul care asigurŸ funcÍionarea fuzibilului respectiv, Án timpul specificat.

m = Sph

SPE Sph = secÍiunea conductorului de fazŸ a circuitului considerat, Án mm2

SPE = secÍiunea conductorului de protecÍie a circuitului considerat, Án mm2.(vezi Fig. F43).

TabeleTabelele urmŸtoare ce sunt aplicabile Án cazul sistemelor TN, au fost construite pebaza “metodei convenÍionale” descrise mai sus.Tabelele stabilesc lungimile maxime ale circuitelor, dincolo de care rezistenÍaconductoarelor limiteazŸ valoarea curentului de scurtcircuit pÊnŸ la un nivel inferiorcelui care determinŸ declanÛarea Ántreruptorului (sau funcÍionarea fuzibilului)care protejeazŸ circuitul, suficient de rapid pentru a se asigura protecÍia Ámpotrivacontactului indirect.

Factorul de corecÍie mTabelul F44 indicŸ factorul de corecÍie care trebuie aplicat valorilor date Án Tabelelede la F45 pÊnŸ la F48, Án funcÍie de raportul Sph /SPE, de tipul de circuit Ûi dematerialul conductorului.Tabelele iau Án considerare:n tipul de protecÍie: Ántreruptor sau fuzibil;n reglajul protecÍiei;n secÍiunile conductoarelor de fazŸ Ûi de protecÍie;n sistemul de tratare al neutrului (vezi Fig. F49 de la pag. F29);n curba de declanÛare a Ántreruptorului (ex.: B,C sau D ).Tabelele pot fi utilizate pentru sistemele 230/400 V.

Tabele echivalente pentru protecÍie cu ajutorul Compact NS Ûi Multi 9 (Merlin Gerin)sunt incluse Án cataloagele de produs.

UrmŸtoarele tabele dau lungimile maximecare trebuie respectate pentru ca persoanelesŸ fie protejate Ámpotriva riscului de contact

indirect, de cŸtre dispozitivele de protecÍie.

(1) Pentru definiÍiile tipurilor B, C Ûi D de Ántreruptoare se vaconsulta capitolul H, subcapitolul 4.2.


SecÍiunea cablului (mm2) Valoarea rezistenÍeiS = 150 mm2 R + 15%S = 185 mm2 R + 20%S = 240 mm2 R + 25%

Tab. F44: Factor de corecÍie de aplicat lungimilor date Án tabelele de la F45 la F48Án sistemul TN.

Circuit Material m = Sph/SPE (sau PEN)conductor m = 1 m = 2 m = 3 m = 4

3P + N sau P + N Cupru 1 0,67 0,50 0,40 Aluminiu 0,62 0,42 0,31 0,25

Lungimea maximŸ a oricŸrui circuit ÁninstalaÍiile avÊnd sistemul TN este:0,8 Uo Sph

ρ(1+m)Ia




F28

Circuite protejate prin Ántreruptoare automate de uz general (Tab. F45)

Circuite protejate prin Compact NS(1) sau Multi 9(1) pentru uz industrial saucasnic (Tab.46 pÊnŸ la Tab.48)

Tab. F45: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi reglaje de declanÛare instantanee pentru Ántreruptoare deuz general Án sistemul TN, 230/400 V cu m = 1.

Tab. F46: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi curenÍi nominali pentru Ántreruptoare automate curbŸ B (2) Ánsistemul TN monofazat 230/240 V sau trifazat cu m = 1.

(1) Produse marca Merlin Gerin.(2) Pentru definiÍia protecÍiei Ántreruptoarelor automate “curbŸB” Ûi “curbŸ C” se va consulta capitolul H, subcapitolul 4.2.

Tab. F47: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi curenÍi nominali pentru Ántreruptoare automate curbŸ C (2)

Ánsistemul TN monofazat 230/240 V sau trifazat cu m = 1.


SecÍiunea Reglajul de declanÛare instantanee sau temporizatŸ de scurtŸ duratŸ Im (A)nominalŸa conduc-toarelormm2 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 560 630 700 800 875 1000 1120 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500

1,5 100 79 63 50 40 31 25 20 16 13 10 9 8 7 6 6 5 4 42,5 167 133 104 83 67 52 42 33 26 21 17 15 13 12 10 10 8 7 7 5 44 267 212 167 133 107 83 67 53 42 33 27 24 21 19 17 15 13 12 11 8 7 5 46 400 317 250 200 160 125 100 80 63 50 40 36 32 29 25 23 20 18 16 13 10 8 6 5 410 417 333 267 208 167 133 104 83 67 60 53 48 42 38 33 30 27 21 17 13 10 8 7 5 416 427 333 267 213 167 133 107 95 85 76 67 61 53 48 43 33 27 21 17 13 11 8 7 5 425 417 333 260 208 167 149 132 119 104 95 83 74 67 52 42 33 26 21 17 13 10 8 735 467 365 292 233 208 185 167 146 133 117 104 93 73 58 47 36 29 23 19 15 12 950 495 396 317 283 251 226 198 181 158 141 127 99 79 63 49 40 32 25 20 16 1370 417 370 333 292 267 233 208 187 146 117 93 73 58 47 37 29 23 1995 452 396 362 317 283 263 198 158 127 99 79 63 50 40 32 25120 457 400 357 320 250 200 160 125 100 80 63 50 40 32150 435 388 348 272 217 174 136 109 87 69 54 43 35185 459 411 321 257 206 161 128 103 82 64 51 41240 400 320 256 200 160 128 102 80 64 51

Sph Curent nominal (A) mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 1200 600 400 300 200 120 75 60 48 37 30 24 19 15 12 102,5 1000 666 500 333 200 125 100 80 62 50 40 32 25 20 164 1066 800 533 320 200 160 128 100 80 64 51 40 32 266 1200 800 480 300 240 192 150 120 96 76 60 48 3810 800 500 400 320 250 200 160 127 100 80 6416 800 640 512 400 320 256 203 160 128 10225 800 625 500 400 317 250 200 16035 875 700 560 444 350 280 22450 760 603 475 380 304

Sph Curent nominal (A) mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 600 300 200 150 100 60 37 30 24 18 15 12 9 7 6 52,5 500 333 250 167 100 62 50 40 31 25 20 16 12 10 84 533 400 267 160 100 80 64 50 40 32 25 20 16 136 600 400 240 150 120 96 75 60 48 38 30 24 1910 667 400 250 200 160 125 100 80 63 50 40 3216 640 400 320 256 200 160 128 101 80 64 5125 625 500 400 312 250 200 159 125 100 8035 875 700 560 437 350 280 222 175 140 11250 760 594 475 380 301 237 190 152



F29

ExempluO instalaÍie trifazatŸ cu 4 conductoare are neutrul tratat Án sistemul TN-C. Un circuitrealizat dintr-un cablu din aluminiu avÊnd conductorul de fazŸ cu secÍiunea de50 mm2 Ûi PEN de 25 mm2 este protejat printr-un Ántreruptor automat curbŸ B, avÊndcalibrul nominal de 63 A.Care este lungimea maximŸ a circuitului pÊnŸ la care protecÍia persoanelor Ámpotrivacontactelor indirecte accidentale este asiguratŸ prin funcÍionarea releului magneticinstantaneu al Ántreruptorului automat?Tabelul F46 dŸ, pentru 50 mm2 Ûi Ántreruptor 63 A, curbŸ B, 603 m, cŸreia i se

aplicŸ un factor de corecÍie 0,42 (Tab. F44 pentru m = Sph

SPE = 2).

Lungimea maximŸ a circuitului este, deci: 603 x 0,42 = 253 m.

Cazul particular Án care una sau mai multe pŸrÍi conductoareaccesibile sunt conectate la prize de pŸmÊnt separateTrebuie asiguratŸ protecÍia Ámpotriva contactelor indirecte prin RCD montate pe

fiecare circuit care alimenteazŸ aparate sau grupuri de aparate ale cŸror pŸrÍiconductoare accesibile sunt conectate la prize de pŸmÊnt separate.Sensibilitatea acestor dispozitive de curent diferenÍial rezidual trebuie adaptatŸ ÁnfuncÍie de rezistenÍa prizei de pŸmÊnt (RA2 Án Fig. F49). A se vedea specificaÍiileaplicabile sistemului TT.

6.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de maresensibilitate În conformitate cu CEI 60364-4-471 dispozitivele de curent diferenÍial rezidual demare sensibilitate (i 30 mA) trebuie utilizate pentru protecÍia circuitelor de prizŸavÊnd un curent nominal i 20 A, Án toate cazurile. Utilizarea acestor RCD este, deasemenea recomandatŸ Án urmŸtoarele situaÍii:n pe circuite de prize amplasate Án zone umede oricare ar fi calibrul;n pe circuite de prize din instalaÍiile temporare;n pe circuite care alimenteazŸ spŸlŸtorii sau bazine de Ánot;n pe circuite care alimenteazŸ organizŸrile de Ûantier, rulote, bŸrci de agrement sautÊrguri mobile.A se vedea 2.2 Ûi Capitolul P, secÍiunea 3.

Tab. F48: Lungimi maxime de circuite (Án metri) pentru diferite secÍiuni de conductoare de cupru Ûi curenÍi nominali pentru Ántreruptoare automate curbŸ D (1) Ánsistemul TN monofazat 230/240 V sau trifazat cu m = 1.

(1) Pentru definiÍia protecÍiei Ántreruptoarelor automate “curbŸD” se va consulta capitolul H, subcapitol 4.2.

Fig. F49: Prize de pŸmÊnt separate.

Fig. F50: Circuit de alimentare pentru prize.


Sph Curent nominal (A) mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 429 214 143 107 71 43 27 21 17 13 11 9 7 5 4 3

2,5 714 357 238 179 119 71 45 36 29 22 18 14 11 9 7 64 571 381 286 190 114 71 80 46 36 29 23 18 14 11 96 857 571 429 286 171 107 120 69 54 43 34 27 21 17 1410 952 714 476 286 179 200 114 89 71 57 45 36 29 2316 762 457 286 320 183 143 114 91 73 57 46 3725 714 446 500 286 223 179 143 113 89 71 5735 625 700 400 313 250 200 159 125 80 10050 848 543 424 339 271 215 170 136 109




F30

6.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiu În conformitate cu CEI 60364-422-3.10, Án zonele cu risc crescut de incendiu,

circuitele trebuie protejate cu RCD de sensibilitate i 500 mA. Aceasta excludesistemul TN-C, fiind obligatoriu sistemul TN-S.Sensibilitatea de 300 mA este obligatorie Án anumite ÍŸri (vezi Fig. F51).

6.5 Cazul Án care impedanÍa buclei de defect estede valoare mare

În cazul Án care curentul de punere la pŸmÊnt este limitat, datoritŸ uneiimpedanÍe ridicate a buclei de defect astfel ÁncÊt dispozitivele de protecÍie lasupracurent nu pot declanÛa Ántr-un timp admis, pot fi luate Án considerareurmŸtoarele posibilitŸÍi:

Propunerea 1 (vezi Fig. F52):n instalarea unui Ántreruptor care are un prag magnetic de valoare mai micŸ, deexemplu:

2In

i

Irm

i

4In

Aceasta permite protecÍia persoanelor Án cazul circuitelor lungi. Trebuie totuÛiverificat sŸ nu existe declanÛŸri intempestive ale protecÍiei la supracurenÍi Án cazulapariÍiei unor curenÍi tranzitorii, precum cei de la pornirile de motoare.n soluÍii Schneider Electrico Ántreruptoare Compact cu curba de declanÛare tip G (2In i Irm i 4In),o Ántreruptoare Multi 9, curbŸ B.

Propunerea 2 (vezi Fig. F53)n instalarea pe circuit a unui dispozitiv de curent diferenÍial rezidual. Dispozitivulnu trebuie sŸ fie de mare sensibilitate (de la cÊÍiva amperi pÊnŸ la cÊÍiva zecide amperi). Acolo unde existŸ prize, circuitele trebuie protejate, Án orice caz, cudispozitive de curent diferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA); Án general,un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual la un anumit numŸr de prize pe un circuitcomun.n soluÍii Schneider Electrico dispozitive de curent diferenÍial rezidual Multi 9, NG 125: IΔn = 1 sau 3 Ao Vigicompact REH sau REM : IΔn = 3 la 30 Ao Întreruptoare Multi 9, curbŸ B.

Propunerea 3 CreÛterea secÍiunii conductorului de protecÍie PE sau PEN Ûi/sau a conductoarelorde fazŸ Án scopul reducerii impedanÍei buclei de defect.

Propunerea 4Adaugarea unor conductoare echipotenÍiale suplimentare. Aceasta are un efectsimilar propunerii 3, adicŸ reducerea rezistenÍei buclei de defect, ÁmbunŸtŸÍind,

Án acelaÛi timp, mŸsurile de protecÍie existente Ámpotriva tensiunilor de atingere.EficienÍa acestei mŸsuri poate fi verificatŸ printr-un test de rezistenÍŸ efectuat Ántrefiecare parte conductoare accesibilŸ Ûi conductorul local, principal, de protecÍie.

În cazul sistemelor TN-C, legŸtura echipotenÍialŸ indicatŸ Án Fig. F54 nu estepermisŸ, prin urmare, trebuie adoptatŸ propunerea 3.

Fig. F51: Zone cu risc de incendiu.

Fig. F52: Întreruptor cu prag scŸzut de declanÛare magneticŸ.

Fig. F53: Dispozitive de curent diferenÍial rezidual Án sistemeleTN Án cazul unor bucle de defect de mare impedanÍŸ. Fig. F54: ÎmbunŸtŸÍirea legŸturii echipotenÍiale.




F31

7 Implementarea sistemului IT

Caracteristica principalŸ a sistemului IT este aceea cŸ, Án eventualitatea unui defectde punere la pŸmÊnt, sistemul poate continua sŸ funcÍioneze. Acest defect se vanumi “primul defect”.

În acest sistem, toate pŸrÍile conductoare accesibile ale instalaÍiei sunt conectateprintr-un conductor de protecÍie PE la priza de pŸmÊnt a instalaÍiei, Án timp cepunctul neutru al transformatorului poate fi:n fie izolat faÍŸ de pŸmÊntn fie conectat la pŸmÊnt printr-o impedanÍŸ de valoare foarte mare (Án mod normal1000 Ω sau mai mult).Aceasta ÁnseamnŸ cŸ valoarea curentului Án cazul unui defect de punere la pŸmÊntva fi de ordinul miliamperilor, ceea ce nu determinŸ efecte negative Án punctul dedefect Ûi nici nu genereazŸ tensiuni de atingere periculoase sau pericol de incediu.Sistemul poate permite, prin urmare, funcÍionarea normalŸ Án continuare pŸnÊ cÊndeste posibilŸ intervenÍia Án scop de remediere.Prin urmare, acest sistem permite o bunŸ continuitate a serviciilor.

În practicŸ, acest sistem impune anumite mŸsuri specifice pentru o exploataresatisfŸcŸtoare:n controlul permanent al izolaÍiei Án raport cu pŸmÊntul, ceea ce ÁnseamnŸ

semnalizarea (audio sau vizualŸ) a producerii primului defect;n utilizarea unui dispozitiv de limitare a tensiunii pe care punctul neutru altransformatorului o poate atinge Án raport cu pŸmÊntul;n existenÍa unui personal calificat Án scopul localizŸrii primului defect. Localizareaprimului defect este relativ uÛor de realizat cu ajutorul unor dispozitive speciale caresunt disponibile Án mod curent;n montarea unor Ántreruptoare automate adecvate care sŸ declanÛeze Áneventualitatea unui al “doilea defect” care s-ar produce Ánainte de ÁndepŸrtareaprimului. Al doilea defect (prin definiÍie) este un defect de punere la pŸmÊnt careapare pe un alt conductor activ decÊt Án cazul primului defect, sau pe conductorulneutru(1).Al doilea defect determinŸ un curent de scurtcircuit prin pŸmÊnt Ûi/sau prin legŸturaconductoarelor (PE) de protecÍie.

7.1 CondiÍii preliminare (vezi Tab. 55 Ûi Fig. 56)

(1) Pentru sistemele cu neutrul distribuit, cum este indicat ÁnFig. F60 .

Fig. F56: PoziÍiile funcÍiilor esenÍiale Án sistemul trifazat cu trei conductoare IT.

Fig. F55: FuncÍiile esenÍiale Án sistemele IT Ûi exemple cu produsele Merlin Gerin.

FuncÍii minimale impuse Componente Ûi dispozitive ExempleProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor (1) Limitator de tensiune Cardew Cla frecvenÍa reÍeleiLegare la pŸmÊnt prin rezistor (2) Rezistor Impedance Zx(pentru variaÍia impedanÍeide legare la pŸmÊnt)Controlul permanent al izolaÍiei Ûi (3) Dispozitiv pentru controlul Vigilohm TR22Asemnalizarea primului defect permanent al izolaÍiei sau XM200 cu posibilitŸÍi de semnalizareEliminarea automata a celui de-al (4) Întreruptoare tetrapolare Întreruptoare Compactdoilea defect Ûi protecÍia (dacŸ neutrul este distribuit) sau RCD-MSconductoruluide nul cu patru poli protejaÍi

Ámpotriva supracurenÍilorLocalizarea primului defect (5) Cu dispozitive pentru Sistemul Vigilohm localizarea defectului sau prin

deschideri succesive de circuite




F32

7.2 ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecteCondiÍiile primului defect

Curentul de punere la pŸmÊnt care circulŸ Án cazul primului defect este de ordinul demŸrime al miliamperilor.Tensiunea de defect faÍŸ de pŸmÊnt este produsul dintre valoarea acestui curent ÛirezistenÍa prizei de pŸmÊnt a instalaÍiei ÁmpreunŸ cu cea a conductorului de protecÍiePE (mŸsurat din locul de defect Ûi pÊnŸ la priza de pŸmÊnt). AceastŸ valoare atensiunii este, Án mod evident, nepericuloasŸ Ûi poate ajunge, Án cel mai rŸu caz, lacÊÍiva volÍi (ex: printr-o rezistenÍŸ de 1000 Ω poate trece un curent de 230 mA(1) iar oprizŸ de pŸmÊnt de slabŸ calitate, avÊnd 50 Ω, poate ajunge la o tensiune de 11,5 V).Obligatoriu, ÁnsŸ, dispozitivul pentru controlul permanent a izolaÍiei va semnalizaapariÍia acestui prim defect Án instalaÍie.

Principiul monitorizŸrii primului defectDe la un generator de curent de foarte joasŸ frecvenÍŸ sau de curent continuu(pentru a reduce efectele capacitŸÍii cablului pÊnŸ la niveluri neglijabile) se aplicŸo tensiune Ántre punctul neutru al transformatorului Ûi pŸmÊnt. AceastŸ tensiunedeterminŸ un curent de valoare micŸ, Án conformitate cu valoarea rezistenÍei de

izolaÍie a Ántregii instalaÍii Án raport cu pŸmÊntul, care circulŸ Án Ántreaga instalaÍie,inclusiv prin oricare aparat conectat.Instrumente de joasŸ frecvenÍŸ pot fi utilizate Án sistemele de curent alternativ caregenereazŸ componente tranzitorii de curent continuu Án condiÍii de defect. Anumitevariante pot deosebi componentele rezistive de cele capacitive ale curentului depunere la pŸmÊnt.DezvoltŸri moderne permit urmŸrirea evoluÍiei defectelor de izolaÍie, prin mŸsurareavalorilor curenÍilor de punere la pŸmÊnt care apar, Án scopul prevenirii apariÍieiprimului defect.

Exemple de echipamenten Localizarea manualŸ a defectelor (vezi Fig. F57)Generatorul poate fi de construcÍie fixŸ (ex. XM 100) sau portabil (ex. GR10X, carepermite verificarea circuitelor scoase de sub tensiune), iar receptorul, ÁmpreunŸ cusenzorul magnetic tip cleÛte, sunt portabile.

(1) La sistemul trifazat 230/400V.

Fig. F57: Localizarea manualŸ a defectelor.

n localizarea automatŸ a defectelor (vezi Fig. F58)Releul de monitorizare XM100, ÁmpreunŸ cu detectoarele fixe XD1 sau XD12(fiecare conectat la cÊte un transformator de curent toroidal amplasat pe circuitulrespectiv) realizeazŸ un sistem automat de localizare a defectelor Ántr-o instalaÍie

aflatŸ sub tensiune.Mai mult, rezistenÍa de izolaÍie este indicatŸ pentru fiecare circuit monitorizat,fiind verificate douŸ nivele: primul nivel avertizeazŸ asupra valorii neobiÛnuite arezistenÍei de izolaÍie, astfel ÁncÊt sŸ poatŸ fi luate mŸsuri preventive, Án timp ce aldoilea nivel indicŸ condiÍiile de defect Ûi Ál semnalizeazŸ.


Sistemele moderne de monitorizareexistente Án prezent faciliteazŸ localizareaÛi ÁndepŸrtarea primului defect.

Sistemele de localizare a defectelor sunt Ánconformitate cu standardul CEI 61157-9.



F33n Monitorizarea automatŸ, Ánregistrarea datelor Ûi localizarea defectelor(vezi Fig. F59)Sistemul Vigilohm permite, Án plus, accesul la o imprimantŸ Ûi/sau la un calculator(PC) care furnizeazŸ astfel, o imagine generalŸ asupra nivelului rezistenÍei deizolaÍie a Ántregii instalaÍii Ûi ÁnregistreazŸ evoluÍia cronologicŸ a izolaÍiei la nivelulfiecŸrui circuit.Monitorul central XM100, ÁmpreunŸ cu detectoarele de localizare XD08 Ûi XD16asociate transformatoarelor de curent toroidale de pe circuitele respective, aÛa cum

este indicat Án Fig. F59, reprezintŸ, Án fapt, mijloacele de realizare a acestui modautomat de control a izolaÍiei Ûi de Ánregistrare a datelor.


Fig. F59: Localizarea automatŸ a defectelor Ûi Ánregistrarea valorilor rezistenÍei de izolaÍie.

Fig. F58: Localizarea automatŸ a defectelor.




F34

Utilizarea dispozitivelor de control Ûi monitorizare permanentŸ a izolaÍiei (CPI )n ConectareDispozitivul CPI este conectat, Án mod normal, Ántre punctul neutru (sau neutru

artificial) al transformatorului Ûi priza sa de pŸmÊnt.n AlimentareaAlimentarea dispozitivului CPI ar trebui realizatŸ de la o sursŸ foarte sigurŸ. ÎnpracticŸ, aceasta este chiar instalaÍia care urmeazŸ a fi monitorizatŸ, prin intermediuldispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi avÊnd praguri adecvate de protecÍie.n Nivele de reglareAnumite standarde naÍionale recomandŸ un prim prag de reglare la 20% subvaloarea rezistenÍei de izolaÍie a unei instalaÍii noi. AceastŸ valoare permiteobservarea deteriorŸrii izolaÍiei, necesitÊnd mŸsuri preventive de ÁntreÍinere Án cazulunui Ánceput de defect.Nivelul de detectare al unei deteriorŸri de izolaÍie care necesitŸ semnalizareadefectului se stabileÛte la o valoare cÊt mai redusŸ.De exemplu, cele douŸ nivele ar putea fi:o valoarea rezistenÍei de izolaÍie pentru o instalaÍie nouŸ: 100 kΩ,o curent de defect nepericulos: 500 mA (risc de incendiu: > 500 mA),o nivele reglate indicate de cŸtre consumator:o prag pentru intreÍinere preventivŸ: 0,8 x 100 = 80 kΩ,o prag pentru alarmŸ de scurtcircuit: 500 Ω Note: o Án urma unei perioade mai lungi de Ántrerupere a funcÍionŸrii, Án timpul cŸreia,total sau parÍial instalaÍia rŸmÊne nealimentatŸ, umiditatea poate reduce, Án generalnivelul rezistenÍei de izolaÍie. AceastŸ situaÍie care se datoreazŸ Án principalcurenÍilor de fugŸ pe suprafeÍe umede cu izolaÍie sŸnŸtoasŸ nu reprezintŸ o condiÍiede defect Ûi se va ameliora rapid odatŸ cu creÛterea temperaturii, datoritŸ existenÍeicurenÍilor prin conductoare, care vor reduce umiditatea.o dispozitive CPI (XM) pot mŸsura, separat, componentele rezistive Ûi capacitiveale curentului de scurgere cŸtre pŸmÊnt. Pornind de la valoarea totalŸ, permanentŸa curentului de scurgere astfel mŸsurat, rezultŸ valoarea realŸ a rezistenÍei deizolaÍie.

Cazul celui de-al doilea defect

Un al doilea defect de punere la pŸmÊnt Án sistemul IT (dacŸ nu se produce peaceeaÛi fazŸ cŸ Ûi primul defect) constituie un defect fazŸ-fazŸ sau fazŸ-neutru Ûiindiferent dacŸ, are loc pe acelaÛi circuit cu primul defect, sau pe un circuit diferit,dispozitivele de protecÍie la supracurent (fuzibile sau Ántreruptoare) vor funcÍiona, Ánmod normal, pentru ÁndepŸrtarea sa.Reglajul releelor de protecÍie la supracurenÍi Ûi calibrul fuzibilelor sunt parametride bazŸ care stabilesc lungimile maxime ale circuitelor care pot fi protejate Án modsatisfŸcŸtor, aÛa cum s-a discutat Án subcapitolul 6.2.NotŸ: În mod normal, calea curentului de defect cuprinde conductoarele comunede protecÍie PE la care sunt conectate toate pŸrÍile conductoare accesibile aleinstalaÍiei, astfel ÁncÊt, impedanÍa buclei de defect este destul de micŸ pentru a seasigura un nivel acceptabil al curentului de defect.

În cazul Án care lungimile circuitelor sunt lungi Ûi, Án special dacŸ aparatele de pediferite circuite sunt conectate la prize de pŸmÊnt diferite (deci curentul de defecttrece prin douŸ prize de pŸmÊnt), declanÛarea releelor de protecÍie la supracurent

nu este posibilŸ. În acest caz, este recomandatŸ utilizarea unui (RCD) dispozitiv de curent diferenÍialrezidual pe fiecare circuit al instalaÍiei.TotuÛi, in cazul sistemelor IT legate la pŸmÊnt prin rezistor, trebuie sŸ se acordeatenÍie acestor dispozitive de curent diferenÍial rezidual; sensibilitatea lor nu trebuiesŸ fie atÊt de micŸ ÁncÊt sŸ conducŸ la o declanÛare nedoritŸ, Án cazul primuluidefect.DeclanÛarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual care sunt Án conformitatecu standardele CEI poate avea loc la valori cuprinse Ántre (0,5 la 1)IΔn, unde IΔn estesensibilitatea acestor dispozitive de protecÍie.

Metode de determinare a valorilor curentului de scurtcircuitEstimŸri cÊt mai precise ale valorilor curenÍilor de scurtcircuit trebuie fŸcute ÁncŸ dinfaza de proiectare.O analizŸ riguroasŸ nu este necesarŸ atÊta timp cÊt numai amplitudinea curentuluieste importantŸ pentru dispozitivele de protecÍie respective (de ex.: unghiul dedefazaj nu este necesar a fi determinat), de aceea, sunt acceptate Ûi utilizate metodeaproximative simplificate. Cele trei metode practice sunt urmŸtoarele:n Metoda impedanÍelor, bazatŸ pe suma vectorialŸ a tuturor impedanÍelor (desecvenÍŸ directŸ) ale buclei de defect.n Metoda de compunere care este o estimare aproximativŸ a curentului descurtcircuit la capŸtul dinspre sarcinŸ al circuitului, bazatŸ pe cunoaÛterea valoriicurentului de scurtcircuit la capŸtul dinspre sursŸ al acesteia. ImpedanÍa echivalentŸeste o sumŸ aritmeticŸ (la aceastŸ variantŸ).


Trei metode de calcul sunt Án mod uzualutilizate:n metoda impedanÍelor, bazatŸ pe sumatrigonometricŸ a sistemului de rezistenÍe Ûi

reactanÍe inductive; n metoda de compunere; n metoda convenÍionalŸ bazatŸ pe o valoareprezumatŸ a cŸderii de tensiune Ûi peutilizarea de tabele.



F35

n Metoda conventionalŸ, Án care valoarea minimŸ a tensiunii la capŸtul circuituluidinspre sursŸ este presupusŸ a fi cca. 80% din valoarea nominalŸ a tensiunii, Ûi,bazat pe aceastŸ ipotezŸ, s-au construit tabele care permit citirea directŸ a lungimilor

maxime admise ale circuitelor.Aceste metode sunt corecte doar pentru cazurile Án care conductoarele carealcŸtuiesc bucla de defect sunt Ánvecinate Ûi nu sunt separate prin materialeferomagnetice.

Metoda impedanÍelor AceastŸ metodŸ este descrisŸ Án subcapitolul 6.2 Ûi este identicŸ pentru cele douŸsisteme TN Ûi IT.

Metoda de compunere AceastŸ metodŸ este descrisŸ Án subcapitolul 6.2 Ûi este identicŸ pentru cele douŸsisteme TN Ûi IT.

Metoda conventionalŸ (vezi Fig. F60)Principiul acestei metode Án cazul sistemului IT este acelaÛi ca Ûi Án cazul sistemuluiTN, aÛa cum a fost descris Án subcapitolul 6.2: calcularea lungimii maxime acircuitelor Án aval de Ántreruptoare sau fuzibile pentru a se asigura protecÍia prindeclanÛarea dispozitivelor de protecÍie la supracurenÍi.

În mod clar, este imposibil sŸ se verifice lungimile buclelor de defect pentru toatecombinaÍiile de douŸ defecte care ar putea apŸrea.De aceea, toate cazurile sunt acoperite dacŸ reglajul protecÍiei la supracurentse realizeazŸ pe baza prezumÍiei cŸ primul defect se produce la capŸtul dinspresarcinŸ al circuitului respectiv, iar al doilea defect de produce, de asemenea lacapŸtul dinspre sarcinŸ al altui circuit identic, aÛa cum a fost menÍionat, de altfel

Án subcapitolul 3.4. Aceasta poate determina, Án general, o singurŸ declanÛare (pecircuitul avÊnd reglajul protecÍiei de valoare mai micŸ), ceea ce ÁnseamnŸ, de fapt,un singur circuit scos din funcÍiune.n În cazul instalaÍiilor trifazate cu 3 conductoare, al doilea defect poate determinadoar un scurtcircuit bifazat, astfel ÁncÊt, valoarea tensiunii utilizate Án formula pentrudeterminarea lungimii maxime a circuitului este √ 3 Uo.Lungimea maximŸ a circuitului este datŸ de:

Lmax = 0,8 Uo √ 3 Sph

2ρ Ia(1+m) (metri)

n În cazul instalaÍiilor trifazate cu 4 conductoare, cea mai micŸ valoare a curentuluide defect se va obÍine Án cazul Án care unul dintre defecte afecteazŸ conductorulneutru. În acest caz, pentru evaluarea lungimii maxime a circuitului se va utilizavaloarea Uo pentru tensiune, Ûi:

Lmax = 0,8 Uo S1

2ρ Ia(1+m) (metri)

deci numai 50% din lungimea maximŸ permisŸ Án cazul sistemului TN (1).

(1) De reÍinut: Nu existŸ o lungime limitŸ a circuitelor pentruprotecÍia Ámpotriva defectelor de punere la pŸmÊnt Án schemeleTT dacŸ protecÍia este asiguratŸ printr-un dispozitiv de curentdiferenÍial rezidual de mare sensibilitate.

Fig. F60: Calculul lui Lmax pentru sistemul IT Ûi indicarea cŸilor de curent Án condiÍiile celui de-al doilea defect.


Programul de calcul Ecodial calculeazŸ pebaza “metodei impedanÍelor”.

Lungimea maximŸ a unui circuit din sistemul ITeste:

n pentru o schemŸ trifazatŸ cu 3 conductoare

n pentru o schemŸ trifazatŸ cu 4 conductoare

Lmax = 0,8 Uo S1

2ρ Ia(1+m)

Lmax = 0,8 Uo √ 3 Sph 2ρ Ia(1+m)




F36

(1) Tabelele sunt cele descrise Án subcapitolul 6.2 ( Tab. F45 pÊnŸ la F48 ). TotuÛi, tabela cu factorii de corecÍie ( Tab. F61 )care Íine cont de raportul Sph/SPE, de tipul circuitului Ûi almaterialului conductor, este specificŸ pentru sistemul IT ÛidiferŸ de cel pentru sistemul TN.

În formulele precedente: Lmax = lungimea maximŸ a circuitului, Án metri Uo = tensiunea de fazŸ (230 V Án sistemele 230/400 V)

ρ = rezistivitatea la temperaturŸ normalŸ de funcÍionare (22,5 x 10 -3 Ω mm2 /mpentru cupru Ûi 36 x 10-3 Ω mm2 /m pentru aluminiu) Ia = reglajul magnetic al protecÍiei la supracurent, Án amperi sau Ia = curentul,

exprimat Án amperi, necesar funcÍionŸrii fuzibilului Án timpul specificat

m = Sph

SPE

SPE = secÍiunea conductorului de protecÍie, PE, Án mm2

S1 = secÍiunea conductorului de neutru dacŸ circuitul conÍine conductor deneutru

S1 = secÍiunea conductorului de fazŸ, Sph dacŸ circuitul nu conÍine conductorde neutru.

TabeleTabelele urmŸtoare au fost construite Án conformitate cu “metoda convenÍionalŸ”descrisŸ mai sus.Tabelele stabilesc lungimile maxime ale circuitelor, dincolo de care, rezistenÍa

conductoarelor limiteazŸ valoarea curentului de scurtcircuit pÊnŸ la un nivelinferior celui care determinŸ declanÛarea Ántreruptorului automat (sau funcÍionareafuzibilului) care protejeazŸ circuitul, suficient de rapid pentru a se asigura protecÍia

Ámpotriva contactului indirect.Acese tabele iau Án considerare urmŸtoarele:n tipul dispozitivului care realizeazŸ protecÍia (Ántreruptor sau fuzibil) Ûi pragulmagnetic al acestuia;n secÍiunea conductoarelor de fazŸ Ûi de protecÍie;n sistemul de legare la pŸmÊnt;n factorul de corecÍie: Tab. F61 indicŸ factorul de corecÍie care trebuie aplicatlungimilor date Án Tabelele F44 la F47 Án cazul sistemului IT

Tab. F61: Factori de corecÍie care se aplicŸ lungimilor de circuit date Án Tabelele F45 la F48 pentru sistemele IT.

Circuit Materialul m = Sph/SPE (sau PEN)

conductorului m = 1 m = 2 m = 3 m = 43 faze Cupru 0,86 0,57 0,43 0,34 Aluminiu 0,54 0,36 0,27 0,213 faze + N sau Cupru 0,50 0,33 0,25 0,201 fazŸ + N Aluminiu 0,31 0,21 0,16 0,12

ExempleO instalaÍie trifazatŸ cu trei conductoare 230/400 V are neutrul tratat Án sistemul IT.Unul dintre circuite este protejat de un Ántreruptor de 63 A Ûi este realizat cu cabludin aluminiu de secÍiune 50 mm2.Conductorul de protecÍie PE, de 25 mm2, este de asemenea din aluminiu. Care

este lungimea maximŸ acceptabilŸ a circuitului pÊnŸ la care protecÍia persoanelor Ámpotriva contactelor indirecte accidentale este asiguratŸ de cŸtre releul magneticinstantaneu al Ántreruptorului?Tabelul F46 indicŸ 603 m cŸreia trebuie sŸ-i aplicŸm un factor de corecÍie de 0,36(m = 2 pentru cablul din aluminiu).Prin urmare, lungimea maximŸ a circuitului este 217 m.

7.3 Dispozitive de curent diferenÍial rezidual de maresensibilitate

În conformitate cu Standardul CEI 60364-4-41 utilizarea dispozitivelor de curentdiferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA) este necesarŸ pentru protecÍiacircuitelor de prizŸ avÊnd un curent nominal i 20 A Án toate cazurile. Utilizarea RCDeste recomandatŸ Án urmŸtoarele situaÍii:n circuite de prizŸ amplasate Án zonele umede, pentru orice valoare a curentuluinominal;n circuite de prizŸ amplasate Án instalaÍii temporare;n circuite care alimenteazŸ incinte pentru spŸlŸtorii sau bazine de Ánot;n circuite care alimenteazŸ organizŸri de Ûantier, rulote, bŸrci de agrement, tÊrgurimobile.A se vedea 2.2 Ûi Capitolul P, SecÍiunea 3.

Fig. F62: Circuite care alimenteazŸ prize.


UrmŸtoarele tabele (1) dau lungimile maximecare trebuie respectate pentru ca persoanelesŸ fie protejate Ámpotriva riscului de contact

indirect, de cŸtre dispozitivele de protecÍie.



F37

7.4 ProtecÍia Án zonele cu risc crescut de incendiuProtecÍia cu ajutorul dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual de sensibilitatei

500 mA la intrare pentru circuitul de alimentare al unei zone cu risc crescut deincendiu este obligatorie Án anumite ÍŸri (vezi Fig. F63).TotuÛi, pentru protecÍia Ámpotriva riscului de incendiu este preferabilŸ o sensibilitatede 300 mA.

7.5 Cazul Án care impedanÍa buclei de defect estede valoare mare În cazul Án care curentul de defect de punere la pŸmÊnt este limitat datoritŸ uneiimpedanÍe ridicate a buclei de defect, astfel ÁncÊt dispozitivele de protecÍie lasupracurent nu pot declanÛa Ántr-un timp acceptabil, pot fi luate Án considerareurmŸtoarele posibilitŸÍi:

Propunerea 1 (vezi Fig. F64):n Instalarea unui Ántreruptor automat care are un prag magnetic de valoare maimicŸ, de exemplu:2In i Irm i 4InAceasta permite protecÍia persoanelor Án cazul circuitelor lungi. Trebuie totuÛiverificat sŸ nu existe declanÛŸri nedorite ale protecÍiei la supracurenÍi Án cazulapariÍiei unor curenÍi tranzitorii, precum cei de la pornirile de motoare.n SoluÍii Schneider Electrico Ántreruptoare Compact tip G (2In i Irm i 4In),o Ántreruptoare Multi 9, curbŸ B.

Propunerea 2 (vezi Fig. F65)n Instalarea pe circuit a unui dispozitiv de curent diferenÍial rezidual. Dispozitivulnu trebuie sŸ fie de mare sensibilitate (de la cÊÍiva amperi pÊnŸ la cÊÍiva zeci deamperi). Acolo unde existŸ prize circuitele trebuie protejate de dispozitive de curentdiferenÍial rezidual de mare sensibilitate (i 30 mA); Án general un dispozitiv pe circuitla un anumit numŸr de prize, pe un circuit comun.n SoluÍii Schneider Electrico dispozitive de curent diferenÍial rezidual Multi 9, NG 125:

IΔn = 1 la 3 A,o Vigicompact REH sau REM: IΔn = 3 la 30 A.

Propunerea 3 CreÛterea secÍiunii conductorului de protecÍie PE sau PEN Ûi/sau a conductoarelorde fazŸ Án scopul reducerii impedanÍei buclei de defect.

Propunerea 4 (vezi Fig. F66)AdŸugarea unor conductoare echipotenÍiale suplimentare. Aceasta are un efectsimilar propunerii 3, adicŸ reducerea rezistenÍei buclei de defect, ÁmbunŸtŸÍind,

Án acelaÛi timp, mŸsurile de protecÍie existente Ámpotriva tensiunilor de atingere.EficienÍa acestei mŸsuri poate fi verificatŸ prin mŸsurarea rezistenÍei, efectuatŸ Ántrefiecare parte conductoare accesibilŸ Ûi conductorul local, principal, de protecÍie.


Fig. F63: Zone cu risc de incendiu.

Fig. F64: Întreruptor automat cu prag magnetic de declanÛarede valoare mai micŸ.

Fig. F65: ProtecÍia cu dispozitive de curent diferenÍial rezidual. Fig. F66: ÎmbunŸtŸÍirea legŸturii echipotenÍiale.




F38

8 Dispozitive de curent diferenÍialrezidual (RCD)

8.1 DescrierePrincipiu

Caracteristicile principale ale dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual suntprezentate Án Fig. F67.Un circuit magnetic Ánchis cuprinde toate conductoarele parcurse de curent ale unuicircuit astfel ÁncÊt fluxul magnetic generat Án miez va depinde Án orice moment desuma aritmeticŸ a curenÍilor; curenÍii circulÊnd Án aceeaÛi direcÍie se vor consideraca fiind pozitivi (I1), iar cei care circulŸ Án direcÍie opusŸ, negativi (I 2).

Într-un circuit fŸrŸ defect, Án funcÍionare normalŸ, I1 + I2 = 0 Ûi, prin urmare, nu vaexista flux magnetic Án miez, iar tensiunea electromotoare indusŸ Án bobinŸ va fi deasemenea zero.Un curent de punere la pŸmÊnt Id va circula prin miezul magnetic cŸtre defect darse va Ántoarce cŸtre sursŸ via prizŸ de pŸmÊnt sau via conductor de protecÍie, Ánsistemul TN.Prin urmare suma aritmeticŸ a curenÍilor care traverseazŸ miezul magnetic estediferitŸ de 0 iar aceastŸ diferenÍŸ creeazŸ un flux magnetic Án miez.DiferenÍa de curent este denumitŸ “curent rezidual” iar principiul este cunoscut drept

“principiul curentului diferenÍial rezidual”.Fluxul alternativ rezultant Án miezul magnetic induce o tensiune electromotoare ÁnbobinŸ astfel ÁncÊt curentul I3 circulŸ prin bobina de acÍionare a dispozitivului dedeclanÛare. DacŸ curentul rezidual depŸÛeÛte valoarea impusŸ pentru funcÍionareadispozitivului de declanÛare fie direct fie prin intermediul unui releu electronic, atunci

Ántreruptorul automat asociat va declanÛa.

Fig. F67: Principiul de funcÍionare al dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual.

8.2 RecomandŸri pentru utilizarea dispozitivelor decurent diferenÍial rezidualCurenÍi permanenÍi de scurgere la pŸmÊntOrice instalaÍie de joasŸ tensiune are un curent permanent de scurgere la pŸmÊntcare se datoreazŸ:n inegalitŸÍii(1) dintre capacitŸÍile intrinsece ale conductoarelor active Án raport cupŸmÊntul a celor trei faze, Án cazul circuitelor trifazate;n capacitŸÍii dintre conductoarele active Ûi pŸmÊnt Án cazul circuitelor monofazate.Cu cÊt instalaÍia este mai extinsŸ cu atÊt capacitatea sa este mai mare Ûi ÁnconsecinÍŸ prezintŸ curenÍi de scurgere la pŸmÊnt mai mari.Curentul capacitiv cŸtre pŸmÊnt creÛte uneori semnificativ datoritŸ condensatoarelorde filtrare asociate echipamentelor electronice (automatizŸri, sisteme informatice,etc.).

În absenÍa unor date mai precise curentul de scurgere la pŸmÊnt Ántr-o instalaÍie

poate fi estimat pornind de la urmŸtoarele valori mŸsurate la 230V/50Hz:n circuite monofazate sau trifazate: 1,5 mA/100 m;n ÁncŸlzire prin pardosealŸ: 1 mA/kW;n aparate tip fax-uri: 1mA;n puncte de lucru cu tehnologie informaticŸ: 2 mA;n terminal informatic (PC): 2 mA;n imprimantŸ: 1 mA;n fotocopiator: 1,5 mA.

(1) În sistemele trifazate curenÍii capacitivi de scurgere lapŸmÊnt ar fi zero dacŸ conductoarele celor trei faze ar aveacapacitŸÍi egale Án raport cu pŸmÊntul, condiÍie care Án practicŸnu poate fi realizatŸ.

CurenÍii permanenÍi de scurgere la pŸmÊntcare existŸ Ûi care nu se datoreazŸ unordefecte, cum ar fi supratensiunile tranzitorii,pot conduce la declanÛŸri nedorite aledispozitivelor de curent diferenÍial rezidual.Anumite tehnici au fost dezvoltate pentrua preÁntÊmpina astfel de probleme defuncÍionare.



F39

ÎntrucÊt dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sunt Án conformitate cu standadeleCEI Ûi cu multe standarde naÍionale, acestea funcÍioneazŸ Án intervalul (0,5 ...1) IΔn pentru o valoare nominalŸ IΔn. Prin urmare curenÍii de scurgere la pŸmÊnt Án aval de

un dispozitiv de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual nu vor depŸÛi 0,5 IΔn. În practicŸ limitarea curenÍilor de scurgere la pŸmÊnt la 0,25 IΔn prin divizareacircuitului poate elimina declanÛŸrile nedorite.

În cazuri particulare precum extinderile sau renovŸrile parÍiale Án instalaÍiile ITtrebuie consultaÍi producŸtorii.

CurenÍii tranzitorii de scurgere la pŸmÊntPunerea sub tensiunePunerea sub tensiune a capacitŸÍilor menÍionate mai sus determinŸ creÛterea unorcurenÍi tranzitorii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ Ûi de foarte scurtŸ duratŸ similari celor arŸtaÍi ÁnFig. F68.ApariÍia bruscŸ a primului defect Ántr-un sistem IT genereazŸ de asemenea curenÍitranzitorii de scurgere la pŸmÊnt, de ÁnaltŸ frecvenÍŸ datoritŸ creÛterii bruÛte atensiunii de fazŸ la valoarea tensiunii de linie, pe cele douŸ faze neafectate.

Supratensiuni de mod comun

ReÍelele electrice de putere sunt supuse unor supratensiuni de origine diferitŸ:atmosfericŸ, sau datoritŸ unor schimbŸri bruÛte a condiÍiilor de funcÍionare alesistemului (defecte, funcÍionarea fuzibilelor, comutaÍii, etc.) Aceste schimbŸribruÛte determinŸ deseori tensiuni Ûi curenÍi tranzitorii mari Án circuitele inductive Ûicapacitive Ánainte de atingerea unei stŸri stabile. Anumite ÁnregistrŸri au stabilit faptulcŸ, Án sistemele de joasŸ tensiune, supratensiunile rŸmÊn Án general sub 6 kV Ûi cŸacestea pot fi reprezentate adecvat prin forme de undŸ convenÍionale de tip impuls1,2/50 µs (vezi Fig. F69).Aceste supratensiuni determinŸ creÛteri ale curenÍilor tranzitorii reprezentaÍi prinforma de undŸ de impuls de curent convenÍionalŸ 8/20 µs, avÊnd o valoare de vÊrfde cÊÍiva zeci de amperi (vezi Fig. F70).CurenÍii tranzitorii circulŸ cŸtre pŸmÊnt prin capacitŸÍile instalaÍiei, descŸrcŸtoare sauprin defecte de izolaÍie.

Imunitatea la regimuri tranzitoriiFiecare dispozitiv de curent diferenÍial rezidual trebuie sŸ aibŸ un nivel minim

de imunitate la declanÛŸri nedorite Án conformitate cu cerinÍele din Tab. F71.Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual tip “S” sau temporizate nivel I sau II (veziFig. F38) acoperŸ toate valorile curenÍilor tranzitorii de scurgere la pŸmÊnt inclusivcei ai descŸrcŸtoarelor cu duratŸ mai micŸ de 40 ms.Tensiunile Ûi curenÍii tranzitorii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ (sau impulsurile unidirecÍionale)menÍionaÍi mai sus ÁmpreunŸ cu alte surse de perturbaÍii electromagnetice (bobinelecontactoarelor, releele, contactele uscate), descŸrcŸrile electrostatice Ûi formele deundŸ electromagnetice radiante (radio, sistemele de amorsare, etc.) sunt parte aledomeniului din ce Án ce mai important al compatibilitŸÍii electromagnetice. Pentru altedetalii pot fi consultate Caietele Tehnice nr. 120 Ûi 149 ale Schneider Electric.Este esenÍial ca dispozitivele de curent diferenÍial rezidual sŸ fie imune la posibilafuncÍionare defectuoasŸ produsŸ de efectele perturbaÍiilor electromagnetice.

Fig. F68: Forma de undŸ standardizatŸ a curenÍilor tranzitorii0,5 µs/100 Hz.

Fig. F69: Forma de undŸ standardizatŸ de impuls de tensiune1,2/50 µs

Fig. F70: Forma de undŸ de impuls de curent standardizatŸ8/20 µs.

PerturbaÍie Test Valori impuseSupratensiuni Impuls 1,2/50 µs 6 kV vÊrfCurent Impuls 0,5 µs/100 kHz 200 A vÊrf(1)

tranzitoriu Impuls 8/20 µs 200 A vÊrf60 A vÊrf pentru 10 mA RCD5 kA vÊrf pentru RCD tip“S” sau temporizat (vezi nota)

ComutaÍie Impulsuri tranzitorii repetitive 4 kVCEI 61000-4-4

Electricitate DescŸrcŸri electrostatice CEI 61000-4-2 8 kVstaticŸUnde CÊmpuri electromagnetice CEI 61000-4-3 3 V/mradiante

(1) Pentru dispozitivele de curent diferenÍial rezidual avÊnd I Δn < 10 mA acest test nu estecerut (CEI 61008-1).NotŸ: Dispozitivele temporizate de curent diferenÍial rezidual sunt amplasate Án mod normal

Án vecinatatea sursei de alimentare a intalaÍiei, unde supracurenÍii de origine externŸ auvalorile cele mai mari. Testul de curent de vÊrf de 5 kA reflectŸ aceastŸ cerinÍŸ de ÁnaltŸperformanÍŸ.

Tab. F71: Testele privind nivelele admisibile din punct de vedere al compatibilitŸÍiielectromagnetice pentru dispozitivele de curent diferenÍial rezidual.





F40

În practica, nivelele indicate Án Tab. F71 sunt Án conformitate cu specificaÍiile deproiectare Ûi execuÍie.Dispozitivele de curent diferenÍial rezidual tip “A Si” (marcate prin simbolul din Fig.

F72) evitŸ declanÛŸrile nedorite Án cazul reÍelelor poluate, efectelor trŸsnetelor,curenÍilor de ÁnaltŸ frecvenÍŸ, componentelor de c.c., regimurilor tranzitorii,temperaturii scŸzute de funcÍionare (-25° C).

Imunitatea faÍŸ de componentele de curent continuu(vezi Fig. F73)Sursele auxiliare de curent continuu pentru comandŸ Ûi semnalizare pentruechipamentele electrice Ûi mecanice sunt uzuale, iar anumite aparate includ Ûischeme redresoare (diode, triace, tiristoare).

În eventualitatea unui defect de punere la pŸmÊnt Án aval de astfel de schemeredresoare, curentul de defect poate conÍine Ûi componente de curent continuu.Riscul de a exista Ûi astfel de componente depinde de gradul de izolaÍie al circuitelorde curent continuu din aparatele respective Ûi fiecare caz trebuie analizat separat.Probleme de acest tip apar de obicei Án cazul aplicaÍiilor industriale.Standardele CEI clasificŸ RCD-urile Án funcÍie de capacitatea lor de a funcÍiona

corect Án prezenÍa componentelor de curent continuu Án structura curentului rezidual.n Dispozitive clasŸ AC: funcÍioneazŸ doar Án cazul unui curent rezidual alternativ;n Dispozitive clasŸ A: funcÍioneazŸ Án cazul unui curent rezidual pulsatoriu;n Dispozitive clasŸ B: funcÍioneazŸ Án cazul unui curent rezidual continuu.NotŸ: În general, se utilizeazŸ dispozitive de curent diferenÍial rezidual de clasŸ AC.Dispozitivele de clasŸ A se utilizeazŸ Án cazul unor cerinÍe speciale ca o variantŸspecialŸ a dispozitivelor AC.

RecomandŸri referitoare la instalarea RCD-urilor cutransformatoare de curent toroidale separateDetectorul curentului rezidual este un circuit magnetic Ánchis (de obicei circular)avÊnd permeabilitatea magneticŸ foarte ridicatŸ pe care este realizatŸ ÁnfŸÛurareaunei bobine, ansamblul constituind un transformator de curent toroidal (sau de tipinel).DatoritŸ permeabilitŸÍii sale ridicate, orice abatere de la o simetrie perfectŸ a

conductoarelor care trec prin miezul magnetic, precum Ûi Ánvecinarea cu materialeferoase (carcase din oÍel, Ûasie, etc.) pot afecta suficient de mult echilibrul fluxurilormagnetice, mai ales Án cazul sarcinilor mari (pornire de motoare, curentul demagnetizare la punerea sub tensiune a transformatoarelor , etc.), astfel ÁncÊt potgenera declanÛŸri nedorite a dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual.DacŸ nu sunt luate mŸsuri speciale, raportul dintre curentul de funcÍionare IΔn Ûicurentul de fazŸ maxim Iph (max) este, Án general mai mic decÊt 1/1000.Acest raport poate fi micÛorat Án mod substanÍial (adicŸ aparatul sŸ fie desensibilizat)prin adoptarea mŸsurilor indicate Án Fig. F74 Ûi sumarizate Án Tab. F75.

Fig. F72: Simbol standardizat Án anumite ÍŸri pentru a indicaprotecÍia Ámpotriva funcÍionŸrii incorecte datorateregimurilor tranzitorii.

Fig. F73: Curent continuu.

Fig. F74: Trei mŸsuri pentru reducerea raportului I Δn /I ph (max).


Tab. F75: MŸsuri pentru reducerea raportului I Δn /I ph (max).

MŸsuri Diametru Factor de reducerea(mm) sensibilitŸÍii

Amplasarea atentŸ, Án mod simetric, 3a conductoarelor Án interiorul miezului magnetic

Supradimensionarea miezului magnetic Ø50 la Ø100 2 Ø80 la Ø200 2 Ø120 la Ø300 6Utilizarea unor ecrane din oÍel sau manÛoane Ø50 4din fier moalen cu grosimea 0,5 mm Ø80 3n de lungime dublŸ diametrului miezului magnetic Ø120 3n “ÁmbrŸcarea” completŸ a conductoarelor Ûi depŸÛirea Ø200 2miezului magnetic Án mod egal, la ambele capete

Aceste mŸsuri pot fi combinate. Printr-o centrare atentŸ a conductoarelor Án interiorul unui miezmagnetic de diametru 200 mm, cÊnd miezul de diametru de 50 mm este suficient, Ûi utilizÊnd unmanÛon, raportul 1/1000 poate deveni 1/30000.



F41

Alegerea caracteristicilor unui Ántreruptor cu dispozitiv decurent diferenÍial rezidual (RCCB - CEI 61008)

Curentul nominalCurentul nominal al unui Ántreruptor cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual esteales Án funcÍie de valoarea maximŸ a curentului de sarcinŸ pe care Ál poate suporta.n dacŸ Ántreruptorul cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este conectat Án serie,

Án aval de un Ántreruptor, curentul nominal al ambelor dispozitive de protecÍie trebuiesŸ fie acelaÛi, de exemplu: In u In1(1) (vezi Fig. F76a);n dacŸ Ántreruptorul cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual este conectat Ánamonte de un grup de circuite protejate de Ántreruptoare, aÛa cum se aratŸ ÁnFig. F76b, atunci curentul nominal al acestuia este dat de:In u ku x ks (In1 + In2 + In3 + In4).

CerinÍele de comportare electrodinamicŸProtecÍia Ámpotriva scurtcircuitelor trebuie realizatŸ de cŸtre dispozitivele deprotecÍie Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit amplasate Án amonte, dar se considerŸfaptul cŸ, acolo unde dispozitivul de curent diferenÍial rezidual este amplasat ÁnacelaÛi tablou electric de distribuÍie (Án conformitate cu standardele Án vigoare) ca Ûi

Ántreruptoarele (fuzibilele) din aval, protecÍia la curentul de scurtcircuit realizatŸ deaceste Ántreruptoare este o soluÍie adecvatŸ.

În toate cazurile este necesarŸ o coordonare Ántre dispozitivele de curent diferenÍialrezidual Ûi dispozitivele de protecÍie Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit, iarproducŸtorii furnizeazŸ, Án general, tabele de coordonare (vezi Tab. F77).

(1) Anumite standarde includ Ûi un test termic de Íinere laun curent mai mare decÊt I n pentru a se asigura corectacoordonare a protecÍiilor.


Fig. F76: Întreruptor automat cu dispozitiv de curent diferenÍial rezidual.

Fig. F77: Coordonarea tipicŸ datŸ de producŸtor Ántre dispozitive de curent diferenÍial rezidual, Ántreruptoare Ûi fuzibile (produse Merlin Gerin).

Întreruptoare automate Ûi dispozitive de curent diferenÍial rezidual asociate - Isc max (ef), Án kA

Întreruptorul automat din amonte DT40 DT40N C60N C60H C60L C120N C120H NG125N NG125HRCBB Án aval 2P I 20A 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 3 4,5 4,5 4,5 230V IN-A 40A 6 10 20 30 30 10 10 15 15 IN-A 63A 6 10 20 30 30 10 10 15 15 I 100A 15 15 15 15

4P I 20A 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 2 3 3 3

400V IN-A 40A 6 10 10 15 15 7 7 15 15 IN-A 63A 6 10 10 15 15 7 7 15 15

NG 125NA 10 16 25 50

Fuzibile Ûi dispozitive de curent diferenÍial rezidual asociate- Isc max (ef), Án kA

Fuzibil gG amonte 20A 63A 100A 125ARCBB Án aval 2P I 20A 8 230V IN-A 40A 30 20 IN-A 63A 30 20 I 100A 6 4P I 20A 8 400V IN-A 40A 30 20 IN-A 63A 30 20 NG 125NA 50




F42



G1

Capitolul GDimensionarea Ûi protecÍiacircuitelor

Cuprins

GeneralitŸÍi G2 1.1 Metodologie Ûi definiÍii G2

1.2 Principiile protecÍiei la supracurent G4

1.3 Valori practice pentru o schemŸ de protecÍie G4

1.4 Amplasarea dispozitivelor de protecÍie G6

1.5 Conductoare Án paralel G6

Metoda practicŸ pentru determinarea G7secÍiunii minime admisibile a conductoarelor2.1 GeneralitŸÍi G7

2.2 Metoda generalŸ pentru cabluri G7

2.3 Metoda simplificatŸ recomandatŸ pentru cabluri G16

2.4 Sisteme de bare capsulate G18

Determinarea cŸderii de tensiune G20 3.1 Limita maximŸ a cŸderii de tensiune G20

3.2 Calculul cŸderii de tensiune Án condiÍii de funcÍionare G21 Án regim permanent

Curentul de scurtcircuit G24 4.1 Curentul de scurtcircuit la bornele de joasŸ tensiune G24

ale transformatoarelor de distribuÍie MT/JT

4.2 Curentul de scurtcircuit trifazat (Isc) Án orice punct G25al unei instalaÍii de joasŸ tensiune

4.3 Curentul de scurtcircuit Isc la capŸtul circuitului dinspre sarcinŸ G28 Án funcÍie de valoarea Isc la capŸtul dinspre sursŸ

4.4 Curentul de scurtcircuit generat de un alternator G29 sau de un invertor

Cazuri particulare ale curentului de scurtcircuit G30 5.1 Calculul valorilor minime ale curentului de scurtcircuit G30

5.2 Verificarea stabilitŸÍii termice a cablului Án condiÍii G35 de scurtcircuit

Conductoare de protecÍie PE G37 6.1 Conectare Ûi alegere G37

6.2 Dimensionare G38

6.3 Conductorul de protecÍie dinspre transformatorul MT/JT G40Ûi tabloul general de distribuÍie (TGJT)

6.4 Conductorul de echipotenÍialitate G41 Conductorul neutru G42 7.1 Dimensionarea conductorului neutru G42

7.2 ProtecÍia conductorului neutru G44

7.3 Întreruperea conductorului neutru G44

7.4 Separarea conductorului neutru G44

Exemple de calcul pentru cabluri G46

1

2

3

4

5

6

7

8



G - Dimensionarea Ûi protecÍia circuitelor

G2

1 GeneralitŸÍi

(1) În acest capitol, termenul de “cablaj” se referŸ la toateconductoarele izolate, inclusiv cablurile unifilare Ûi multifilare,precum Ûi la conductoarele izolate pozate Án tub, etc.

PŸrÍile componente ale circuitelor Ûi protecÍiilelor sunt calculate astfel ÁncÊt toate condiÍiile

de funcÍionare, normale sau anormale, sŸ fieÁndeplinite.

1.1 Metodologie Ûi definiÍiiMetodologie (vezi Fig. G1)

DupŸ o analizŸ preliminarŸ care stabileÛte cerinÍele de putere ale unei instalaÍiielectrice, aÛa cum s-a indicat Án capitolul B, subcapitolul 4, trebuie realizat un studiudin punct de vedere al cablajului(1) Ûi al protecÍiei acesteia, pornind de la origineainstalaÍiei, trecÊnd prin zonele intermediare Ûi pÊnŸ la circuitele finale.La fiecare nivel cablurile Ûi protecÍiile acestora, trebuie sŸ ÁndeplineascŸ simultancÊteva condiÍii, pentru a avea garanÍia unei instalaÍii sigure, Ûi anume:n sŸ suporte curentul de sarcinŸ permanent Ûi, pe termen scurt, supracurenÍi;n sŸ nu genereze cŸderi de tensiune ce ar avea ca urmare performanÍe scŸzuteale anumitor sarcini, de exemplu: un timp de acceleraÍie excesiv de lung la pornireamotoarelor, etc.

În plus, dispozitivele de protecÍie (Ántreruptoarele automate sau fuzibilele) trebuie:n sŸ protejeze cablurile Ûi barele de distribuÍie pentru toate valorile de supracurent,incluzÊnd Ûi curenÍii de scurtcircuit;n sŸ asigure protecÍia persoanelor Ámpotriva contactelor indirecte accidentale, Ánmod special Án cazul sistemelor TN Ûi IT, unde lungimea circuitelor poate limita

valorile curenÍilor de scurtcircuit, ÁntÊrziind astfel deconectarea automatŸ (trebuieamintit faptul cŸ, Án cazul sistemelor TT instalaÍiile sunt, Án mod obligatoriu, protejatede cŸtre dispozitive de curent diferenÍial rezidual, Án general, de sensibilitate300 mA).SecÍiunile conductoarelor sunt determinate de obicei prin metoda generalŸ descrisŸ

Án subcapitolul 2 din cadrul acestui capitol. Pe lÊngŸ aceastŸ metodŸ, anumitestandarde naÍionale pot recomanda o anumitŸ secÍiune minimŸ care trebuierespectatŸ din motive de rezistenÍŸ mecanicŸ. Sarcinile particulare (cum se aratŸ Áncapitolul N) impun o supradimensionarea a secÍiunii cablurilor care le alimenteazŸ Ûiprin urmare dispozitivele lor de protecÍie vor fi stabilite Án consecinÍŸ.

Tab. G1: Diagrama logicŸ de alegere a secÍiunii conductoarelor Ûi a dispozitivelor de protecÍie pentru un circuit dat.

Cererea de puteren kVA ce trebuie furnizaÍi;n

curentul de sarcinŸ maxim IB;

Dimensionarea conductorului:n alegerea tipului conductorului Ûi al izolaÍiei;n alegerea metodei de instalare;n se va Íine cont de coeficienÍii de corecÍie ai cablului datoraÍidiferitelor condiÍii de mediu;n determinarea secÍiunii cablului utilizÊnd tabelele care indicŸcapacitatea de transport de curent a cablului.

Verificarea cŸderii maxime de tensiune:n Án condiÍii de funcÍionare stabilŸ;n la porniri de motoare.

Calculul curenÍilor de scurtcircuit:n puterea de scurtcircuit din amonte;n valorile maxime;n valorile minime la capŸtul dinspre sarcinŸ a circuitului.

Alegerea dispozitivelor de protecÍie:n curentul nominal;n puterea de rupere;n utilizarea tabelelor de filiaÍie;n verificarea selectivitŸÍii.



G3

Fig. G2: Calculul curentului maxim de sarcinŸ I B .

1 GeneralitŸÍi

DefiniÍiiCurentul maxim de sarcinŸ: IBn La nivelul circuitelor finale, acest curent corespunde sarcinii nominale exprimate

Án kVA. În cazul pornirilor de motoare sau a altor sarcini care absorb la pornireun curent ridicat, mai ales Án aplicaÍiile cu porniri dese (exemplu: motoare de lift,sudurŸ, etc.) trebuie luate Án considerare efectele termice cumulative ale acestorsupracurenÍi. Sunt afectate atÊt cablurile cÊt Ûi releele termice de protecÍie.n La nivelul circuitelor din amonte, acest curent corespunde puterii aparente dealimentare, Án kVA, care Íine cont de coeficienÍii de simultaneitate Ûi de utilizare k s Ûi,respectiv ku, aÛa cum se aratŸ Án Fig. G2.

Curentul maxim admisibil: IzReprezintŸ valoarea maximŸ a curentului pe care cablajul circuitului o poate suportaun timp nedefinit fŸrŸ a i se reduce durata normalŸ de viaÍŸ.Pentru o secÍiune datŸ a conductorului, valoarea curentului maxim admisibil depindede anumiÍi parametrii:n modul constructiv al cablului Ûi conductoarelor (conductor din Cu sau Al, izolaÍiedin PVC sau EPR etc., numŸr de conductoare active);n temperatura ambiantŸ;n metoda de instalare;n influenÍa circuitelor Ánvecinate.

SupracurenÍiiSe spune cŸ se produce “supracurent” atunci cÊnd curentul depŸÛeÛte valoareamaximŸ a curentului de sarcinŸ IB aferent sarcinii respective.Pentru evitarea deteriorŸrii ireversibile a cablului (sau a receptorului, Án cazul Án caresupracurentul se datoreazŸ unui defect al acestuia), acest curent trebuie Ántrerupt

Ántr-un timp care depinde de valoarea sa.SupracurenÍi de duratŸ relativ scurtŸ pot apŸrea, totuÛi, Án funcÍionarea normalŸ; sepot distinge douŸ tipuri de supracurenÍi:n SuprasarciniAceÛti curenÍi pot apŸrea Án condiÍii normale de funcÍionare datoritŸ unui numŸr desarcini care funcÍioneazŸ ocazional, simultan sau pornirilor de motoare, etc. DacŸoricare din aceste condiÍii persistŸ mai mult decÊt o perioadŸ de timp datŸ (caredepinde de reglajul releului de protecÍie sau de calibrul fuzibilului), circuitul va fi, Ánmod automat Ántrerupt.n CurenÍii de scurtcircuitAceÛti curenÍi se produc datoritŸ deteriorŸrii izolaÍiei dintre conductoarele activeÛi/sau dintre conductoarele active Ûi pŸmÊnt (Án cazul sistemelor de legare la pŸmÊntprin impedanÍe mici), Án urmŸtoarele variante:o curent de scurtcircuit trifazat (implicÊnd sau nu conductorul de neutru Ûi/sauconductorul de protecÍie),o bifazat (implicÊnd sau nu conductorul de neutru Ûi/sau conductorul de protecÍie),o monofazat cu conductorul de neutru (Ûi/sau cu conductorul de protecÍie).

Tabloul generalde distribuÍie

Factorii de simultaneitate Ûi utilizarecombinaÍi: ks x ku = 0,69IB = (80+60+100+50) x 0,69 = 200 A

Tabloul secundar

Curent de sarcinŸnominal al motorului:50 A




G4

Fig. G3: ProtecÍia circuitului cu ajutorul Ántreruptorului automat.

Fig. G4: ProtecÍia circuitului cu ajutorul fuzibilului.

(1) Ambele denumiri sunt utilizate frecvent Án diferitestandarde.

Fig. G5: Caracteristica I 2 t a conductorului izolat Án funcÍie de douŸ nivele diferite de temperaturŸ.

1 GeneralitŸÍi

1.2 Principiile protecÍiei la supracurentDispozitivul de protecÍie este amplasat la Ánceputul circuitului de protejat (vezi

Fig. G3 Ûi Fig. G4).n Acesta acÍioneazŸ Án sensul Ántreruperii supracurentului Ántr-un timp mai scurtdecÊt cel dat de caracteristica I2t a circuitului;n Permite curentului maxim de sarcina IB sŸ circule un timp nedefinit.Caracteristicile I2t ale conductoarelor izolate atunci cÊnd prin acestea circulŸ uncurent de scurtcircuit pentru o perioadŸ de pÊnŸ la 5 secunde, pot fi determinate,aproximativ, cu formula:

I2t = k2 S2 care indicŸ faptul cŸ, Án acest caz, cŸldura generatŸ este proporÍionalŸ cupŸtratul secÍiunii conductorului,

unde: t: durata curentului de scurtcircuit (Án secunde) S: secÍiunea conductorului izolat (mm2)

I: valoare eficace a curentului de scurtcircuit (Aef) k: constantŸ aferentŸ conductorului izolat (valorile k2 sunt date Án Fig. G52).Pentru un conductor izolat dat curentul maxim admis variazŸ Án funcÍie de

caracteristicile mediu. De exemplu, Án cazul unei temperaturi ridicate (θa1 > θa2), Iz1 este mai mic decÊt Iz2 (vezi Fig. G5). θ reprezintŸ temperatura mediului.

Note:n Isc reprezintŸ curentul de scurtcircuit trifazat;n ISCB reprezintŸ curentul nominal de rupere a Ántreruptorului automat;n Ir ( sau Irth )(1) reprezintŸ nivelul de reglaj al curentului; exemplu: un Ántreruptorautomat de 50 A poate avea pragul de declanÛare a protecÍiei reglat la un nivelsimilar cu cel al unui Ántreruptor automat de 30 A (vezi Fig. G6).

1.3 Valori practice pentru o schemŸ de protecÍieMetodele urmŸtoare se bazeazŸ pe reguli stabilite prin standarde CEI Ûi sunt puse ÁnpracticŸ Án multe ÍŸri.

Reguli generaleUn dispozitiv de protecÍie (Ántreruptor automat sau fuzibil) funcÍioneazŸ corect dacŸ:n curentul sŸu nominal In sau curentul reglat Ir este mai mare decÊt curentul maximde sarcinŸ IB, dar mai mic decÊt curentul maxim admis Iz al cablului, adicŸ: IB < In < Iz corespunzŸtor zonei “a“ din Fig. G6;n valoarea curentului de declanÛare la suprasarcinŸ I2, reglat Án mod “convenÍional“este mai micŸ decÊt 1,45 Iz ceea ce corespunde zonei “b“ din Fig. G6.Durata de declanÛare “convenÍionalŸ“ poate fi reglatŸ Ántre o orŸ Ûi 2 ore Án funcÍiede standardele locale Ûi de valoarea aleasŸ pentru I2. În cazul fuzibilelor, I2 estecurentul (notat If) la care fuzibilul funcÍioneazŸ Án timpul convenÍional;n curentul nominal de scurtcircuit al Ántreruptorului automat este mai mare decÊtcurentul de scurtcircuit trifazat al circuitului Án punctul respectiv al instalaÍiei. Aceastacorespunde zonei “c“ din Fig. G6.



G5Fig. G6: Nivelele de curent pentru determinarea caracteristicilor Ántreruptorului sau fuzibilului.

Zona A: IB i In i Iz Zona B: I2 i 1,45 Iz Zona C: ISCB u ISC

Criteriile pentru fuzibile: I B i I n i I z /k 3 Ûi I SCB u I SC .

AplicaÍiin

ProtecÍia prin Ántreruptor automat: În virtutea nivelului sŸu ridicat de precizie, curentul I2 este totdeauna mai mic decÊt1,45 In (sau 1,45 Ir), astfel ÁncÊt, condiÍia I2 i 1,45 Iz (aÛa cum s-a menÍionat Áncapitolul “Reguli generale”) va fi Ántotdeauna respectatŸ.n Caz particular:DacŸ Ántreruptorul nu protejeazŸ la suprasarcinŸ, este necesar sŸ ne asigurŸm cŸ, Áncazul valorii minime a curentului de scurtcircuit, protecÍia la supracurent va funcÍionacorect. Acest caz particular este analizat Án subcapitolul 5.1.n ProtecÍia prin fuzibil:CondiÍia I2 i 1,45 Iz trebuie, de asemenea, luatŸ Án considerare. I2 reprezintŸcurentul de funcÍionare (la care fuzibilul se topeÛte) Ûi este egal cu k 2 x In (k2 avÊndvalori Ántre 1,6 Ûi 1,9 ) Án conformitate cu tipul de fuzibil respectiv.Un alt factor, k3, a fost introdus (k3 = k2 /1,45) astfel Áncat, condiÍia I2 i 1,45 Iz estevalabilŸ doar dacŸ In i Iz /k3.Pentru fuzibilele tip gG:In < 16 A · k3 = 1,31

In u 16 A · k3 = 1,10Mai mult, capacitatea de rupere a fuzibilului ISCF trebuie sŸ fie mai mare decÊtcurentul de scurtcircuit trifazat al circuitului calculat Án punctul de amplasare alfuzibilului.n Asocierea diferitelor dispozitive de protecÍie:Utilizarea unor dispozitive de protecÍie avÊnd capacitŸÍi de rupere mai mici decÊtnivelul curentului de scurtcircuit calculat Án punctele de amplasare este permisŸ deCEI Ûi de anumite standarde naÍionale Án urmŸtoarele condiÍii:o Án amonte este amplasat un alt dispozitiv de protecÍie care are puterea de ruperenecesarŸ, Ûio cantitatea de energie ce poate sŸ treacŸ prin dispozitivul din amonte esteinferioarŸ valorii pe care dispozitivul de protecÍie din aval, ÁmpreunŸ cu Ántregcablajul o pot suporta fŸrŸ a se deteriora.

Criterii pentru Ántreruptoare automate: I B i I n i I z Ûi I SCB u I SC .

1 GeneralitŸÍi




G6

În practicŸ acest lucru este admis:o Án cazul asocierii Ántreruptor automat/fuzibil,o Án tehnica numitŸ “filiaÍie” Án care capacitatea de limitare foarte mare a anumitor

tipuri de Ántreruptoare automate reduce Án mare mŸsurŸ valoarea curentului descurtcircuit din aval.CombinaÍiile posibile care au fost testate Án laborator sunt indicate Án documentaÍiatehnicŸ a producŸtorilor de astfel de dispozitive.

1.4 Amplasarea dispozitivelor de protecÍieReguli generale (vezi Fig. G7a)Dispozitivul de protecÍie este amplasat la Ánceputul fiecŸrui circuit, Ûi acolo undeapare o reducere a curentului maxim admis Án calea de curent.

Alternative posibile pentru alte amplasŸri Án anumitecircumstante (vezi Fig. G7b)Dispozitivul de protecÍie poate fi amplasat de-a lungul circuitului:

n dacŸ porÍiunea AB a circuitului nu se gŸseÛte Án vecinŸtatea unui materialcombustibil, saun dacŸ de-a lungul acestei porÍiuni nu sunt conectate circuite de prize sau alteelemente de derivaÍie.Trei cazuri pot fi ÁntÊlnite Án practicŸ:n ConsiderÊnd cazul (1) Án diagramŸ:o AB i 3 m, Ûio porÍiunea AB a fost protejatŸ pentru a reduce practic, la minimum, riscul unuiscurtcircuit (conductor amplasat Án Íevi de oÍel, de exemplu);n ConsiderÊnd cazul (2):o dispozitivul din amonte P1 protejeazŸ porÍiunea AB de conductor Ámpotrivacurentului de scurtcircuit Án conformitate cu subcapitolul 5.1;n ConsiderÊnd cazul (3):o dispozitivul de protecÍie la suprasarcinŸ (S), este amplasat adiacent sarcinii.Aceasta este Ûi cazul circuitelor tip motor. Dispozitivul (S) constituie elementul decontrol (pornire/oprire) Ûi de protecÍie la suprasarcinŸ a motorului, Án timp ce (SC)este sau Ántreruptor automat (special proiectat pentru protecÍia motoarelor) saufuzibil tip aM.o protecÍia la scurtcircuit (SC) amplasatŸ Án amonte de circuit este Án conformitatecu principiile din subcapitolul 5.1.

Circuite fŸrŸ protecÍie (vezi Fig. G7c)Fie:n Dispozitivul de protecÍie P1 este dimensionat pentru a proteja cablul S2 Ámpotrivasuprasarcinii Ûi scurtcircuitului.Sau:n Acolo unde Ántreruperea circuitului constituie un risc, de exemplu:o circuitul de excitaÍie Án cazul maÛinilor rotative,o circuite aferente electromagneÍilor mari Án aplicaÍiile de ridicare,o circuitele secundare ale transformatoarelor de mŸsurŸ de curent.

În aceste cazuri, Ántreruperea circuitelor nu poate fi admisŸ, deci protecÍia cablurilor

devine de importanÍŸ secundarŸ.

1.5 Conductoare Án paralelConductoarele avÊnd aceeaÛi secÍiune, aceeaÛi lungime Ûi din acelaÛi material pot ficonectate Án paralel.Curentul maxim admis este suma curenÍilor maximi aferenÍi conductoarelorindividuale, luÊndu-se Án considerare Ûi efectele ÁncŸlzirii reciproce, metoda deinstalare, etc.ProtecÍia Ámpotriva suprasarcinii Ûi scurtcircuitului este identicŸ cu aceea pentru unsingur conductor de secÍiune echivalentŸ.

În scopul evitŸrii riscului de apariÍie a scurtcircuitului Án cazul cablurilor conectate Ánparalel, trebuie luate urmŸtoarele mŸsuri:n protecÍie suplimentarŸ Ámpotriva deteriorŸrii mecanice a cablurilor Ûi ÁmpotrivaumiditŸÍii, prin utilizarea unei protecÍii suplimentare;n alegerea traseului cablului astfel ÁncÊt sŸ se evite vecinŸtatea cu materialecombustibile.

Dispozitivul de protecÍie este amplasat, Ángeneral, la Ánceputul (originea) fiecŸrui circuit.

Fig. G7: Amplasarea dispozitivelor de protecÍie.

a

b

c

1 GeneralitŸÍi



G7

G - Sizing and protection of conductors 2 Metoda practicŸ pentrudeterminarea secÍiunii minimeadmisibile a conductoarelor

2.1 GeneralitŸÍiStandardul internaÍional, de referinÍŸ pentru studierea cablŸrii este CEI 60364-5-52:

“InstalaÍii electrice Án clŸdiri - Partea 5-52: Alegerea Ûi instalarea echipamentelorelectrice - Sistemul de cablare”.Standardul este prezentat aici, pe scurt, cu exemplificarea celor mai utilizate metodede instalare. Capacitatea de transport de curent a conductoarelor, Án diferite cazuri,este datŸ Án anexa A a standardului. Metoda simplificatŸ pentru utilizarea tabelelordin anexa A este propusŸ Án anexa informativŸ B a standardului.

2.2 Metoda generalŸ pentru cabluriMetode posibile de instalare pentru diferite tipuri deconductoare sau cabluri

În Tab. G8 sunt prezentate diferite metode de instalare admise Án funcÍie de diferitetipuri de conductoare Ûi cabluri.

Tab. G8: Alegerea sistemelor de cablare (Tabelul 52-1 din CEI 60364-5-52).

Conductoare Ûi cabluri Metoda de instalareMontaj Fixate În tub Pat de cabluri Canal Pe suport Pe Pe cabluliber cu bride de (inclusiv cele Án de cablu vertical tip scarŸ izolatoare de susÍinere

protecÍie tresŸ sau Áncastrate Pe console, Án pardosealŸ) suporÍi de cablu

Conductoare neizolate - - - - - - + -Conductoare izolate - - + + + - + -Cabluri cu Multifilar + + + + + + 0 +manta (inclusivcele armateÛi cu izolaÍie Unifilar 0 + + + + + 0 +mineralŸ

+ Permis.- Interzis.

0 Nerecomandat sau, Án mod normal neutilizat Án practicŸ.




G8

Metode posibile de instalare in diferite cazuri: În diferite cazuri pot fi utilizate metode de instalare adecvate. În Tab. G9 suntprezentate combinaÍiile posibile.NumŸrul dat Án acest tabel se referŸ la diferitele sisteme de cablare considerate(vezi, de asemenea Tab. G10).

Tab. G9: Construirea sistemului de cablare (Tabelul 52-2 din CEI 60364-5-52).

Cazuri Metoda de instalareMontaj Fixate În tub Pat de cabluri Canal Pe suport Pe Pe cabluliber cu bride de (inclusiv cele Án de cablu vertical tip scarŸ izolatoare de susÍinere

protecÍie tresŸ sau Áncastrate Pe console, Án pardosealŸ) suporÍi de cablu

Goluri Án clŸdiri 40, 46, 0 15, 16, - 43 30, 31, 32, - - 15, 16 41, 42 33, 34Canale de cabluri 56 56 54, 55 0 44, 45 30, 31, 32, - - 33, 34

Îngropate Án pŸmÊnt 72, 73 0 70, 71 - 70, 71 0 - Încastrate Án elemente 57, 58 3 1, 2, 50, 51, 52, 53 44, 45 0 - -de construcÍie 59, 60Montate aparent - 20, 21 4, 5 6, 7, 8, 9, 12, 13, 14 6, 7, 30, 31, 32, 36 - 22, 23 8, 9 33, 34Montate aerian - - 0 10, 11 - 30, 31, 32 36 35 33, 34Imersate 80 80 0 - 0 0 - -

- Interzis.0 Nerecomandat sau, Án mod normal neutilizat Án practicŸ.

2 Metoda practicŸ pentrudeterminarea secÍiunii minimeadmisibile a conductoarelor



G9


Tab. G10: Exemple de metode de instalare (Parte din Tabelul 52-3 din CEI 60364-5-52) (continuare pe pagina urmŸtoare).

Exemple de sisteme de cablare Ûi metodele respectivede instalare

În Tab. G10 sunt prezentate cÊteva sisteme diferite de cablare Ûi metodelerespective de instalare.Anumite metode de referinÍŸ sunt definite (cu litere de cod de la A la G), incluzÊndmetode de instalare avÊnd aceleaÛi caracteristici relativ la capacitŸÍile de transportde curent ale sistemului de cablare.

Nr. criteriu Metoda de instalare Descriere Metoda de referinÍŸ utilizatŸpentru a obÍine capacitatea

de transport de curent

1 Conductoare izolate sau cabluri A1unifilare Án tub, Án pereÍi izolaÍitermic

2 Cabluri multifilare Án tub Án pereÍi A2 izolaÍi termic

4 Conductoare izolate sau cabluri unifilare B1 Án tub, pe pereÍi de lemn sau de zidŸriesau distanÍate de aceÛtia la mai puÍin de

0,3 x diametrul tubului

5 Cabluri multifilare, Án tub, pe pereÍi B2 de lemn sau de zidŸrie sau distanÍate de

aceÛtia la mai puÍin de 0,3 x diametrultubului

20 Cabluri unifilare sau multifilare fixate pe C un perete de lemn sau distanÍate de

acesta la mai puÍin de 0,3 x diametrulcablului

30 Pe pat de cablu neperforat C

Camera

Camera





G11

n Temperatura ambiantŸCapacitŸÍile de transport de curent ale cablurilor Án aer se definesc la temperaturamedie a aerului de 30° C. Pentru alte temperaturi, factorii de corecÍie sunt daÍi Án

Tab. G12, pentru izolaÍie din PVC, EPR Ûi XLPE.Acest factor de corecÍie este notat k1.

CapacitŸÍile de transport de curent ale cablurilor Án pŸmÊnt se definesc considerÊndo temperaturŸ medie a solului de 20° C. Pentru alte temperaturi, factorii de corecÍiesunt daÍi Án Tab. G13, pentru izolaÍie din PVC, EPR Ûi XLPE.

Acest factor de corecÍie este notat k2.

Tab. G12: Factori de corecÍie pentru temperaturi ale aerului altele decÊt 30° C Ûi care pot fiaplicaÍi capacitŸÍilor de transport de curent Án cazul cablurilor Án aer(din Tabelul A 52-14 din CEI 60364-5-52 ).

Tab. G13: Factori de corecÍie pentru temperaturi ale solului altele decÊt 20° C Ûi care pot fiaplicaÍi capacitŸÍilor de transport de curent Án cazul cablurilor Án tuburi Án pŸmÊnt(din Tabelul A 52-15 din CEI 60364-5-52 ).


Temperatura ambiantŸ °C Tip de izolaÍie PVC XLPE Ûi EPR10 1,22 1,1515 1,17 1,1220 1,12 1,0825 1,06 1,0435 0,94 0,9640 0,87 0,9145 0,79 0,8750 0,71 0,82

55 0,61 0,7660 0,50 0,7165 - 0,6570 - 0,5875 - 0,5080 - 0,41

Temperatura ambiantŸ °C Tip de izolaÍie PVC XLPE Ûi EPR10 1,10 1,0715 1,05 1,0425 0,95 0,9630 0,89 0,9335 0,84 0,8940 0,77 0,8545 0,71 0,8050 0,63 0,7655 0,55 0,71

60 0,45 0,6565 - 0,6070 - 0,5375 - 0,4680 - 0,38




G12

Tab. G14: Factori de corecÍie pentru cabluri Ángropate, pentru rezistivitŸÍi ale solului altele decÊt2,5 K.m/W, care pot fi aplicaÍi capacitŸÍilor de transport de curent Án cazul metodei de instalarede referinÍŸ D (Tabelul A 52-16 din CEI 60364-5-52 ).

Tab. G15: Factori de corecÍie k 3 Án funcÍie de natura solului.

n Rezistivitatea termicŸ a soluluiCapacitŸÍile de transport de curent ale cablurilor Ángropate se definesc considerÊndo rezistivitate a solului de 2,5 K.m/W. Pentru alte valori, factorii de corecÍie sunt daÍi

Án Tab. G14.Acest factor de corecÍie este notat k3.

Din experienÍŸ se Ûtie faptul cŸ existŸ o relaÍie Ántre natura solului Ûi rezistivitatea sa.

Astfel, Án Tab. G15 sunt prezentate valori empirice pentru factorul k3, Án funcÍie denatura solului.

n Gruparea conductoarelor Ûi cablurilorCapacitŸÍile de transport de curent date Án tabelul de mai jos se referŸ la un singurcircuit alcŸtuit din urmŸtorul numŸr de conductoare active (ÁncŸrcate):o douŸ conductoare izolate sau douŸ cabluri unifilare sau un cablu cu douŸconductoare (care se utilizeazŸ pentru circuite monofazate),o trei conductoare izolate sau trei cabluri unifilare sau un cablu cu trei conductoare(care se utilizeazŸ pentru circuite trifazate).

În cazul Án care mai multe conductoare izolate sau cabluri sunt instalate alcŸtuind ungrup, se va aplica un factor de reducere de grup (notat k4).Tabelele G16 la G18 dau cÊteva exemple pentru diferite configuraÍii (metode deinstalare Án aer sau Án pŸmÊnt).Tabelul G16 dŸ valorile factorului de corecÍie k4 pentru diferite configuraÍii de cablurisau conductoare neÁngropate, grupÊnd mai mult decÊt un circuit sau un cablumulticonductor.

Tab. G16: Factori de reducere pentru grupuri de mai mult decÊt un circuit sau cablu multifilar (Tabelul A.52-17 din CEI 60364-5-52).


Rezistivitatea termicŸ a solului K.m/W 1 1,5 2 2,5 3Factor de corecÍie 1,18 1,1 1,05 1 0,96

Natura solului k 3Sol foarte ud (saturat) 1,21Sol ud 1,13Sol umed 1,05Sol uscat 1,00Sol foarte uscat 0,86

Aranjament NumŸr de circuite sau cabluri multifilare Metode de instalare(cabluri care se ating) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 de referinÍŸ

Cabluri mŸnunchi, Án aer, 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38 Metoda A la F Áncastrate sau ÁngropateCabluri Ántr-un strat pe perete, 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 Pentru mai mult de Metoda Cpodea sau pe pat de 9 circuite sau cabluricabluri neperforat multifilare nu existŸCabluri Ántr-un strat fixate 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 factor de reduceredirect sub un plafon de lemnCabluri Ántr-un strat amplasate 1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 Metoda E Ûi Fpe pat de cabluri perforatorizontal sau verticalCabluri Ántr-un strat fixate 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78

pe suport tip scarŸ, etc.






G14

Tab. G18: Factori de reducere pentru mai mult de un circuit, pentru cabluri unifilare saumultifilare instalate direct Án pŸmÊnt - Metoda de instalare D (Tabelul 52-18 din CEI 60364-5-52).

NumŸr de DistanÍa liberŸ dintre cabluri (a )a

circuite Cabluri care Diametrul 0,125 m 0,25 m 0,5 m se ating unui cablu 2 0,75 0,80 0,85 0,90 0,903 0,65 0,70 0,75 0,80 0,854 0,60 0,60 0,70 0,75 0,805 0,55 0,55 0,65 0,70 0,806 0,50 0,55 0,60 0,70 0,80

(a) Cabluri multifilare

(a) Cabluri unifilare

Tabelul G18 prezintŸ valorile factorului de corecÍie k4 pentru diferite configuraÍii decabluri sau conductoare instalate direct Án pŸmÊnt.

n CurenÍii armoniciCapacitatea de transport de curent pentru cabluri trifazate, cu 4 sau 5 fire se

bazeazŸ pe presupunerea cŸ numai 3 conductoare sunt complet ÁncŸrcate.TotuÛi, Án cazul Án care existŸ curenÍi armonici, curentul prin conductorul neutrupoate avea o valoare semnificativŸ, chiar mai mare decÊt curenÍii de faza. Aceastase datoreazŸ faptului cŸ armonicile 3 de curent de pe cele trei faze nu se anuleazŸfazorial ci, dimpotrivŸ, se ÁnsumeazŸ aritmetic pe conductorul neutru.Aceasta afecteazŸ, evident, capacitatea de transport de curent a cablului, Ûi prinurmare este necesar sŸ se aplice un factor de corecÍie k5.Suplimentar, dacŸ procentul de armonicŸ 3 (h3) este mai mare de 33%, curentul princonductorul neutru este mai mare decÊt cel prin conductoarele de fazŸ; prin urmare,alegerea secÍiunii cablului se bazeazŸ pe acesta. Efectul termic al curenÍilor armoniciprin conductoarele de fazŸ trebuie, de asemenea, luat Án calcul.Tabelul G19 prezintŸ valorile coeficientului k5 Án funcÍie de conÍinutul de curenÍi dearmonicŸ 3.

Tab. G19: Factori de corecÍie pentru curenÍi armonici Án cabluri cu 4 Ûi 5 fire (Tabelul D 52-1 dinCEI 60364-5-52).

Curentul admisibil Án funcÍie de secÍiunea nominalŸ aconductoarelor

Standardul CEI 60364-5-52 prezintŸ informaÍii extinse, sub formŸ de tabelereferitoare la curenÍii admisibili Án funcÍie de secÍiunea cablurilor. Sunt luaÍi Ánconsiderare mai mulÍi parametri, precum metoda de instalare, tipul izolaÍiei, tipulmaterialului conductor, numŸrul de conductoare ÁncŸrcate.


ConÍinut de curent de Factor de corecÍiearmonicŸ 3 al Alegerea secÍiunii se bazeazŸ Alegerea secÍiunii se bazeazŸ pecurentului de fazŸ, % pe curentul de fazŸ curentul din conductorul neutru0 - 15 1,0 -15 - 33 0,86 -33 - 45 - 0,86> 45 - 1,0



G15

Ca un exemplu, Tab. G20 prezintŸ capacitŸÍile de transport de curent pentru diferitemetode de instalare a cablurilor cu izolaÍie din PVC, din aluminiu sau cupru, treiconductoare ÁncŸrcate, Án aer sau Án pŸmÊnt.

Tab. G20: CapacitŸÍile de transport de curent, Án Amperi, pentru diferite metode de instalare pentru conductoare cu izolaÍie din PVC, trifazate, din cupru saualuminiu, temperatura conductorului: 70° C, temperatura ambiantŸ: 30° C Án aer, 20° C Án pŸmÊnt (Tabelul A.52-4 din CEI 60364-5-52).


SecÍiunea nominalŸ Metoda de instalarea conductoarelor A1 A2 B1 B2 C D(mm2)

1 2 3 4 5 6 7Cupru1,5 13,5 13 15,5 15 17,5 182,5 18 17,5 21 20 24 244 24 23 28 27 32 316 31 29 36 34 41 39

10 42 39 50 46 57 5216 56 52 68 62 76 6725 73 68 89 80 96 8635 89 83 110 99 119 10350 108 99 134 118 144 12270 136 125 171 149 184 15195 164 150 207 179 223 179120 188 172 239 206 259 203150 216 196 - - 299 230185 245 223 - - 341 258240 286 261 - - 403 297300 328 298 - - 464 336Aluminiu2,5 14 13,5 16,5 15,5 18,5 18.54 18,5 17,5 22 21 25 246 24 23 28 27 32 3010 32 31 39 36 44 4016 43 41 53 48 59 5225 57 53 70 62 73 6635 70 65 86 77 90 8050 84 78 104 92 110 9470 107 98 133 116 140 11795 129 118 161 139 170 138120 149 135 186 160 197 157150 170 155 - - 227 178185 194 176 - - 259 200240 227 207 - - 305 230300 261 237 - - 351 260




G16

2.3 Metoda simplificatŸ recomandatŸ pentru cabluriPentru o alegerea mai uÛoarŸ a secÍiunilor de cablu, s-au propus douŸ tabele

simplificate, pentru cabluri Ángropate Ûi neÁngropate.Aceste tabele cuprind cele mai uzuale configuraÍii Ûi permit accesul cel mai uÛor lainformaÍii.

Cabluri neÁngropate:

Tab. G21a: Capacitatea de transport de curent, Án Amperi (Tabelul B.52-1 din CEI 60364-5-52).


MetodŸ NumŸr de conductoare ÁncŸrcate Ûi tipul de izolaÍiede instalarede referinÍŸA1 2 PVC 3 PVC 3 XLPE 2 XLPEA2 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEB1 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEB2 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPE

C 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEE 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPEF 3 PVC 2 PVC 3 XLPE 2 XLPE1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13SecÍiunea (mm2)Cupru1,5 13 13,5 14,5 15,5 17 18,5 13,5 22 23 24 26 -2,5 17,5 18 19,5 21 23 25 27 30 31 33 36 -4 23 24 26 28 31 34 36 40 42 45 49 -6 29 31 34 36 40 43 46 51 54 58 63 -10 39 42 46 50 54 60 63 70 75 80 86 -16 52 56 61 68 73 80 85 94 100 107 115 -25 68 73 80 89 95 101 110 119 127 135 149 16135 - - - 110 117 126 137 147 158 169 185 20050 - - - 134 141 153 167 179 192 207 225 24270 - - - 171 179 196 213 229 246 268 289 31095 - - - 207 216 238 258 278 298 328 352 377

120 - - - 239 249 276 299 322 346 382 410 437150 - - - - 285 318 344 371 395 441 473 504185 - - - - 324 362 392 424 450 506 542 575240 - - - - 380 424 461 500 538 599 641 679Aluminiu2,5 13,5 14 15 16,5 18,5 19,5 21 23 24 26 28 -4 17,5 18,5 20 22 25 26 28 31 32 35 38 -6 23 24 26 28 32 33 36 39 42 45 49 -10 31 32 36 39 44 46 49 54 58 62 67 -16 41 43 48 53 58 61 66 73 77 84 91 -25 53 57 63 70 73 78 83 90 97 101 108 12135 - - - 86 90 96 103 112 120 126 135 15050 - - - 104 110 117 125 136 146 154 164 18470 - - - 133 140 150 160 174 187 198 211 23795 - - - 161 170 183 195 211 227 241 257 289120 - - - 186 197 212 226 245 263 280 300 337

150 - - - - 226 245 261 283 304 324 346 389185 - - - - 256 280 298 323 347 371 397 447240 - - - - 300 330 352 382 409 439 470 530



G17

Factorii de corecÍie sunt prezentaÍi Án Tab. G21b pentru grupuri de cÊteva circuitesau cabluri multifilare:

Tab. G21b: Factori de reducere pentru grupuri de circuite sau cabluri multifilare (Tabelul B.52-3din CEI 60364-5-52).

Tab. G22: Capacitatea de transport de curent, Án Amperi (Tabelul B.52-1 din CEI 60364-5-52).

Cabluri Ángropate:


Aranjament NumŸr de circuite sau cabluri multifilare 1 2 3 4 6 9 12 16 20

Îngropate sau Án protejate 1,00 0,80 0,70 0,70 0,55 0,50 0,45 0,40 0,40

Cabluri Ántr-un strat pe perete, podea 1,00 0,85 0,80 0,75 0,70 0,70 - - -sau pe pat de cabluri neperforatCabluri Ántr-un strat fixate direct 0,95 0,80 0,70 0,70 0,65 0,60 - - -sub un plafonCabluri Ántr-un strat amplasate pe pat 1,00 0,90 0,80 0,75 0,75 0,70 - - -de cabluri perforat orizontal/vertical Cabluri Ántr-un strat fixate 1,00 0,85 0,80 0,80 0,80 0,80 - - -pe suport tip scarŸ, etc.

MetodŸ SecÍiune NumŸr de conductoare ÁncŸrcate Ûi tipul de izolaÍiede instalare mm2 DouŸ PVC Trei PVC DouŸ XLPE Trei XLPEde referinÍŸD Cupru

1,5 22 18 26 222,5 29 24 34 294 38 31 44 376 47 39 56 4610 63 52 73 6116 81 67 95 7925 104 86 121 10135 125 103 146 12250 148 122 173 14470 183 151 213 17895 216 179 252 211120 246 203 287 240150 278 230 324 271185 312 258 363 304240 361 297 419 351300 408 336 474 396

D Aluminiu 2,5 22 18,5 26 22

4 29 24 34 296 36 30 42 3610 48 40 56 4716 62 52 73 6125 80 66 93 7835 96 80 112 9450 113 94 132 11270 140 117 163 13895 166 138 193 164120 189 157 220 186150 213 178 249 210185 240 200 279 236240 277 230 322 272300 313 260 364 308




G18

2.4 Sisteme de bare capsulateAlegerea sistemelor de bare capsulate poate fi realizatŸ utilizÊnd datele furnizate

de producŸtor. Metodele de instalare, tipul de izolaÍie, factorii de corecÍie Án caz degrupare nu sunt parametri relevanÍi Án acest caz.SecÍiunea oricŸrui tip de barŸ capsulatŸ este determinatŸ de producŸtorul acesteia

Án funcÍie de:n curentul nominal;n temperatura ambiantŸ consideratŸ a fi 35° C;n 3 conductoare ÁncŸrcate.

Curentul nominalCurentul nominal poate fi calculat Án funcÍie de:n locul de amplasare;n curentul absorbit de diferitele sarcini conectate Án lungul sistemului de bare.

Temperatura ambiantŸPentru temperaturi superioare lui 35° C trebuie aplicat un factor de corecÍie. Valorile

factorului de corecÍie aplicat Án cazul sistemelor de putere medie Ûi mare (pÊnŸ la4000 A) sunt date Án Tab. G23a.

Tab. G23a: Factorul de corecÍie pentru temperaturi ambiante mai mari de 35° C.

Curentul prin bara de neutru În cazul Án care existŸ curenÍi de armonicŸ 3, prin bara de neutru poate circula uncurent semnificativ; prin urmare, trebuie luate Án considerare pierderi suplimentare

de putere.Figura G23b prezintŸ curenÍii maximi admisibili prin barele de fazŸ Ûi neutru (peunitate), Ántr-un sistem de bare capsulate, Án funcÍie de nivelul armonicii 3 de curent.

Fig. G23b: CurenÍii maximi admisibili (pe unitate) Ántr-un sistem de bare capsulate Án funcÍie denivelul armonicii 3 de curent.


°C 35 40 45 50 55Factor de corecÍie 1 0,97 0,93 0,90 0,86






G20

3 Determinarea cŸderii de tensiunii

Tab. G25: CŸderea maximŸ de tensiune dintre punctul de conexiune la reÍeaua de alimentareÛi punctul de utilizare.

Fig. G26: CŸderea maximŸ de tensiune.

ImpedanÍa circuitelor este scŸzutŸ dar nu neglijabilŸ: atunci cÊnd transportŸcurentul de sarcinŸ existŸ o cŸdere de tensiune Ántre originea circuitului Ûi sarcinŸ.FuncÍionarea corectŸ a fiecŸrei sarcini (motor, circuit de iluminat, etc.) depinde

de tensiunea aplicatŸ, aceasta fiind menÍinutŸ la o valoare stabilŸ, apropiatŸ devaloarea nominalŸ. Este necesar, deci, sŸ dimensionŸm conductoarelor circuitelorastfel ÁncÊt, la curentul nominal, tensiunea la bornele sarcinii sŸ fie menÍinutŸ Ánlimitele cerute de aceasta, pentru a obÍine performanÍele nominale.Acest subcapitol se referŸ la metodele de determinare a cŸderii de tensiune pentru ase verifica faptul cŸ aceasta:n corespunde standardelor Ûi normelor Án vigoare;n poate fi acceptabilŸ pentru sarcinŸ;n ÁndeplineÛte condiÍiile importante de funcÍionare.

3.1 Limita maximŸ a cŸderii de tensiuneCŸderea de tensiune maximŸ admisibilŸ variazŸ de la ÍarŸ la ÍarŸ. Valorile tipicepentru instalaÍiile de joasŸ tensiune sunt date Án Tab. G25.

Tipul de instalaÍie Iluminat Alte aplicaÍii(ÁncŸlzire Ûi de putere)

Alimentare de la reÍeaua de distribuÍie publicŸ 3% 5%Post de transformare MT/JT alimentat 6% (8%) 8% (10%)de la reÍeaua de medie tensiune publicŸ

NotŸ: Valorile dintre paranteze sunt cele prevŸzute de norma romÊnŸ (NP-I7/2002).Aceste limite ale cŸderilor de tensiune se referŸ la condiÍii standard de funcÍionareÛi nu se aplicŸ, de exemplu, pe perioada de pornire a motoarelor; conectareasimultanŸ (din ÁntÊmplare) a mai multor sarcini, etc. aÛa cum s-a menÍionat Áncapitolul A, subcapitolul 4.3 (factorul de simultaneitate, etc.).Atunci cÊnd cŸderea de tensiune depŸÛeÛte valorile indicate Án Tab. G25, trebuieutilizate cabluri de secÍiuni mai mari care conduc la satisfacerea condiÍiilor dinnormele aplicabile.Atunci cÊnd este acceptabilŸ, valoarea de 8% poate conduce, Án cazul sarcinii de tipmotor, la anumite probleme Án funcÍionare, de exemplu:n Án general, o funcÍionare la performanÍe satisfŸcŸtoare pentru un motor, impune oabatere a tensiunii de ±5% din valoarea tensiunii nominale;n curentul de pornire al unui motor poate fi de 5 - 7 ori curentul nominal, sau chiarmai mare. DacŸ se obÍine o cŸdere de tensiune de 8% Án condiÍii de curent nominal,atunci, pe durata pornirii, aceasta avea o valoare de 40% sau mai mult. În acestecondiÍii, motorul:o fie, nu va porni (datoritŸ cuplului de pornire insuficient) avÊnd consecinÍe legatede supraÁncŸlzire Ûi eventual declanÛarea protecÍiei,o fie, va accelera foarte Áncet, astfel ÁncÊt, curentul mare la pornire (care poateavea efecte nedorite asupra funcÍionŸrii altor echipamente) va continua mult pesteperioada normalŸ de pornire a motorului;n Án final, o cŸdere de tensiune de 8% reprezintŸ o pierdere de putere (E2 /R Watts),ceea ce, pentru sarcinile continue ÁnseamnŸ o pierdere importantŸ de energie. Dinaceste motive este recomandat ca o cŸdere de tensiune de la 8% Án condiÍii normalede funcÍionare sŸ nu fie realizatŸ Án cazul circuitelor care sunt sensibile la tensiuniscŸzute (vezi Fig. G26).






G22

SecÍiunea Circuit monofazat Circuit trifazat echilibrat Án mm2 Motor Iluminat Motor Iluminat FuncÍ. normalŸ La pornire FuncÍ. normalŸ La pornire

Cu Al cos ϕ = 0,8 cos ϕ = 0,35 cos ϕ = 1 cos ϕ = 0,8 cos ϕ = 0,35 cos ϕ = 11,5 24 10,6 30 20 9,4 252,5 14,4 6,4 18 12 5,7 154 9,1 4,1 11,2 8 3,6 9,56 10 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,210 16 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,616 25 2,36 1,15 2,8 2,05 1 2,425 35 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,535 50 1,15 0,6 1,29 1 0,52 1,150 70 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,7770 120 0,64 0,37 0,64 0,56 0,32 0,5595 150 0,48 0,30 0,47 0,42 0,26 0,4120 185 0,39 0,26 0,37 0,34 0,23 0,31150 240 0,33 0,24 0,30 0,29 0,21 0,27185 300 0,29 0,22 0,24 0,25 0,19 0,2

240 400 0,24 0,2 0,19 0,21 0,17 0,16300 500 0,21 0,19 0,15 0,18 0,16 0,13

Tab. G28: CŸderea de tensiune pe fazŸ, ΔU Án VolÍi pe Amper pe km.

Fig. G29: Exemplul 1.


ExempleExemplul 1 (vezi Fig. G29)Un cablu trifazat de cupru de lungime 50 m Ûi secÍiune 35 mm2 alimenteazŸ unmotor de 400 V avÊnd:n 100 A, la cos ϕ = 0,8 Ûi ÁncŸrcare normalŸ;n 500 A (5 In), la cos ϕ = 0,35 la pornire.CŸderea de tensiune Án amonte de circuitul motorului, Án condiÍii normale (tabloul dinFig. G29 avÊnd 1000 A) are valoarea de 10 V Ántre faze.Care este cŸderea de tensiune pe circuitul motorului:n Án cazul funcÍionŸrii normale?n la pornire?SoluÍie:n cŸderea de tensiune Án condiÍii normale de funcÍionare:

∆ ∆

U% 1 00 U

=Un

Tabelul G28 (de mai sus) indicŸ 1 V/A/km adicŸ:ΔU pentru cablu = 1 x 100 x 0,05 = 5 VΔUtotal = 10 + 5 = 15 VPrin urmare:

15

400100 3x .75%= ,

AceastŸ valoare este mai micŸ decÊt cea admisibilŸ (8%), deci este satisfŸcŸtoare.n cŸderea de tensiune la pornirea motorului:ΔUcablu = 0,52 x 500 x 0,05 = 13 V

DatoritŸ curentului superior de pornire necesar motorului, cŸderea de tensiune lanivelul tabloului de distribuÍie va depŸÛi valoarea de 10 V.ConsiderÊnd valoarea totalŸ a curentului Án tablou, pe perioada de pornire amotorului de 900 + 500 = 1400 A, atunci cŸderea de tensiune la nivelul tabloului vacreÛte aproximativ proporÍional.10

141,400

1,000 V

x=

ΔU tablou de distribuÍie = 14 VΔU cablu motor = 13 VΔU total = 13 + 14 = 27 V adicŸ:27

400100 6x .75%= , , o valoare care este satisfŸcŸtoare pe durata pornirii motorului.



G23

Exemplul 2 (vezi Fig. G30)Printr-un circuit trifazat cu 4 conductoare din cupru, de secÍiune 70 mm2 Ûi lungime50 m trece un curent de 150 A. Linia alimenteazŸ printre altele, trei circuite

monofazate de iluminat, fiecare de secÍiune 2,5 mm2, 20 m lungime Ûi parcurse deun curent de valoare 20 A.Se considerŸ cŸ reÍeaua este echilibratŸ Ûi cŸ cele trei circuite de iluminat suntconectate Án acelaÛi punct.Care este cŸderea de tensiune pe circuitele de iluminat?SoluÍie:n CŸderea de tensiune pe circuitul trifazat cu 4 conductoare este:

∆ ∆

U% 100 U

=Un

Tabelul G28 indicŸ 0,55 V/A/kmn Ulinie = 0,55 x 150 x 0,05 = 4,125 V Ántre faze,

ceea ce ÁnseamnŸ: 4,125 √ 3

= 2,38 V Ántre fazŸ Ûi neutru.

n CŸderea de tensiune pe fiecare circuit monofazat de iluminat:ΔU pentru un circuit monofazat = 18 x 20 x 0,02 = 7,2 V

CŸderea de tensiune totalŸ:7,2 + 2,38 = 9,6 V9.6 V

V.2%

230100 4x =

, ,

AceastŸ valoare a cŸderii de tensiune este satisfŸcŸtoare fiind mai micŸ decÊtvaloarea maximŸ admisibilŸ de 6%.

Fig. G30: Exemplul 2.

50 m / 70 mm2 CuIB = 150 A

20 m / 2,5 mm2 CuIB = 20 A





G24

4 Curentul de scurtcircuit

Tab. G31: Valorile tipice ale U sc pentru diferite puteri nominale de transformatoarecu tensiuni primare i 20kV.

CunoaÛterea valorilor curentului de scurtcircuittrifazat simetric (I sc ) Án diferite puncte ale

instalaÍiei este o cerinÍŸ foarte importantŸ aactivitŸÍii de proiectare.

Fig. G32: Cazul mai multor transformatoare conectateÁn paralel.

CunoaÛterea valorilor curentului de scurtcircuit trifazat simetric (Isc) Án punctelestrategice ale instalaÍiei este necesarŸ pentru a dimensiona echipamentul decomutaÍie (valorile curenÍilor de defect), cablurile (verificarea stabilitŸÍii termice),

dispozitivele de protecÍie (setarea corectŸ a protecÍiilor - selectivŸ) Ûi aÛa maideparte... În continuare, va fi analizat un scurtcircuit trifazat net (de impedanÍŸ zero) alimentatprintr-un transformator de distribuÍie MT/JT. Cu excepÍia unor cazuri speciale, acesttip de defect este cel mai sever Ûi este, cu siguranÍŸ, cel mai simplu de calculat.CurenÍii de scurtcircuit care se produc Án reÍele alimentate de la generatoaresincrone Ûi Án circuitele de curent continuu sunt prezentaÍi Án capitolul N.Pentru proiectarea instalaÍiilor electrice, calculele simplificate Ûi regulile practice careurmeazŸ dau rezultate destul de precise pentru marea majoritate a cazurilor.

4.1 Curentul de scurtcircuit la bornele de joasŸtensiune ale transformatoarelor de distribuÍie MT/JTCazul unui singur transformator

n Ca o primŸ aproximaÍie, impedanÍa reÍelei de medie tensiune se poate neglija,

astfel ÁncÊt, I

Isc

n

Usc=

x 100 In

P

U=

x 10

3

20 3, unde Ûi:

P = kVA este puterea nominalŸ a transformatorului U20 = tensiunea de linie Án secundarul transformatorului, Án gol In = curentul nominal, Án amperi Isc = curentul de scurtcircuit, Án amperi Usc = tensiunea de scurtcircuit a transformatorului, Án %Valorile tipice ale Usc pentru transformatoarele de distribuÍie sunt date Án Tab. G31.

n ExempleCazul unui transformator de 400 kVA, 242/420 V Án gol.Usc = 4 %

I I .n sc= = = =

4

420 3550

5 0

413 7

00 x 10

xA

5 x 100 kA

3

,

Cazul mai multor transformatoare montate Án paralel care alimenteazŸ o barŸ

de distribuÍie.Valoarea curentului de scurtcircuit aferent unei plecŸri aflate imediat Án aval desistemul de bare (vezi Fig. G32) poate fi estimatŸ ca o sumŸ a curenÍilor descurtcircuit corespunzŸtori fiecŸrui transformator, calculaÍi individual.Se presupune cŸ toate transformatoarele sunt alimentate din aceeaÛi reÍea de medietensiune, Án care caz, valorile Ánsumate obÍinute din Tab. G31 dau o valoare uÛormai mare decÊt cea realŸ.AlÍi parametri care nu au fost luaÍi Án considerare ar putea fi impedanÍele sistemuluide bare Ûi ale Ántreruptoarelor.Valorile curenÍilor de scurtcircuit astfel obÍinute sunt, ÁnsŸ, suficient de precise pentrucalcule de proiectare. Alegerea Ántreruptoarelor Ûi/sau a dispozitivelor de protecÍie

Ámpotriva curenÍilor de scurtcircuit este prezentatŸ Án capitolul H, secÍiunea 4.4.

Puterea transformatorului Usc Án %(kVA) Transformatoare Transformatoare

Án ulei uscate 50 la 750 4 6800 la 3.200 6 6



G25

Formula care face aceastŸ deducÍie Ûi, Án acelaÛi timp o converteÛte la o impedanÍŸechivalentŸ raportatŸ la JT este urmŸtoarea:

unde:Zs = impedanÍa reÍelei de medie tensiune, exprimatŸ Án mΩUo = tensiunea de linie, Án gol, pe partea de JT, exprimatŸ Án VPsc = puterea de scurtcircuit trifazat, exprimat Án kVA.

RezistenÍa reÍelei MT din amonte, Ra este, Án general, neglijabilŸ Án comparaÍie cureactanÍa Xa, aceasta fiind consideratŸ ca o valoare ohmicŸ aproximativŸ a lui Za.

DacŸ sunt necesare calcule mai precise, Ra poate fi considerat egal cu 0,1Xa, iar Xa poate fi consideratŸ a fi egalŸ cu 0,995 Za.Tabelul G34 prezintŸ valorile Ra Ûi Xa corespunzŸtoare unor puteri de scurtcircuitMT(2) uzuale, anume 250 MVA Ûi 500 MVA.

(1) Puterea de scurtcircuit MVA: √ 3 E LI sc unde: n E L: valoarea nominalŸ a tensiunii de linie, exprimata Án kV(ef.); n I sc : curentul de scurtcircuit trifazat, exprimat Án kA (ef.).(2) PÊnŸ la 36 kV.

Tab. G34: ImpedanÍa reÍelei de medie tensiune raportatŸ la partea de joasŸ tensiune atransformatorului MT/JT.

Fig. G33: Diagrama impedanÍelor.


4.2 Curentul de scurtcircuit trifazat (Isc) Án oricepunct al unei instalaÍii de joasŸ tensiuneCurentul de scurtcircuit trifazat, Isc, Án orice punct al unei instalaÍii electrice este datde relaÍia:

unde: U20 = tensiunea de linie, Án gol, aferentŸ ÁnfŸÛurŸrilor secundare ale

transformatorului ZT = impedanÍa totalŸ, pe fazŸ, a instalaÍiei din amonte de locul producerii

defectului (Án Ω)

Metoda de calcul a ZTFiecare componentŸ a unei instalaÍii (reÍeaua de medie tensiune, transformator,cablu, Ántreruptor, sistem de bare, etc.) se caracterizeazŸ printr-o impedanÍŸ proprieZ, alcŸtuitŸ dintr-un element rezistiv (R) Ûi o reactanÍŸ inductivŸ (X). Este de notatfaptul cŸ reactanÍa capacitivŸ nu este importantŸ pentru calculul curenÍilor de

scurtcircuit.Parametrii R, X Ûi Z sunt exprimaÍi Án ohmi, Ûi sunt ca laturile unui triunghidreptunghic, aÛa cum sunt arŸtaÍi Án diagrama impedanÍelor din Fig. G33.Metoda constŸ Án divizarea reÍelei Án secÍiuni convenabile Ûi Án calculul valorilor R ÛiX pentru fiecare dintre acestea.Acolo unde, Án reÍea, secÍiunile sunt conectate Án serie, toate elementele rezistive seadunŸ aritmetic; la fel, reactanÍele, pentru a obÍine valorile RT Ûi XT. ImpedanÍa (ZT)pentru secÍiunile combinate se calculeazŸ apoi cu relaÍia:

Z R XT T T= +2 2

În cazul Án care, pentru oricare douŸ secÍiuni ale reÍelei conectate Án paralel,predominŸ componenta rezistivŸ sau inductivŸ, acestea pot fi calculate astfel:Fie R1 Ûi R2 douŸ rezistenÍe conectate Án paralel; atunci, rezistenÍa echivalentŸ R3 vafi data de relaÍia:

RR

31

=

x R

R + R

2

1 2

iar reactanÍa echivalentŸ

XX

31

=

x X

X + X

2

1 2

Este de reÍinut faptul cŸ, pentru calculul lui X3 vor conta doar inductanÍele propriicircuitelor, nu Ûi inductanÍele mutuale. DacŸ circuitele conectate Án paralel sunt

Ánvecinate, atunci reactanÍa echivalentŸ X3 va avea o valoare sensibil mai mare.

Determinarea impedanÍei fiecŸrei componenten ReÍeaua din amonte de transformatorul MT/JT (vezi Tab. G34)Curentului de scurtcircuit trifazat, PSC, exprimat Án kA sau MVA(1) este dat deautoritatea furnizoare de la care poate fi dedusŸ valoarea impedanÍei echivalente.

Psc Uo (V) Ra (mΩ) Xa (mΩ)250 MVA 420 0,07 0,7500 MVA 420 0,035 0,351




G26

(1) Pentru sistemele la 50 Hz; la 60 Hz se va considera 0,18 m Ω /m.

Tab. G35: Valori de rezistenÍŸ, reactanÍŸ Ûi impedanÍŸ pentru transformatoare tipice de distribuÍie cu ÁnfŸÛurŸri MT i 20kV.

Puterea nom. Transformatoare Án ulei Transformatoare uscate (Án rŸÛinŸ)a transform. Usc (%) Rtr (mΩ) Xtr (mΩ) Ztr (mΩ) Usc (%) Rtr (mΩ) Xtr (mΩ) Ztr (mΩ)(kVA)100 4 37,9 59,5 70,6 6 37,0 99,1 105,8160 4 16,2 41,0 44,1 6 18,6 63,5 66,2200 4 11,9 33,2 35,3 6 14,1 51,0 52,9

250 4 9,2 26,7 28,2 6 10,7 41,0 42,3315 4 6,2 21,5 22,4 6 8,0 32,6 33,6400 4 5,1 16,9 17,6 6 6,1 25,8 26,5500 4 3,8 13,6 14,1 6 4,6 20,7 21,2630 4 2,9 10,8 11,2 6 3,5 16,4 16,8800 6 2,9 12,9 13,2 6 2,6 13,0 13,21,000 6 2,3 10,3 10,6 6 1,9 10,4 10,61,250 6 1,8 8,3 8,5 6 1,5 8,3 8,51,600 6 1,4 6,5 6,6 6 1,1 6,5 6,62,000 6 1,1 5,2 5,3 6 0,9 5,2 5,3


n Transformatoare (vezi Fig. G35)ImpedanÍa Ztr a unui transformator, vŸzutŸ la bornele de joasŸ tensiune, este datŸde relaÍia:

Unde:U20 = valoarea nominalŸ a tensiunii de linie, Án gol, exprimatŸ Án VolÍiPn = puterea nominalŸ a transformatorului, Án kVAUsc = tensiunea de scurtcircuit a transformatorului, exprimatŸ Án %.

RezistenÍa ÁnfŸÛurŸrilor transformatorului, Rtr poate fi calculatŸ cunoscÊndu-sepierderile totale, precum urmeazŸ:

Pcu = 3In2 x Rtr, astfel ÁncÊt

, Án miliohmi

Unde:Pcu = pierderile totale, Án WaÍiIn = valoarea nominalŸ a curentului, Án AmperiRtr = rezistenÍa pe fazŸ a transformatorului, Án mΩ (rezistenÍele ÁnfŸÛurŸrilor de

medie tensiune Ûi de joasŸ tensiune aferente unei faze sunt incluse Án aceastŸvaloare).

Pentru un calcul aproximativ, Rtr poate fi ignorat ÁntrucÊt X ~~ Z Án cazultransformatoarelor de distribuÍie standard.

n Întreruptoare automate În circuitele de joasŸ tensiune, impedanÍa Ántreruptoarelor situate Án amonte de loculde defect trebuie luatŸ Án considerare. În mod convenÍional, valoarea reactanÍei sepresupune a fi 0,15 mΩ /Ántreruptor, Án timp ce valoarea rezistenÍei este neglijabilŸ.

n Sistemul de bareRezistenÍa sistemului de bare este Án general, neglijabilŸ, astfel ÁncÊt impedanÍa saeste, practic, Án Ántregime reactivŸ, fiind de valoare 0,15 mΩ /m(1) (dublarea distanÍeidintre bare poate conduce la creÛterea reactanÍei cu cca. 10%).

n Conductoarele circuitelorRezistenÍa conductorului este datŸ de relaÍia: Rc

L

S= ρ

unde:ρ = rezistivitatea electricŸ a materialului conductorului la temperatura normalŸ defuncÍionare:

o 22,5 mΩ.mm2 /m pentru cupruo 36 mΩ.mm2 /m pentru aluminiuL = lungimea conductorului, Án metriS = secÍiunea conductorului, Án mm2.



G27

Valorile reactanÍelor cablului pot fi obÍinute de la producŸtor. Pentru secÍiuni mai micide 50 mm2, reactanÍa poate fi neglijatŸ. În absenÍa altor informaÍii, pentru sistemelela 50 Hz, poate fi utilizatŸ o valoare de 0,08 mΩ /m, iar pentru sistemele la 60 Hz,

se va considera 0,096 mΩ /m. Pentru barele capsulate ca Ûi pentru alte sisteme deghene prefabricate, trebuie consultat producŸtorul.

n Motoare În momentul unui scurtcircuit, un motor Án funcÍiune va trece (pentru o scurtŸperioadŸ de timp) Án regim de generator Ûi va injecta un curent electric Án locul dedefect.

În general, contribuÍia acestei injecÍii de curent poate fi ignorata. TotuÛi, pentrucalcule mai precise, Án mod special Án cazul motoarelor de puteri mari Ûi/sau a maimultor motoare de puteri mici, contribuÍia totalŸ poate fi estimatŸ utilizÊnd formula:Iscm = 3,5 In pentru fiecare motor, respectiv, 3,5 m In pentru m motoare similare carefuncÍioneazŸ simultan. Sunt luate Án considerare numai motoare trifazate ÁntrucÊtcontribuÍia motoarelor monofazate este insignifiantŸ.

n RezistenÍa arcului electric

Defectele de scurtcircuit produc, Án general, un arc electric cu proprietŸÍi rezistive.RezistenÍa nu este stabilŸ iar valoarea sa medie este scŸzutŸ, dar, la joasŸ tensiune,aceastŸ rezistenÍŸ este suficientŸ pentru a reduce curentul de defect aferent.ExperienÍa a arŸtat faptul cŸ aceastŸ reducere poate ajunge la pÊnŸ la 20%. Acestfenomen uÛureazŸ sarcina Ántreruptorului relativ la procesul de deconectare, dar nuafecteazŸ capacitatea de Ánchiderea a contactelor pe scurtcircuit.

n Tabel recapitulativ (vezi Tab. G36)

Tab. G36: Tabel recapitulativ referitor la impedanÍele diferitelor pŸrÍi componente ale unui sistem de alimentare cu energie electricŸ.


U 20 = tensiunea de linie, Án gol, Án secundarul transformatorului MT/JT, Án volÍi

P sc = puterea de scurtcircuit trifazat la bornele de medie tensiune ale transformatorului MT/JT, Án kVAP cu = pierderile totale trifazate ale transformatorului MT/JT, Án WaÍi P n = puterea nominalŸ a transformatorului, Án kVAU sc = tensiunea de scurtcircuit a transformatorului MT/JT, Án %R T = rezistenÍa totalŸ; X T = reactanÍa totalŸ(1) ρ = rezistivitatea electricŸ a materialului conductorului la temperatura normalŸ de funcÍionaren 22,5 m Ω.mm 2 /m pentru cupru; n 36 m Ω.mm 2 /m pentru aluminiu.(2) În cazul mai multor conductoare Án paralel pe fazŸ, atunci rezistenÍa totalŸ se calculeazŸ prin divizarea rezistenÍei unuiconductor la numŸrul de conductoare. ReactanÍa rŸmÊne, practic, neschimbatŸ.

R L

S=ρ

R L

S= ρ

Xa Za Za U

Psc= =0 995

202

. ;,Ra

Xa= 0.1,a

a

Pcu

n=

3 2IRtr

x 103

tr

cu

n

Isc U

R XT T

=

+

20

2 23

sc

T T

a a asc

Ztr Rtr−

2 2

Ztr U

PnxUsc

= 20

2

100

sc

tr tr

trn

Componente ale sistemului de alimentare R (mΩ) X (mΩ) ReÍeaua de alimentare

Tab. G34 R poate fi neglijabil Án comparaÍie cu X

Transformator

Tab. G35

Rtr este adeseori neglijabil Án comparaÍie cu Xtr cupentru transformatoare > 100 kVA

Întreruptor Neglijabil XD = 0,15 mΩ /pol

Sistemul de bare Neglijabil pentru S > 200 mm2 Án formula: XB = 0,15 mΩ /m(1)

Conductoare(2) (1) Cabluri: Xc = 0,08 mΩ /m

Motoare Vezi secÍiunea 4.2 Motoare(adesea neglijabilŸ la JT)

Curent de scurtcircuittrifazat Án kA









G31

CondiÍii de ÁndeplinitDispozitivele de protecÍie trebuie sŸ ÁndeplineascŸ urmŸtoarele douŸ condiÍii:n puterile lor de rupere sŸ fie mai mari decÊt curentul de scurtcircuit trifazat calculat

Án punctul Án care acesta este instalat;n Ántreruperea curentului de scurtcircuit minim posibil Án circuit, Ántr-un timpcompatibil cu stabilitatea termicŸ a conductoarelor circuitului, unde:

tc K S

scmin

i

2 2

2I

(valabil pentru tc < 5 secunde)

ComparaÍia dintre curbele de funcÍionare ale dispozitivelor de protecÍie Ûi curbelelimitŸ de stabilitate termicŸ ale cablurilor aratŸ faptul cŸ aceastŸ condiÍie este

ÁndeplinitŸ dacŸ:n Isc(min) > Im (pragul de declanÛare instantaneu sau temporizat de scurtŸ duratŸ)(vezi Fig. G43);n Isc(min) > Ia pentru protecÍia cu fuzibil. Valoarea curentului Ia corespunde cu punctulde intersecÍie al curbei de funcÍionare a fuzibilului cu cea reprezentÊnd stabilitateatermicŸ al cablului (vezi Fig. G44 Ûi G45).

Este necesar ca pragul magnetic instantaneual dispozitivului de protecÍie sŸ ÁndeplineascŸ

condiÍiile: n I m < I sc (min.) pentru protecÍia cu Ántreruptorsau fuzibil; n I a < I sc (min.) pentru protecÍia cu fuzibil.

Fig. G45: ProtecÍia cu fuzibile “gl”.

Fig. G43: ProtecÍia cu Ántreruptor automat.

Fig. G44: ProtecÍia cu fuzibile “aM”.

5 Cazuri particulare ale curentuluide scurtcircuit




G32

Fig G46: DefiniÍia lui L pentru un circuit trifazat cu 3 conductoare.

(1) Pentru valori mai mari ale secÍiunii minime admisibile,rezistenÍa calculatŸ pentru conductoare trebuie sŸ creascŸpentru a se Íine cont de densitatea neuniforma de curent princonductor (datoritŸ efectelor “pelicular” Ûi “de proximitate”).

Valori recomandate: 150 mm 2 : R + 15%185 mm 2 : R + 20%240 mm 2 : R + 25%300 mm 2 : R + 30%.(2) Sau pentru aluminiu, Án funcÍie de materialul conductorului.(3) Valoarea mai mare a rezistivitŸÍii se datoreazŸ temperaturiimai ridicate a conductorului datoritŸ trecerii curentului descurtcircuit.


În practicŸ, aceasta ÁnseamnŸ faptul cŸlungimea unui circuit Án aval de un dispozitiv

de protecÍie nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ ovaloare calculatŸ maximŸ.

MetodŸ practicŸ de calcul al LmaxEfectul de limitare al impedanÍei conductoarelor lungi asupra valorilor curenÍilor descutcircuit trebuie verificat Ûi lungimea circuitelor trebuie limitatŸ corespunzŸtor.Metoda de calcul a lungimii maxime admisibile a fost deja indicatŸ Án cadrulsistemelor de tratare a neutrului TN Ûi IT pentru cazul primului Ûi, respectiv, celuide-al doilea defect (a se vedea capitolul F, secÍiunile 6.2 Ûi 7.2). În continuare suntconsiderate douŸ cazuri:

1 Calculul Lmax pentru cazul sistemului trifazat 3 conductoareCurentul minim de scurtcircuit se va obÍine atunci cÊnd douŸ faze sunt scurtcircuitatela capŸtul circuitului dinspre sarcinŸ (vezi Fig. G46).

UtilizÊnd “metoda convenÍionalŸ”, tensiunea Án punctul de protecÍie P se presupunecŸ este cca. 80% din tensiunea nominalŸ pe perioada defectului, astfel ÁncÊt0,8 U = Isc Zd, unde:

Zd = impedanÍa buclei de defectIsc = curentul de scurtcircuit (fazŸ/fazŸ)U = tensiunea nominalŸ fazŸ/fazŸ

Pentru cabluri i 120 mm2, reactanÍa poate fi neglijatŸ, astfel ÁncÊt:

Zd 2L

= ρSph

(1)

unde:

ρ = rezistivitatea cuprului(2) la temperatura medie pe perioada scurtcircuituluiSph = secÍiunea admisibilŸ a conductorului de fazŸ, Án mm2

L = lungimea, Án metriCablul nu va fi deteriorat datoritŸ degajŸrilor de caldurŸ dacŸ: Isc u Im.

Im i ,0.8 U

Zdconduce la L i

,0.8 U Sph

2 mρI

cu U = 400 Vρ = 1,25 x 0,018 = 0,023 Ω.mm2 /m(3)

unde:Im = pragul magnetic al Ántreruptorului automatLmax = lungimea maximŸ a circuitului, Án metri

Lk Sph

mmax =

I

2 Calculul Lmax pentru un sistem trifazat cu 4 conductoare, 230/400 VCurentul de scurtcircuit minim se obÍine atunci cÊnd scurtcircuitul se produce Ántre ofazŸ a conductorului Ûi conductorul de neutru.Se impune un calcul similar cu cel din exemplul 1 de mai sus, dar utilizÊndurmŸtoarele formule (pentru cabluri i 120 mm2(1)).n Án cazul Án care Sn al conductorului neutru = Sph al conductorului de fazŸ,

L3,333 Sph

mmax =

I

n dacŸ Sn pentru conductorul neutru < Sph, atunci:

L 6,666Sph

m wheremax =

+

=

I

1

1 mm

Sph

Snunde

Pentru secÍiuni mai mari decÊt cele menÍionate, valorile reactanÍelor trebuiecombinate cu cele ale rezistenÍelor pentru a se obÍine impedanÍele. ReactanÍapoate fi consideratŸ 0,08 mΩ /m pentru cablu (la 50 Hz). La 60 Hz, se considerŸ0,096 mΩ /m.

Lmax = 0,8 U Sph 2ρ.Im



G33

Tabelele G48 la G50 prezintŸ lungimile maxime ale circuitelor (Lmax) Án metri, pentru:n circuitele trifazate, 4 conductoare, 400 V (cu neutru distribuit) Ûin circuite monofazate cu 2 conductoare, 230 Vprotejate, Án ambele cazuri prin Ántreruptoare de uz casnic sau Ántreruptoare avÊndcaracteristici de declanÛare similare.

În alte cazuri, se aplicŸ factori de corecÍie asupra lungimilor indicate. AceÛti factorisunt indicaÍi Án Tab. G51.

Tab. G47: Lungimile maxime ale circuitelor, Án metri, pentru conductoarele de cupru (pentru aluminiu, lungimile trebuie multiplicate cu 0,62).


Valori tabelare pentru LmaxTabelul G47 de mai jos prezintŸ lungimile maxime ale circuitelor (L max), Án metri,pentru:n circuite trifazate cu 4 conductoare, 400 V (cu neutru distribuit) Ûin circuite monofazate cu 2 conductoare, 230 Vprotejate prin Ántreruptoare uzuale.

În alte cazuri se aplicŸ lungimilor obÍinute factori de corecÍie (indicaÍi Án Tab. G53).Calculele se bazeazŸ pe o metodŸ anterioarŸ iar pragul de declanÛare poate fi reglatla +20% faÍŸ de pragul magnetic Im.Pentru o secÍiune admisibilŸ de 50 mm2, calculele se bazeazŸ pe o secÍiune realŸde 47,5 mm2.

Pragul magnetic SecÍiunea nominalŸ a conductoarelor (Án mm2)de declanÛareinstantaneeIm (Án A) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 24050 100 167 267 40063 79 133 212 31780 63 104 167 250 417100 50 83 133 200 333125 40 67 107 160 267 427160 31 52 83 125 208 333200 25 42 67 100 167 267 417250 20 33 53 80 133 213 333 467320 16 26 42 63 104 167 260 365 495400 13 21 33 50 83 133 208 292 396500 10 17 27 40 67 107 167 233 317560 9 15 24 36 60 95 149 208 283 417630 8 13 21 32 63 85 132 185 251 370700 7 12 19 29 48 76 119 167 226 333 452800 6 10 17 25 42 67 104 146 198 292 396875 6 10 15 23 38 61 95 133 181 267 362 457

1000 5 8 13 20 33 53 83 117 158 233 317 400 4351120 4 7 12 18 30 48 74 104 141 208 283 357 388 4591250 4 7 11 16 27 43 67 93 127 187 253 320 348 4111600 5 8 13 21 33 52 73 99 146 198 250 272 321 4002000 4 7 10 17 27 42 58 79 117 158 200 217 257 3202500 5 8 13 21 33 47 63 93 127 160 174 206 2563200 4 6 10 17 26 36 49 73 99 125 136 161 2004000 5 8 13 21 29 40 58 79 100 109 128 1605000 4 7 11 17 23 32 47 63 80 87 103 1286300 5 8 13 19 25 37 50 63 69 82 1028000 4 7 10 15 20 29 40 50 54 64 8010000 5 8 12 16 23 32 40 43 51 6412500 4 7 9 13 19 25 32 35 41 51





G35

ExempleExemplul 1

Într-o instalaÍie monofazatŸ cu 2 conductoare, protecÍia este asiguratŸ de cŸtreun Ántreruptor automat de 50 A, de tip NS80HMA, pragul magnetic de declanÛareinstantanee la care este setat, este de 500 A (precizie ±20%); cazul cel maidefavorabil impune 500 x 1,2 = 600 A la declanÛare. SecÍiunea cablului este 10 mm2 iar materialul conductorului este cupru.

În Tab. G47, rÊndul Im = 500 A ÁntÊlneÛte coloana cu secÍiunea admisibilŸ = 10 mm2

la valoarea pentru Lmax de 67 m. Întreruptorul automat protejeazŸ cablul Ámpotrivascurtcircuitului cu condiÍia ca lungimea sa sŸ nu depŸÛeascŸ 67 m.

Exemplul 2 Într-un circuit trifazat cu 3 conductoare (fŸrŸ neutru), protecÍia este asiguratŸ de un Ántreruptor automat de 220 A de tip NS250N cu un prag magnetic instantaneu alunitŸÍii de declanÛare de tip MA stabilit la 2000 A (±20%); cazul cel mai defavorabilimpune 2400 A la declanÛare. Cablul este de 120 mm2 iar materialul conductoruluieste cupru.

În Tab. G47 rÊndul Im = 2000 A ÁntÊlneÛte coloana cu secÍiunea = 120 mm2 lavaloarea pentru Lmax de 200 m. Fiind un circuit trifazat 3 conductoare, 400 V (fŸrŸ

neutru), trebuie aplicat un factor de corecÍie indicat Án Tab. G51. Acest factor poate fi1,73. Întreruptorul automat protejeazŸ cablul Ámpotriva scurtcircuitului cu condiÍia calungimea sa sŸ nu depŸÛeascŸ 200 x 1,73 = 346 m.

5.2 Verificarea stabilitŸÍii termice a cablului ÁncondiÍii de scurtcircuitLimitŸrile termiceAtunci cÊnd durata unui scurtcircuit este micŸ (de la cÊteva zecimi de secundŸpÊnŸ la cinci secunde) Ántreaga cŸldurŸ se presupune cŸ rŸmÊne Án interiorulconductorului, determinÊnd o creÛtere a temperaturii. Procesul de ÁncŸlzire este detip adiabatic; este utilizatŸ o ipotezŸ care simplificŸ calculele Ûi permite un rezultatacoperitor, adicŸ o temperaturŸ a conductorului mai mare decÊt cea care se produce

Án realitate. În practicŸ, ÁnsŸ, o parte din cŸldurŸ pŸrŸseÛte conductorul Ûi pŸtrunde Án interiorul izolaÍiei.Pentru o perioadŸ de 5 secunde sau mai scurtŸ, relaÍia I2t = k2S2 caracterizeazŸtimpul, Án secunde, Án care printr-un conductor de secÍiune S (Án mm2) poate circulaun curent I (Án ameri), Ánainte ca temperatura sŸ atingŸ un nivel care ar puteadeteriora izolaÍia.Factorul k2 este dat Án Tabelul G52 de mai jos.

În general, verificarea stabilitŸÍii termice acablului nu este necesarŸ, excepÍie fŸcÊndcazurile Án care cabluri de secÍiuni mici suntinstalate Án apropiere sau sunt alimentatedirect din tablouri generale de distribuÍie.

Tab. G52: Valorile constantei k 2 .

Tab. G53: Energia termicŸ maximŸ admisibilŸ pentru cablu (exprimatŸ Án Amper 2 x sec. x 10 6 ).

IzolaÍie Conductor din cupru (Cu) Conductor din aluminiu (Al)PVC 13,225 5,776XLPE 20,449 8,836


Metoda de verificare constŸ Án verificarea faptului cŸ, energia termicŸ I2t/ Ω amaterialului conductorului admisŸ prin Ántreruptorul de protecÍie (din catalogulproducŸtorului) este mai micŸ decÊt cea permisŸ prin conductor (indicatŸ

Án Tab. G53).

S (mm2) PVC XLPE Cupru Aluminiu Cupru Aluminiu1,5 0,0297 0,0130 0,0460 0,01992,5 0,0826 0,0361 0,1278 0,05524 0,2116 0,0924 0,3272 0,14146 0,4761 0,2079 0,7362 0,318110 1,3225 0,5776 2,0450 0,883616 3,3856 1,4786 5,2350 2,262025 8,2656 3,6100 12,7806 5,522535 16,2006 7,0756 25,0500 10,824150 29,839 13,032 46,133 19,936





G37

6 Conductoare de protecÍie (PE)

6.1 Conectare Ûi alegereConductoarele de protecÍie (PE) realizeazŸ legŸtura dintre toate pŸrÍile accesibile

conductoare ale unei instalaÍii, pentru a crea legŸtura echipotenÍialŸ principalŸ.Aceste conductoare conduc curenÍii de defect datoraÍi deteriorŸrii izolaÍiei (dintre unconductor de fazŸ Ûi o parte accesibilŸ conductoare) cŸtre priza de pŸmÊnt a sursei.Conductoarele PE sunt conectate la borna principalŸ de ÁmpŸmÊntare a instalaÍiei.Borna principalŸ de ÁmpŸmÊntare este conectatŸ la priza de pŸmÊnt (a se vedeacapitolul E) prin conductorul de protecÍie.

Conductoarele PE trebuie sŸ fie:n izolate Ûi colorate cu dungi galben/verde;n protejate Ámpotriva deteriorŸrii mecanice Ûi/sau chimice.

În schemele IT Ûi TN este recomandatŸ amplasarea conductorului de protecÍie Ánimediata vecinŸtate (Án acelaÛi tub sau pe acelaÛi pat de cablu) a conductoareloractive aferente circuitului. Aceasta asigurŸ o valoare minim posibilŸ pentru reactanÍabuclei curentului de defect. Este de notat cŸ acest aranjament este prevŸzut prinfabricaÍie la barele prefabricate.

ConectareaConductoarele PE trebuie :n sŸ nu includŸ nici un mijloc care sŸ conducŸ la discontinuitatea circuitului (deexemplu: Ántreruptoare, contacte demontabile, etc.);n sŸ conecteze pŸrÍile active accesibile ale instalaÍiei la conductorul principal PE, Ánparalel Ûi nu Án serie, aÛa cum este indicat Án Fig. G54;n sŸ fie prevŸzutŸ cu o bornŸ de ÁmpŸmÊntare dedicatŸ pe o barŸ comunŸ de

ÁmpŸmÊntare situatŸ Án tablourile de distribuÍie.

Schema TTConductorul PE nu trebuie obligatoriu sŸ fie amplasat Án imediata vecinŸtate aconductoarelor active ale circuitului respectiv ÁntrucÊt nu sunt necesare valori mariale curenÍilor de punere la pŸmÊnt, pentru funcÍionarea dispozitivelor de protecÍiediferenÍialŸ utilizate Án instalaÍiile TT.

Schemele IT Ûi TNConductorul PE sau PEN, aÛa cum s-a menÍionat anterior, trebuie sŸ fie instalat cÊt

se poate de apropiat de conductoarelor active corespunzŸtoare circuitului; nici unmaterial fero-magnetic nu trebuie sŸ fie interpus Ántre acestea. Conductorul PENtrebuie Ántotdeauna sŸ fie conectat direct la borna de ÁmpŸmÊntare a aparatuluiprintr-o legŸturŸ de la borna sa de ÁmpŸmÊntare la borna de neutru (vezi Fig. G55).n Schema TN-C (conductorul neutru Ûi conductorul de protecÍie sunt unul Ûi acelaÛiÛi se numeÛte PEN).FuncÍia de protecÍie a conductorului PEN are prioritate astfel ÁncÊt, toate regulilereferitoare la conductoarele PE se aplicŸ Ûi conductoarelor PEN.n Trecerea TN-C la TN-SConductorul PE al unei instalaÍii este conectat la borna PEN sau la bara de

ÁmpŸmÊntare (vezi Fig. G56), Án general la originea instalaÍiei. În aval de punctul deseparare, nici un conductor PE nu mai poate fi conectat la conductorul neutru.

Fig. G55: Conectarea directŸ a conductorului PEN la borna deÁmpŸmÊntare a aparatului.

Fig. G54: O conectare defectuasŸ, Án serie, va lŸsa toateaparatele din aval neprotejate.

Fig. G56: SchemŸ TN-C-S.




G38

Tab. G57: Alegerea conductorului de protecÍie (PE).

Tab. G58: SecÍiunea minimŸ pentru conductoarele PE .

(1) Datele sunt valabile dacŸ respectivul conductor este din acelaÛi material ca Ûi conductorul de fazŸ. În caz contrar trebuie aplicat un factor de corecÍie.

(2) Atunci cÊnd conductorul PE este separat de conductoarele de fazŸ ale circuitului, urmŸtoarele valori minime trebuie respectate: a. 2,5 mm 2 dacŸ PE este protejat mecanic; b. 4 mm 2 dacŸ PE nu este protejat mecanic.(3) Din motive mecanice, conductorul PEN nu trebuie sŸ aibe o secÍiune mai micŸ de 10 mm 2 (Cu) sau 16 mm 2 (Al).(4 ) A se face referire la Figura G55 pentru a se aplica aceastŸ formulŸ.NotŸ: În RomÊnia se acceptŸ secÍiunile minime prevŸzute Án normativul NP-I7-2002, aliniatele 4.1.47 pŸnŸ la 4.1.49

(1) În schemele TN Ûi IT protecÍia se realizeazŸ, Án general de cŸtre dispozitive de protecÍie la supracurenÍi (fuzibile sau Ántreruptoare), prinurmare, impedanÍa buclei de defect trebuie sŸ fie suficient de micŸ pentru a li se asigura funcÍionarea. Cel mai sigur mijloc de realizare aunei bucle de curent cu impedanÍŸ micŸ este sŸ se asigure un conductor suplimentar Án acelaÛi cablu cu conductoarele de fazŸ (sau sŸ serespecte acelaÛi traseu cu conductoarele de fazŸ). AceastŸ metodŸ minimizeazŸ reactanÍa inductivŸ Ûi, prin urmare, impedanÍa buclei dedefect.(2) Conductorul PEN este conductorul neutru utilizat Ûi Án calitate de conductor de protecÍie. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ, un anume curentpoate circula prin acest conductor Án orice moment (Ûi Án absenÍa unui defect de izolaÍie). Din acest motiv, pentru PEN este recomandat unconductor izolat.(3) ProducŸtorul furnizeazŸ valorile pentru componentele R Ûi X ale impedanÍei (fazŸ/PE, fazŸ/PEN) pentru a fi utilizate Án calcululimpedanÍei buclei de defect.(4) Posibil, dar nerecomandat, ÁntrucÊt impedanÍa buclei de defect nu este cunoscutŸ Án etapa de proiectare. MŸsurŸtorile Ántr-o instalaÍierealizatŸ reprezintŸ singura metodŸ Án vederea asigurŸrii protecÍiei persoanelor.(5) Trebuie sŸ fie permisŸ conectarea altor conductoare PE. NotŸ: Aceste elemente trebuie sŸ aibŸ o indicaÍie vizualŸ galben/verde, Ándungi, de lungime 15-100 mm (sau cel puÍin literele PE la 15 mm de fiecare extremitate).(6) Aceste elemente trebuie deconectate doar dacŸ existŸ alte mijloace pentru a se asigura continuitatea protecÍiei.(7) Cu acordul autoritŸÍilor din domeniul apei.(8) În cazul barelor capsulate sau a altor sisteme similare, carcasele metalice pot fi utilizate ca PEN, Án paralel cu o barŸ corespunzŸtoare,sau cu un alt conductor PE din interiorul carcasei.(9) Interzis Án anumite ÍŸri; universal permis ca Ûi conductor suplimentar echipotenÍial.

Tipul de conductor de protecÍie PE SchemŸ IT SchemŸ TN SchemŸ TT CondiÍii de ÁndeplinitConductor Cu acelaÛi cablu cu Puternic Puternic recomandat Corect Conductorul PE trebuiesuplimentar conductoare de fazŸ, recomandat izolat la acelaÛi nivel ca Ûi

sau acelaÛi tub conductoarele de fazŸ Independent de Posibil(1) Posibil (1),(2) Corect n conductorul PE poate fi

conductoarele de fazŸ tip barŸ sau izolat(2)

Carcasa barelor capsulate sau a altor Posibil(3) PE posibil(3) Corect n Continuitatea electricŸghene prefabricate (5) PEN posibil(8) trebuie asiguratŸ prin protecÍiaMantaua exterioarŸ a conductoarelor cu Posibil(3) PE posibil(3) Posibil Ámpotriva deteriorŸrii izolaÍie mineralŸ (de tip “pyrotenax“) PEN nerecomandat(2),(3) datorate factorilor mecanici,

Anumite elemente externe conductoare(6) Posibil(4) PE posibil(4) Posibil chimici sau electrochimici precum: PEN interzis n ConductanÍa lor trebuien structura metalicŸ a clŸdirilor sŸ fie corespunzŸtoaren

carcasele utilajelorn conducte de apŸ(7)

Trasee metalice pentru cabluri, precum, Posibil(4) PE posibil(4) Posibiltuburi(9), profile, grile de susÍinere, suporÍi, etc. PEN nerecomandat(2),(4)

Interzise spre utilizare Án calitate de conductoare PE sunt: tuburi metalice(9), conducte de gaz, conducte de apŸ caldŸ, armŸturi de cablu dinbenzi(9) sau din sÊrme metalice(9).


Tipuri de materialeMaterialele mentionate mai jos, Án Tabelul G57, pot fi folosite pentru confecÍionareaconductoarelor PE dacŸ sunt Ándeplinite condiÍiile din ultima coloanŸ.

6.2 DimensionareTabelul G58 de mai jos se bazeazŸ pe Standardul CEI 60364-5-54. Acest tabelprezintŸ douŸ metode pentru determinarea secÍiunii minime admisibile pentruconductoarele PE Ûi PEN Ûi, de asemenea, pentru conductorul cŸtre priza de

pŸmÊnt.

SecÍiunea conductorului SecÍiunea minimŸ a SecÍiunea minimŸ ade fazŸ Sph (mm2) conductorului (mm2) conductorului (mm2)

Cu Al Metoda Sph i 16 Sph

(2) Sph(3) Sph

(3)

simplificatŸ (1) 16 < Sph i 25 16 1625 < Sph i 35 25

35 < Sph i 50 Sph /2 Sph /2Sph > 50 Sph /2

Metoda adiabiaticŸ Orice dimensiune



G39

(1) Conductorul de ÁmpŸmÊntare.

Tab. G59: Valorile lui k, pentru conductoarele PE Án instalaÍiile de joasŸ tensiune, uzuale Ánstandardele naÍionale Ûi Án conformitate cu CEI 60724.

Cele douŸ metode sunt:n AdiabaticŸ (care corespunde cu cea descrisŸ Án CEI 60724)AceastŸ metodŸ, fiind economicŸ Ûi asigurÊnd protecÍia conductorului Ámpotriva

supraÁncŸlzirii, conduce la secÍiuni mai mici decÊt cele corespunzŸtoareconductoarelor de fazŸ ale circuitului. Rezultatul este, uneori, incompatibil cu cerinÍadin cazul schemelor IT Ûi TN de minimizare a impedanÍei buclei de defect, pentrua se asigura funcÍionarea releelor magnetice instantanee ale dispozitivelor deprotecÍie. AceastŸ metodŸ este utilizatŸ Án practicŸ pentru sistemele TT Ûi pentrudimensionarea conductorului cŸtre priza de pŸmÊnt(1).n SimplificatŸAceastŸ metodŸ se bazeazŸ pe anumite relaÍii Ántre dimensiunea conductorului PE Ûicea a conductoarelor de fazŸ, presupunÊnd cŸ, Án ambele cazuri, este folosit acelaÛimaterial.Prin urmare, Án Tab. G58:

Sph i 16 mm2 SPE = Sph

16 < Sph i 35 mm2 SPE = 16 mm2

Sph > 35 mm2 SPE =Sph

2

NotŸ: Atunci cÊnd, Án cazul schemei TT, priza de pŸmÊnt a instalaÍiei se gŸseÛte Án afara zonei de influenÍŸ a prizei de pŸmÊnt a sursei, secÍiunea admisibilŸ aconductorului PE poate fi limitatŸ la 25 mm2 (pentru Cu) sau 35 mm2 (pentru Al).Conductorul de neutru nu poate fi folosit inclusiv ca Ûi conductor de protecÍie dacŸsecÍiunea sa minimŸ nu este egalŸ sau mai mare cu 10 mm2 (pentru Cu) sau16 mm2 (pentru Al).Mai mult, un cablu flexibil nu poate fi utilizat ca PEN. ÎntrucÊt un conductor PEN esteÛi conductor neutru, secÍiunea sa nu poate, Án nici un caz, sŸ fie mai micŸ dacÊt ceanecesarŸ pentru conductorul neutru care se va discuta Án secÍiunea 7.1 din acestcapitol.AceastŸ secÍiune nu poate fi mai micŸ decÊt cea a conductoarelor de fazŸ decÊtdacŸ:n puterea aparentŸ (exprimatŸ Án kVA) a consumatorilor monofazaÍi este mai micŸdecÊt 10% din puterea aparentŸ totalŸ, Ûin curentul Imax care parcurge conductorul neutru, Án condiÍii normale, este mai mic

decÊt curentul maxim admisibil pentru secÍiunea respectivŸ de cablu.Mai mult, protecÍia conductorului neutru trebuie sŸ fie asiguratŸ prin dispozitivede protecÍie destinate protecÍiei conductoarelor de fazŸ (aÛa cum se descrie ÁnsecÍiunea 7.2 din acest capitol).

Valorile factorului k de utilizat Án formuleAceste valori sunt identice Án cÊteva standarde naÍionale iar creÛterea detemperaturŸ, ÁmpreunŸ cu valorile factorului k Ûi cu valorile limitŸ superioare detemperaturŸ pentru diferite clase de izolaÍie, corespund cu cele indicate ÁnCEI 60724 (1984).Datele prezentate Án Tabelul G59 sunt cele uzuale necesare pentru instalaÍiile de

joasŸ tensiune.


Valori k Natura izolaÍiei

PoliclorurŸ de vinil PolietilenŸ reticulatŸ(PVC) (XLPE)Cauciuc-etilenŸ-propilenŸ(EPR)

Temperatura finalŸ (°C) 160 250Temperatura intermediarŸ (°C) 30 30Conductoare izolate Cupru 143 176

Án cabluri sau bare Aluminiu 95 116conductoare Án OÍel 52 64contact cu mantaua de cabluri

Conductoarele unui Cupru 115 143cablu multifilar Aluminiu 76 94





G41

Fig. G62: Conductoare echipotenÍiale suplimentare.


6.4 Conductorul de echipotenÍialitateConductorul echipotenÍial principal

Acest conductor trebuie sŸ aibŸ, Án general, o secÍiune cel puÍin egalŸ cu jumŸtatedin cea a celui mai mare conductor PE, dar Án nici un caz sŸ nu depŸÛeascŸ 25 mm2 (pentru Cu) sau 35 mm2 (pentru Al), Án timp ce secÍiunea sa minimŸ trebuie sŸ fie de6 mm2 (pentru Cu) sau 10 mm2 (pentru Al).

Conductorul echipotenÍial suplimentarAcest conductor permite ca o parte accesibilŸ conducŸtoare care este ÁndepŸrtatŸfaÍŸ de conductorul echipotenÍial principal (PE) sŸ fie conectatŸ la un conductor deprotecÍie local. SecÍiunea sa trebuie sŸ fie cel puÍin jumŸtate din cea a conductoruluide protecÍie la care se conecteazŸ.DacŸ acesta conecteazŸ douŸ pŸrÍi accesibile conductoare (M1 Ûi M2 din Fig. 62),secÍiunea sa trebuie sŸ fie cel puÍin egalŸ cu cea a celui mai mic dintre cele douŸconductoare PE (pentru M1 Ûi M2). Conductoarele echipotenÍiale care nu sunt

Áncorporate Án cablu trebuie sŸ fie protejate mecanic prin tuburi, Íevi, etc, sau oricumaltfel este posibil.

Alte utilizŸri importante ale conductoarelor echipotenÍiale suplimentare se referŸ lareducerea impedanÍei buclei de defect, Án mod special Án cazul protecÍiei Ámpotrivacontactelor indirecte Án cazul schemelor TN sau IT Ûi, de asemenea, Án zonespeciale, cu risc crescut (CEI 60364-4-41).




G42

7 Conductorul neutru

În afara cerinÍelor legate de curentul de regim permanent, secÍiunea admisibilŸ ÛiprotecÍia conductorului neutru depinde de anumiÍi factori, precum:n modul de tratare al neutrului: TT, TN, etc;

n curenÍii armonici prezenÍi;n metoda de protecÍie Ámpotriva contactelor accidentale indirecte, Án conformitate cumetodele descrise Án continuare.Culoarea conductorului neutru este, obligatoriu, albastrŸ. Conductorul PEN, atuncicÊnd este izolat, va fi marcat prin una din urmŸtoarele metode:n verde/galben pe Ántreaga lungime Ûi, suplimentar, marcaj albastru la capete sau,n albastru deschis pe Ántreaga lungime Ûi, suplimentar, marcaj verde/galben lacapete.

7.1 Dimensionarea conductorului neutruInfluenÍa modului de tratare al neutruluiSchemele TT Ûi TN-Sn Circuite monofazate sau trifazate cu secÍiuni i 16 mm2 (cupru) Ûi 25 mm2 (aluminiu): secÍiunea conductorului neutru trebuie sŸ fie egalŸ cu cea aconductoarelor de fazŸ.n Circuite trifazate cu secÍiuni > 16 mm2 (cupru) Ûi 25 mm2 (aluminiu): secÍiuneaconductorului neutru poate fi aleasŸ astfel:o egalŸ cu cea a conductoarelor de fazŸ, sauo mai micŸ, cu condiÍia ca:- curentul probabil care va circula prin conductorul neutru sŸ fie mai mic decÊtvaloarea permisŸ Iz. InfluenÍa armonicilor multiplu de 3(1) trebuie luatŸ Án considerare,de asemenea, sauconductorul neutru este protejat la scurtcircuit, Án conformitate cu secÍiunea G-7.2- secÍiunea conductorului neutru este cel puÍin egalŸ cu 16 mm2 (cupru) Ûi 25 mm2 (aluminiu).

Schema TN-C În teorie, se aplicŸ aceleaÛi condiÍii ca cele mai sus menÍionate, dar, Án practicŸ,conductorul neutru nu trebuie sŸ fie Ántrerupt Án nici o situaÍie ÁntrucÊt ÁndeplineÛteÛi funcÍia de conductor de protecÍie PE (vezi Tab. G58 coloana “secÍiunea pentruconductorul PEN”).Schema IT

În general, nu este recomandat sŸ se distribuie conductorul neutru; sunt preferateschemele trifazate cu 3 conductoare. CÊnd este, totuÛi, necesarŸ o schemŸ trifazatŸcu 4 conductoare, sunt aplicabile condiÍiile descrise mai sus pentru schemele TT ÛiTN-S.

InfluenÍa curenÍilor armoniciEfectele armonicii 3 Ûi a celor multiplu de 3

Într-o instalaÍie, armonicile sunt produse, Án general, de sarcini neliniare(calculatoare, corpuri de iluminat cu balast electronic, redresoare, electronicŸde putere, etc.) Ûi pot genera curenÍi mari Án conductorul neutru. În mod special,armonica 3 Ûi armonicile multiplu de 3 au tendinÍa de a se Ánsuma Án conductorulneutru astfel:n curenÍii componentei fundamentale sunt defazaÍi cu 2π /3 radiani, astfel ÁncÊt sumavectorialŸ a lor este zero;n pe de altŸ parte, curenÍii armonicii 3 pe cele trei faze sunt situaÍi Án acelaÛi fel Ánraport cu cei ai componentei fundamentale Ûi, prin urmare, sunt ÁntotdeaunŸ Án fazŸ(vezi Fig. G63a).(1) Armonica 3 Ûi armonicile multiplu de 3.

Fig. G63a: CurenÍii armonicii 3 sunt Án fazŸ Ûi se ÁnsumeazŸ Án conductorul neutru.






G44

ExempleSe considerŸ un circuit trifazat cu o sarcinŸ proiectatŸ de 37 A care circulŸ printr-uncablu cu izolaÍie din PVC, fixat pe perete prin metoda de instalare C. Din Tab. G24

un cablu de 6 mm2 avÊnd conductoare din cupru are un curent de regim permanentde 40 A Ûi, prin urmare, este adecvat dacŸ prin circuit nu sunt prezente armonici.n DacŸ armonica 3 este prezentŸ Án proporÍie de 20%, atunci, trebuie aplicat unfactor de corecÍie de 0,86 iar sarcina devine: 37/0,86 = 43 A. Pentru aceastŸ sarcinŸeste necesar un cablu de 10 mm2;n DacŸ armonica 3 este prezentŸ Ántr-un procent de 40% dimensionarea cabluluise va face pe baza curentului din conductorul neutru: 37 x 0,4 x 3 = 44,4 A, cŸruia ise va aplica un coeficient de corecÍie de 0,86. Aceasta va conduce la un curent desarcinŸ de 44,4/0,86 = 51,6 A. Pentru aceastŸ sarcinŸ, este necesar un cablu de10 mm2;n DacŸ armonica 3 este prezentŸ Ántr-un procent de 50% dimensionarea cablului seva face tot pe baza curentului din conductorul neutru: 37 x 0,5 x 3 = 55,5 A. În acestcaz, factorul de corecÍie este 1 Ûi se impune un cablu de 16 mm 2.

7.2 ProtecÍia conductorului neutru(vezi Fig. G64)

ProtecÍia Ámpotriva suprasarciniiDacŸ conductorul neutru este corect dimensionat (inclusiv din punct de vedere alarmonicilor), nu se impune nici o mŸsurŸ specialŸ de protecÍie, ÁntrucÊt acesta esteprotejat de protecÍia asiguratŸ conductoarelor de fazŸ.TotuÛi, Án practicŸ, dacŸ secÍiunea conductorului neutru este mai micŸ decÊt cea aconductoarelor de fazŸ, trebuie instalatŸ o protecÍie la suprasarcinŸ a conductoruluineutru.

ProtecÍia Ámpotriva defectelor de scurtcircuitDacŸ secÍiunea conductorului neutru este mai micŸ decÊt cea a conductoarelor defazŸ, conductorul neutru trebuie protejat Ámpotriva defectelor de scurtcircuit.DacŸ secÍiunea conductorului neutru este mai mare sau egalŸ cu cea aconductoarelor de fazŸ, nu se impune nici o mŸsurŸ specificŸ de protecÍie ÁntrucÊt

acesta este protejat de protecÍia asiguratŸ conductoarelor de fazŸ.

7.3 Întreruperea conductorului neutru(vezi Fig. G64)Necesitatea de a Ántrerupe neutrul este legatŸ de protecÍia Ámpotriva contactuluiindirect.

Schema TN-CConductorul neutru nu trebuie sŸ fie Ántrerupt Án nici o circumstanÍŸ ÁntrucÊt acesta

ÁndeplineÛte Ûi rolul de conductor de protecÍie PE.

Schemele TT, TN-S, IT În eventualitatea unui defect, Ántreruptorul va deconecta toÍi polii, inclusiv polulneutru (dacŸ Ántreruptorul este multipolar).AceastŸ acÍiune poate fi realizatŸ Án cazul protecÍiei cu fuzibile doar Ántr-un mod

indirect, Án care funcÍionarea unuia sau mai multor fuzibile provoacŸ o declanÛaremecanicŸ a tuturor polilor unui Ántreruptor asociat, conectat Án serie cu protecÍia cufuzibile respectivŸ.

7.4 Separarea conductorului neutru(vezi Fig. G64)O practicŸ foarte bunŸ este aceea ca fiecare circuit sŸ fie echipat cu mijloaceadecvate pentru separarea sa.




G45

Fig. G64: Diferite situaÍii Án care apare conductorul neutru.

(A) Autorizat pentru sistemele TT sau TN-S dacŸ un dispozitiv de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual este instalat laoriginea circuitului sau Án amonte, Ûi dacŸ nici un neutru artifical nu este distribuit Án aval.(B) Autorizat Án sistemele IT Án anumite condiÍii: dacŸ Ántreruptorul comandŸ un numŸr de circuite finale omogene ale cŸrorraport al calibrelor nu depŸÛeÛte 2 Ûi care sunt protejate Ámpotriva unui al doilea defect care s-ar putea produce Án altŸ partea instalaÍiei printr-un dispozitiv de curent diferenÍial rezidual de sensibilitate i 15% decÊt cea a calibrului protecÍiei circuituluifinal avÊnd cea mai micŸ secÍiune.


TT TN-C TN-S IT

Monofazat(fazŸ/neutru)

(B)or or

Monofazat(fazŸ/fazŸ)

(A) (A)or or

Trifazat 4 conductoare

Sn u Sph

(B)or

Trifazat 4 conductoareSn < Sph

(B)or





G47

Calcule utilizand programul Ecodial 3.3

AceleaÛi calcule utilizÊnd metoda simplificatŸrecomandatŸ Án acest ghidDimensionarea circuitului C1Transformatorul de 1000 kVA are o tensiune la mersul Án gol de 420 V. Circuitul C 1 trebuie sŸ corespundŸ unui curent de fazŸ de valoare:

Prin urmare, pe fiecare fazŸ vor fi utilizate 6 cabluri unifilare de cupru, cu izolaÍiedin PVC, Án paralel. Aceste cabluri vor fi pozate pe un canal de cablu corespunzŸtormetodei F. Factorii “k” de corecÍie sunt urmŸtorii:

K1 = 1 (vezi Tab. G12, temperaturŸ 30° C)

K4 = 0,87 (vezi Tab. G17, cabluri care se ating, 1 pat de cabluri,u

3 circuite)AlÍi factori de corecÍie nu sunt relevanÍi Án acest exemplu.Curentul de sarcinŸ corectat este:

Fiecare conductor poate transporta, prin urmare, un curent de 263 A. Tabelul G21a indicŸ pentru secÍiunea conductorului, valoarea de 95 mm2.

Tab. G66: Calcule utilizÊnd programul Ecodial 3.3 (Merlin Gerin).

Caracteristicile generale ale reÍeleiSistemul de tratare a neutrului ITNeutru distribuit NoTensiunea (V) 400FrecvenÍa (Hz) 50Transformatorul 1 T1NumŸr de transformatoare 1Putere de scurtcircuit Án amonte (MVA) 500Putere nominalŸ (kVA) 1.000Tensiunea de scurtcircuit (%) 6

RezistenÍa reÍelei de medie tensiune (mΩ) 0,0351

ReactanÍa reÍelei de medie tensiune (mΩ) 0,351

RezistenÍa transformatorului RT (mΩ) 2,293

ReactanÍa transformatorului XT (mΩ) 10,333Curentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 23,3Cablul C1

Curentul maxim de sarcinŸ (A) 1.374Tipul de izolaÍie PVCMaterialul conductorului cupruTemperatura ambiantŸ (° C) 30Cablu unifilar sau multifilar UNIMetoda de instalare FNumŸrul de circuite alŸturate (Tab. G21b) 1Alt coeficient 1SecÍiunea selectatŸ a conductorului (mm2) 6 x 95Conductorul de protecÍie 1 x 120Lungimea (m) 5

CŸderea de tensiune ΔU (%) 0,122

CŸderea de tensiune totalŸ ΔU (%) 0,122Curentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 23Curentul de defect de punere la pŸmÊnt Id (kA) 17 Întreruptorul Q1

Curentul de scurtcircuit trifazat Án amontede Ántreruptor Ik3 (kA) 23Curentul maxim de sarcinŸ (A) 1,374NumŸrul de poli Ûi numŸrul de poli protejaÍi 3P3D

Întreruptor NT 16Tipul Ántreruptorului H 1 - 42 kATipul declanÛatorului Micrologic 5 ACurentul nominal (A) 1.600

Sistemul de bare B2 Curentul maxim de sarcinŸ (A) 1,374Tipul standard,

pe cantTemperatura ambiantŸ (° C) 30Dimensiuni (m Ûi mm) 1 m

2x5 mm x 63 mmMaterial CopperCurentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 23Valoarea de vÊrf a curentului de scurtcircuittrifazat Ik (kA) 48RezistenÍa sistemului de bare R (mΩ) 2,52RezistenÍa sistemului de bare X (mΩ) 10,8 Întreruptor Q

6Curentul de scurtcircuit Án amontede intreruptor Ik3 (kA) 23Curentul maxim de sarcinŸ (A) 560NumŸrul de poli Ûi numŸrul de poli protejaÍi 3P3D

Întreruptor NS800Tipul Ántreruptorului N – 50 kATipul declanÛatorului Micrologic 2.0Curentul nominal (A) 800Limita de selectivitate (kA) totalŸCablul C6

Curentul maxim de sarcinŸ (A) 560Tipul de izolatie PVCMaterialulu conductorului cupruTemperatura ambiantŸ (° C) 30

Cablu unifilar sau multifilar UNIMetoda de instalare FNumŸrul de circuite alŸturate (Tab. G20) 1Alt coeficient 1SecÍiunea selectatŸ a conductorului (mm2) 1 x 300Conductorul de protecÍie 1 x 150Lungimea (m) 15

CŸderea de tensiune ΔU (%) 0,38

CŸderea de tensiune totalŸ ΔU (%) 0,54Curentul de scurtcircuit trifazat Ik3 (kA) 20Curentul de defect de punere la pŸmÊnt Id (kA) 13,7CondiÍii specifice de dimensionare suprasarcinŸ

8 Exemple de calcul pentru cabluri




G48

RezistenÍele Ûi reactanÍele inductive ale celor Ûase conductoare Án paralel pentru olungime de 5 m sunt:

mΩ (rezistenÍa cablului: 22,5 mΩ.mm2 /m)X = 0,08 x 5 = 0,40 mΩ (reactanÍa cablului: 0,08 mΩ /m)

Dimensionarea circuitului C6Circuitul C6 alimenteazŸ un transformator trifazat de izolaÍie de putere 400 kVA,400/400 V.

Curentul primar

Se propune instalarea cablului unifilar, Án mod singular, pe un canal de cablu, Án aerliber la o temperaturŸ de 30° C. Întreruptorul este reglat la 560 A.Metoda de instalare este caracterizatŸ prin litera F, iar coeficienÍii “k” de corecÍiesunt toÍi egali cu “1”.Este recomandatŸ o secÍiune de 240 mm2.ResistenÍa Ûi reactanÍa inductivŸ sunt, respectiv:

mΩX = 0,08 x 15 = 1,2 mΩ

Calculul curentului de scurtcircuit pentru alegerea Ántreruptoarelor Q1 Ûi Q6 (vezi Tab. G67)


Conductorul de protecÍieCerinÍe pentru stabilitate termicŸ: Figurile G58 Ûi G59 aratŸ faptul cŸ, atunci cÊnd seutilizeazŸ metoda adiabaticŸ, secÍiunea conductorului de protecÍie PE pentru circuitulC1 va fi:

Un singur conductor de secÍiune 120 mm2 dimensionat astfel din motive menÍionate

ulterior este, prin urmare, suficient, realizÊndu-se totodatŸ condiÍiile unei protecÍiisatisfŸcŸtoare Ámpotriva contactului indirect (deoarece impedanÍa este suficient demicŸ).Pentru circuitul C6, secÍiunea conductorului de protecÍie PE poate fi:

În acest caz, o secÍiune de 95 mm2 poate fi corespunzŸtoare dacŸ condiÍiile deprotecÍie Ámpotriva contactului indirect sunt, de asemenea, satisfŸcute.

Tab. G67: Exemplu de evaluare a curentului de scurtcircuit.

Componentele R (mΩ) X (mΩ) Z (mΩ) Ikmax (kA)circuitului500 MVA la reÍeaua 0,04 0,36de ÁnaltŸ tensiuneTransformator 1 MVA 2,2 9,8 10,0 23Cablul C1 0,20 0,4Sub-total Q1 2,44 10,6 10,9 23

Sistem de bare B2 3,6 7,2Cablul C6 1,4 1,2Sub-total Q6 4,0 8,4 9,3 20



G49


ProtecÍia Ámpotriva contactelor indirecte accidentalePentru verificarea circuitului C6 din Fig. G65, pot fi utilizate Tab. F45 Ûi Tab. 61 sauformula indicatŸ la pagina F27.

Lungimea maximŸ admisibilŸ a circuitului este datŸ de relaÍia:

(valoarea de la numitor 630 x 11 = Im reprezintŸ nivelul curentului de declanÛaremagneticŸ instantanee a Ántreruptorului de 630 A).Prin urmare, lungimea de 15 m este total protejatŸ de cŸtre dispozitivele instantaneede protecÍie la supracurent.

CŸderea de tensiuneDin Tab. G28 se poate observŸ faptul cŸ:n pentru circuitul C1 (6 x 95 mm2 /fazŸ)

n pentru circuitul C6

La bornele transformatorului de separaÍie JT/JT, cŸderea de tensiune exprimatŸ Ánprocente este:ΔU% = 0,72%.




G50



H1

Capitolul HAparate de comutaÍie de joasŸtensiune: funcÍii Ûi selecÍie

Cuprins

FuncÍiile de bazŸ ale aparatelor de comutaÍie H2 de joasŸ tensiune

1.1 ProtecÍie electricŸ H2

1.2 Separare H3

1.3 Control H4

Aparate de comutaÍie H5 2.1 Dispozitive de comutaÍie elementare H5

2.2 Dispozitive de comutaÍie combinate H9

Alegerea aparatelor de comutaÍie H10 3.1 Tabel cu caracteristici funcÍionale H10

3.2 SelecÍia aparatelor de comutaÍie H10

Întreruptoare automate H11 4.1 Standarde Ûi descriere H11

4.2 Caracteristici fundamentale ale unui Ántreruptor automat H13

4.3 Alte caracteristici ale unui Ántreruptor automat H15

4.4 SelecÍia unui Ántreruptor automat H18

4.5 Coordonarea Ántre Ántreruptoarele automate H22

4.6 Selectivitate MT/JT Ántr-un post de transformare H27tip consumator

1

2

3

4



H - Aparate de comutaÍiede joasŸ tensiune: funcÍii Ûi selecÍie

H2

1 FuncÍiile de bazŸ ale aparatelorde comutaÍie de joasŸ tensiune

Rolul aparatajului electric de comutaÍie constŸÁn realizarea urmŸtoarelor funcÍii:n

protecÍie electricŸ;n separarea sigurŸ de pŸrÍile aflate subtensiune; n comanda localŸ sau de la distanÍŸ.

Standardele naÍionale Ûi internaÍionale definesc modul Án care trebuie realizatecircuitele instalaÍiilor de JT precum Ûi caracteristicile diferitelor aparate de comutaÍie.Principalele funcÍii ale aparatelor de comutaÍie sunt:

n protecÍie electricŸ;n separare electricŸ a unei secÍiuni dintr-o instalaÍie;n comanda localŸ sau de la distanÍŸ.Aceste funcÍii sunt rezumate Án Tab. H1.ProtecÍia electricŸ la joasŸ tensiune este (excepÍie siguranÍele fuzibile) de obicei

ÁncorporatŸ Án Ántreruptoarele automate sub forma dispozitivelor termice Ûielectromagnetice Ûi/sau dispozitive de declanÛare pe baza curentului rezidual (mairar dispozitive sensibile la tensiunea rezidualŸ - acceptate dar nerecomandatede CEI).Celor prezentate Án Tabelul H1 li se adaugŸ Ûi alte funcÍii, anume:n protecÍie la supratensiune;n protecÍie la minimŸ tensiune;care sunt realizate cu dispozitive specifice (diferite tipuri de descŸrcŸtoare, releeasociate cu contactoare, Ántreruptoare automate comandate de la distanÍŸ,combinaÍii Ántreruptor automat/izolator, etc.).

Tab. H1: FuncÍiile de bazŸ ale unui aparat de comutaÍie de JT.

1.1 ProtecÍie electricŸScopul protecÍiei este evitarea Ûi limitarea consecinÍelor distructive sau periculoaseale supracurenÍilor (suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit) Ûi defectelor de izolaÍie, precum Ûisepararea circuitului defect de restul instalaÍiei.Trebuie fŸcutŸ o distincÍie Ántre protecÍia:n elementelor instalaÍiei (cabluri, conductoare, aparate de comutaÍie, etc.);n persoanelor Ûi animalelor;n echipamentelor Ûi receptoarelor alimentate de la instalaÍii electrice.

ProtecÍia circuitelorn Împotriva suprasarcinii; Án cazul supracurentului produs Ántr-o instalaÍie normalŸ(fŸrŸ defect).n Împotriva curenÍilor de scurtcircuit datoraÍi defectului de izolaÍie Ántre conductoarelede faze diferite sau (Án sistemele de tip TN) Ántre fazŸ Ûi conductorul neutru (sau PE).ProtecÍia Án aceste cazuri este realizatŸ de siguranÍe fuzibile sau Ántreruptoareautomate, la nivelul tabloului de distribuÍie la care este legat circuitul receptorului.

Anumite derogŸri de la aceastŸ regulŸ sunt autorizate Án standardele naÍionale,precum cele notate Án capitolul H1, subcapitolul 1.4.

ProtecÍia persoanelorn Împotriva defectelor de izolaÍie. În acord cu schema (TN, TT sau IT) protecÍia vafi realizatŸ de siguranÍe fuzibile sau Ántreruptoare automate cu dispozitive de curentdiferenÍial rezidual Ûi/sau monitorizarea permanentŸ a rezistenÍei de izolaÍie ÁntreinstalaÍie Ûi pŸmÊnt.

ProtecÍia motoarelor electricen Împotriva supraÁncŸlzirii datorate, de exemplu, unei suprasarcini Ándelungate,rotorului blocat, funcÍionŸrii Ántr-o singurŸ fazŸ, etc. Sunt utilizate relee termiceproiectate special astfel ÁncÊt sŸ corespundŸ caracteristicilor particulare aferentemotoarelor. DacŸ este necesar, astfel de relee pot sŸ protejeze la suprasarcinŸcablul aferent circuitului motorului. ProtecÍia la scurtcircuit este realizatŸ fie de osiguranÍŸ de tip aM fie de un Ántreruptor automat fŸrŸ elementul de protecÍie termic.

ProtecÍia electricŸ asigurŸ:

n protecÍia elementelor de circuit ÁmpotrivasolicitŸrilor termice Ûi mecanice produse decurenÍii de scurtcircuit;n protecÍia persoanelor Án cazul defectelor deizolaÍie;n protecÍia receptoarelor alimentate cuenergie electricŸ (motoare, etc.).

ProtecÍie electricŸ Separare ComandŸ Ámpotrivan curenÍilor de suprasarcinŸ n separare indicatŸ clar de un n comutaÍie Án regim den curenÍilor de scurtcircuit indicator mecanic cu imunitate funcÍionare normalŸn defectelor de izolaÍie la defect n comutaÍie de urgenÍŸ

n un interval sau barierŸ de n oprire de urgenÍŸseparare, intercalatŸ Ántre contactele n deconectare pentru asig.deschise, vizibilŸ Án mod clar mentenanÍei mecanice



H3

1.2 SeparareScopul separŸrii este sŸ izoleze un circuit sau un receptor (de exemplu un motor,

etc.) de restul sistemului alimentat cu energie astfel ÁncÊt personalul sŸ poatŸ lucrala partea separatŸ Án perfectŸ siguranÍŸ. În principiu, toate elementele unei instalaÍii de JT trebuie sŸ aibŸ mijloace deseparare. În practicŸ, pentru a menÍine o continuitate optimŸ a funcÍionŸrii, estepreferatŸ asigurarea de mijloace de separare la originea fiecŸrui circuit.Un dispozitiv de separare trebuie sŸ ÁndeplineascŸ urmŸtoarele cerinÍe:n toÍi polii circuitului incluzÊnd neutrul (exceptÊnd cazul cÊnd neutrul este unconductor PEN) trebuie sŸ poatŸ fi deschiÛi(1);n trebuie sŸ fie asigurat cu mijloace de zŸvorÊre a deschiderii, cu cheie (prinintermediul unui lacŸt) astfel ÁncÊt sŸ se evite reÁnchiderea neautorizatŸ, accidentalŸ;n trebuie sŸ se conformeze unui standard recunoscut naÍional sau internaÍional(cum este CEI 60947-3) privind distanÍa dintre contacte, lungimea liniei de fugŸ,tensiunea de Íinere, etc. Ûi de asemenea:o verificarea dacŸ contactele dispozitivului de separare sunt realmente deschise.Verificarea poate fi:- vizualŸ dacŸ dispozitivul este proiectat corespunzŸtor astfel ÁncÊt sŸ permitŸ

observarea contactelor (anumite standarde naÍionale impun aceastŸ condiÍie pentruun dispozitiv de separare plasat la originea unei instalaÍii de JT alimentatŸ direct dela un transformator MT/JT), sau- mecanicŸ, prin intermediul unui indicator fixat prin sudurŸ de arborele activ aldispozitivului. În acest caz construcÍia dispozitivului trebuie sŸ fie astfel ÁncÊt, Áneventualitatea sudŸrii contactelor Án poziÍia Ánchis, indicatorul sŸ nu poatŸ indicapoziÍia deschis,o curenÍii de scurgere. Cu dispozitivul de separare deschis, curenÍii de scurgere

Ántre contactele deschise ale fiecŸrei faze nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ:- 0,5 mA pentru un dispozitiv nou- 6 mA la sfÊrÛitul timpului de utilizare,o tensiunea de Íinere Ántre contactele deschise. Dispozitivul de separare Án staredeschisŸ trebuie sŸ reziste la un impuls de 1,2/50 µs avÊnd o valoare de vÊrf de 6,8 sau 12 kV conform tensiunii nominale aÛa cum se aratŸ Án Tab. H2. Dispozitivultrebuie sŸ satisfacŸ aceste condiÍii pentru altitudini de pÊnŸ la 2000 m. Factorii de

corecÍie sunt daÍi Án standardul CEI 60664-1 pentru altitudini mai mari de 2000 m. În consecinÍŸ, dacŸ testele sunt fŸcute la nivelul mŸrii, valorile de Áncercare trebuiemŸrite cu 23% pentru a lua Án considerare efectul altitudinii. Vezi standardulCEI 60947.


Separarea indicatŸ clar de un indicator cuimunitate la defect sau de o separare vizibilŸ

a contactelor satisface standardele naÍionaleale multor ÍŸri.

(1) Simultaneitatea deschiderii tuturor contactelor de fazŸ,deÛi nu este totdeauna obligatorie, este totuÛi insistentrecomandatŸ (din raÍiuni de mŸrire a siguranÍei Ûi simplitŸÍii ÁnfuncÍionare). Contactul neutru se deschide dupŸ contactele defazŸ Ûi se Ánchide Ánaintea acestora (CEI 60947-1).

Tab. H2: Valorile de vÊrf ale impulsurilor de tensiune corespunzŸtoare tensiunii nominalenormale. Gradele III Ûi IV reprezintŸ grade de poluare definite Án CEI 60664-1.

Tensiune nominalŸ Œinere la impuls(de serviciu) de tensiune(V) (pentru 2.000 m)

(kV) III IV230/400 4 6400/690 6 8690/1.000 8 12




H4

1.3 Control În sens larg, prin “control” se Ántelege orice facilitate de modificare, Án deplinŸ

siguranÍŸ, a configuraÍiei sarcinilor instalaÍiei, la toate nivelele. FuncÍionareaaparatelor de comutaÍie este o parte importantŸ a comenzii sistemului de alimentare.

Comanda funcÍionalŸAceastŸ comandŸ se referŸ la toate aparatele de comutaÍie Án condiÍii normale deserviciu, pentru conectarea/deconectarea unei pŸrÍi a instalaÍiei sau a unui receptorde la sursa de energie. Aparatele de comutaÍie destinate acestui rol trebuie sŸ fieplasate cel puÍin:n la originea circuitelor de alimentare;n la bornele receptoarelor.Marcajul circuitelor comandate trebuie sŸ fie clar Ûi fŸrŸ ambiguitŸÍi.Pentru a obÍine un maximum de flexibilitate Ûi continuitate Án funcÍionare, Ánspecial acolo unde aparatele de comutaÍie realizeazŸ Ûi funcÍia de protecÍie (cazul

Ántreruptoarelor automate sau siguranÍelor) este preferabil sŸ se includŸ un aparatde comutaÍie la fiecare nivel de distribuÍie, adicŸ la fiecare ieÛire a tablourilor dedistribuÍie Ûi subdistribuÍie.Manevrele pot fi:n manuale (prin intermediul unui levier, etc.), saun electrice (prin buton aflat la nivelul aparatului sau la panoul de comandŸ).Aceste aparate de comutaÍie, lucreazŸ instantaneu (fŸrŸ nici o ÁntÊrziere deliberatŸ);

Án plus acelea care realizeazŸ Ûi protecÍia sunt totdeauna multipolare(1). Întreruptorul general aferent sursei de alimentare a instalaÍiei precum Ûi orice Ántreruptor utilizat pentru funcÍia de inversor de sursŸ trebuie sŸ fie unitŸÍimultipolare.

Deconectarea de urgenÍŸ - oprirea de urgenÍŸO deconectare de urgenÍŸ este destinatŸ sŸ ÁntrerupŸ alimentarea unui circuit activ,care este sau poate sŸ devinŸ periculos (Ûoc electric sau incendiu).O oprire de urgenÍŸ are drept scop oprirea unei miÛcŸri mecanice care poate sŸdevinŸ periculoasŸ.

În cele douŸ cazuri:

n dispozitivul de comandŸ de urgenÍŸ sau mijloacele lui de operare (locale sau dela distanÍŸ) cum ar fi butonul de oprire de urgenÍŸ, Án formŸ de ciupercŸ de culoareroÛie, trebuie sŸ fie accesibile Ûi uÛor de recunoscut. Acestea trebuie plasate Ánapropierea locului unde poate sŸ aparŸ sau de unde poate fi observat un pericol;n o singurŸ acÍiune trebuie sŸ ducŸ la o Ántrerupere completŸ a tuturorconductoarelor active(2)(3);n butonul de deconectare de urgenÍŸ, protejat cu o fereastrŸ din sticlŸ, poate sŸ fieutilizat cu condiÍia ca Án instalaÍiile neprotejate realimentarea circuitelor sŸ poatŸ firealizatŸ de o persoanŸ autorizatŸ, care va folosi o cheie de acces.Trebuie notat cŸ, Án anumite cazuri, un sistem de deconectare de urgenÍŸ poate sŸsolicite ca sursa auxiliarŸ aferentŸ sistemelor de frÊnare electromagneticŸ sŸ fiemenÍinutŸ pÊnŸ la oprirea finalŸ a utilajelor respective.

Deconectarea Án cazul lucrŸrilor de ÁntreÍinere mecanicŸAceastŸ operaÍie asigurŸ oprirea unei maÛini Ûi imposibilitatea de a fi repornitŸ

accidental atÊta timp cÊt se desfŸÛoarŸ lucrŸrile de ÁntreÍinere. Deconectarea este Án general realizatŸ la nivelul aparatului de comutaÍie, cu utilizarea unei zŸvorÊri desiguranÍŸ corespunzŸtoare Ûi plasarea inscripÍiei de atenÍionare la mecanismul deacÍionare.

(1) SŸ asigure o Ántrerupere pe fiecare fazŸ (unde este cazul Ûio Ántrerupere a neutrului).(2) LuÊnd Án consideraÍie motoarele blocate.(3) Într-o schemŸ de tratare TN conductorul PEN nu trebuiesŸ fie niciodatŸ Ántrerupt deoarece el ÁndeplineÛte funcÍia deÁmpŸmÊntare de protecÍie Ûi de conductor neutru.

FuncÍiile de comandŸ ale aparatelor decomutaÍie permit personalului de exploatare

sŸ modifice ÁncŸrcarea sistemului Án oricemoment. Acestea includ:n comanda funcÍionalŸ (manevrele decomutaÍie de rutinŸ, etc.);n comutaÍia de urgenÍŸ; n lucrŸrile de ÁntreÍinere ale instalaÍiei.








H7

Principalele diferenÍe Ántre siguranÍele casnice Ûi industriale constau Án tensiuneanominalŸ Ûi valorile de curent (care cer dimensiuni fizice mult mai mari) precum Ûicaracteristicile de Ántrerupere a curentului de defect. Tipul “gG” este des utilizat pentru

protecÍia circuitelor motoarelor, ceea ce este posibil atunci cÊnd caracteristicile lor lepermit sŸ reziste la curentul de pornire al motorului fŸrŸ a fi deteriorate.Recent au fost adoptate de CEI siguranÍele de tip “gM” pentru protecÍia motoarelordestinate sŸ acopere condiÍiile de pornire Ûi de regim de scurtcircuit. Acest tip desiguranÍŸ este utilizat pe larg Án anumite ÍŸri, dar Án prezent siguranÍele de tip “aM”,

Án combinaÍie cu relee termice de suprasarcinŸ, sunt mult mai folosite.SiguranÍa de tip “gM” este caracterizatŸ prin douŸ valori de curent. Prima valoaredefineÛte curentul nominal al elementului Ánlocuitor Ûi al contactului fix; a douavaloare Ich defineÛte caracteristica timp-curent a elementului Ánlocuitor ca Án tabeleleII, III Ûi VI din CEI 60269-1.Aceste douŸ valori sunt separate printr-o literŸ care defineÛte tipul de utilizare.De exemplu: InMIch defineÛte o siguranÍŸ destinatŸ utilizŸrii pentru protecÍia unuimotor Ûi avÊnd caracteristica G. Prima valoare In corespunde curentului continuumaxim pentru ansamblul siguranÍei Ûi a doua Ich corespunde caracteristicii G pentruelementul de Ánlocuire. Pentru mai multe detalii, a se consulta nota de la sfÊrÛitulsubcapitolului 2.1.Un element Ánlocuitor “aM” este definit de o valoare de curent In Ûi o caracteristicŸtimp-curent aÛa cum se prezintŸ Án Fig. H14 (pagina urmŸtoare).Important: Anumite standarde naÍionale utilizeazŸ tipul (industrial) de siguranÍe “gl”care are aceleaÛi caracteristici principale ca Ûi tipul “gG”. Oricum siguranÍele de tip“gl” nu trebuie sŸ fie utilizate Án instalaÍii casnice.

Zone de fuziune - curenÍi convenÍionaliAceste siguranÍe realizeazŸ protecÍia la suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit. CurenÍiiconvenÍionali de nonfuziune Ûi fuziune sunt standardizaÍi, aÛa cum se aratŸ ÁnFig. H12 Ûi Tab. H13.n Curentul convenÍional de nonfuziune Inf este valoarea curentului pe care elementulfuzibil poate sŸ-l suporte un timp specificat, fŸrŸ sŸ se topeascŸ.Exemplu: O siguranÍŸ de 32 A la un curent de 1,25In (= 40 A) nu trebuie sŸ setopeascŸ Án mai puÍin de o orŸ (Tab. H13) .n Curentul convenÍional de fuziune If (= I2 Án Fig. H12) este valoarea de curent

care va produce topirea elementului de Ánlocuire, Ánainte de scurgerea unui timpspecificat.Exemplu: O siguranÍŸ de 32 A supusŸ unui curent de 1,6In (= 52,1 A) trebuie sŸse topeascŸ Án timp de o orŸ sau mai puÍin (Tab. H13).Testele standardizate CEI 60269-1 impun plasarea caracteristicii de funcÍionare asiguranÍelor Ántre douŸ curbe limitŸ (arŸtate Án Fig. H12). Aceasta ÁnseamnŸ cŸ douŸsiguranÍe care satisfac testul pot avea timpi de funcÍionare semnificativ diferiÍi, Ánspecial pentru suprasarcini de valori reduse.

Fuzibilele de tip gM necesitŸ un releu desuprasarcinŸ, aÛa cum este descris Án nota dela sfÊrÛitul subcapitolului 2.1.

Fig. H12: Zona de fuziune Ûi nonfuziune a fuzibilelorde tip “gG” Ûi “gM” .

(1) Ich pentru siguranÍe tip gM.

2 Aparate de comutaÍie

Tab. H13: Zona de fuziune Ûi nonfuziune a fuzibilelor de JT de tip “gG” Ûi “gM”(CEI 60269-1 Ûi 60269-2-1).

Curent nominal(1) Curent de nonfuziune Curent de fuziune TimpulIn (A) convenÍional convenÍional convenÍional

Inf I2 (h)

In i 4 A 1,5 In 2,1 In 1

4 < In < 16 A 1,5 In 1,9 In 116 < In i 63 A 1,25 In 1,6 In 1

63 < In i 160 A 1,25 In 1,6 In 2

160 < In i 400 A 1,25 In 1,6 In 3

400 < In 1,25 In 1,6 In 4




H8

n Cele douŸ exemple, pentru o siguranÍŸ de 32 A, ÁmpreunŸ cu specificaÍiileprecedente asupra condiÍiilor de Áncercare standard, explicŸ de ce aceste siguranÍeau performanÍe modeste Án domeniul suprasarcinilor reduse.

n De aceea este necesar sŸ fie instalat un cablu supradimensionat faÍŸ de cerinÍelenormale ale circuitului, pentru a evita consecinÍele unei posibile suprasarciniprelungite (suprasarcinŸ 60% pentru cel mult o orŸ Án cel mai rŸu caz).Pentru comparaÍie, un Ántreruptor cu un curent nominal similar:n parcurs de 1,05In nu trebuie sŸ declanÛeze Án mai puÍin de o orŸ, Ûin parcurs de un curent de 1,25In trebuie sŸ declanÛeze Ántr-o orŸ sau mai puÍin(suprasarcinŸ 25% pentru cel mult o orŸ Án cel mai rŸu caz).

SiguranÍele din clasa “aM” (pentru motoare)Aceste siguranÍe realizeazŸ protecÍia numai la curenÍii de scurtcircuit Ûi trebuie sŸfie asociate cu alte aparate de comutaÍie (contactoare echipate cu relee termice sau

Ántreruptoare automate) pentru a asigura protecÍia la suprasarcinŸ cu valori < 4In. Deaceea ele nu sunt autonome.Deoarece siguranÍele “aM” nu sunt destinate sŸ protejeze la nivele reduse de curentde suprasarcinŸ, nu sunt fixate valori pentru curenÍii convenÍionali de fuziune Ûinonfuziune.

Curbele caracteristice pentru Áncercarea acestor siguranÍe, sunt date pentru valoriale curentului de defect depŸÛind aproximativ 4In (vezi Fig. H14) Ûi siguranÍele Áncercate conform CEI 60269 trebuie sŸ aibŸ curbe de funcÍionare care se plaseazŸ Án interiorul zonei haÛurate.NotŸ: VÊrfurile de sŸgeatŸ din diagramŸ indicŸ zona permisŸ a caracteristiciitimp-curent, pentru diferite siguranÍe testate conform CEI 60269.

CurenÍii de rupere nominali Án regim de scurtcircuitO caracteristicŸ a siguranÍelor fuzibile moderne este aceea cŸ datoritŸ fuziunii rapide

Án cazul curentului de scurtcircuit de valoare mare(1), Ántreruperea Áncepe ÁnainteaapariÍiei curentului de vÊrf, astfel ÁncÊt curentul de defect nu atinge niciodatŸvaloarea sa prezumatŸ (vezi Fig. H15).AceastŸ limitare a curentului reduce sernnificativ solicitŸrile termice Ûielectrodinamice care ar putea sŸ aparŸ, minimizÊnd consecinÍele la locul defectului.Puterea de rupere la scurtcircuit a siguranÍei se bazeazŸ de aceea pe valoareaefectivŸ a componentei de c.a. a curentului prezumat de defect. Pentru siguranÍefuzibile nu este specificatŸ nici o valoare nominalŸ la Ánchiderea pe scurtcircuit,pentru curentul de scurtcircuit.

MementoCurenÍii de scurtcircuit conÍin iniÍial o componentŸ de c.c., de mŸrime Ûi duratŸ caredepinde de raportul XL /R, corespunzŸtor buclei de curent de defect.Aproape de sursŸ (transformatorul MT/JT) relaÍia IvÊrf /Ief (a componentei de c.a.) Ánmomentul imediat urmŸtor defectului, poate sŸ ajungŸ la 2,5 (standardizat de CEI ÛiarŸtat Án Fig. H16 pagina urmŸtoare). La nivelele inferioare ale distribuÍiei, Án cazulcircuitelor periferice XL este mic Án comparaÍie cu R Ûi astfel pentru circuitele finale,IvÊrf /Ief = 1,41 condiÍie care corespunde cu Fig. H15.Efectul de limitare a vÊrfului de curent apare numai cÊnd valoarea eficace prezumatŸa componentei de c.a. atinge un anumit nivel. De exemplu, Án Fig. H16, siguranÍade 100 A va limita vÊrful curentului de defect la o valoare de 2 kA (a). AceeaÛisiguranÍŸ, pentru un curent prezumat efectiv de 20 kA va limita vÊrful de curent la10 kA (b). În acest caz particular, Án lipsa limitŸrii produse de siguranÍe, vÊrful de

curent ar fi atins 150 kA (c). AÛa cum s-a menÍionat deja, la nivelele inferioare aledistribuÍiei, R este mult mai mare decÊt XL Ûi nivelul curentului de defect este Ángeneral redus. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ, curentul de defect poate sŸ nu atingŸ valorisuficient de mari pentru a se putea produce limitarea. Pe de altŸ parte, componentade curent continuu tranzitorie (Án acest caz) are un efect nesemnificativ asupra valoriide vÊrf a curentului, aÛa cum s-a menÍionat anterior.NotŸ: asupra parametrilor nominali ai siguranÍei “gM”O siguranÍŸ de tip “gM” este de fapt o siguranÍŸ de tip “gG” la care elementul fuzibilcorespunde valorii de curent Ich (ch = caracteristic) care poate fi, de exemplu, 63 A.Aceasta este valoarea de test CEl, astfel ÁncÊt caracteristica timp-curent sŸ fieidenticŸ cu cea a siguranÍei “gG” de 63 A.AceastŸ valoare (63 A) este adoptatŸ pentru ca siguranÍa sŸ reziste la curenÍii depornire ai motorului, curentul de funcÍionare de regim permanent In putÊnd fi Ánvaloare de 10 la 20 A.Acesta ÁnseamnŸ cŸ soclul Ûi pŸrÍile metalice aferente pot fi de gabarit redus,

deoarece cŸldura disipatŸ Án funcÍionarea normalŸ este mai micŸ.O siguranÍŸ standard “gM” corespunzŸtoare pentru aceastŸ situaÍie va fi denumitŸ32M63 (adicŸ InMIch).Prima valoare de curent se referŸ la caracteristica de sarcinŸ permanentŸ asiguranÍei fuzibile, Án timp ce a doua valoare Ich se referŸ la caracteristica de curentde pornire (scurtŸ duratŸ).

SiguranÍele din clasa “aM” protejeazŸ numaila curenÍi de scurtcircuit Ûi trebuie Ántotdeaunaasociate cu un alt dispozitiv care sŸ protejezela suprasarcinŸ.

(1) Pentru curenÍi depŸÛind un anumit nivel, Án funcÍie de curentulnominal al siguranÍei, cum este arŸtat mai sus Án Fig. H15.

Fig. H14: Zona standardizatŸ de fuziune a fuzibilelor de tip aM(toate calibrele de curent).

Fig. H15: Limitarea de curent datŸ de o siguranÍŸ.




H9

În cazul folosirii siguranÍelor “gM”, protecÍia la suprasarcinŸ a motorului nu esterealizatŸ de siguranÍŸ Ûi astfel totdeauna este necesarŸ utilizarea unui releu termicseparat. De aceea, singurul avantaj oferit de siguranÍele “gM” faÍŸ de siguranÍele

“aM” este reducerea dimensiunilor fizice Ûi o uÛoarŸ reducere a costurilor aferente.

2.2 Dispozitive de comutaÍie combinate În general, dispozitivele de comutaÍie nu pot realiza singure toate cerinÍele celor treifuncÍii de bazŸ: protecÍie, comandŸ Ûi separare.Atunci cÊnd instalarea unui Ántreruptor automat nu este oportunŸ (mai ales cÊndfrecvenÍa de conectare este mare, pe perioade Ándelungate) sunt utilizate combinaÍiide dispozitive special proiectate pentru funcÍiile respective.Cele mai utilizate combinaÍii sunt descrise mai jos.

Asocieri separatoare Ûi fuzibileSe disting douŸ cazuri:n Cazul Án care arderea uneia sau multor siguranÍe produce deschiderea aparatuluide comutaÍie adiÍional. Aceasta este realizatŸ prin utilizarea siguranÍelor dotate cu

pini de percuÍie Ûi un sistem de declanÛare a aparatului de comutaÍie adiÍional, dotatcu resoarte Ûi mecanisme basculante (vezi Fig. H17).n Cazul Án care un aparat de comutaÍie neautomat este asociat cu un set desiguranÍe Ántr-o carcasŸ comunŸ.

În anumite ÍŸri conform cu CEI 60947-3, termenii “switch-fuse” Ûi “fuse-switch” ausemnificaÍii speciale, adicŸ:o un “switch-fuse” cuprinde un aparat de comutaÍie, de regulŸ un separator (Ángeneral douŸ Ántreruperi pe pol) Án partea din amonte are trei socluri de siguranÍefixe, Án care sunt montate elementele de Ánlocuire (vezi Fig. H18).o un “fuse-switch” constŸ din trei lame (cŸi de curent) de siguranÍe, fiecare realizÊndo dublŸ Ántrerupere pe fazŸ.CŸile de curent nu sunt continue pe toatŸ lungimea lor, fiecare avÊnd o porÍiune Ánmijloc unde este montat elementul de Ánlocuire (cartuÛul fuzibil). Unele dispozitive auo singurŸ separare pe fazŸ, cum se aratŸ Án Fig. H19.

Fig. H17: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator cudeclanÛare automatŸ.

Fig. H19: Simbol pentru fuzibile Ûi separator fŸrŸ declanÛare automatŸ.Fig. H18: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator fŸrŸdeclanÛare automatŸ.

Fig. H16: Curentul de vÊrf limitat Án funcÍie de curentul eficaceprezumat al componentei periodice a curentului de defectpentru fuzibile de joasŸ tensiune.

Fig. H20: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator +discontactor.

Fig. H21: Simbol pentru combinaÍie fuzibile Ûi separator desarcinŸ + discontactor.

Domeniul de curent pentru aceste dispozitive este limitat la maximum 100 A, pentrutensiunea trifazatŸ de 400 V, fiind utilizate Án principal Án instalaÍii casnice sausimilare. Pentru a evita confuzia Ántre prima variantŸ (cu declanÛare automatŸ) Ûicea de a doua variantŸ, termenul “combinaÍie fuzibile Ûi separator” trebuie sŸ fiecompletat cu “automat” sau “neautomat”.Separator combinat cu fuzibile + contactor dotat cu relee termice -separator de sarcinŸ combinat cu fuzibile + contactor dotat cu relee termice AÛa cum s-a menÍionat, un contactor dotat cu relee termice (discontactor) nurealizeazŸ protecÍia la scurtcircuit Ûi de aceea este necesarŸ prezenÍa siguranÍelorfuzibile de tip aM, pentru a realiza aceastŸ funcÍie. CombinaÍia este utilizatŸ Ánprincipal pentru circuitele de comandŸ ale motoarelor unde separatorul sauseparatorul de sarcinŸ permite manevre, cum sunt:n schimbarea elementelor de Ánlocuire (cu circuitul deschis);n intervenÍia asupra circuitului din aval de contactorul dotat cu relee termice (existŸriscul Ánchiderii acestuia prin comanda de la distanÍŸ).Separatorul combinat cu fuzibile trebuie sŸ fie interblocat cu contactorul cu relee. OmanevrŸ de deschidere sau Ánchidere a separatorului combinat cu fuzibile trebuiesŸ fie posibilŸ numai dacŸ contactorul este deschis (Fig. H20), deoarece separatorulcombinat cu fuzibile nu are posibilitatea de a comuta sub sarcinŸ. Un separator

de sarcinŸ combinat cu fuzibile nu necesitŸ interblocare (Fig. H21). Aparatul decomutaÍie trebuie sŸ fie de clasŸ AC22 sau AC23 dacŸ circuitul alimenteazŸ unmotor.

Întreruptor automat + contactor-Ántreruptor automat + contactor cu relee termiceAceste combinaÍii sunt utilizate Án sistemele de distribuÍie comandate la distanÍŸ, lacare numŸrul de acÍionŸri este mare sau pentru comanda Ûi protecÍia circuitelor dealimentare a motoarelor.


Curentul de defectprezumat (kAvÊrf)

Curentul maxim posibilex. 2,5 Ief (CEI)

Calibrul nominalal fuzibilului

Curbele caracteristiceale curentului de vÊrflimitat

Componenta periodicŸ a curentuluide defect prezumat (kAef)




H10

3 Alegerea aparatelor de comutaÍie

3.1 Tabel cu caracteristici funcÍionaleDupŸ ce au fost studiate funcÍiile de bazŸ ale aparatelor de comutaÍie de JT

(paragraful 1, Tab. H1) Ûi diferitele componente ale acestora, (paragraful 2),Tab. H22 prezintŸ posibilitŸÍile diferitelor aparate de realizare a funcÍiilor de bazŸ.

(1) Este realizatŸ Ántreruperea tuturor conductoarele active.(2) Ar putea sŸ fie necesarŸ menÍinerea alimentŸrii sistemului de oprire.(3) DacŸ este asociat cu un releu termic (combinaÍia este de obicei numitŸ “discontactor”).(4) În anumite ÍŸri, un separator cu contacte vizibile este montat obligatoriu la partea amonte a unei instalaÍii de JT alimentatŸ direct de la un transformator MT/JT.(5) Anumite tipuri de aparate de comutaÍie, sunt corespunzŸtoare pentru funcÍii de separare, (RCD conform CEI 61008) fŸrŸ sŸ se specifice explicit acest lucru.

3.2 SelecÍia aparatelor de comutaÍiePentru o alegere optimŸ a aparatelor de comutaÍie sunt utilizate din ce Án ce maimult pachete de programe de calcul (software). Fiecare circuit este analizat Án modseparat Ûi este ÁntocmitŸ o listŸ a cerinÍelor referitoare la funcÍiile de protecÍie Ûi delogistica de exploatare a instalaÍiei, conform celor menÍionate Án tabelul Tab. H22 Ûirezumate Án Tab. H1.Sunt studiate un numŸr de combinaÍii de aparate de comutaÍie Ûi se fac comparaÍii

Ántre diverse soluÍii, cu scopul de a realiza:n performanÍe satisfŸcŸtoare;n compatibilitŸÍi Ántre elementele individuale, de la curentului nominal In pÊnŸ lacurentului de defect Icu;n compatibilitate cu aparatajul de comutaÍie din amonte sau luarea Án consideraÍie acontribuÍiei acestuia Án procesele de comutaÍie;n conformitate cu toate reglementŸrile Ûi specificaÍiile Án vigoare, privind funcÍionareasigurŸ Ûi fiabilŸ a circuitului respectiv.Pentru a determina numŸrul de poli ai unui tip de aparat de comutaÍie facem referire

la capitolul G, paragraful 7, Fig. G64. Aparatele de comutaÍie multifuncÍionale, iniÍialmai costisitoare, reduc costurile aferente instalaÍiei Ûi problemele de montaj sau deexploatare. Adesea se constantŸ cŸ astfel de aparate de comutaÍie constituie ceamai bunŸ soluÍie tehnico-economicŸ.

Tab. H22: FuncÍiile Ándeplinite de diverse tipuri de aparate de comutaÍie.

Aparat de Separare ComandŸ ProtecÍie electricŸcomutaÍie FuncÍionalŸ De urgenÍŸ Oprire de Comutare ptr. SuprasarcinŸ Scurtcircuit DiferenÍial

urgenÍŸ mentenanÍŸ(mecanicŸ) mecanicŸ

Separator (cu n separ. vizibilŸ)(4)

Separator n n n(1) n(1)(2) n

de sarcinŸ(5) Dispozitiv de n n n(1) n(1)(2) n n curent rezidual(RCD)(5)

Separatorn

n

n(1)

n(1)(2)

n

de sarcinŸ cuseparare vizibilŸContactor n n(1) n(1)(2) n n(3)

Teleruptor n n(1) n

Fuzibil n n n

Întreruptor n n(1) n(1)(2) n n n automat(5)

Întreruptor n n n(1) n(1)(2) n n n automat cu(5)

separ. vizibilŸ Întreruptor n n n(1) n(1)(2) n n n n automat desupracurentÛi rezidual(5)

Locul de Originea fiecŸrui Toate punctele În general pe La punctele de La punctele de Originea fiecŸrui Originea fiecŸrui Originea circuit

instalare circuit unde din punct circuitul de sosire alimentare ale alimentare ale circuit circuit unde sistemul de(principiu de vedere al fiecŸrui tablou fiecŸrei maÛini fiecŸrei maÛini tratare a neutruluigeneral) operaÍional de distribuÍie Ûi/sau la fiecare este potrivit

poate fi necesarŸ maÛinŸ implicatŸ TN-S, IT, TToprirea procesului Án proces



H11

4 Întreruptoare automate

Întreruptoarele automate care asigurŸsepararea Ándeplinesc toate funcÍiile de bazŸ

ale aparatelor de comutaÍie; Án acelaÛi timp,prin intermediul accesoriilor aferente, suntcreate alte numeroase posibilitŸÍi funcÍionale.

AÛa cum se aratŸ Án Tab. H23 un Ántreruptor automat cu aptitudine de separareeste sigurul tip de aparat de comutaÍie capabil sŸ satisfacŸ simultan toate funcÍiilenecesare Ántr-o instalaÍie electricŸ.

În plus, acesta poate sŸ realizeze o gamŸ largŸ de alte funcÍii, prin intermediul unorelemente auxiliare, de exemplu: semnalizare (Ánchidere/deschidere, declanÛare pedefect), declanÛare la tensiune minimŸ, comandŸ la distanÍŸ, etc.Aceste caracteristici fac din Ántreruptorul automat cu aptitudine de separare tipul deaparat de comutaÍie de bazŸ pentru orice instalaÍie electricŸ.

Tab. H23: FuncÍiile unui Ántreruptor automat cu aptitudine de separare.

4.1 Standarde Ûi descriereStandardePentru instalaÍii de JT de tip industrial, standardele CEI relevante sunt urmŸtoarele:n 60947-1: reguli generale;n 60947-2: partea a 2-a: Ántreruptoare de putere;n 60947-3: partea a 3-a: comutatoare, separatoare, separatoare de sarcinŸ, aparatede comutaÍie combinate cu siguranÍe fuzibile;n 60947-4: partea a 4-a: contactoare Ûi startere pentru motoare;n 60947-5: partea a 5-a: dispozitive de comandŸ a circuitelor Ûi elementelor decomutaÍie;n 60947-6: partea a 6-a: dispozitive cu funcÍii multiple de comutaÍie;n 60947-7: partea a 7-a: echipament auxiliar.Pentru instalaÍii de JT casnice Ûi similare, standardul corespunzŸtor este CEI 60898Ûi/sau alte standarde naÍionale echivalente.

DescriereFigura H24 prezintŸ schematic pŸrÍile principale ale Ántreruptorului automat de JT ÛifuncÍiile aferente:

n componentele de comutaÍie, conÍinÊnd contactele fixe Ûi mobile Ûi camera destingere a arcului electric;n mecanismul Ántreruptorului, care deschide piesele de contact prin intermediuldispozitivului de declanÛare la aparitia unui supracurent. Acest mecanism cuprindeÛi pÊrghia (maneta) de acÍionare manualŸ;n un dispozitiv de declanÛare, care cuprinde:o un dispozitiv termic Ûi magnetic Án care o lamŸ bimetalicŸ, acÍionatŸ termic,detecteazŸ o situaÍie de suprasarcinŸ, Án timp ce declanÛatorul electromagneticacÍioneazŸ la nivele de curent corespunzŸtoare unui regim de scurtcircuit, sauo un releu electronic ce primeÛte informaÍii de la transformatorii de curent instalaÍicÊte unul pe fiecare fazŸ;n un spaÍiu de conectare, unde se pot monta diferite tipuri de borne, pentruconectarea conductoarelor aferente circuitului de forÍŸ.

Întreruptoarele automate pentru uz casnic (vezi Fig. H25, pagina urmŸtoare),conforme cu CEI 60898 sau alte standarde naÍionale echivalente Ándeplinesc

funcÍiile de bazŸ de:n separare;n protecÍie Ámpotriva supracurentului.

Fig. H24: PŸrÍile principale ale unui Ántreruptor automat.

Întreruptoarele automate industriale trebuie sŸfie conforme cu recomandŸrile CEI 60947-1 Ûi60947-2, sau ale altor standarde echivalente.

Tipurile de Ántreruptoare automate casnicetrebuie sŸ se conformeze standarduluiCEI 60898 sau standardului naÍionalechivalent.

FuncÍiuni CondiÍii posibileSeparare n

ComandŸ FuncÍional n

ComandŸ de urgenÍŸ n (cu utilizarea unei bobinede declanÛare)

ComutaÍie pentru n mentenanÍŸ mecanicŸ

ProtecÍie SuprasarcinŸ n

Scurtcircuit n

Defect de izolaÍie n (cu releu de curent diferenÍial) MinimŸ tensiune n (cu bobinŸ de minimŸ tensiune)ComandŸ la distanÍŸ n (adaugatŸ separat sau

ÁncorporatŸ)IndicaÍii Ûi mŸsurŸtori n (opÍiune generalŸ pentru

declanÛator electronic)





H13

4.2 Caracteristici fundamentale ale unui ÁntreruptorautomatParametrii fundamentali ai unui Ántreruptor automat sunt:n tensiunea nominalŸ Ue;n curentul nominal In;n domeniul de reglaj al curentului de declanÛare, pentru protecÍia la suprasarcinŸ(Ir(1) sau Irth(1)) Ûi pentru protecÍie la scurtcircuit (Im)(1);n capacitatea de deconectare (Icu pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial;Icn pentru cele de tip casnic).

Tensiunea nominalŸ (de funcÍionare) (Ue)Aceasta este tensiunea la care Ántreruptorul automat a fost proiectat sŸ funcÍioneze

Án condiÍii normale.Alte valori de tensiune sunt asociate Ántreruptorului automat corespunzŸtoare altorcondiÍii ÁntÊlnite Án exploatare, aÛa cum se aratŸ Án subparagraful 4.3

Curentul nominal (In)

Aceasta este valoarea maximŸ a curentului, la care Ántreruptorul automat dotat cuun anumit tip de releu de protecÍie la supracurent poate sŸ funcÍioneze indefinit,la o temperaturŸ ambiantŸ specificatŸ de fabricant, fŸrŸ sŸ fie depŸÛite limitele detemperaturŸ specifice pentru cŸile de curent.

Exemplu Un Ántreruptor automat, avÊnd curentul nominal In = 125 A pentru temperaturaambiantŸ de 40° C, va fi echipat cu un releu de protecÍie la supracurent calibrat

Án mod corespunzŸtor (la 125 A). AcelaÛi Ántreruptor automat poate fi utilizat lavalori mai mari ale temperaturii ambiante dacŸ reglajul este modificat Án modcorespunzŸtor. Astfel, la o temperaturŸ ambiantŸ de 50° C, Ántreruptorul automatpoate sŸ funcÍioneze Án regim de duratŸ numai la 117 A, (sau numai la 109 A, pentru60° C), pentru a se conforma limitei de temperaturŸ specificate.Ajustarea reglajului unui Ántreruptor automat este realizatŸ prin reducerea valoriicurentului de declanÛare aferent releului de suprasarcinŸ, fapt atestat printr-unmarcaj corespunzŸtor, aferent Ántreruptorului. Utilizarea unui modul de declanÛare

de tip electronic, proiectat sŸ funcÍioneze la temperaturi ridicate, permite Ántreruptoarelor automate sŸ funcÍioneze la o temperaturŸ ambiantŸ de 60° C (sauchiar la 70° C).NotŸ: curentul In pentru Ántreruptoare automate (conform CEI 60947-2) este egal cuIu pentru aparatele de comutaÍie Án general, unde Iu este curentul nominal, de regimpermanent.

Parametrii nominali Án cazul modulelor cu domenii multipleUn Ántreruptor automat, care poate fi dotat cu module diferite de protecÍie lasupracurent, avÊnd diferite domenii de reglaj ale curentului de declanÛare esteconsiderat ca avÊnd curentul nominal egal cu cea mai mare valoare a curentului dereglaj, aferentŸ tuturor tipurilor de relee de protecÍie cu care acesta poate fi echipat.

Exemplu Un Ántreruptor automat NS630N poate fi echipat cu 4 declanÛatoare electronice de la150 la 630 A. Calibrul Ántreruptorului automat este de 630 A.

Curentul reglat al releului de suprasarcinŸ (Irth sau In) În afarŸ de Ántreruptoarele automate de curenÍi mici, care sunt foarte uÛor de Ánlocuit, Ántreruptoarele automate industriale de putere sunt echipate cu relee de protecÍie lasupracurent demontabile sau interÛanjabile.

În acest sens, pentru a adapta Ántreruptoarele automate la cerinÍele circuituluicomandat Ûi pentru a evita necesitatea instalŸrii de cabluri supradimensionate,releele de protecÍie sunt, Án general, reglabile. Curentul reglat de declanÛare, In sau Irth (sunt utilizate ambele notaÍii) reprezintŸ valoarea curentului peste care

Ántreruptorul automat va declanÛa. Acesta reprezintŸ de asemenea, curentul maximpe care Ántreruptorul automat poate sŸ-l suporte, fŸrŸ declanÛare. AceastŸ valoaretrebuie sŸ fie mai mare decÊt curentul maxim de sarcinŸ Ismax, dar mai redusŸ decÊtcurentul maxim admisibil al circuitului, Iz (vezi capitolul G, subparagraful 1.3).Releele de protecÍie de tip “termic” sunt Án general reglabile de la 0,7 la 1,0 In. Încazul Án care sunt utilizate dispozitive electronice pentru aceste funcÍii, intervalul de

reglaj este mai mare; tipic Án 0,4 Ûi 1,0 In.Exemplu (vezi Fig. H30):Un Ántreruptor automat NS630N echipat cu un releu de protecÍie la supracurentSTR23SE de 400 A reglat la 0,9 va avea curentul reglat de declanÛare:Ir = 400 x 0,9 = 360 A.NotŸ: pentru Ántreruptoarele automate echipate cu relee de protecÍie la supracurent,nereglabile Ir = In. Exemplu pentru Ántreruptorul automat C60N, 20A, Ir = In = 20A.(1) Reglajul valorilor de curent se referŸ la declanÛarea

termicŸ, la suprasarcinŸ Ûi magneticŸ, la scurtcircuit.

Fig. H30: Exemplu de Ántreruptor automat Compact NS630N

echipat cu declanÛator STR23SE reglat la 0,9 pentru a aveaI r = 360 A.





H14

Reglajul curentului de declanÛare al releului de scurtcircuit (Im)Releele de declanÛare la scurtcircuit (instantanee sau cu temporizare de scurtŸduratŸ) sunt destinate sŸ declanÛeze rapid Ántreruptorul automat la apariÍia curenÍilorde defect de valoare ridicatŸ.Valorile treptelor de declaÛare Im sunt:n fie stabilite de standarde pentru tipurile casnice de Ántreruptoarele automate,exemplu CEI 60898, saun indicate de fabricant pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial,corespunzŸtor standardelor, Án special CEI 60947-2.

În cazul Ántreruptoarelor automate de tip industrial moderne, existŸ o mare varietatede dispozitive de declanÛare care permit utilizatorului sŸ adapteze caracteristicile deprotecÍie ale Ántreruptorului automat la cerinÍele specifice consumatorilor(vezi Tab. H31, Fig. H32, Ûi Fig. H33).

Fig. H33: Curba de declanÛare a unui Ántreruptor automat cu declanÛator electronic.

Ir: Reglaj la suprasarcinŸ temporizatIm: Reglaj la scurtcircuit temporizatIi: Reglaj la scurtcircuit instantaneuIcu: Capacitatea de rupere

Fig. H32: Curba de declanÛare a unui Ántreruptor automatcu declanÛator magneto-termic.


Tab. H31: Gamele de declanÛare la suprasarcinŸ Ûi scurtcircuit pentru Ántreruptoarele automate de joasŸ tensiune.

(1) 50 I n Án CEI 60898, ceea ce este consideratŸ nerealistŸ de majoritatea fabricanÍilor europeni (Merlin Gerin: 10 la 14 I n ).(2) Pentru uz industrial, standardul CEI nu specificŸ valori. Valorile date Án tabel sunt cele de uz curent.

Tipul releului ProtecÍia la ProtecÍia la scurtcircuitde protecÍie suprasarcinŸ

Întreruptoare Magneto- Ir = In Reglaj jos Reglaj standard Reglaj susautomate de uz termic tip B tip C tip Dcasnic CEI 60898 3 In i Im i 5 In 5 In i Im i 10 In 10 In i Im i 20 In(1)

Întreruptoare Magneto- Ir = In Reglaj jos Reglaj standard Reglaj susautomate modulare termic fixŸ tip B sau Z tip C tip D sau Kindustriale(2) 3,2 In i fix i 4,8 In 7 In i fix i 10 In 10 In i fix i 14 In

Întreruptoare Magneto- Ir = In fix FixŸ: Im = 7 la 10 In automate termic AjustabilŸ: AjustabilŸ:industriale(2) 0,7 In i Ir i In - Reglaj jos: 2 la 5 In CEI 60947-2 - Reglaj standard: 5 la 10 In Electronic TemporizatŸ TemporizatŸ, ajustabilŸ

0,4 In i Ir i In 1,5 Ir i Im i 10 IrInstantanee fixŸI = 12 la 15 In



H15

Caracteristici de separare (izolare)Un Ántreruptor automat este capabil sŸ separe un circuit dacŸ el ÁndeplineÛtecondiÍiile impuse unui separator (la tensiunea sa nominalŸ) corespunzŸtoarestandardelor (vezi subparagraful 1.2). În acest caz este denumit Ántreruptor-separator(cu aptitudine de separare) Ûi marcat cu simbolul .Toate aparatele de comutaÍie de JT: Multi9, Compact NS Ûi Masterpact, produse submarca Merlin Gerin, se ÁncadreazŸ in aceastŸ categorie.

Capacitatea de deconectare la scurtcircuit (Icu sau Icn)Capacitatea de deconectare (nominalŸ) la scurtcircuit a unui Ántreruptor automat deputere, este cea mai mare valoare (prezumatŸ) a curentului, pe care acesta estecapabil sŸ-l ÁntrerupŸ, fŸrŸ a suferi deteriorŸri semnificative.Valoarea de curent, specificatŸ Án standarde, este valoarea eficace a componenteide c.a. a curentului de defect, adicŸ se considerŸ componenta de c.c. tranzitorie(care este totdeauna prezentŸ Án cazurile cele mai defavorabile de scurtcircuit) cafiind nulŸ. AceastŸ valoare nominalŸ (Icu) pentru Ántreruptoarele automate de tipindustrial Ûi (Icn) pentru cele de tip casnic, este de obicei datŸ Án kA valoare eficace.Icu (capacitatea de deconectare “limitŸ” sau “ultimŸ”, care implicŸ cea mai mare

valoare pentru curentul de Ántrerupt, Án cadrul ciclului de Áncercare la scurtcircuit)Ûi Ics (capacitatea de deconectare, de serviciu, care implicŸ o anumitŸ valoare decurent, Án ciclul de Áncercare la scurtcircuit) sunt definite Án CEI 60947-2, ÁmpreunŸcu un tabel care indicŸ relaÍia Ántre Ics Ûi Icu pentru diferite categorii de utilizareA (declanÛare instantanee) Ûi B (declanÛare temporizatŸ) aÛa cum se aratŸ Ánsubparagraful 4.3.

ÎncercŸrile de laborator pentru stabilirea capacitŸÍii de rupere a Ántreruptoarelorautomate, sunt guvernate de standarde specifice care includ:n secvenÍe de operare, cuprinzÊnd o succesiune de manevre de Ánchidere Ûideschidere, Án regim de scurtcircuitn defazajul Ántre curent Ûi tensiune. Atunci cÊnd curentul este Án fazŸ cu tensiuneade alimentare (cos ϕ = 1) Ántreruperea curentului este mai uÛoarŸ, decÊt pentru altevalori ale factorului de putere. Deconectarea unui curent la valori reduse alecos ϕ este mult mai dificil de realizat; un factor de putere egal cu zero fiind (teoretic)situaÍia cea mai defavorabilŸ.

În practicŸ, toÍi curenÍii de defect de scurtcircuit din sistemele de distribuÍie, aufactori de putere subunitari. Ca urmare, standardele sunt bazate pe valoriconsiderate ca fiind reprezentative pentru majoritatea sistemelor de distribuÍie. Îngeneral, cu cÊt nivelul curentului de defect este mai mare pentru o anumitŸ tensiunede alimentare, cu atÊt este mai scŸzutŸ valoarea factorului de putere corespunzŸtorbuclei de defect (de exemplu, aproape de generatoare sau de transformatoare demare putere).Tabelul H34, de mai jos, extras din CEI 60947-2 face legŸtura Ántre valorilestandardizate ale factorului de putere cos ϕ Ûi curentul Icu corespunzŸtor pentru

Ántreruptoarele automate de tip industrial.n pentru determinarea capacitŸÍii de deconectare Icu a Ántreruptorului automat (prinrealizarea unui secvenÍe deschidere-pauzŸ-Ánchidere-deschidere) sunt necesareteste relativ la urmŸtoarele elemente:o tensiunea de Íinere dielectricŸ,o performanÍele de separare,o funcÍionarea corectŸ a protecÍiei la suprasarcinŸ.Este necesar ca secvenÍa de Áncercare precedentŸ sŸ nu afecteze comportarea

Ántreruptorului automat din punct de vedere al performanÍelor de comutaÍie.

4.3 Alte caracteristici ale unui Ántreruptor automatTensiunea nominalŸ de izolaÍie (Ui)Aceasta este valoarea de tensiune la care se efectueazŸ testele de rigiditatedielectricŸ (Án general mai mari decÊt 2 Ui) Ûi pentru care sunt definite distanÍele destrŸpungere Ûi conturnare. Valoarea maximŸ a tensiunii nominale de funcÍionare nutrebuie sŸ depŸÛeascŸ tensiunea nominalŸ de izolaÍie, adicŸ Ue i Ui.

UrmŸtoarele caracteristici, mai puÍinimportante, ale unui Ántreruptor automat de JTsunt deseori luate Án calcul atunci cÊnd se face alegerea finalŸ a acestuia.

Capacitatea de deconectare (rupere) lascurtcircuit a Ántreruptoarelor automate de JTdepinde de valoarea factorului de puterecos ϕ aferent buclei de curent de defect.Valorile standard pentru aceste relaÍii au foststabilte Án anumite standarde.


Tab. H34: Curentul I cu corespunzŸtor factorului de putere cos ϕ al reÍelei cu scurtcircuit(CEI 60947-2).

Icu cos ϕ6 kA < Icu i 10 kA 0,510 kA < Icu i 20 kA 0,320 kA < Icu i 50 kA 0,2550 kA < Icu 0,2




H16

Tensiunea nominalŸ de Íinere la impuls (U imp)AceastŸ caracteristicŸ indicŸ valoarea de vÊrf (kVmax) a tensiunii de impuls (deo anumitŸ formŸ Ûi polaritate) pe care echipamentul este capabil sŸ o suporte ÁncondiÍii de test, fŸrŸ a se defecta, Ûi la care se raporteazŸ valorile distanÍelor deizolare.

În general pentru Ántreruptoare automate industriale Uimp = 8 kV Ûi pentru celedomestice Uimp = 6kV.

Categoriile de Ántreruptoare automate (A sau B) Ûi curentulnominal admisibil de scurtŸ duratŸ (Icw)AÛa cum s-a menÍionat anterior (Án subparagraful 4.2) existŸ douŸ categorii deaparate de comutaÍie de tip industrial, de JT, Ûi anume A Ûi B conform CEI 60947-2:n aparate din categoria A, la care nu existŸ nici o ÁntÊrziere deliberatŸ Án acÍiuneadispozitivelor de declanÛare electromagneticŸ la scurtcircuit (vezi Fig. H35). Acesteasunt Án general Ántreruptoare automate cu carcasŸ turnatŸ, Ûin aparate din categoria B, pentru care, Án scopul de a realiza o coordonare cucelelalte Ántreruptoare Án sensul selectivitŸÍii protecÍiei, este posibilŸ declanÛareatemporizatŸ. Aceasta este posibil numai dacŸ nivelul curentului de defect este maiscŸzut decÊt curentul nominal admisibil de scurtŸ duratŸ (Icw) aferent Ántreruptoruluiautomat respectiv (vezi Fig. H36). Acest mod de funcÍionare este Án general utilizat

Án cazul Ántreruptoarelor aferente puterilor celor mai mari cu camere de rupere Ánaer Ûi la anumite tipuri de Ántreruptoare de mare putere, cu carcasŸ turnatŸ. Icw estecurentul maxim pe care Ántreruptoarele automate din categoria B, pot sŸ-l suporte dinpunct de vedere termic Ûi electrodinamic, un interval de timp indicat de fabricant, fŸrŸdeteriorŸri semnificative.

Curentul maxim de conectare (Ánchidere pe scurtcircuit - Icm)Icm este cea mai mare valoare instantanee a curentului, pe care un Ántreruptorautomat poate sŸ-l conecteze, Án condiÍii specifice, la tensiunea nominalŸ. ÎnreÍelele de c.a., aceastŸ valoare instantanee de vÊrf, este corelatŸ cu Icu (curentulde deconectare) prin coeficientul k. Acesta depinde de factorul de putere (cos ϕ) albuclei aferente curentului de scurtcircuit (aÛa cum se aratŸ Án Tab. H37).

Într-o instalaÍie proiectatŸ corect un Ántreruptorautomat nu va fi niciodatŸ Án situaÍia de afuncÍiona la curentul maxim de deconectare,I cu . Din acest motiv, a fost introdus un nouparametru Ûi anume, I cs . Valoarea acestuiaeste definitŸ Án CEI 60947-2 ca fiind procentdin I cu (25, 50, 75 Ûi 100%).

Exemplu: Un Masterpact NW08H2 are o capacitate de deconectare Icu Án valoare de

100 kA. Capacitatea acestuia de conectare de vÊrf Icm va fi 100 x 2,2 = 220 (kAmax).Capacitatea de rupere de serviciu la scurtcircuit (Ics)Capacitatea nominalŸ de rupere limitŸ la scurtcircuit (Icu) sau capacitatea nominalŸde Ánchidere la scurtcircuit (Icm) este curentul de defect maxim pe care Ántreruptorulautomat poate sŸ-l ÁntrerupŸ fŸrŸ sŸ fie afectat Án mod semnificativ. Probabilitateade apariÍie a unui astfel de curent este foarte scŸzutŸ Ûi Án circumstanÍe normalecurenÍii de defect sunt considerabil mai scŸzuÍi decÊt capacitatea de rupere “limitŸ”Icu a Ántreruptorului. Pe de altŸ parte este important ca aceÛti curenÍi (cu probabilitatescŸzutŸ) sŸ fie ÁntrerupÍi Án condiÍii bune astfel ÁncÊt Ántreruptorul sŸ fie imediatdisponibil pentru reÁnchidere, dupŸ ce circuitul defect a fost remediat. Din acestemotive, a fost creat un nou parametru Ics exprimat Án procente din Icu (25, 50, 75 Ûi100% pentru Ántreruptoarele automate industriale).SecvenÍa standard de Áncercare la scurtcircuit este urmŸtoarea:n O - CO - CO(1) (la Ics);Testele realizate conform acestei secvenÍe sunt destinate sŸ verifice dacŸ

Ántreruptorul este Án stare bunŸ Ûi disponibil unei funcÍionŸri normale.Pentru Ántreruptoarele automate de tip casnic Ics = k x Icn. Valorile coeficientului ksunt date Án CEI 60898 tabelul XIV. În Europa, practica industrialŸ utilizeazŸ uncoeficient k de 100%, astfel ÁncÊt Ics = Icu.

(1) “O” reprezintŸ operaÍia de deschidere. “CO” reprezintŸoperaÍia de Ánchidere urmatŸ de deschidere.

Fig. H35: Întreruptor automat categoria A.

Fig. H36: Întreruptor automat categoria B,


Tab. H37: RelaÍia Ántre capacitatea de rupere nominalŸ I cu Ûi capacitatea de ÁnchiderenominalŸ I cm la diferite valori ale factorului de putere al curentului de scurtcircuit, aÛa cum estestandardizatŸ Án CEI 60947-2.

Icm cos ϕ Icm = k Icu

6 kA < Icu i 10 kA 0,5 1,7 x Icu

10 kA < Icu i 20 kA 0,3 2 x Icu

20 kA < Icu i 50 kA 0,25 2,1 x Icu

50 kA i Icu 0,2 2,2 x Icu



H17

Limitarea curentului de scurtcircuitCapacitatea de limitare a curentului de scurtcircuit aferentŸ unui Ántreruptor automatconstŸ Án abilitatea de a preveni atingerea curentului de defect prezumat maxim,permiÍÊnd numai trecerea unui curent limitat, aÛa cum se aratŸ Án Fig. H38.Caracteristicile de limitare a curentului sunt date de producŸtor sub formŸ dediagrame specifice (Fig. H39, a Ûi b).n diagrama (a) aratŸ dependenÍa valorii de vÊrf a curentului limitat faÍŸ de valoareacomponentei de c.a. a curentului de defect prezumat (curentul prezumat estecurentul de defect care ar trece prin Ántreruptorul automat dacŸ nu s-ar realizalimitarea curentului);n limitarea de curent reduce semnificativ solicitŸrile termice (proporÍionale cu I 2t)aceastŸ dependenÍŸ fiind arŸtatŸ Án diagrama (b) a Fig. H39. Aceste diagrame au ÁnabscisŸ valoarea eficace a componentei de c.a. a curentului de defect prezumat.

Întreruptoarele automate pentru instalaÍii casnice Ûi similare sunt clasificate Án anumite standarde (mai ales standardul european EN 60898). Ca urmare, Ántreruptoarele automate aparÍinÊnd unei clase (de limitatoare de curent) aucaracteristici de limitare standard, definite de clasa respectivŸ. În aceste cazurifabricanÍii, de obicei, nu furnizeazŸ curbe de performanÍŸ caracteristice.

Multe modele de Ántreruptoare automate deJT sunt caracterizate printr-o capacitate de

limitare a curentului de scurtcircuit, mijlocprin care acesta este redus Ûi este prevenitŸatingerea valorii de vÊrf maxime a curentuluiprezumat ( Fig. H38) . PerformanÍele delimitare a curentului ale acestor Ántreruptoareautomate sunt prezentate Án forma graficŸ ÁnFig. H39 , diagrama (a) .

a) b)

Fig. H39: Curbele de performanÍŸ ale unui Ántreruptor automat de JT tipic.

Limitarea de curent reduce eforturile termice Ûielectrodinamice Án toate elementele de circuitparcurse de curent, prelungind semnificativdurata de viaÍŸ a acestor elemente. Mai mult,proprietatea de limitare permite utilizareatehnicilor “de filiaÍie” (vezi 4.5), reducÊndsemnificativ costurile proiectŸrii Ûi instalŸriiunor circuite electrice.

Avantajele limitŸrii de curentUtilizarea Ántreruptoarelor automate limitatoare de curent aduce numeroaseavantaje:n o mai bunŸ conservare a circuitelor instalaÍiei: Ántreruptoarele limitatoare de curentatenueazŸ puternic toate efectele nocive asociate curenÍilor de scurtcircuit;n reducerea efectelor termice: ÁncŸlzirea conductoarelor (Ûi implicit a instalaÍiei) estesemnificativ redusŸ, astfel ÁncÊt durata de viaÍŸ a cablurilor creÛte corespunzŸtor;n reducerea efectelor electrodinamice (mecanice): forÍele datorate respingeriielectrodinamice sunt mai reduse, cu risc mai mic de deformare Ûi posibilŸ rupere,

uzurŸ excesivŸ a contactelor, etc.;n reducerea efectelor de influenÍŸ electromagneticŸ:o influenÍŸ mai redusŸ asupra instrumentelor de mŸsurŸ Ûi circuitelor asociate,sistemelor de telecomunicaÍii, etc.Ca urmare, Ántreruptoarele limitatoare contribuie la o exploatare optimŸ a:n cablurilor Ûi circuitelor electrice;n sistemelor de bare colectoare;n aparatelor de comutaÍie, reducÊnd semnificativ ÁmbŸtrÊnirea izolaÍiei.Exemplu

Într-un sistem avÊnd curentul de scurtcircuit prezumat de 150 kAef, un Ántreruptorautomat Compact L limiteazŸ curentul de vÊrf la mai puÍin de 10% din valoarea devÊrf prezumatŸ Ûi efectul termic (integrala Joule) la mai puÍin de 1% din valoareacalculatŸ.Utilizarea tehnicii filiaÍiei cu ajutorul unor Ántreruptoare limitatoare pe mai multe nivelede distribuÍie poate determina realizarea unor importante economii.

Tehnica filiaÍiei, descrisŸ Án subcapitolul 4.5, permite realizarea de economiisubstanÍiale din punctul de vedere al aparatajului de comutaÍie (Ántreruptoarele dinaval de cele limitatoare vor putea avea performanÍe mai reduse). Economiile carese fac la costul tablourilor de distribuÍie din faza de proiectare pot atinge, global,valoarea de 20%.Schemele de protecÍie selectivŸ Ûi schemele utilizÊnd tehnica filiaÍiei suntcompatibile pentru Ántreruptoarele automate Compact NS, pÊnŸ la capacitatea dedeconectare maximŸ a acestora.

Fig. H38: CurenÍi prezumaÍi Ûi reali.





H18

4.4 SelecÍia unui Ántreruptor automatAlegerea unui Ántreruptor automat

Alegerea unui Ántreruptor automat se realizeazŸ Án funcÍie de:n caracteristicile electrice ale instalaÍiei pentru care este destinat;n mediul ÁnconjurŸtor: temperaturŸ ambiantŸ, amplasare Án interiorul unui panou sau

Ántr-un tablou de distribuÍie, condiÍii climatice, etc.;n cerinÍele de deconectare a curentului de scurtcircuit Ûi de conectare pescurtcircuit;n specificaÍii funcÍionale: declanÛare selectivŸ, cerinÍe de comandŸ la distanÍŸÛi semnalizare, prezenÍa contactelor auxiliare, bobine auxiliare de declanÛare,integrarea Ántr-o reÍea localŸ (de comunicare, comandŸ Ûi semnalizare);n regulamente de exploatare aferente instalaÍiei, Án particular protecÍia persoanelor;n parametrii Ûi caracteristicile consumatorilor: motoare, iluminat fluorescent,transformatoare JT/JT etc.UrmŸtoarele paragrafe se referŸ la alegerea unui Ántreruptor automat de JT, destinatutilizŸrii Án sistemele de distribuÍie.

Alegerea curentului nominal Án funcÍie de temperaturaambiantŸCurentul nominal al unui Ántreruptor automat este definit pentru funcÍionarea la otemperaturŸ ambiantŸ specificatŸ, Án general:n 30° C pentru Ántreruptoarele automate de tip casnic;n 40° C pentru Ántreruptoarele automate de tip industrial.PerformanÍele Ántreruptoarelor automate la diferite temperaturi ambiante, depind Ánprincipal de tehnologie Ûi de unitŸÍile lor de declanÛare (vezi Fig. H40).

DeclanÛatoare termice Ûi electromagnetice necompensate Întreruptoarele automate cu declanÛatoare termice necompensate au mŸrimeacurentului de declanÛare dependentŸ de temperatura mediului ambiant. DacŸ

Ántreruptorul automat este instalat Ántr-o incintŸ sau Ántr-un loc ÁncŸlzit (camerŸ ÁncŸlzitŸ, etc.) curentul necesar pentru declanÛare la suprasarcinŸ va fi mult mairedus. CÊnd temperatura mediului Án care este amplasat Ántreruptorul automatdepŸÛeÛte temperatura de referinÍŸ, reglajul acestuia trebuie corectat.Din acest motiv, fabricanÍii de Ántreruptoare automate furnizeazŸ tabele care indicŸfactorii de corecÍie pentru temperaturi diferite faÍŸ de temperatura de referinÍŸ a

Ántreruptorului automat. Din aceste tabele, se poate observa (vezi Tab. H41) cŸla temperaturi mai joase decÊt valoarea de referinÍŸ, are loc o mŸrire virtualŸ aparametrilor nominali ai Ántreruptorului automat. În plus, reperele modulare de

Ántreruptoare automate de curenÍi mici, montate prin juxtapunere (aÛa cum se aratŸ Án Fig. H27) sunt de obicei plasate Ántr-o carcasŸ metalicŸ, ÁnchisŸ. În aceste situaÍii ÁncŸlzirea reciprocŸ, produsŸ de curenÍii de sarcinŸ normali, necesitŸ aplicarea unuicoeficient de corecÍie de 0,8.

Alegerea unei anumite clase de Ántreruptoareautomate este determinatŸ de: caracteristicile

electrice ale instalaÍiei, mediul ÁnconjurŸtor,sarcinile Ûi necesitŸÍile de comandŸ ladistanÍŸ, ÁmpreunŸ cu tipul de sistem detelecomunicaÍii utilizat.

Fig. H40: Temperatura ambiantŸ.

Întreruptoarele automate cu dispozitive dedeclanÛare termice necompensate au nivelulde curent de declanÛare dependent detemperatura mediului ambiant.

Tab. H41: Exemplu de tabele pentru determinarea factorului de declasare/supraclasare Án funcÍiede temperatura ambiantŸ pentru Ántreruptoarele automate fŸrŸ declanÛatoare compensate.

C60a, C60H: curbŸ C, C60N: curbŸ B Ûi C (temperatura de referinÍŸ: 30° C)Curent (A) 20° C 25° C 30° C 35° C 40° C 45° C 50° C 55° C 60° C1 1,05 1,02 1,00 0,98 0,95 0,93 0,90 0,88 0,85

2 2,08 2,04 2,00 1,96 1,92 1,88 1,84 1,80 1,743 3,18 3,09 3,00 2,91 2,82 2,70 2,61 2,49 2,374 4,24 4,12 4,00 3,88 3,76 3,64 3,52 3,36 3,246 6,24 6,12 6,00 5,88 5,76 5,64 5,52 5,40 5,3010 10,6 10,3 10,0 9,70 9,30 9,00 8,60 8,20 7,8016 16,8 16,5 16,0 15,5 15,2 14,7 14,2 13,8 13,520 21,0 20,6 20,0 19,4 19,0 18,4 17,8 17,4 16,825 26,2 25,7 25,0 24,2 23,7 23,0 22,2 21,5 20,732 33,5 32,9 32,0 31,4 30,4 29,8 28,4 28,2 27,540 42,0 41,2 40,0 38,8 38,0 36,8 35,6 34,4 33,250 52,5 51,5 50,0 48,5 47,4 45,5 44,0 42,5 40,563 66,2 64,9 63,0 61,1 58,0 56,7 54,2 51,7 49,2

NS250N/H/L (temperatura de referinÍŸ: 40° C)Curent (A) 40° C 45° C 50° C 55° C 60° C

TM160D 160 156 152 147 144TM200D 200 195 190 185 180TM250D 250 244 238 231 225




H19

ExempluCare este valoarea curentului nominal In, aferentŸ unui Ántreruptor automat C60N cuurmŸtoarele funcÍii:

n protejeazŸ un circuit, curentul de sarcinŸ maxim fiind estimat la 34 A;n este instalat alŸturi de alte Ántreruptoare automate, Ántr-o cutie de distribuÍie

ÁnchisŸ;n temperatura mediului ambiant este de 50° C.Un Ántreruptor automat C60N de 40 A va trebui utilizat la 35,6 A la temperaturamediului ambiant de 50° C (vezi Tab. H41). Pentru a Íine seama de ÁncŸlzireareciprocŸ din spaÍiul Ánchis trebuie utilizat un coeficient de 0,8 - dupŸ cum s-a arŸtatmai devreme - astfel ÁncÊt 35,6 x 0,8 = 28,5 A, care nu este corespunzŸtor sarciniide 34 A. De aceea, trebuie ales un Ántreruptor automat de 50 A, care asigurŸ uncurent nominal dupŸ declasare de 44 x 0,8 = 35,2 A.

DeclanÛatoare termice Ûi electromagnetice compensateAceste declanÛatoare conÍin o lamŸ bimetalicŸ de compensare, care permite reglajulcurentului de declanÛare la suprasarcinŸ (Ir sau Irth) Án cadrul unui interval specific,independent de temperatura ambiantŸ.

Exemplu:n Án anumite ÍŸri sistemul TT este standard pentru reÍelele de distribuÍie de JTÛi instalaÍiile casnice (sau similare) sunt protejate la punctul de delimitare de un

Ántreruptor automat furnizat de autoritatea competentŸ. Acest Ántreruptor automat, pelÊngŸ protecÍia la atingerea indirectŸ, va declanÛa la suprasarcinŸ Án cazul Án careconsumatoarul depŸÛeÛte nivelul de curent fixat Án contractul Áncheiat cu furnizorulde energie. Întreruptoarele automate (In i 60A) sunt compensate pentru intervalul detemperaturi (-5° C la +40° C).n Ántreruptoarele automate de JT, avÊnd curenÍii nominali (In i 630 A) sunt de regulŸechipate cu declanÛatoare compensate pentru intervalul (-5° C la +40° C).

DeclanÛatoare electroniceUn avantaj important al declanÛatoarelor electronice Ál constituie stabilitateacaracteristicilor, Án condiÍii de temperaturŸ variabilŸ. TotuÛi, ÁnsuÛi aparatul decomutaÍie impune limite, aÛa cum s-a menÍionat anterior, astfel ÁncÊt fabricanÍiidau de obicei un tabel de dependenÍŸ a valorilor maxime admisibile pentru valorilecurentului de declanÛare Án funcÍie de temperatura ambiantŸ (vezi Fig. H42).

DeclanÛatoarele electronice sunt foarte stabileÁn condiÍii de temperaturŸ variabilŸ.

Fig. H42: Declasarea unui Ántreruptor automat Masterpact NW20, Án funcÍie de temperaturŸ.

Masterpact, versiunea NW20 40°C 45°C 50°C 55°C 60°CH1/H2/H3 DebroÛabil cu In (A) 2.000 2.000 2.000 1.980 1.890

bornele pe plat Reglaj maxim Ir 1 1 1 0,99 0, 95L1 DebroÛabil cu In (A) 2.000 2.000 1.900 1.850 1.800

bornele pe cant Reglaj maxim Ir 1 1 0,95 0,93 0, 90





H20

Alegerea pragului de declanÛare instantanee sau cutemporizare redusŸ

Tabelul H43 de mai jos prezintŸ principalele caracteristici ale declanÛatoarelorinstantanee sau cu temporizare redusŸ.

Alegerea Ántreruptorului automat Án funcÍie de capacitatea derupereInstalarea unui Ántreruptor automat Ántr-o instalaÍie de JT trebuie sŸ ÁndeplineascŸuna din condiÍiile urmŸtoare:n sŸ aibŸ o capacitate de rupere Icu Ûi Ics (sau Icn) egalŸ sau mai mare decÊt curentulde scurtcircuit prezumat, calculat Án punctul respectiv al instalatiei, saun dacŸ prima condiÍie nu este satisfŸcutŸ, sŸ fie asociat cu un alt dispozitiv, plasat Ánamonte, care are capacitatea de deconectare necesarŸ.

În al doilea caz, caracteristicile celor douŸ dispozitive trebuie sŸ fie coordonate astfel ÁncÊt energia care poate sŸ treacŸ prin dispozitivul din amonte sŸ nu depŸÛeascŸpe cea pe care poate sŸ o suporte dispozitivul din aval. De asemenea cablurileasociate, conductoarele Ûi celelalte componente, trebuie sŸ nu fie afectate Án nici unfel. AceastŸ tehnicŸ este utilizatŸ eficient Án:n asocierea siguranÍelor cu Ántreruptoare automate;n asocierea Ántreruptoarelor limitatoare cu Ántreruptoare automate standard.AceastŸ tehnicŸ este denumitŸ filiaÍie (vezi subparagraful 4.5).

Alegerea Ántreruptoarelor automate generale Ûi plecŸriUn singur transformatorDacŸ transformatorul este plasat Án postul de transformare de tip consumator,anumite standarde naÍionale impun un aparat de comutaÍie de JT, la care poziÍia“deschis” a contactelor este vizibilŸ, cum este cazul unui Compact NS debroÛabil.

Exemplu (vezi Fig. H44 pagina alaturatŸ)Ce tip de aparat este potrivit pentru a Ándeplini funcÍia de Ántreruptor automatprincipal Ántr-o instalaÍie alimentatŸ printr-un transformator trifazat 250 kVA MT/JT(400 V) plasat Ántr-un post de transformare de tip consumator?In transformator = 360 AIsc (trifazat) = 8,9 kAUn Ántreruptor automat de 400 A, cu un declanÛator reglabil Án intervalul250 - 400 A Ûi cu o capacitate nominalŸ de rupere (Icu = 45 kA) va fi corespunzŸtoracestei utilizŸri.

Instalarea unui Ántreruptor automat de JTimpune ca valoarea capacitŸÍii de rupere aacestuia (sau aceea a Ántreruptorului automatÁmpreunŸ cu a dispozitivului asociat) sŸfie egalŸ sau mai mare decÊt curentul descurtcircuit prezumat calculat, Án punctul deinstalare.

Întreruptorul automat conectat la ieÛireacelui mai mic transformator trebuie sŸ aibŸcapacitatea de rupere adecvatŸ curentuluide defect cel mai mare care poate sŸ treacŸprin Ántreruptorul automat aferent oricŸrui alttransformator.


Tab. H43: Diferite declanÛatoare instantanee sau cu temporizare redusŸ.

Tip DeclanÛator AplicaÍii Reglaj jos, n surse cu puteri de scurtcircuit reduse

tip B (generatoare de rezervŸ)n cabluri sau linii aeriene lungi

Reglaj standard, n protecÍia circuitelor, cazul generaltip C

Reglaj sus n protecÍia circuitelor cu curenÍi tranzitoriitip D sau K iniÍiali importanÍi

(motoare, transformatoare, sarcini rezistive)

12 In n protecÍia motoarelor Án asociere cutip MA discontactoarele

(contactoare cu protecÍie la suprasarcinŸ)



H21

Mai multe transformatoare Án paralel (vezi Fig. H45)n Întreruptoarele automate CBP plecŸri din tabloul de distribuÍie de JT, trebuie sŸfie capabile sŸ ÁntrerupŸ curentul de defect al tuturor transformatoarelor conectate Án

paralel la barele colectoare adicŸ: Iscl + Isc2 + Isc3;n Întreruptoarele automate CBM, fiecare controlÊnd cÊte o ieÛire de transformator,trebuie sŸ fie capabile sŸ deconecteze curentul de scurtcircuit maxim (de exemplu)de numai Isc2 + Isc3 pentru un scurtcircuit produs Án amonte de CBM1. Din acesteconsideraÍii, se observŸ cŸ Án aceste circumstanÍe, Ántreruptorul automat al celuimai mic transformator va fi afectat de cel mai mare curent de scurtcircuit, Án timp ce

Ántreruptorul automat al celui mai mare transformator va fi parcurs de cel mai miccurent de scurtcircuit;n Reglajul intreruptoarelor automate CBM trebuie ales Án acord cu puterile nominaleale transformatoarelor respective.NotŸ: condiÍiile de bazŸ pentru funcÍionarea corectŸ a celor trei transformatoaretrifazate Án paralel, pot fi rezumate astfel:1. Defazajul Ántre tensiunile primar Ûi secundar sŸ fie acelaÛi pentru toate unitŸÍileconectate Án paralel.2. Tensiunile nominale Án gol trebuie sŸ fie aceleaÛi pentru toate unitŸÍile.3. Tensiunea de scurtcircuit (usc%) trebuie sŸ fie aceeaÛi pentru toate unitŸÍile.De exemplu, un transformator de 750 kVA cu usc = 6% va alimenta corect osarcinŸ ÁmpreunŸ cu un transformator de 1000 kVA, avÊnd usc = 6%. În acest caz,transformatoarele vor fi ÁncŸrcate proporÍional cu puterile lor. Pentru transformatoarela care raportul puterilor depŸÛeÛte valoarea 2, funcÍionarea Án paralel nu esterecomandatŸ.Tabelul H46 indicŸ pentru configuraÍia cea mai uzualŸ (2 sau 3 transformatoare deputeri egale) curenÍii de scurtcircuit care solicitŸ Ántreruptoarele automate CBM ÛiCBP conform Fig. H45. Tabelul se bazeazŸ pe urmŸtoarele ipoteze:n puterea trifazatŸ de scurtcircuit pe partea de MT a transformatorului este 500 MVA;n transformatoarele sunt de tip standard de 20/0,4 kV Ûi au puteri nominale conformtabelului;n cablurile aferente fiecŸrui transformator, pÊnŸ la Ántreruptorul automat de JT, suntrealizate din conductor monofilar, de lungime 5 m;n Ántre fiecare CBM al circuitului de sosire Ûi fiecare CBP al circuitului de plecareexistŸ o lungime de 1 m de bare colectoare;n

aparatajul de comutaÍie este instalat Ántr-un dulap de distribuÍie Ánchis, montat lasol; temperatura ambiantŸ este de 30° C.De asemenea tabelul indicŸ tipurile de Ántreruptoare automate din fabricaÍia MerlinGerin recomandate pentru funcÍia de tip CBM Ûi respectiv CBP, la fiecare caz.

Exemplu (vezi Fig. H47 pagina urmŸtoare).n Alegerea Ántreruptoarelor automate pentru funcÍia de CBM:In pentru un transformator de 800 kVA = 1126 A (la 410 V tensiune Án gol)Icu (minim) = 48 kA (din Tab. H46)CBM indicat Án tabel este Compact NS 1250 N (Icu = 50 kA).n Alegerea Ántreruptoarelor automate pentru funcÍia CBP:Capacitatea de rupere la scurtcircuit (Icu) necesarŸ acestor Ántreruptoare automateeste 56 kA, conform Tab. H46.SoluÍia recomandatŸ pentru cele trei circuite de plecare 1, 2 Ûi 3 o reprezintŸ

Ántreruptoarele automate limitatoare de curent, tip NS 400 L, NS 250 L, NS 100L.Curentul Icu Án fiecare caz este 150 kA.

Fig. H44: Exemplu de transformator plasat Án postul detransformare de tip consumator.

Fig. H45: Transformatoare Án paralel.

Tab. H46: Valorile maxime ale curentului de scurtcircuit ce pot fi Ántrerupte de Ántreruptoarele sosire Ûi plecare din TG (CBM Ûi CBP), pentru cÊteva transformatoareÁn paralel.


NumŸrul Ûi puterea Capacitatea de rupere Selectivitatea totalŸ Ántre Capacitatea de rupere min. Curentul nominal In alnominalŸ (kVA) pentru min. a Ántreruptorului Ántreruptoarelor autom. sosire a Ántreruptoarelor autom. Ántreruptoarelor autom.transformatoare 20/0,4 kV automat sosire (Icu) kA (CBM) Ûi plecare (CBP) din TG plecare (Icu) kA plecare (CPB) 250A2 x 400 14 NW08N1/NS800N 27 NS250H3 x 400 28 NW08N1/NS800N 42 NS250H2 x 630 22 NW10N1/NS1000N 42 NS250H3 x 630 44 NW10N1/NS1000N 67 NS250H2 x 800 19 NW12N1/NS1250N 38 NS250H3 x 800 38 NW12N1/NS1250N 56 NS250H2 x 1.000 23 NW16N1/NS1600N 47 NS250H3 x 1.000 47 NW16N1/NS1600N 70 NS250H2 x 1.250 29 NW20N1/NS2000N 59 NS250H3 x 1.250 59 NW20N1/NS2000N 88 NS250L

2 x 1.600 38 NW25N1/NS2500N 75 NS250L3 x 1.600 75 NW25N1/NS2500N 113 NS250L2 x 2.000 47 NW32N1/NS3200N 94 NS250L3 x 2.000 94 NW32N1/NS3200N 141 NS250L




H22

Aceste Ántreruptoare automate oferŸ urmŸtoarele avantaje:o selectivitate totalŸ faÍŸ de Ántreruptorul automat CBM din amonte,o utilizarea tehnicii “filiaÍiei” pentru componentele din aval, rezultÊnd avantaje

economice.

Alegerea Ántreruptoarelor automate din circuitul de plecare Ûidin circuitele finaleUtilizarea Tabelului G40Cu ajutorul acestui tabel poate fi determinatŸ rapid valoarea curentului descurtcircuit trifazat, Án orice punct al instalaÍiei, dacŸ se cunosc:n valoarea curentului de scurtcircuit Ántr-un punct din amonte de Ántreruptorulrespectiv;n lungimea, secÍiunea Ûi structura conductoarelor Ántre cele douŸ puncte.Este recomandatŸ alegerea unui Ántreruptor automat cu o capacitate de ruperesuperioarŸ celei din tabel.

Calculul detaliat al nivelului curentului de scurtcircuit Pentru a calcula Án mod precis curentul de scurtcircuit, mai ales atunci cÊndcapacitatea de rupere a Ántreruptorului automat este ceva mai micŸ decÊt cea

indicatŸ Án tabel, este necesar sŸ se utilizeze metoda din capitolul G, paragraful 4. Întreruptoarele automate bipolare (cu poli pe fazŸ Ûi neutru), avÊnd protecÍiepe un singur pol Aceste Ántreruptoare automate sunt Án general dotate cu un dispozitiv de protecÍie lasupracurent, plasat numai pe polul fazei. Acestea pot fi utilizate Án schemele TT,TN-S Ûi IT. Reamintim cŸ Ántr-o schemŸ IT trebuiesc respectate urmŸtoarele condiÍii:n condiÍia (B) din Tab. G67, relativ la protecÍia conductorului de neutru, faÍŸ desupracurentul care apare Án cazul defectului dublu;n capacitatea de deconectare la scurtcircuit (nominalŸ): un Ántreruptor automatbipolar (fazŸ Ûi neutru) trebuie sŸ fie capabil sŸ ÁntrerupŸ pe un pol (la tensiuneadintre faze) curentul unui defect dublu egal cu 15% din curentul de scurtcircuittrifazat din punctul respectiv al instalaÍiei, dacŸ curentul este i 10 kA, sau 25% dincurentul de scurtcircuit trifazat, dacŸ acesta depŸÛeÛte 10 kA;n protecÍia la atingere indirectŸ: aceastŸ protecÍie este realizatŸ conform regulilorpentru schemele IT.

Capacitate de deconectare insuficientŸ În sistemele de distribuÍie de JT se ÁntÊmplŸ uneori (mai ales Án reÍelele foarte ÁncŸrcate) ca Isc calculat sŸ depŸÛeascŸ Icu al Ántreruptorului automat disponibil ÁninstalaÍie, sau modificŸri ale reÍelei din amonte, sŸ ducŸ la depŸÛirea performanÍelor

Ántreruptorului automat de JT.n SoluÍia 1: verificaÍi dacŸ Ántreruptoarele automate din amonte sunt limitatoare decurent, permiÍÊnd aplicarea principiului filiaÍiei (descris Án subparagraful 4.5);n SoluÍia 2: instalarea unei game de Ántreruptoare automate avÊnd performanÍesporite. AceastŸ soluÍie este interesantŸ din punct de vedere economic atunci cÊndnumai unul sau douŸ Ántreruptoare sunt afectate;n SoluÍia 3: asocierea siguranÍelor limitatoare de curent “gG” sau “aG” (cu

Ántreruptoarele automate implicate), pe partea amonte. AceastŸ combinaÍie trebuietotuÛi sŸ respecte urmŸtoarele reguli:o performanÍele siguranÍei trebuie sŸ fie corespunzŸtoare,o sŸ nu se monteze siguranÍe pe conductorul de neutru, exceptÊnd anumite

instalaÍii IT unde un defect dublu produce un curent Án conductorul de neutru carepoate depŸÛi capacitatea de deconectare a Ántreruptorului automat. În acest caz,topirea siguranÍei de pe neutru, trebuie sŸ ducŸ la declanÛarea Ántreruptoruluiautomat Ûi Ántreruperea tuturor fazelor.

4.5 Coordonarea Ántre Ántreruptoarele automateTehnica “filiaÍiei”Descrierea tehnicii “filiaÍiei”Prin limitarea Án amplitudine Ûi duratŸ a valorii de vÊrf a curentului de scurtcircuitun Ántreruptor automat limitator permite utilizarea, Án circuitele din aval, a unoraparate de comutaÍie Ûi componente de circuit cu capacitŸÍi de deconectare ÛiperformanÍe de stabilitate termicŸ Ûi electrodinamicŸ mai scŸzute decÊt Án cazurileclasice. Reducerea dimensiunilor fizice Ûi a cerinÍelor de perfomanÍŸ asigurŸeconomii substanÍiale Ûi simplificarea lucrŸrilor de instalare. Este de remarcatcŸ, Án timp ce Ántreruptoarele automate limitatoare de curent produc un efect decreÛtere virtualŸ a impedanÍei sursei pe durata scurtcircuitului, acestea nu au niciun efect Án alte condiÍii cum ar fi pornirea unui motor de putere mare (cÊnd este dedorit o impedanÍŸ redusŸ a sursei). În acest sens, de mare interes este gama de

Ántreruptoare limitatoare Compact NS cu performanÍe ridicate de limitare.

Nivelele de curent de scurtcircuit din oricepunct al unei instalaÍii electrice pot fi obÍinutedin tabele.

Tehnica “filiaÍiei” utilizeazŸ proprietŸÍileÁntreruptoarelor limitatoare de curent pentrua permite instalarea Án aval de acestea, aunor cabluri Ûi componente de circuit cuperformanÍe semnificativ mai reduse decÊtar fi fost necesar, simplificÊnd Ûi reducÊndcosturile instalaÍiei.

Fig. H47: Transformatoare Án paralel.




H23

CondiÍii de exploatareCele mai multe standarde naÍionale permit utilizarea tehnicii “filiaÍiei” cu condiÍia canivelul de energie care trece prin Ántreruptoarele limitatoare sŸ fie mai mic decÊt celpe care pot sŸ Ál suporte Ántreruptoarele Ûi componentele din aval.

În practicŸ, aceastŸ condiÍie poate fi verificatŸ numai prin ÁncercŸri realizate Ánlaborator. Astfel de teste sunt realizate de fabricanÍi care furnizeazŸ informaÍii subformŸ de tabel. În acest mod, utilizatorii pot sŸ proiecteze Ántr-o manierŸ riguroasŸ oschemŸ tip cascadŸ, bazatŸ pe combinaÍii de tipuri de Ántreruptoare recomandate.De exemplu, Tab. H48 indicŸ posibilitatea utilizŸrii tehnicii “filiaÍiei” a Ántreruptoarelorautomate de tip C60, Clario Ûi NG125, dacŸ se instaleazŸ Án aval de Ántreruptoarelelimitatoare NS 250 N, H sau L pentru instalaÍii de 230/400 V sau 240/415 V trifazate.

În general sunt necesare ÁncercŸri delaborator, pentru a ne asigura cŸ sunt

Ándeplinite condiÍiile de exploatare impusede standardele naÍionale Ûi cŸ producŸtorulasigurŸ combinaÍii corespunzŸtoare deaparate de comutaÍie

Avantajele tehnicii “filiaÍiei”De procesul de limitare a curentului beneficiazŸ toate circuitele din aval care suntalimentate prin Ántreruptorul automat limitator respectiv.Principiul nu este restrictiv, adicŸ Ántreruptoarele automate limitatoare pot fimontate Án orice punct al instalaÍiei unde circuitele Ûi componentele din aval ar aveaperformanÍe inadecvate.Rezultatul este:n simplificarea calculelor de curent de scurtcircuit;n simplificarea, adicŸ alegerea Ántr-un domeniu mai larg a aparatelor de comutaÍie Ûiechipamentelor din aval;n utilizarea unor aparate de comutaÍie Ûi echipamente cu performanÍe mai reduse,cu micÛorarea costurilor corespunzŸtoare;n economie de spaÍii de amplasare, deoarece echipamentele cu performanÍe maireduse sunt Án general mai puÍin voluminoase.

DeclanÛarea selectivŸ (selectivitatea)Selectivitatea este realizatŸ de dispozitive automate de protecÍie, astfel ÁncÊt un defectcare apare Án orice punct a instalaÍiei, sŸ fie deconectat de dispozitivele de protecÍieplasate imediat Án amonte de defect, Án timp ce toate celelalte dispozitive de protecÍierŸmÊn Án aceeÛi stare (vezi Fig. H49).

Selectivitatea poate fi totalŸ sau parÍialŸ.Aceasta poate fi bazatŸ pe principiul nivelelorde curent sau temporizŸrilor sau o combinaÍiea celor douŸ. DezvoltŸri recente sunt bazatepe principiul selectivitŸÍii logice.Un sistem (brevetat de Merlin Gerin) utilizeazŸavantajele combinate ale limitŸrii de curent ÛiselectivitŸÍii.


Tab. H48: Exemple de posibilitŸÍi de “filiaÍie” pentru instalaÍii de 230/400 V sau 240/415 Vtrifazate.

kAeficace Capacitatea de rupere 150 NS250La Ántreruptorului 50 NS250Hautomat limitator 35 NS250Namonte

Capacitatea de rupere 150 NG125La Ántreruptorului 70 NG125Lautomat aval (beneficiind 40 C60L i 40 A C60L i 40 Ade tehnica “filiaÍiei”)

36 NG125N NG125N 30 C60H C60N/H/L C60N/H

C60L C60L 50-63 A 25 C60N C120N/H

C120N/H C120N/H 20 Clario Clario Clario

Fig. H49: Selectivitate totalŸ Ûi parÍialŸ.




H24

Selectivitatea Ántre Ántreruptoarele automate A Ûi B este totalŸ dacŸ valoarea maximŸa curentului de scurtcircuit Án circuitul B (Isc B) nu depŸÛeÛte reglajul de declanÛarela scurtcircuit al Ántreruptorului automat A (Im A). În aceastŸ situaÍie la scurtcircuit va

declanÛa numai B (vazi Fig. H50).Selectivitatea este parÍialŸ dacŸ curentul de scurtcircuit maxim posibil Án circuitul BdepŸÛeÛte reglajul de declanÛare aferent Ántreruptorului automat A. Într-o astfel desituaÍie la curent de scurtcircuit maxim, vor declanÛa ambele Ántreruptoare automateA Ûi B (vezi Fig. H51).

Selectivitatea bazatŸ pe nivelul de curent: protecÍia Ámpotriva suprasarcinilor (vezi Fig. H52a).AceastŸ metodŸ este realizatŸ prin reglajul succesiv al nivelelor de declanÛare alereleelor, Án trepte, de la releul din aval (reglaj inferior) cŸtre sursŸ (reglaj superior).Selectivitatea este totalŸ sau parÍialŸ conform anumitor condiÍii particulare, aÛa cums-a arŸtat Án exemplele de mai sus.Ca regulŸ selectivitatea este obÍinutŸ cÊnd:n IrA/IrB > 2:

Selectivitatea bazatŸ pe nivele de timp: protecÍia Ámpotriva scurtcircuitelor denivel scŸzut (vezi Fig. H52b)

AceastŸ metodŸ este implementatŸ prin reglajul declanÛŸrii temporizate astfel ÁncÊtreleele din aval sŸ aibŸ cel mai scurt timp de acÍiune; ÁntÊrzierea creÛte progresiv pemŸsurŸ ce ÁnaintŸm cŸtre sursŸ.

În diagrama cu douŸ nivele prezentatŸ Ántreruptorul automat A, din amonte, este ÁntÊrziat suficient pentru a asigura selectivitatea totalŸ cu Ántreruptorul automat B (deexemplu, Masterpact cu declanÛator electronic).

Selectivitatea bazatŸ pe combinarea celor douŸ metode de mai sus (vezi Fig. H52c)O ÁntÊrziere mecanicŸ, adiÍionalŸ schemei nivelelor de curent, poate sŸ

ÁmbunŸtŸÍeascŸ performanÍele de selectivitate globalŸ. Întreruptorul automat dinamonte are douŸ niveluri pentru declanÛarea electromagneticŸ ultrarapidŸ:n Im A declanÛator magnetic cu temporizare sau declanÛator electronic cu scurtŸtemporizare;n Ii declanÛare instantanee.Selectivitatea este totalŸ dacŸ Isc B < Ii (instantanee).

Selectivitatea bazatŸ pe nivelele energiei arcului electric: protecÍia Ámpotrivascurtcircuitelor foarte puterniceAceastŸ tehnologie implementatŸ Án Ántreruptorul automat limitator Compact NS esteextrem de eficientŸ pentru obÍinerea selectivitŸÍii totale.Principiu: Atunci cÊnd un scurtcircuit foarte puternic este detectat de cŸtre douŸ

Ántreruptoare automate A Ûi B, contactele acestora se deschid simultan. Ca rezultatcurentul este limitat semnificativ.n cantitatea importantŸ de energie a arcului electric provoacŸ declanÛarea

Ántreruptorului automat B;n apoi energia scade Ûi nu mai este suficientŸ pentru a provoca declanÛarea lui A.Ca regulŸ, selectivitatea Ántre Compact NS este totalŸ dacŸ raportul Ántre A Ûi B estemai mare decÊt 2,5.

Selectivitate prin nivele de curent

Fig. H51: Selectivitate parÍialŸ Ántre Ántreruptoareleautomate A Ûi B.

Fig. H50: Selectivitate totalŸ Ántre Ántreruptoareleautomate A Ûi B.

Selectivitatea prin nivele de curent este realizatŸ prin reglajul Án trepteal curenÍilor de acÍionare ai declanÛatoarelor magnetice.

a)

b)

c)

Fig. H52: Selectivitate.

Selectivitatea prin nivele de curent este realizatŸ cu Ántreruptoare automate,de preferat limitatoare, prin reglajul Án trepte al nivelelor de curent aferentedeclanÛatoarelor electromagnetice instantanee.

În acest sens pot exista mai multe cazuri:n Întreruptorul din aval nu este limitator de curent

În acest caz, selectivitatea totalŸ este practic imposibilŸ, deoarece IscA esteaproximativ egal cu IscB astfel ÁncÊt ambele Ántreruptoare automate vor declanÛasimultan. Ca urmare, pentru aceastŸ situaÍie, selectivitatea este parÍialŸ Ûi limitatŸ laIm al Ántreruptorului automat din amonte (vezi Fig. H51).n Întreruptorul din aval este limitator de curent

ÎmbunŸtŸÍirea declanÛŸrii selective poate fi obÍinutŸ prin utilizarea unui Ántreruptorautomat limitator de curent Án aval, adicŸ Án poziÍia Ántreruptorului B. Pentruun scurtcircuit produs Án aval de B, curentul limitat I

B va duce la funcÍionarea

declanÛatorului electromagnetic din B (reglat corespunzŸtor) dar va fi insuficientpentru a produce declanÛarea lui A.NotŸ: toate Ántreruptoarele automate de JT (considerate aici) au un anumit gradde limitare al curentului, chiar Ûi acelea care nu sunt clasificate ca limitatoare decurent. Acest fapt s-a luat Án considerare pentru curba caracteristicŸ a Ántreruptoruluiautomat standard A, prezentatŸ Án Fig. H53. Sunt necesare totuÛi calcule Ûi testeadecvate pentru a asigura performanÍe satisfŸcŸtoare Án cazul acestei combinaÍii.




H25

n Întreruptorul automat din amonte este de tip ultrarapid cu ÁntÊrziere redusŸ (SD)Aceste Ántreruptoare sunt dotate cu declanÛatoare care au o temporizare redusŸ,nereglabilŸ. ÎntÊrzierea este suficientŸ pentru asigurarea unei selectivitŸÍi absolute

cu orice alt Ántreruptor ultrarapid din aval, la orice valoare a curentului de scurtcircuit,pÊnŸ la valoarea Ii A (vezi Fig. H54).

Fig. H53: Limitarea aval de Ántreruptorul automat B.

Fig. H54: Utilizarea unui Ántreruptor automat amonte selectiv.

Exemplu Întreruptorul automat A: Compact NS250N dotat cu un declanÛator care include ocaracteristicŸ SD.Ir = 250 A, declanÛator magnetic reglat la 2000 A

Întreruptorul automat B: Compact NS100NIr = 100 ACatalogul de distribuÍie electricŸ Merlin Gerin indicŸ limita de selectivitate la

3000 A (o ÁmbunŸtŸÍire peste limita de 2500 A obÍinutŸ la folosirea unui declanÛatorstandard).

Selectivitate temporalŸAceastŸ tehnicŸ necesitŸ:n introducerea unui mecanism de temporizare Án structura declanÛatoareloraferente;n Ántreruptoare automate cu performanÍe de stabilitate termicŸ Ûi electrodinamicŸcorespunzŸtoare nivelelor ridicate de curent Ûi ÁntÊrzierilor implicate.DouŸ Ántreruptoare automate A Ûi B Án serie (parcurse de acelaÛi curent) suntselective dacŸ durata de declanÛare a Ántreruptorului automat B din aval este maimicŸ decÊt durata de nondeclanÛare a Ántreruptorului automat A.

Selectivitatea bazatŸ pe declanÛare ÁntÊrziatŸ,utilizeaza Ántreruptoare automate numite“selective” (Án anumite ÍŸri).Utilizarea acestor Ántreruptoare automate esterelativ simplŸ Ûi constŸ Án eÛalonarea Án timpa momentelor de declanÛare pentru mai multeÁntreruptoare automate conectate Án serie.





H26

Selectivitate pe mai multe niveleUn exemplu de schemŸ practicŸ cu Ántreruptoare automate Merlin Gerin - Masterpact(cu dispozitive electronice de protecÍie). Aceste Ántreruptoare automate sunt echipate

cu temporizatoare reglabile permiÍÊnd 4 trepte de reglaj, astfel ÁncÊt:n ÁntÊrzierea corespunzŸtoare unei anumite trepte este mai mare decÊt timpul de

Ántrerupere total al treptei urmŸtoare inferioare;n temporizarea corespunzŸtoare primei trepte este mai mare decÊt timpul total derupere al Ántreruptoarelor automate ultrarapide (tip Compact de exemplu) sau alfuzibilelor (vezi Fig. H55).

Fig. H55: Selectivitate temporalŸ.

Limitare Ûi selectivitate obÍinute pe baza energiei arculuielectric (selectivitate energeticŸ)FiliaÍia Ántre 2 aparate este obÍinutŸ utilizÊnd declanÛarea Ántreruptorului automat

din amonte A pentru a ajuta Ántreruptorul automat din aval B sŸ rupŸ arcul. LimitaselectivitŸÍii Is este Án consecinÍŸ egalŸ cu capacitatea de rupere ultimŸ Icu B a

Ántreruptorului automat B acÍionÊnd singur, deoarece filiaÍia implicŸ declanÛareaambelor aparate.Tehnologia bazatŸ pe energia arcului electric implementatŸ Án Ántreruptoareleautomate Compact NS permite creÛterea limitelor selectivitŸÍii. Principiile sunturmŸtoarele:n Ántreruptorul automat limitator din aval (B) vede un curent de scurtcircuit important.DeclanÛarea este rapidŸ (< 1ms) Ûi deci curentul este limitat;n Ántreruptorul automat amonte (A) vede un curent de scurtcircuit limitat comparatcu capacitatea sa de rupere. Acest curent provoacŸ o respingere a contactelor. Carezultat tensiunea arcului creÛte Ûi curentul este Ûi mai mult limitat. Presiunea nueste destul de mare pentru a provoca declanÛarea Ántreruptorului automat. Deci,

Ántreruptorul automat A va ajuta Ántreruptorul automat B sŸ declanÛeze, fŸrŸ adeclanÛa el ÁnsuÛi. Limita selectivitŸÍii poate fi mai mare decÊt Icu B Ûi selectivitatea

devine totalŸ la un cost optim al aparatelor.Selectivitate totalŸ naturalŸ cu Compact NSAvantajul major al Ántreruptorului automat Compact NS constŸ Án asigurareaselectivitŸÍii totale naturale Ántre douŸ aparate Ánseriate dacŸ:n raportul Ántre curenÍii nominali ai celor douŸ declanÛatoare este > 1,6;n raportul curenÍilor nominali ai celor douŸ Ántreruptoare automate > 2,5.




H27

Se pot realiza scheme de selectivitate logicŸutilizÊnd Ántreruptoare automate dotate

cu declanÛatoare electronice, proiectatespecial Án acest scop (Compact, Masterpact,fabricate de Merlin Gerin) interconectate princonductoare pilot.

Selectivitate logicŸAcest sistem de selectivitate necesitŸ Ántreruptoare automate echipate cudeclanÛatoare electronice, proiectate special Ûi cu conductoare pilot deinterconexiune, pentru transferul de date Ántre Ántreruptoarele automate.Pentru douŸ nivele A Ûi B (vezi Fig. H56) Ántreruptorul automat A este reglat sŸdeclanÛeze instantaneu Án caz cŸ releul Ántreruptorului automat B nu trimite unsemnal care sŸ confirme cŸ defectul se aflŸ Án aval de B.Acest semnal produce ÁntÊrzierea declanÛŸrii lui A asigurÊnd totodatŸ protecÍia derezervŸ Án eventualitatea cŸ Ántreruptorul automat B nu reuÛeÛte Ántreruperea.Acest sistem (brevetat de Merlin Gerin) permite de asemenea localizarea rapidŸ adefectelor.

Fig. H56: Selectivitate logicŸ.

4.6 Selectivitate MT/JT Ántr-un post de transformarede tip consumator

În general, transformatorul dintr-un post de transformare de tip consumator esteprotejat prin siguranÍe de MT care corespund parametrilor transformatorului, Án

conformitate cu principiile enunÍate Án CEI 60787 Ûi CEI 60420, urmÊnd indicaÍiilefabricantului de siguranÍe fuzibile.Deoarece siguranÍa de MT nu trebuie sŸ declanÛeze la defecte apŸrute pe partea deJT (Án aval de Ántreruptorul de JT), curba caracteristicŸ a celui din urmŸ trebuie sŸ segŸseascŸ la stÊnga curbei de pre-arc a siguranÍei fuzibile.AceastŸ condiÍie, fixeazŸ reglajele maximale pentru protecÍia Ántreruptorului de JT, Ûianume:n reglajul nivelului maxim al curentului de scurtcircuit al declanÛatoruluielectromagnetic;n ÁntÊrzierea maximŸ permisŸ pentru declanÛatorul de scurtcircuit (vezi Fig. H57).

Fig. H57: Exemplu.





H28

Fig. H58: Curbele fuzibilelor MT Ûi Ántreruptorului automat JT.

n nivelul de scurtcircuit la bornele de MT ale transformatorului: 250 MVA;n transformator MT/JT: 1250 kVA, 20/0,4 kV;n siguranÍe MT: 63 A;

n conexiune Ántre transformator Ûi Ántreruptorul automat de JT: 10 m de cablumonofilar;n Ántreruptor automat de JT: Compact NS 2000 reglat la 1800 A (Ir).Care este reglajul maxim al curentului de declanÛare la scurtcircuit Ûi ÁntÊrziereamaximŸ permisŸ?Curbele din Fig. H58 aratŸ cŸ selectivitatea este asiguratŸ dacŸ ÁntÊrziereadeclanÛatorului temporizat este reglatŸ la:n un nivel i 6 Ir = 10,8 kA;n un reglaj de ÁntÊrziere la treapta 1 sau 2.






J - ProtecÍia Ámpotrivasupratensiunilor la JT

J2

1 General

1.1 Ce este o supratensiune tranzitorie?O supratensiune tranzitorie este un impuls de tensiune sau o undŸ care este

suprapusŸ tensiunii nominale a reÍelei (vezi Fig. J1).

Fig. J1: Exemple de supratensiuni tranzitorii.

Acest tip de supratensiune tranzitorie este caracterizat de (vezi Fig. J2):n frontul de undŸ (tf) mŸsurat Án µs;n gradientul S mŸsurat Án kV/µs.O supratensiune tranzitorie perturbŸ echipamentele Ûi provoacŸ radiaÍiielectromagnetice. Mai mult decÊt atÊt, durata supratensiunii tranzitorii (T) cauzeazŸun impuls de energie Án circuitele electrice care poate sŸ distrugŸ echipamentele.

Fig. J2: Principalele caracteristici ale supratensiunii.

1.2 Cele patru tipuri de supratensiuni tranzitoriiExistŸ patru tipuri de supratensiuni tranzitorii care pot perturba instalaÍiile electrice Ûiconsumatorii alimentaÍi din acestea:n supratensiuni tranzitorii de origine atmosfericŸ;n supratensiuni tranzitorii de comutaÍie;n supratensiuni tranzitorii de frecvenÍŸ industrialŸ;n supratensiuni tranzitorii cauzate de descŸrcŸri electrostatice.

Supratensiuni tranzitorii de origine atmosfericŸRiscul unei lovituri de trŸsnet: cÊteva cifre

În fiecare zi Ántre 2000 Ûi 5000 de furtuni se formeazŸ pe planeta noastrŸ. Aceste

furtuni sunt ÁnsoÍite de trŸsnete care constituie un risc serios pentru oameni Ûiechipamente. Lovituri de trŸsnet ating pŸmÊntul cu o ratŸ de 30 pÊnŸ la 100 lovituripe secundŸ. Anual aceasta ÁnseamnŸ 3 mii de miliarde de lovituri de trŸsnet.n Pretutindeni Án lume, Án fiecare an, mii de persoane sunt lovite de trŸsnet Ûi unnumŸr foarte mare de animale sunt ucise.n TrŸsnetul provoacŸ un mare numŸr de incendii, Án special asupra clŸdirilor dinferme.



J3

1 General

TrŸsnetul provine dintr-o descŸrcare asarcinilor electrice acumulate Án noriicumulo-nimbus care formeazŸ uncondensator cu pŸmÊntul. Fenomenulfurtunilor provoacŸ daune serioase. TrŸsnetuleste un fenomen atmosferic frecvent careproduce supratensiuni tranzitorii Án toateelementele conductoare Ûi Án special Ánconductoare Ûi Án echipamente.

n TrŸsnetul afecteazŸ transformatoarele electrice, contoarele de energie, aparateleelectro-casnice, Án general toate aplicaÍiile electrice Ûi electronice din sectorulrezidenÍial Ûi industrial.

n ClŸdirile Ánalte sunt cele mai des lovite de trŸsnet.n Costul reparaÍiilor pentru daunele provocate de trŸsnete este foarte mare.n Este dificilŸ evaluarea daunelor provocate de perturbaÍiile produse de trŸsneteasupra reÍelelor de telecomunicaÍie sau calculatoare, erori ale automatelorprogramabile sau defectŸri ale sistemelor de reglare automatŸ.

În plus pierderile provocate de un echipament scos din uz de o loviturŸ de trŸsnetpot avea consecinÍe financiare apropiate de costul iniÍial al echipamentului.

Caracteristicile unui descŸrcŸri de trŸsnetTabelul J3 aratŸ valorile date de comitetul de protecÍie Ámpotriva trŸsnetelor(comisia tehnicŸ 81 a CEI). DupŸ cum se poate vedea 50% din trŸsnete sunt de oforÍŸ mai mare de 33 kA Ûi 5% sunt mai mari de 85 kA. Energia implicatŸ este decifoarte mare.

Este important de cunoscut probabilitatea Ûi forÍa loviturilor atunci cÊnd protejŸm oinstalaÍie. Mai trebuie Ûtiut Ûi cŸ curentul unui trŸsnet este un impuls de curent de

ÁnaltŸ frecvenÍŸ ajungÊnd pÊnŸ la un megahertz.

Efectele trŸsnetului

Curentul unui trŸsnet este deci un curent electric de ÁnaltŸ frecvenÍŸ. La fel ca Ûiefectele provocate de o inducÍie puternicŸ sau de alte supratensiuni tranzitorii,el provoacŸ aceleaÛi efecte asupra unui conductor ca Ûi orice alt curent de joasŸfrecvenÍŸ:n Efecte termice: topire la locul impactului Ûi efectul Joule datorat circulaÍiei decurent care provoacŸ incendii.n Efecte electrodinamice: cÊnd curentul de trŸsnet circulŸ printr-un conductor paralelcu alte conductoare poate provoca atragere sau respingere Ántre conductoare, adicŸdeformaÍii mecanice sau ruperi ale acestora.n Efectul de combustie: trŸsnetul provoacŸ dilatarea aerului Án canalul de arcimplicÊnd suprapresiuni pe o distanÍŸ de zeci de metri. Suflul poate spargegeamuri sau proiecta oameni Ûi animale la cÊÍiva metri faÍŸ de locaÍia iniÍialŸ. LareÁntoarcerea aerului Án canalul de arc, unda de Ûoc se transformŸ Ántr-o undŸsonorŸ: tunetul.n Supratensiunile tranzitorii circulŸ dupŸ impact pe reÍelele electrice sau pe reÍeleletelefonice aeriene.n Supratensiunile induse de efectul radiaÍiei electromagnetice a canalului de arcde trŸsnet, care acÍioneazŸ ca o antenŸ peste cÊÍiva kilometri, Ûi care reprezintŸ unimpuls de curent considerabil.n Ridicarea potenÍialului pŸmÊntului la circulaÍia curentului de trŸsnet Án pŸmÊnt.Aceasta explicŸ loviturile indirecte ale trŸsnetului prin tensiunea de pas Ûidistrugerea echipamentelor.

Supratensiuni tranzitorii de comutaÍieO schimbare bruscŸ Án condiÍiile de funcÍionare ale unei reÍele electrice va provocaapariÍia unor fenomene tranzitorii. Acestea sunt Án general unde de tensiune de

ÁnaltŸ frecvenÍŸ sau amortizate (vezi Fig. J1).Acestea au un front lent; frecvenÍa lor variazŸ de la zeci la sute de kilohertzi.Supratensiunile tranzitorii de comutaÍie sunt provocate de:n impulsuri de tensiune la deconectarea aparaturii de comutaÍie (fuzibile,

Ántreruptoare automate), datoritŸ funcÍionŸrii dispozitivelor de protecÍie, sau de

deschiderea Ûi Ánchiderea aparatajului de comandŸ (relee, contactori);n impulsuri de tensiune de la circuite inductive provocate de motoare la porniresau oprire sau conectarea Ûi deconectarea transformatoarelor Án posturile detransformare MT/JT;n impulsuri de tensiune la conectarea unei baterii de condensatoare la reÍea;n toate dispozitivele care conÍin o bobinŸ, un condensator sau un transformator,conectate la alimentarea cu energie electricŸ: relee, contactoare, televizoare,imprimante, computere, cuptoare electrice, filtre, etc.

Tab. J3: Caracteristicile descŸrcŸrilor de trŸsnet date de comitetul de protecÍie ÁmpotrivatrŸsnetelor al CEI.

Probabilitatea Curentul Gradientul Durata NumŸr totalde producere de vÊrf totalŸ descŸrcŸriP% I (kA) S (kA/ μs) T (s) n95 7 9,1 0,001 150 33 24 0,01 25 85 65 1,1 6




J4

Supratensiuni tranzitorii de frecvenÍŸ industrialŸ (vezi Fig. J4)Aceste supratensiuni au aceeaÛi frecvenÍŸ ca Ûi reÍeaua (50, 60 sau 400 Hz):n supratensiuni cauzate de defecte de izolaÍie fazŸ/carcasŸ sau fazŸ/pŸmÊnt

Án reÍelele cu neutrul izolat sau tratat prin impedanÍŸ sau prin Ántrerupereaconductorului neutru. CÊnd aceasta se ÁntÊmplŸ, aparatele monofazice pot primi Ánloc de 230 V, pÊnŸ la 400V sau pentru medie tensiune tensiunea poate creÛte cupÊnŸ la √ 3;n supratensiuni cauzate de avarii, de exemplu un conductor de medie tensiunecŸzut peste unul de joasŸ tensiune.n funcÍionarea unui eclator de ÁnaltŸ sau medie tensiune provoacŸ o creÛtere apotenÍialului pŸmÊntului, pe durata acÍionŸrii dispozitivului de protecÍie. La ciclurileautomate de cuplŸri-decuplŸri succesive, ce urmeazŸ dupŸ detectarea unui defect,aceste dispozitive vor reamorsa arcul dacŸ defectul persistŸ.

Supratensiuni tranzitorii cauzate de descŸrcŸri electrostatice

Într-un mediu uscat, sarcinile acumulate creazŸ un cÊmp electrostatic foarteputernic. De exemplu o persoanŸ mergÊnd pe un covor cu ÁncŸlÍŸminteelectroizolantŸ se va ÁncŸrca cu o sarcinŸ la o tensiune de cÊÍiva kilovolÍi. DacŸpersoana se apropie de un obiect conductor, va transmite o descŸrcare electricŸ decÊÍiva amperi cu un front de undŸ de cÊteva nanosecunde. DacŸ avem de-a facecu un obiect conÍinÊnd electronicŸ sau circuite imprimate neprotejate acestea pot fidistruse.

1.3 Principalele caracteristici ale supratensiunilortranzitoriiTabelul J5 de mai jos prezintŸ principalele caracteristici ale supratensiunilortranzitorii.

Trei lucruri trebuiesc reÍinute: n o loviturŸ de trŸsnet directŸ sau indirectŸpoate avea consecinÍe distructive asuprainstalaÍiilor electrice la cÊÍiva kilometridepŸrtare de locul impactului;

n supratensiunile tranzitorii industriale sau decomutaÍie pot provoca, de asemenea, dauneconsiderabile; n faptul cŸ o instalaÍie este subteranŸ nu oprotejeazŸ complet, deÛi riscul unei lovituridirecte este limitat.

Tab. J5: Principalele caracteristici ale supratensiunilor tranzitorii.

Fig. J4: Supratensiuni tranzitorii de frecvenÍŸ industrialŸ.

1 General

Tip de supratensiune Coef. supratens. DuratŸ Gradientul sautranzitorie tranzitorii frecvenÍa

FrecvenÍŸ industrialŸ i 1,7 LungŸ FrecvenÍŸ industrialŸ(defect de izolaÍie) 30 la 1.000 ms (50-60-400 Hz)De comutaÍie sau 2 la 4 ScurtŸ MediedescŸrcare electrostaticŸ 1 la 100 ms 1 la 200 kHz

AtmosfericŸ > 4 Foarte scurtŸ Foarte mare1 la 100 μs 1 la 1.000 kV/ μs






J6

2 Dispozitive de protecÍie Ámpotriva supratensiunilor

DouŸ tipuri majore de dispozitive sunt utilizate pentru suprimarea sau limitareasupratensiunilor: ele sunt denumite dispozitive de protecÍie primarŸ Ûi dispozitive deprotecÍie secundarŸ.

2.1 Dispozitive de protecÍie primarŸ (protecÍiainstalaÍiilor Ámpotriva trŸsnetului)Scopul dispozitivelor de protecÍie primarŸ este protecÍia instalaÍiilor Ámpotrivaloviturilor directe ale trŸsnetului. Ele capteazŸ Ûi conduc curentul de trŸsnet lapŸmÊnt. Principiul este bazat pe aria de protecÍie determinatŸ de o structurŸ careeste mai ÁnaltŸ decÊt restul. AcelaÛi principiu se aplicŸ pentru un stÊlp, clŸdire saustructurŸ metalicŸ ÁnaltŸ.ExistŸ trei tipuri de protecÍie primarŸ:n conductor paratrŸsnet Franklin, care este cel mai vechi Ûi mai bine cunoscutdispozitiv de protecÍie Ámpotriva trŸsnetului;n conductoare aeriene orizontale;n zŸbrele metalice sau cuÛca Faraday.

Conductorul paratrŸsnetConductorul paratrŸsnet este o vergea metalicŸ plasatŸ Án vÊrful unei clŸdiri. Eaeste legatŸ la pŸmÊnt prin intermediul unuia sau mai multor conductoare (adeseaplatbandŸ de cupru) (vezi Fig. J8).

Fig. J8: Exemplu de protecÍie utilizÊnd conductorul paratrŸsnet Franklin.



J7

Proiectarea Ûi execuÍia unei instalaÍii de paratrŸsnet este sarcina unui specialist.Trebuie acordatŸ atenÍie traseului platbandelor de cupru, ecliselor de testare aprizelor de pŸmÊnt, electrozilor prizei de pŸmÊnt Ûi distanÍelor pÊnŸ la celelalte reÍele

utilitare (gaz, apŸ, etc.).Mai mult, scurgerea curentului de trŸsnet spre pŸmÊnt va induce supratensiuni, prinradiaÍie electromagneticŸ, Án circuitele electrice ale clŸdirii ce este protejatŸ. Acesteapot sŸ ajungŸ la zeci de kilovolÍi; pentru acest motiv este recomandabil ca sŸ divizŸmconductoarele de coborÊre Án douŸ, patru sau mai multe coborÊri Án paralel pentru aminimiza efectele electromagnetice.

Conductoare aeriene orizontaleAceste conductoare sunt Ántinse deasupra structurii care urmeazŸ a fi protejatŸ (veziFig. J9). Ele sunt utilizate pentru structuri speciale: lansatoare de rachete, aplicaÍiimilitare Ûi conductoare de gardŸ pentru liniile electrice aeriene de ÁnaltŸ tensiune(vezi Fig. J10).

Fig. J9: Exemplu de paratrŸsnet utilizÊnd metoda conductorului orizontal.

Fig. J10: Exemplu de protecÍie a LEA utilizÊnd conductoare de gardŸ.





J8

ZŸbrele metalice (cuÛca Faraday)Principiul este utilizat pentru clŸdiri foarte sensibile adŸpostind calculatoare sauproducÍie de circuite integrate. El constŸ Án multiplicarea simetricŸ a numŸruluide coborÊri pe exteriorul clŸdirii. Se adaugŸ legŸturi orizontale suplimentare dacŸclŸdirea este ÁnaltŸ; de exemplu la fiecare douŸ etaje (vezi Fig. J11).Conductoarele verticale sunt legate la pŸmÊnt Ûi Ántre ele. Rezultatul este o serie dezŸbrele de 15 x 15 m sau 10 x 10 m. Aceasta ÁnseamnŸ o legŸturŸ echipotenÍialŸmai bunŸ a clŸdirii care divizeazŸ curenÍii de trŸsnet, reducÊnd considerabil cÊmpulelectromagnetic Ûi inducÍia.

Dispozitivele de protecÍie primarŸ ÁmpotrivatrŸsnetelor precum conductoarele orizontale

sau zŸbrelele metalice sunt utilizate pentruprotecÍia Ámpotriva loviturilor directe detrŸsnet. Aceste dispozitive de protecÍie nuprevin apariÍia efectelor secundare distructiveasupra echipamentelor. De exemplu creÛtereapotenÍialului pŸmÊntului sau inducÍiaelectromagneticŸ datoratŸ scurgerii curentuluicŸtre pŸmÊnt. Pentru reducerea efectelorsecundare Án reÍelele telefonice Ûi electricetrebuiesc montaÍi descŸrcŸtori de joasŸtensiune.

Fig. J11: Exemplu de protecÍie a unei clŸdiri utilizÊnd principiul zŸbrelelor metalice

(cuÛca Faraday).

2.2 Dispozitive de protecÍie secundarŸ (protecÍiainstalaÍiilor interioare Ámpotriva trŸsnetului)Acestea trateazŸ efectele supratensiunilor tranzitorii atmosferice, de comutaÍie saude frecvenÍŸ industrialŸ. Ele pot fi clasificate dupŸ felul Án care sunt conectate ÁninstalaÍii: Án serie sau Án paralel.

Dispozitivele de protecÍie conectate Án serieAcestea sunt conectate Án serie cu conductoarele electrice ale sistemului caretrebuie protejat (vezi Fig. J12).

Dispozitivele de protecÍie secundarŸ suntclasate Án douŸ categorii: dispozitive deprotecÍie montate Án serie Ûi dispozitive deprotecÍie montate Án paralel.Dispozitivele de protecÍie montate Án seriesunt specifice unor sisteme sau aplicaÍii.Dispozitivele de protecÍie montate Án paralelsunt utilizate pentru reÍele electrice, reÍeletelefonice, reÍele de comandŸ.

Fig. J12: Principiul protecÍiei Án serie.

Transformatoarele Acestea reduc vÊrfurile de tensiune prin efectul inducÍiei Ûi eliminŸ cÊteva armonicidatoritŸ modului de realizare a conexiunilor. AceastŸ protecÍie nu este foarteeficientŸ.

FiltreleBazate pe componente precum rezistenÍe, inductanÍe sau condensatori, ele suntpotrivite Ámpotriva supratensiunilor de comutaÍie sau a celor de frecvenÍŸ industrialŸ,corespunzŸtoare unei benzi de frecvenÍŸ bine definitŸ. Aceste protecÍii nu suntpotrivite pentru perturbaÍii atmosferice.




J9

Amortizoare de undŸ Sunt fabricate Án principiu din bobine Án aer care limiteazŸ supratensiunile ÛidescŸrcŸtori care absorb curenÍii. Ele sunt potrivite pentru protejarea electronicii

sensibile sau a computerelor, acÍionÊnd numai asupra supratensiunilor. TotuÛiaceste aparate sunt masive Ûi scumpe.

CondiÍionerele de reÍea Ûi sursele neÁntreruptibile statice (UPS)Aceste dispozitive sunt utilizate pentru protecÍia echipamentelor sensibile precumcalculatoarele, care solicitŸ energie de cea mai bunŸ calitate. Ele pot fi folositepentru reglajul frecvenÍei Ûi tensiunii, eliminarea interferenÍelor Ûi asigurareacontinuitŸÍii Án alimentarea cu energie electricŸ, chiar Án cazul dispariÍiei tensiunii(pentru UPS).Pe de altŸ parte, aceste dispozitive nu oferŸ protecÍie Ámpotriva supratensiuniloratmosferice Ûi, deci, este Án continuare necesarŸ utilizarea descŸrcŸtorilor.

Dispozitivele de protecÍie conectate Án paralelPrincipiu Dispozitivele de protecÍie conectate Án paralel se adapteazŸ la instalaÍia ce urmeazŸa fi protejatŸ (vezi Fig. J13).

Este protecÍia la supratensiune cel mai des folositŸ.

Principalele caracteristicin Tensiunea nominalŸ a dispozitivului de protecÍie trebuie sŸ corespundŸ tensiuniireÍelei la bornele dispozitivului: 230/400 V.n DacŸ nu existŸ supratensiuni prin dispozitiv nu se va scurge nici un curent cŸtrepŸmÊnt.n La apariÍia unei supratensiuni de o valoare mai mare decÊt un prag reglabil ÁninstalaÍia ce urmeazŸ a fi protejatŸ, dispozitivul de protecÍie conduce supratensiuneala pŸmÊnt limitÊnd tensiunea la nivelul de protecÍie dorit Up (vezi Fig. J14).

Fig. J13: Principiul protecÍiei Án paralel.

Fig. J14: CurbŸ tipica U/I a unui dispozitiv de protecÍie ideal.

CÊnd supratensiunea dispare, dispozitivul de protecÍie nu mai conduce Ûi sereÁntoarce la starea inactivŸ. Aceasta este caracteristica idealŸ tensiune/curent:n timpul de rŸspuns al dispozitivului de protecÍie (t r) trebuie sŸ fie cÊt de scurt

posibil, pentru protecÍia cÊt mai rapidŸ a instalaÍiei;n dispozitivul de protecÍie trebuie sŸ aibŸ capacitatea de a conduce energiaprevizibilŸ a supratensiunilor ce ar putea sŸ aparŸ;n descŸrcŸtorul trebuie sŸ reziste la curentul nominal In.





J10

Produsele utilizaten Limitatoare de tensiuneSunt utilizate Án posturile de transformare MT/JT la bornele JT ale transformatorului

Án schema de tratare a neutrului IT. Ele pot conduce supratensiunile tranzitorii cŸtrepŸmÊnt, Án special cele de frecvenÍŸ industrialŸ (vezi Fig. J15).

Fig. J15: Limitator de tensiune.

n DescŸrcŸtoare de JTAcest termen desemneazŸ dispozitive foarte diferite, Án funcÍie de tehnologiaconstructivŸ aplicatŸ. DescŸrcŸtoarele de JT le gŸsim sub formŸ de module gatade instalat Án dulapurile de distribuÍie de JT. Pot fi debroÛabile Ûi pot proteja doarpuncte specifice. Ele asigurŸ protecÍie secundarŸ elementelor vecine dar capacitateade scurgere este destul de micŸ. ExistŸ variante Ánglobate Án receptoarele electricecare ÁnsŸ nu pot proteja Ámpotriva supratensiunilor puternice.n DescŸrcŸtoare de JT pentru curent redus

Acestea protejeazŸ liniile telefonice sau de comunicaÍie Ámpotriva supratensiuniloratmosferice Ûi de comutaÍie. Ìi acestea sunt instalate Án cutii de distribuÍie sau

Ánglobate Án receptoarele electrice.




J11

3 Standarde

3.1 Descrierea unui descŸrcŸtorUn descŸrcŸtor este un dispozitiv care limiteazŸ supratensiunile tranzitorii Ûi conduce

curenÍii la pŸmÊnt pentru a reduce amplitudinea supratensiunilor la o valoarenepericuloasŸ pentru instalaÍiile Ûi echipamentele electrice. DescŸrcŸtorii conÍincomponente neliniare cum ar fi de exemplu varistorii.DescŸrcŸtorii eliminŸ supratensiunile propagate:n Án modul obiÛnuit: fazŸ/pŸmÊnt sau neutru/pŸmÊnt;n Án modul diferenÍial: fazŸ/neutru.Cand tensiunea depŸÛeÛte pragul Uc, descŸrcŸtorul conduce energia spre pŸmÊnt

Án modul comun. În modul diferenÍial energia este direcÍionatŸ cŸtre un alt dispozitivconductor.DescŸrcŸtoarele au o protecÍie termicŸ internŸ, care protejazŸ Ámpotriva aprinderii lasfÊrÛitul perioadei de viaÍŸ. Gradual, de-a lungul funcÍionŸrii normale, dupŸ cÊtevacicluri de funcÍionare, descŸrcŸtorul se degradeazŸ Ûi se transformŸ Ántr-un dispozitivconductor. Un indicator inclus informeazŸ utilizatorul despre apropierea sfÊrÛituluiciclului de exploatare.AnumiÍi descŸrcŸtori transmit aceste informaÍii la distanÍŸ.ProtecÍia Ámpotriva scurtcircuitelor este asiguratŸ de cŸtre Ántreruptorul automat

extern.

3.2 Standarde de produsStandardul internaÍional CEI 61643-1Dispozitive de protecÍie Ámpotriva supratensiunilor conectate la reÍelele de distribuÍie.Acest standard recent (2002) este bazat pe trei standarde de produs: VDE0675,NF C 61740/95 Ûi UL1449. Sunt definite trei clase:n Clasa 1 de test: dispozitivele conduc curentul de descŸrcare nominal (In),impulsuri de forma 1,2/50 Ûi curentul de impuls I imp;n Clasa 2 de test: dispozitivele conduc curentul de descŸrcare nominal (In),impulsuri de forma 1,2/50 Ûi curentul de descŸrcare Imax;n Clasa 3 de test: dispozitivele conduc impulsuri de forma 1,2/50 sau 8/20.Cele trei clase de test nu pot fi comparate, fiecare avÊnd originea Án altŸ ÍarŸ, cupropriile specificaÍii. Fiecare fabricant se referŸ la una din cele trei clase.

3.3 Datele tehnice ale unui descŸrcŸtor Ánconformitate cu cu standardul CEI 61643-1n DescŸrcŸtor (SPD, Surge Protection Device): dispozitiv care trebuie sŸ limitezesupratensiunile tranzitorii Ûi sŸ conducŸ curenÍii de scurgere. Ei conÍin cel puÍin ocomponentŸ neliniarŸ.n Clasele de test: clasificarea descŸrcŸtorilor dupŸ clasa de testare.n In: curentul de descŸrcare nominal, reprezintŸ valoarea de vÊrf a impulsului decurent avÊnd forma de undŸ de 8/20 µs, care circulŸ prin descŸrcŸtor. Este utilizat

Án clasificarea descŸrcŸtorilor pentru clasŸ 2 de test Ûi pentru condiÍii iniÍiale pentruclasa 1 Ûi 2 de test.n Imax: curentul de descŸrcare pentru clasa 2 de test, este valoarea de vÊrf acurentului cu o forma de undŸ de 8/20 µs care circulŸ prin descŸrcŸtor Ûi cu o

magnitudine conformŸ cu secvenÍa de test operaÍional pentru clasa 2; Imax este maimare decat In.n Ic: curentul de scurgere sau curentul de operare permanent, este curentul carese scurge prin descŸrcŸtor atunci cÊnd este alimentat la tensiunea operaÍionalŸde Íinere (Uc) pentru fiecare mod. Ic corespunde sumei curenÍilor care circulŸ prindescŸrcŸtor Ûi prin celelalte circuite Án paralel cu acesta.n Iimp: curentul de impuls, este definit utilizÊnd un curent de vÊrf (IvÊrf), Ûi sarcina“Q” Ûi testatŸ Án conformitate cu secvenÍa de test operaÍional. Este utilizat pentruclasificarea descŸrcŸtorilor pentru clasŸ 1.n Un: tensiunea nominalŸ a reÍelei; este tensiunea de referinÍŸ care defineÛtereÍeaua, exemplu 230/400 V pentru o reÍea trifazicŸ. Este utilizatŸ de asemeneatensiunea fazŸ-nul, notatŸ U0; valoarea U0 este necesarŸ la alegerea Uc.n Uc: tensiunea de Íinere permanentŸ, este valoarea efectivŸ maximŸ care poate fiaplicatŸ permanent descŸrcŸtorului; este egalŸ cu tensiunea nominalŸ.n Up: tensiunea de protecÍie, este un parametru care caracterizeazŸ funcÍionareadescŸrcŸtorului prin limitarea tensiunii la bornele sale la o valoare aleasŸ; aceastŸ

valoare va fi mai mare decÊt valoarea maximŸ obÍinutŸ la mŸsurarea tensiuniilimitate.Valorile comune pentru o reÍea de 230/400 V sunt:1 kV – 1,2 kV – 1,5 kV – 1,8 kV – 2 kV – 2,5 kV.




J12

n Ures: tensiunea rezidualŸ, valoarea de vÊrf a tensiunii care apare la borneledescŸrcŸtorului Án timpul procesului de trecere a curentului.DescŸrcŸtorul este caracterizat prin Uc, Up, In Ûi Imax (vezi Fig. J16).

n Pentru a testa descŸrcŸtorii fiecare ÍarŸ a definit unde de curent Ûi tensiunespecifice:o impuls de tensiune, exemplu pentru RomÊnia: 1,2/50 µs (vezi Fig. J17).o impuls de curent, exemplu pentru RomÊnia: 8/20 µs (vezi Fig. J18).

Fig. J16: Caracteristica tensiune/curent.

o alte impulsuri posibile, exemplu 4/10 µs, 10/1000 µs, 10/350 µs ...ComparaÍia Ûi testele asupra descŸrcŸtorilor trebuie sŸ se facŸ cu aceeaÛi formŸ deundŸ astfel ÁncÊt rezultatele sŸ fie relevante.

Fig. J17: Impuls de 1,2/50 µs.

Fig. J18: Impuls de 8/20 µs.

3 Standarde



J13

3.4 Standarde de instalare ale descŸrcŸtoarelorn InternaÍional: CEI 61643-12, principii de selecÍie Ûi montajn

InternaÍional: CEI 60364, instalaÍii electrice Án clŸdirio CEI 60364-4-443: protecÍie pentru garantarea securitŸÍiiAtunci cÊnd instalaÍia este alimentatŸ sau conÍine o linie electricŸ aerianŸ, trebuieprevŸzut un dispozitiv de protecÍie Ámpotriva supratensiunilor atmosferice dacŸindicele keraunic al amplasamentului este suficient de ridicat (Nk > 25 de zile pe ancu furtuni)o CEI 60364-4-443-4: alegerea echipamentului pentru instalaÍiiAceastŸ secÍiune ajutŸ la alegerea nivelului de protecÍie Up pentru descŸrcŸtori

Án funcÍie de receptoarele ce urmeazŸ a fi protejate. Tensiunea nominalŸ adispozitivelor de protecÍie rezidualŸ nu trebuie sŸ fie mai mare decÊt valoareacorespunzŸtoare categoriei a 2-a (vezi Tab. J19).

o CEI 60364-5-534: alegerea Ûi montarea echipamentului electricAceastŸ secÍiune descrie condiÍiile de instalare ale descŸrcŸtorilor:- Án funcÍie de sistemul de tratare al neutrului: tensiunea de Íinere permanentŸUc pentru un descŸrcŸtor trebuie sŸ nu fie mai micŸ decÊt tensiunea de funcÍionaremaximŸ la bornele sale.

În sistemele TT, dacŸ descŸrcŸtorul este pe partea sarcinii a unui RCD (dispozitiv decurent diferenÍial rezidual), Uc trebuie sŸ fie egal cu 1,5 U0.

În sistemele TN Ûi TT, dacŸ descŸrcŸtorul este pe partea alimentŸrii a unui RCD(dispozitiv de curent diferenÍial rezidual), Uc trebuie sŸ fie cel puÍin egal cu 1,1 U0.

În sistemele IT, Uc trebuie sŸ fie cel puÍin egalŸ tensiunea fazŸ-fazŸ U.U0 este tensiunea reÍelei (Ántre fazŸ Ûi neutru) Án reÍelele IT, deci valori mai mari aleUc pot fi necesare.- Án amontele instalaÍiei: dacŸ descŸrcŸtorul este instalat Án apropierea surseiinstalaÍiei electrice alimentate din reÍeaua electricŸ de distribuÍie publicŸ, curentulnominal de descŸrcare trebuie sŸ fie mai mic de 5 kA.DacŸ descŸrcŸtorul este instalat Án aval de un dispozitiv de protecÍie rezidualŸ detip S, descŸrcŸtorul trebuie sŸ fie imun la un impuls de curent mai mic de 3 kA(8/20 µs).- Án prezenÍa conductoarelor de paratrŸsnet: dacŸ este instalat un descŸrcŸtor,trebuiesc aplicate specificaÍii adiÍionale pentru descŸrcŸtori (vezi CEI 61024-1Ûi CEI 61312-1).

(1) Conform standardului CEI 60038.(2) În SUA Ûi Canada, pentru tensiuni mai mari decÊt 300 VfaÍŸ de pŸmÊnt, se utilizeazŸ tensiunea din rÊndul de jos.

Tab. J19: Alegerea echipamentului pentru instalaÍii conform CEI 60364.

3 Standarde

Tensiunea nominalŸ Tensiunea nominalŸ de impuls recomandatŸ pentrua instalaÍiei(1) V kV

ReÍea ReÍea Echipament Án Echipament Echipament EchipamenttrifazatŸ(2) monofazatŸ apropierea de distribuÍie de utilizare protejat

cu punct sursei (tensiune (tensiune individualmedian (tensiune de Íinere de Íinere (tensiune

de Íinere categoria 3) categoria 2) de Íinerecategoria 4) categoria 1)

- 120-240 4 2,5 1,5 0,8230/440(2) - 6 4 2,5 1,5277/480(2)

400/690 - 8 6 4 2,51.000 - Valori sugerate de inginerii de sistem




J14

4 Alegerea unui dispozitivde protecÍie

4.1 Evaluarea riscului supratensiunilor pentruinstalaÍia de protejatPentru a determina tipul de protecÍie la supratensiune necesar unei anumite instalaÍiipropunem urmŸtoarea metodŸ de evaluare a riscului. Ea ia Án considerare criteriispecifice amplasamentului pe de o parte Ûi caracteristici ale receptorilor din instalaÍiace urmeazŸ a fi protejatŸ pe de altŸ parte.

Principiu generalUrmŸtoarele elemente trebuiesc luate Án considerare atunci cÊnd evaluŸm riscul:n riscul ca zona sŸ fie lovitŸ de un trŸsnet;n tipul de reÍea de distribuÍie electricŸ sau tipul de reÍea telefonicŸ;n topografia zonei;n prezenÍa unui conductor de paratrŸsnet;n echipamentul ce urmeazŸ a fi protejat;n supratensiunile de comutaÍie.UtilizÊnd aceste elemente se pot genera douŸ diagnostice: ale receptoarelor ceurmeazŸ a fi protejate Ûi a zonei ce urmeazŸ a fi protejate.

Diagnosticul receptoarelor ce urmeazŸ a fi protejateSunt date Án formula urmŸtoare:R = S + C + I (vezi Tab. J20).Unde: R: riscul receptoarelor S: sensibilitatea echipamentului C: costul echipamentului I: consecinÍele indisponibilitŸÍii echipamentului

n Sensibilitatea echipamentuluiEste definitŸ Án funcÍie de Íinerea la impuls de tensiune a echipamentului ceurmeazŸ a fi protejat (Ui):

S = 1 S = 2 S = 3

Echipament cu Íinere Echipament cu Íinere Echipament cu Íinerela impuls importantŸ la impuls normalŸ la impuls micŸ(4 kV) (2,5 kV) (1,5 kV)

Dulapuri de distribuÍie, Toate electrocasnicele, Echipamente cuprize industriale, frigidere, cuptoare, maÛini circuite electronice,motoare, transformatoare de spŸlat vase, unelte televizoare, sisteme

portabile audio, computereÛi telecomunicaÍii

n Costul echipamentului

n

Indisponibilitatea echipamentului Ûi consecinÍele

Se poate accepta:

Tab. J20: Calculul riscului receptoarelor R = S + C + I.

C = 1 C = 2 C = 3 Cost redus Cost mediu Cost ridicat < 2 kUS$ 2 la 20 kUS$ > 20 kUS$

I = 1 I = 2 I = 3 Întreruperea totalŸ a Întreruperea parÍialŸ a FŸrŸ Ántreruperea

funcÍionŸrii (consecinÍe funcÍionŸrii (consecinÍe funcÍionŸrii (consecinÍefinanciare reduse) financiare acceptabile) financiare inacceptabile)



J15

Diagnosticul amplasamentului ce urmeazŸ a fi protejatEste dat de urmŸtoarea formulŸ:E = Ng(1 + LV + MV + d) (vezi Fig. J21)Unde: Ng: densitatea loviturilor de trŸsnet (numŸrul loviturilor/km2 /an) Aceasta poate fi obÍinutŸ consultÊnd o hartŸ furnizatŸ de serviciul meteorologic.

DacŸ dispuneÍi de indicele keraunic Nk (numŸrul de zile pe an Án care esteauzit tunetul) trebuie sŸ ÛtiÍi cŸ Ng = Nk /20

LV: lungimea Án km a reÍelelor electrice aeriene de JT ce alimenteazŸ instalaÍia MV: parametru depinzÊnd de reÍeaua de medie tensiune ce alimenteazŸ postul

de transformare MT/JT d: coeficient care ia Án considerare locaÍia liniilor aeriene Ûi instalaÍiile.

Fig. J21: Structura reÍelei de alimentare de JT, E = N g (1 + LV + MV + d).

d: coeficient care ia Án considerare locaÍia liniilor aeriene Ûi instalaÍiile

Supratensiunile de comutaÍieDescŸrcŸtorii instalaÍi pentru protejarea instalaÍiilor Ámpotriva supratensiuniloratmosferice pot proteja Ûi Ámpotriva supratensiunilor de comutaÍie.

Conductorul de paratrŸsnetRiscul apariÍiei supratensiunilor Ántr-o zonŸ este mai mare dacŸ existŸ un conductormai Ánalt de 50 de metri sau o clŸdire Án zonŸ.NotŸ: O structurŸ care este mai ÁnaltŸ de 20 de metri precum coÛurile de fabricŸ,copaci, stÊlpi au acelaÛi efect ca un conductor de paratrŸsnet.

Standardul EN 61024-1 solicitŸ instalarea unui descŸrcŸtor Án tabloul electricprincipal, dacŸ zona care urmeazŸ a fi protejatŸ include o instalaÍie de paratrŸsnet.

MV: parametru depinzÊnd de reÍeaua de medie tensiune ce alimenteazŸpostul de transformare MT/JT

LV: lungimea Án km a reÍelelor electrice aeriene (conductor sau torsadat)ce alimenteazŸ instalaÍia


MV = 0 MV = 1Post de transformare MT/JT cu Post de transformare MT/JT cualimentare subteranŸ alimentare Án principal aerianŸ

LV = 0 LV = 0,2 LV = 0,4 LV = 0,6 LV = 0,8 LV = 1Subteran L = 100 la 199 m L = 200 la 299 m L = 300 la 399 m L = 400 la 499 m L > 500 msautorsadat

Lungimea liniei aeriene de JT

d d = 0 d = 0,5 d = 0,75 d = 1ClŸdiri, linii MT, JT Înconjurate CÊteva Teren deschis Pe un vÊrf, lÊngŸ apŸ,telefonice de structuri structuri sau plat Án zonŸ montanŸ, lÊngŸ un

Án jur conductor de paratrŸsnet




J16

(1) Riscul este scŸzut, oricum dacŸ se doreÛte instalarea unuidescŸrcŸtor este recomandat modelul cu I max = 15 kA.

Tab. J22: Alegerea capacitŸÍii de scurgere a unui descŸrcŸtor.

U0: tensiunea reÍelei Ántre fazŸ Ûi neutru (230/240 V).Uc: tensiunea de Íinere Án regim permanent.

Alegerea descŸrcŸtorilor Án funcÍie de sistemul de tratare a neutrului.Oferta Merlin Gerin: PRD-PF-PE

4.2 Alegerea capacitŸÍii de scurgere a unuidescŸrcŸtor (pentru o reÍea de JT)DupŸ obÍinerea riscurilor pentru receptoare (R) Ûi pentru amplasament (E),poate fi determinatŸ capacitatea de scurgere Imax (formŸ de undŸ 8/20) pentru undescŸrcŸtor de JT:n ProtecÍia pe sosire (vezi Tab. J22)n ProtecÍia secundarŸ

În cele douŸ cazuri care urmeazŸ o protecÍie secundarŸ prin descŸrcŸtori estenecesarŸ:o dacŸ nivelul de protecÍie (Up) este prea mare faÍŸ de tensiunea de Íinere la impulsUÛoc,o dacŸ un echipament sensibil este la o distanÍŸ mai mare de 30 de metri faÍŸ dedescŸrcŸtorul instalat pe sosire.

În acest caz un descŸrcŸtor de 8 kA trebuie instalat Ántr-un tablou secundar Ûi Ánapropiere de sarcinile sensibile.

CompletaÍi alegerea cu urmŸtoarele elemente:n dacŸ este necesar, transmiterea la distanÍŸ a stŸrii de uzurŸ a descŸrcŸtorului;n un Ántreruptor automat pentru protejarea Ûi deconectarea descŸrcŸtorului.

Tab. J23: Valorile U c conform standardului internaÍional CEI 60364-5-534.

4.3 Alegerea descŸrcŸtorului Án funcÍie de sistemulde tratare a neutrului (vezi Tab. J23)


I =1 I =2 I = 3R = 8 sau 9 30 - 40 kA 65 kA 65 kAR = 6 sau 7 15 kA(1) 30 - 40 kA 65 kAR ≤ 5 15 kA(1) 15 kA(1) 30 - 40 kA

Tratarea neutrului TT TN-S TN-C ITValoarea Uc Án modul obiÛnuit u 1,5 Uo u 1,1 Uo u 1,1 Uo u 1,732 Uo (fazŸ-pŸmÊnt, neutru-pŸmÊnt)Valoarea Uc Án modul diferenÍial u 1,1 Uo u 1,1 Uo u 1,1 Uo (fazŸ-neutru) 15 kA(1) 30-40 kA

Tratarea neutrului TT TN-S TN-C IT ITneutru neutru

distribuit nedistribuitUc (reÍea) Tensiunea completŸ 345/360 V 345/264 V 253/264 V 380/415 V 380/415 VDescŸrcŸtori debroÛabili

CMUc = 275 V 1P

CMUc = 440 V 3P 3P

CM/DM 1P + N 1P + N 1P + NUc = 440/275 V 3P + N 3P + N 3P + N

DescŸrcŸtori Án montaj fix

PF30 - 65 kA CM 1P + N 1P + N 1P + NUc = 440 V 3P + N 3P + N 3P + N

PF8 - 15 kA CM/DM 1P + N 1P + N 1P + NUc = 440/275 V 3P + N 3P + N 3P + N

PE CM 1PUc = 440 V 3 x 1P 3 x 1P



J17

Tab. J24: Alegerea unui Ántreruptor automat pentru protejarea descŸrcŸtorului.

4.4 Alegerea unui Ántreruptor automat pentruprotejarea descŸrcŸtorului (vezi Tab. J24)DupŸ alegerea descŸrcŸtoarilor necesari pentru protecÍia instalaÍiei, Ántreruptorulautomat pentru protejarea descŸrcŸtoarilor poate fi ales utilizÊnd tabelul de mai jos:n capacitatea de rupere trebuie sŸ fie compatibilŸ cu curentul de scurtcircuit dininstalaÍie;n fiecare conductor activ trebuie protejat, exemplu un descŸrcŸtor 1P+N trebuieasociat cu un Ántreruptor automat bipolar (doi poli protejaÍi).


Curentul de scurgere max. Întreruptorpentru descŸrcŸtor automat Calibru CurbŸ8-15-30-40 kA 20 A C65 kA 50 A C




J18



K1

Capitolul KEficienÍa energeticŸ ÁndistribuÍia electricŸ

Cuprins

Introducere K2

EficienÍa energeticŸ Ûi electricitatea K3 2.1 Lumea este acum pregatitŸ pentru programe K3 Ûi acÍiuni legate de eficienÍa energeticŸ

2.2 O nouŸ provocare: date electrice K4

Un proces, cÊÍiva participanÍi K5 3.1 EficienÍa energeticŸ necesitŸ o abordare antreprenorialŸ K5

3.2 Studii de competitivitate economicŸ K6

3.3 Variatele profiluri Ûi misiuni ale participanÍilor K8 din cadrul companiei

De la mŸsurŸtori electrice la informaÍii electrice K10 4.1 AchiziÍia valorilor fizice K10

4.2 Date electrice pentru obiective reale K11

4.3 MŸsurŸtorile Áncep cu produse autonome cu funcÍii K13 de mŸsurŸ suplimentare

Sistem de informare Ûi comunicare K16 5.1 ReÍeaua de comunicaÍie la nivelul produsului, K16 echipamentului Ûi amplasamentului

5.2 De la sistemul de control Ûi monitorizare reÍea pÊnŸ K19 la echipamentul de putere inteligent

5.3 Suportul web (e-suport) devine accesibil K21

1

2

3

4

5




K2

1 Introducere

Anumite informaÍii din acest capitol suntpreluate din ghidul publicat de Carbon Trust

(www.carbontrust.co.uk) GPG119 Ûi GPG231.

Sistemele de control Ûi monitorizare a energiei pot aduce un mare beneficiu pentruproprietarul reÍelei electrice ca Ûi componenta strategicŸ Án abordarea globalŸ“EficienÍa EnergeticŸ”.

Costul total al deÍinerii (TCO, Total Cost of Ownership) unei reÍele electriceinclude nu numai investiÍia iniÍialŸ Án echipament ci Ûi performanÍele economice Án operare. Responsabilul cu securitatea muncii, responsabilul cu consumul deenergie, Ûeful electrician sau managerul administrativ al locaÍiei sunt cu toÍii din ce

Án ce mai interesaÍi. Profilul variazŸ, dar o parte din munca tuturor acestor oameniinclude managementul atent al consumului de electricitate, condiÍiile de achiziÍie aelectricitŸÍii Ûi reÍeaua care o distribuie.Mai puÍine Ántreruperi costisitoare pentru afacerile companiei, mai puÍin consumnejustificat, operaÍii de mentenanÍŸ reduse la necesarul corect, acestea suntobiective ce implicŸ decizii pentru care este util un sistem de “EficienÍa EnergeticŸ”capabil sŸ furnizeze date oricŸrei persoane ce are nevoie de ele, indiferent de profil.AstŸzi apropiindu-ne de abordarea “EficienÍa EnergeticŸ” nu ÁnseamnŸ sŸ creŸmun sistem complex Ûi costisitor. CÊteva caracteristici simple sunt cu adevŸratabordabile cu o eficienÍŸ foarte bunŸ deoarece ele sunt incluse ca funcÍiuni direct Ánechipamentul de putere.OdatŸ ce o instalaÍie electricŸ este echipatŸ cu funcÍii de mŸsurŸ, ea poate utilizamediul de comunicaÍie Intranet al utilizatorului. OperaÍiile adiÍionale nu necesitŸaptitudini specifice sau training, ci doar un software “License Free” cum ar fi unbrowser Internet.Evolutivitatea sau e-serviciile prin Internet sunt de asemenea o realitate de astŸzi,bazate pe noile tehnologii derivate din lumea comunicaÍiilor Ûi biroticii. Decizia dea profita de aceste noi posibilitŸÍi poate fi Án viitor din ce Án ce mai mult un factor dediferenÍiere.



K3

2.1 Lumea este acum pregatitŸ pentru programe ÛiacÍiuni legate de eficienÍa energeticŸPrima mare miÛcare a fost iniÍiatŸ de protocolul de la Kyoto din 1997, reÁnoit Án 2006.AceastŸ extrem de cunoscutŸ inÍelegere cere ÍŸrilor semnatare o reducere colectivŸa emisiilor de gaze ce provoacŸ efectul de serŸ cu o medie anualŸ de aproximativ 5procente sub nivelul din 1990 pe perioada 2008-2012.Protocolul este bazat pe trei mecanisme primare de piaÍŸ.n Mecanismul de dezvoltare curatŸ (Clean Development Mechanism, CDM),

Ántelegere pentru ca reducerile sŸ fie “sponsorizate” Ûi Án ÍŸrile fŸrŸ obiective Ánreducerea emisiilor.n Implementare reunitŸ (Joint Implementation), program care permite ÍŸrilorindustrializate sŸ-Ûi ÁndeplineasŸ obiectivele privind reducerea emisiilor de gaze cuefect de serŸ prin participarea la proiecte care reduc emisiile Án alte ÍŸri.n TranzacÍionarea emisiilor, mecanism prin care o parte cu angajamente privindemisiile poate tranzactiona unitŸÍi de emisie ce Ái sunt permise cu altŸ parte pentrucŸ emite mai puÍin decÊt are dreptul. Aceasta este aÛa numita piaÍŸ de carbon(carbon market).

În toate zonele geografice, la nivel de ÍarŸ, regiune, federaÍie s-au lansat programe,acÍiuni, reglementŸri :n reglementŸri Ûi standarde ÁntŸrite Án Europa (vezi Fig. K1);n proiecte Ûi iniÍiative Án Asia;n programe dedicate Án Statele Unite.

Fig. K1: Directiva consiliului parlamentului European 2006/32/CE datatŸ 5 Aprilie 2006 relativ laEficienÍa EnergeticŸ pentru utilizatori finali Ûi servicii legate de energie.

ISO 14001 defineÛte principiile Ûi procesele necesare pentru reducerea permanentŸ aconsumurilor de energie Ûi a emisiilor poluante Án orice organizaÍie.

MotivaÍiile pentru dezvoltarea unor programe de eficienÍŸ energeticŸ - Án specialpentru forma electricŸ a energiei - sunt din ce Án ce mai puternice. Planul deeficienÍŸ energeticŸ este acum o prioritate pentru un numŸr din ce Án ce mai mare decompanii:n ClŸdirile sunt cel mai mare consumator de energie Ûi o ÍintŸ prioritarŸ;n Deoarece costul energiei s-a dublat Án ultimii trei ani, economiile de electricitate audevenit o sursŸ de productivitate semnificativŸ pentru industrie;n Economia energiei este acum parte a angajamentului social al corporaÍiilor, pentrucele mai multe companii;n Cum reÍelele de productie Ûi distribuÍie se aflŸ sub presiunea crescutŸ a creÛteriicererii Ûi diminuŸrii resurselor, disponibilitatea energiei este o problemŸ pentruindustriile grav afectate de consecinÍele Ántreruperilor;n Sectorul rezidenÍial este un sector cheie din ce Án ce mai afectat.

2 EficienÍa energeticŸÛi electricitatea




K4

2.2 O nouŸ provocare: date electriceToate caracteristicile dezvoltŸrilor curente conduc la apariÍia “Noii lumi electrice” Án

care consideraÍiile cheie vor fi:n controlul riscurilor legate de Ántreruperile Án alimentarea cu energie;n restricÍiile energetice sau eficienÍa Ûi controlul costurilor; preÍul MWh a crescut

Ántre 2003 Ûi 2006 de la 30 la 60€ pentru piaÍa europeanŸ;n sursele de energie regenerabile;n mediul ÁnconjurŸtor Ûi dezvoltarea durabilŸ.Electricitatea va fi folositŸ mai inteligent Ûi mai raÍional pentru a contribui Án egalŸmŸsurŸ la competitivitatea companiilor, independenÍa lor energeticŸ Ûi la protecÍiamediului. Noile reguli de bazŸ obligŸ factorii de decizie din cadrul companiilor sŸaloce noi resurse Ûi sŸ investeascŸ Án produse Ûi servicii pentru a aborda astfelconsumul de energie.

În particular ÁnfiinÍarea unui sistem de informaÍii global Án cadrul companiei vapermite datelor electrice sŸ fie transmise Ûi utilizate Ûi controlate Án timp real pentru(vezi Fig. K2):n predicÍia indisponibilitŸÍii reÍelelor electrice;n Ánregistrarea calitŸÍii energiei electrice;n optimizarea consumului pe clŸdire, sector, unitate, atelier, locaÍie, evitareaconsumului excesiv sau variaÍiilor anormale. Vom avea deci toate datele necesarepentru a face economii reflectate direct Án factura de energie. Utilizatorii finali vorprofita deci de avantajul monitorizŸrii reÍelei electrice pentru a evita pierderile Ûipentru a alimenta cu energie de calitate acolo unde este cu adevŸrat necesar;n organizarea mentenanÍei echipamentelor electrice;n o achiziÍie mai bunŸ a energiei electrice Ûi Án anumite cazuri o mai bunŸ revÊnzare.

Fig. K2: SoluÍiile Schneider Electric pentru controlul instalaÍiilor electrice.

2 EficienÍa energeticŸÛi electricitatea



K5

3.1 EficienÍa energeticŸ necesitŸ o abordareantreprenorialŸUn sistem de informaÍii trebuie integrat Án abordarea globalŸ a companiei.

UrmŸtoarea abordare pas cu pas pentru organizarea managementului energiei(aÛa cum este arŸtatŸ Án Fig. K3) este o metodŸ structuratŸ pentru conducereaproiectelor Ûi atingerea rezultatelor. Poate fi aplicatŸ atÊt Án cazurile simple cÊt Ûi Áncele complicate Ûi a dovedit Án timp cŸ este Án acelaÛi timp robustŸ Ûi practicŸ.Referitor la filozofia 6 Sigma - DefineÛte, MŸsoarŸ, AnalizeazŸ, ÎmbunŸtŸÍeÛte,ControleazŸ - nu poÍi ÁmbunŸtŸÍi ceea ce nu mŸsori.

ObÍinerea angajamentuluiPentru a demara acÍiuni Án domeniul eficienÍei energetice este esenÍial sprijinulmajoritŸÍii persoanelor de decizie ale colectivului de conducere ca individualitŸÍi Ûica parte structuralŸ a organizaÍiei.

Întelegerea Áncepe cu:n studiul nivelurilor curente ale consumului de energie Ûi costurilor aferente;n examinarea modurilor Án care energia este utilizatŸ;n stabilirea standardelor pentru consumul eficient de energie Án organizaÍie;n analizarea posibilitŸÍii reducerii costurilor prin reducerea consumului aÛa ÁncÊt sŸpoatŸ fi fixate obiective rezonabile;n identificarea efectelor consumului de energie asupra mediului Ánconjurator.

Planificare Ûi organizarePrimul pas ar trebui sŸ fie elaborarea unei politici energetice adecvate organizaÍiei.Prin dezvoltarea Ûi difuzarea acestei politici conducerea organizaÍiei aratŸangajamentul faÍŸ de obiectivul excelenÍei Án managementul energiei. Aceastatrebuie fŸcutŸ Án spiritul culturii organizaÍiei pentru a obÍine cel mai bun efect.

ImplementareToÍi angajaÍii ar trebui sŸ fie implicaÍi Án implementarea politicii energetice.Oricum pentru a uÛura o abordare structuratŸ Ánceputul se face prin a repartizaresponsabilitŸÍi speciale unor persoane sau grupuri.

Control Ûi monitorizare

Fiecare proiect trebuie sŸ aibŸ un sponsor - o persoanŸ sau un grup curesponsabilitate asupra ansamblului eforturilor de monitorizare Ûi organizarea lorpentru obÍinerea rezultatelor aÛteptate. ÎncŸ o data Sistemul de InformaÍii legat deutilizarea energiei electrice Ûi impactul sŸu asupra activitŸÍii de bazŸ a companiei vasusÍine acÍiunile sponsorului.Conducerea organizaÍiei trebuie sŸ sublinieze importanÍa proiectelor prin solicitareaunor rapoarte regulate asupra progreselor obÍinute Ûi prin publicarea Ûi sprijinireasucceselor, ceea ce poate susÍine motivaÍiile Ûi angajamentul individual.Matricea managementului energiei:

3 Un proces, cÊÍiva participanÍi

Fig. K3: O abordare pas cu pas pentru organizarea

managementului energiei.

N i v e l

Politica energeticŸ Organizare Motivare Sistem de informaÍii Marketing InvestiÍii

4

Politica energeticŸ,

planuri de acÍiune Ûirevizii regulate cuangajamentul conduceriiintreprinderii ca parte astrategiei de mediu

Managementul energiei

deplin integrat Ánstructura de conducere.ResponsabilitŸÍi clardelegate Án ceea cepriveÛte consumurileenergetice

Canale de comunicare

regulate, formale sauinformale, folosite demanagerul energetic Ûide echipa lui la toatenivelurile

Sistem cuprinzŸtor de

monitorizare consum,identificarea defectelor,relevarea economiilorÛi alocare buget

Suport marketing

pentru valorile eficienÍeienergetice Ûi performanÍamanagementuluienergetic Án organizaÍieÛi Án afarŸ

Discriminare pozitivŸ Án

favoarea soluÍiilor “verzi”cu evaluarea detaliatŸa investiÍiilor cu ocaziaconstrucÍiilor noi saurenovŸrilor

2

Politica propusŸ demanagerul energetic sauÛeful departamentuluielectric neadoptatŸ

Post de managerenergetic, raportÊndunui comitet ad-hoc darcu liniile directoare Ûiautoritatea neclarŸ

Contacte cu principaliiutilizatori prin comitetead-hoc prezidatede responsabiluldepartamentului

Monitorizare Ûirapoarte bazate pedatele achiziÍionateResponsabilii energeticisunt implicaÍi Án stabilireabugetului

CÊteva formŸri ad-hoc Án domeniul eficienÍeienergetice

Numai investiÍii utilizÊndcriteriul amortizŸrii rapide

0

FŸrŸ polit icŸ explicitŸ FŸrŸ managementenergetic sau fŸrŸdelegare formalŸ aresponsabilitŸÍilor pentruconsumurile energetice

FŸrŸ contacte cuutilizatorii

FŸrŸ sistem de informaÍiiFŸrŸ contabilizareaconsumurilor energetice

FŸrŸ promovareaeficienÍei energetice

FŸrŸ investiÍii Án creÛtereaeficienÍei energetice Ánimobil

n ObÍinerea angajamentului

n Identificarea nevoiloracÍionarilor

n Stabilirea politiciin Stabilirea obiectivelorn PregŸtirea planurilorde acÍiunen Stabilirea rolurilorÛi responsabilitŸÍilor

n

Prioritizarea investiÍiilorn PregŸtire, formaren Evaluarea integrŸrii Ánafacere Ûi dificultŸÍilorde implementare

n Procesul de auditn Distribuirea rezultatelorauditului

Angajament

ÎnÍelegere

PlanificareÛi organizare

Implementare

MonitorizareÛi control




K6

3.2 Studii de competitivitate economicŸUn sistem de informaÍii asupra eficientei energetice legat de utilizarea electricitŸÍii

trebuie privit Ûi din punct de vedere economic pentru a asigura Ándeplinireaobiectivului de creÛtere a competitivitŸÍii economice.Studiul economic depinde Án principal de alocarea unei valori financiare consumuluide electricitate, pierderilor operaÍionale legate de indisponibilitatea energiei Ûicosturilor de mentenanÍŸ, Án scopul exploatŸrii optime a instalaÍiei electrice.

Stadiu preliminar: evaluarea situaÍiei curente Ûi efectuarea unui studiufinanciar (Figura K4)Nevoia unei instalaÍii de mŸsurŸ este justificatŸ prin cÊÛtigurile pe care le poategenera. O soluÍie care acoperŸ Ántreaga instalaÍie reprezintŸ o ÁmbunŸtŸÍire majorŸa competitivitŸÍii companiei dar implicŸ o echipŸ dedicatŸ pentru exploatarea noilorcapacitŸÍi.Exemplu:Figura de mai jos este un exemplu pentru calculul amortizŸrii investiÍiei - disponibilŸ

Án format Excel pe www.trensparentready.com.

Fig. K4: Exemplu pentru calculul amortizŸrii investiÍiei.

Company data 00000 Automatic calculation Contributing factors Savings per Item Savings / Investmentper category

Total savings orinvestment

Background: your organisation’s characteristicsAnnual revenues 100.000.000Net profit (%) 10 %Annual work hours (hours/day x days/week x weeks/year) 1.950 hrsAverage hourly wage (loaded rate) 75Annual electrical energy costs 1.000.000Interest rate 15 %Corporate tax rate 30 %Annual energy cost savings potentialReduction in energy usage (% estimated) 10 %Reduction in energy usage 100.000Reduction in demand charges 20.000Power factor penalties avoided 20.000Energy billing errors avoided 5.000Energy costs allocated to tenants 0

Annual energy cost savings 145.000Downtime cost avoidance potentialNumber of downtime events per year 2Hours of downtime per event 1,5 oreHours to recovery per downtime event 2 oreEmployees idled per downtime event 250Manufacturing employees required for line start-up 10IS employees required for computer system recovery 2Reduction in equipment replacements (e.g., transformers) 25.000Reduction in scrapped products or parts 50.000Corporate profit increase 15.385Increase in productive work hours 56.250Reduction in computer system recovery hours 600Reduction in manufacturing line start-up costs 3.000Annual downtime cost avoidance 150.235Operations & maintenance savings potentialEmployees assigned to manually read meters 3Employees assigned to maintenance 2Employees assigned to energy data analysis 2Activity-based costing savings (e.g., equipment or process removal) 50.000Equipment maintenance savings 10.000

Automatic meter reading 7.875Fewer maintenance inspections 2.250Fewer hours for data analysis 10.500Operations & maintenance savings 80.625Total annual gross savings potential 375.860Transparent Ready system investmentNumber of buildings where energy is to be managed 2Metering devices, main/critical feeders, per building 10Metering devices, non-critical feeders, per building 15Metering devices, simple energy usage, per building 15Device costs 125.000Software costs 15.000Computer equipment costs 8.000Installation 160.000Configuration 8.000Training 3.500Support contract 14.338Total system investment 333.838ROI summaryInvested capital -333.838Gross annual savings 375.860

Yearly depreciation -66.768Corporate tax -112.758Net annual savings (after taxes and depreciation) 196.334Payback period (before tax & dep) (in months) 11Payback period (after tax & dep) (in months) 20Net present value 324.304Discounted return on investment (NPV / Invested Capital) 97 %


Scenariu financiar preliminar



K7

InvestiÍi Án trei paÛi: 1 - FormulaÍi prioritŸÍile;

2 - DefiniÍi mŸrimile electrice cheie; 3 - SelectaÍi componentele.

Pasul 1 : formularea prioritŸÍilorFiecare obiectiv industrial sau terÍiar are propriile sale cerinÍe Ûi o arhitecturŸde distribuÍie electricŸ specificŸ. În funcÍie de cerinÍele obiectivului se determinŸ

aplicaÍia de eficienÍŸ energeticŸ adecvatŸ (Tab. K5):

Obiective AplicaÍii

Optimizarea consumului Alocarea costuri lor

Analiza utilizŸrii energiei

Pompe Ûi ventilatoare pentru industrie Ûi ÁnfrastructurŸPompe Ûi ventilatoare pentru clŸdiri

Control iluminat

Optimizarea achiziÍiei deenergie

Reducerea vÊrfului de putere

Optimizarea alimentŸrii cu energie

Subfacturarea

ÎmbunŸtŸÍirea eficienÍeiechipelor ÁnsŸrcinate cuexploatarea instalaÍiilorelectrice

Jurnal de evenimente Ûi alarme de distribuÍie electricŸ

ÎmbunŸtŸÍirea disponibilitŸÍii ÛicalitŸÍii energiei

Teleconducerea reÍelei de distribuÍie electricŸAutomatizarea reÍelei de distribuÍie electricŸ

Optimizarea activelor Analiza statisticŸ a uti lizŸri i echipamentului - Compensareaenergiei reactive

Pasul 2 : definirea mŸrimilor electrice cheien OdatŸ ce am formulat prioritŸÍile, putem defini mŸrimile electrice cheie cetrebuiesc incluse Án sistemul de mŸsurŸ.n Parametrii luaÍi Án considerare trebuie sŸ permitŸ detectarea unei perturbaÍii sau aunui fenomen similar imediat dupŸ apariÍie, Án alte cuvinte Ánainte sŸ aibŸ un efect Ándetrimentul instalaÍiilor electrice Ûi consumatorilor curenÍi.n Metoda include instalarea de dispozitive adecvate pe fiecare plecare implicatŸ Ûi

Ántr-un centru de coordonare Án aÛa fel ÁncÊt sŸ existe o vedere de ansamblu asuprainstalaÍiei. Oricum trebuiesc identificaÍi consumatorii vitali pentru afacerile companieiÛi de asemenea procesele costisitoare pentru a fi luate Án considerare ca informaÍii

Án cadrul soluÍiei.

Exemplu: DacŸ aplicaÍia este mare consumatoare de electricitate Ûi nu preasensibilŸ la calitate, sistemul de mŸsurŸ implicŸ produsele de mŸsurŸ adecvate.În acelaÛi sens o aplicaÍie sensibilŸ din punct de vedere al calitŸÍii energiei solicitŸproduse de mŸsurŸ diferite.

Pasul 3 : selecÍia componentelorPentru instalaÍii existente: cÊteva din echipamentele dumneavoastrŸ includ deja

funcÍii de mŸsurŸ.Exemplu: Releele de protecÍie includ adesea funcÍii de mŸsurŸ. Trebuie doar sŸstabiliÍi comunicaÍia printr-o reÍea serialŸ Modbus cŸtre site-ul intranet.

Tab. K5: Obiective Ûi aplicaÍii.





K8

PoziÍie Dep. CunoÛtinÍe Rol Date afiÛate CÊnd? Formatul datelor

Personal desecuritate

Local FŸrŸ cunoÛt inÍe tehniceelectrice specifice

SiguranÍa persoanelorÛi a bunurilor

În camera centralŸ desecuritate, pe ecran, princabluri, GSM sau reÍeauade date

Rar, Án cazul unuieveniment

Ordine derivate dinproceduri planificate

Án funcÍie de tipul deeveniment electric Ûi dealarmele predefinite cŸtreresponsabili.

Ìefulcompartimentuluide intreÍinere

Local Responsabil de bunafuncÍionare a instalaÍiilorinclusiv cele electrice,vechime 3-8 ani ÁnaceastŸ poziÍie, buntehnician cu nivel ridicatde autonomie Án decizii.DeleagŸ problemeleelectrotehnice Án afaraorganizaÍiei (de exemplucalculul reglajuluiprotecÍiilor)

ÎmpreunŸ cu echipa saasigurŸ funcÍionareacorectŸ a aparaturii Ántoate zonele (rŸcire,aer condiÍionat,electricitate, securitate,siguranÍa personalului,etc.). Prioritate o aredisponibilitatea, din cauzasuperiorilor, de aceeael decide implicareaconsultanÍilor externi Ûicontribuie la proiectele deinvestiÍii

MMS/SMS, calculator,prin intranet, e-mail

Rar, la evenimente,consultŸri periodice alerapoartelor, frecventecereri de consultare ainformaÍiilor

Datele sunt partajate cuechipa sa:- ecrane cu mŸsurŸtori,asistenÍŸ la interpretŸriposibile (limitŸri, etc.)- ecrane de consumuri(kWH Ûi Euro)- evenimente cu marcŸde timp- adreselesubcontractorilor- schema monofilarŸ ainstalaÍiei, desene aledulapurilor electrice,legŸturi cŸtre instrucÍiunilefabricantilor- date financiare utilizate

Án proiectele de investiÍii- indicatori de performanÍŸelectricŸ de completat

Responsabiluladministrativ

Local CompetenÍe Ánconducerea corporativŸca Ûi Án conducereaexecutivŸ

Responsabilul cucentrul de profit.AsigurŸ conformitateacu procedurile pentrupersonal pe baza uneiliste de verificŸri.Interesat de reducereacosturilor

Rapoarte economice Lunar Aspecte financiareincluzÊnd consumul deelectricitate, legŸtura

Ántre cifra de afaceri Ûiconsumul de electricitate,costul mentenanÍei reÍeleielectrice

Managerulde eficienÍŸ

energeticŸdin cadrulunei companiimultinaÍionale

SediucorporaÍie

Responsabil achiziÍiinegociazŸ contracte

globale de achiziÍie deenergie

Responsabil de facturaglobalŸ de energie a

companiei ca sumŸ afilialelor, face comparaÍii

Ántre entitŸÍi

Rapoarte economice Lunar Date financiare inclusivconsumul de electricitate

pentru fiecare din entitŸÍi

3.3 Variatele profiluri Ûi misiuni ale participanÍilordin cadrul companieiPunerea la punct a unui sistem de colectare a informaÍiilor va permite accesul ladate importante ale echipamentelor electrice Ûi trebuie sŸ implice Án egalŸ mŸsurŸpersonalul IT Ûi cel cu profil electric, care prin definiÍie se aflŸ Án departamentediferite ale companiei (Tab. K6 Ûi Fig. K7).

Exemplu: Tabelul de mai jos aratŸ cÊteva poziÍii Ántr-un supermarket. Mai pot fiimplicate Ûi alte poziÍii cum ar fi Departamentul Administrativ, Ìefii de ateliere sauResponsabilii tehnici.

Tab. K6: Diferitele poziÍii Ûi misiuni ale participanÍilor din cadrul companiei.




K9

Fig. K7: Exemplu: ConfiguraÍia unei reÍele de complexe comerciale cu rolul mai multor participanÍi.


- Defecte majore- Defecte minore

- MentenanÍŸ- Magazin

- kWh- kWh1- kWh2- kWh3- Alarme tarif- Defecte majore- Defecte minore

- Manager tehnic- Magazin

- Defecte majore

- Securitate- Magazin

- Structura tarifului

- Profilul consumului- Verificarea facturilor- Analiza datelor- Generare Ûi trimitere rapoarte- PŸstrare date

Datacenter

- AnalizŸfinanciarŸ

- Control cost- Corporate

- kWh magazin- Magazinfinanciar-Toate (cerute)

- Managerenergetic- Birou ÍarŸ

Œara i, n Magazine

- kWh ÍintŸ- Financiar ÍarŸ

- AchiziÍiienergetice- Birou ÍarŸ

ComunicaÍie

IntrŸridigitale

Modbus ContoarepentrukWh ÛikVAh

Magazinul n

- AnalizŸfinanciarŸ- Defecte majore

- Responsabilmagazin- Magazin


- Respons. ÍarŸ- Birou ÍarŸ


- Control cost- Birou ÍarŸ

- Colectarea datelor- Comunicare (criticŸ) cu utilizatorii locali- Comunicare cu Data Center




K10

PerformanÍele de eficienÍŸ energeticŸ Án domeniul electricitŸÍii pot fi explicatenumai Án termeni de mŸrimi fizice fundamentale - tensiuni, curenÍi, armonici, etc.Aceste mŸsurŸtori fizice trebuiesc reprocesate pentru a deveni date digitale Ûi apoi

informaÍii. În formŸ brutŸ datele nu sunt de mare folos. Din pŸcate mulÍi responsabili energeticis-au cufundat total Án aceste date Ûi vŸd colectarea Ûi interpretarea datelor casarcina lor principalŸ. Pentru a genera valoare din aceste date ele trebuiesctransformate Án informaÍii, (utilizate pentru suportul celor care supervizeazŸconsumurile energetice) Ûi ÁnÍelegere (utilizatŸ pentru acÍiuni Án domeniul reduceriiconsumului).Ciclul operaÍional este bazat pe patru procese: colectarea datelor, analiza datelor,comunicarea datelor Ûi acÍiune (vezi Fig. K8). Aceste elemente se aplicŸ oricŸruisistem de achiziÍie a informaÍiilor. Ciclul funcÍioneazŸ cu condiÍia ca o reÍea decomunicaÍii adecvatŸ sŸ fie funcÍionalŸ.

Nivelul procesŸrii datelor genereazŸ informaÍii care pot fi ÁnÍelese la nivelulpersonalului; abilitatea interpretŸrii datelor de cŸtre utilizator rŸmÊne o provocare Ánsensul stabilirii deciziilor.Datele sunt legate direct de receptorii care consumŸ electricitate (proceseindustriale, iluminat, aer condiÍionat, etc.) Ûi de serviciile pe care aceÛti receptorile aduc companiei (cantitate de produse manufacturate, confortul vizitatorilor unuisupermarket, temperatura Ántr-o camera frigorificŸ, etc).Sistemul de informaÍii este apoi, gata sŸ fie utilizat zilnic de cei interesaÍi pentru aatinge obiectivele de eficienÍŸ energeticŸ stabilite de conducŸtorii companiei.

4.1 AchiziÍia valorilor fiziceCalitatea datelor Áncepe de la mŸsurŸtoare: la locul potrivit, la timpul potrivit Ûi Áncantitatea potrivitŸ. În principiu mŸsurŸtorile electrice se bazeazŸ pe tensiune Ûi pecurentul ce trece prin conductori. Aceste valori ne conduc la toate celelalte: putere,energie, factor de putere, etc.Mai ÁntÊi vom asigura coerenÍa Ántre clasa de precizie a transformatoarelor decurent, transformatoarelor de tensiune Ûi precizia aparatelor de mŸsurŸ. Clasa deprecizie va fi mai micŸ la ÁnaltŸ tensiune; o eroare de mŸsurŸ la ÁnaltŸ tensiune

ÁnseamnŸ foarte multŸ energie.Eroarea totalŸ este egalŸ cu suma pŸtraticŸ a fiecŸrei erori:

erorilor = ∑ error error ... error2 2 2

+ + +eroare2 + eroare2 + ... + eroare2

Exemplu: un dispozitiv de mŸsurŸ cu o eroare de 2% conectat la un TC cu eroarede 2% ÁnseamnŸ:

erorilor = ∑ 2,828%2 2

2 2

( ) + ( ) =Aceasta poate Ánsemna o pierdere de 2.828 kWh pentru 100.000 kWh consumaÍi.

4 De la mŸsurŸtori electricela informaÍii electrice

Fig. K8: Ciclul operaÍional.



K11

MŸsurarea tensiuniiLa JT tensiunea se mŸsoarŸ direct de cŸtre dispozitive de mŸsurŸ. Atunci cÊndnivelul de tensiune devine incompatibil cu caracteristicile dispozitivului (de exemplu

la medie tensiune) trebuie sŸ utilizŸm transformatoare de tensiune.Un TT (transformator de tensiune) este definit de:n tensiunea primarŸ Ûi tensiunea secundarŸ;n puterea aparentŸ;n clasa de precizie.

MŸsurarea curentuluiMŸsurarea curentului este executatŸ de transformatoare de curent (TC) cu miezdespicat sau miez continuu, plasate Án jurul fazelor Ûi Án jurul neutrului acolo undeeste cazul. În concordanÍŸ cu precizia cerutŸ pentru mŸsurŸtori TC asociate cureleele de protecÍie permit de asemenea mŸsurarea curentului Án condiÍii normale.

În particular pentru a mŸsura energia considerŸm douŸ obiective:n Obiectiv contractual stabilit cu furnizorul de energie sau Án eventualitatearevÊnzŸrii energiei. În acest caz CEI 62053-21 pentru clasele 1 Ûi 2 Ûi CEI 62053-22pentru clasele 0,5S Ûi 0,2S devin aplicabile pentru a mŸsura energia activŸ. ÎntregullanÍ de mŸsurŸ - TC, TT Ûi dispozitivul de mŸsurŸ - poate atinge o clasŸ de precizie

CI de 1 la joasŸ tensiune, 0,5 la medie tensiune Ûi 0,2 la ÁnaltŸ tensiune cu posibilitŸÍide a atinge 0,1 Án viitor.n Alocarea costurilor interne Án cadrul companiei adicŸ ÁmpŸrÍirea costurilorelectricitŸÍii pe fiecare produs fabricat Ántr-un anume atelier. În acest caz o clasŸde precizie Ántre 1 Ûi 2 pentru Ántregul lanÍ (TC, TT Ûi dispozitivul de mŸsurŸ) estesuficientŸ.VŸ recomandŸm sŸ coordonaÍi precizia Ántregului lanÍ de mŸsurŸ cu cerinÍele demŸsurŸ actuale; nu existŸ o singurŸ soluÍie universalŸ ci un bun compromis tehnic Ûieconomic cu cerinÍele ce trebuiesc satisfŸcute. ReÍineÍi cŸ Ûi precizia mŸsurŸtorilorare un cost care trebuie comparat cu amortizarea investiÍiei pe care o aÛteptŸm.

În general cÊÛtigurile Án termeni de eficienÍŸ energeticŸ sunt mai mari atunci cÊndreÍeaua electricŸ nu a fost echipatŸ Án acest fel pÊnŸ acum. În schimb, modificŸrilepermanente ale reÍelei electrice cauzate de activitatea companiei ne fac sŸ cŸutamoptimizŸri semnificative Ûi imediate.Exemplu:Un ampermetru analogic de clasŸ 1, calibru 100 A, va afiÛa o mŸsurŸtoare de ±1 Ala 100 A. DacŸ el afiÛazŸ 2 A, mŸsurŸtoarea este corectŸ ÁncepÊnd de la 1 A,rezultÊnd deci o incertitudine de 50%. O staÍie de mŸsurŸ clasŸ 1 ca PM710 MerlinGerin - ca toate celelalte staÍii de mŸsurŸ Ûi unitŸÍi de monitorizare Ûi mŸsurŸ acircuitelor Merlin Gerin - au o precizie de 1% pe Ántreg domeniul de mŸsurŸ aÛa cumeste specificat Án standardul CEI 62053.Alte mŸsurŸtori fizice ÁmbunŸtŸÍesc datele culese:n poziÍia Ánchis/deschis a aparatajului de comutaÍie;n mŸsurarea energiei prin impulsuri;n temperatura transformatoarelor Ûi motoarelor;n orele de funcÍionare, numŸrul de conectŸri/deconectŸri;n sarcina motoarelor;n sarcina bateriilor UPS-urilor;n jurnale pentru evenimente, Án special pentru defecte;n etc.

4.2 Date electrice pentru obiective realeDatele electrice sunt transformate Án informaÍii care urmŸresc sŸ satisfacŸurmŸtoarele obiective:n modificarea obiceiurilor utilizatorilor pentru a consuma raÍional energie electricŸ Ûia obÍine Án final costuri energetice mai mici.n ÁmbunŸtŸÍirea eficienÍei personalului de exploatare;n scŸderea costului energiei;n economia de energie prin ÁnÍelegerea modului Án care aceasta este utilizatŸ Ûi cumactivele Ûi procesele pot fi optimizate pentru a fi mai eficiente energetic.n optimizarea Ûi creÛterea duratei de viaÍŸ a mijloacelor fixe asociate cu reÍeauaelectricŸ;n Án final poate deveni o piesŸ importantŸ Án creÛterea productivitŸÍii proceselorasociate (procese industriale sau chiar de birou, managementul clŸdirilor), prevenindsau reducÊnd Ántreruperile sau asigurÊnd energie de o calitate mai bunŸ receptorilor.

Un TC este definit prin: n Raportul de transformare. De ex.: 50/5 A; n Clasa de precizie CI. De exemplu CI = 0,5cazul general; n Puterea de precizie Án secundar necesarŸpentru a alimenta cu energie dispozitivele demŸsurŸ din secundar. De exemplu 1,25 VA; n Factorul limitŸ de precizie indicat ca factoraplicat I

n Ánaintea saturaÍiei. De exemplu FLP

(sau F s ) = 10 pentru dispozitive de mŸsurŸ cuo putere de mŸsurŸ conformŸ cu normele.


Unitate de mŸsurŸ PM700.




K12

Costurile operaÍionale suprapuse peste imaginea unui iceberg (vezi Fig. K9). DacŸun iceberg pare mare la suprafaÍŸ, mŸrimea din apŸ este de-a dreptul copleÛitoare.Prin analogie Án fiecare lunŸ furnizorul de energie vŸ trimite o facturŸ pentru energia

consumatŸ. Economiile Án aceastŸ facturŸ sunt importante Ûi singure pot justificanevoia unui sistem de monitorizare a energiei. ExistŸ ÁnsŸ Ûi alte economii mai puÍinevidente dar mult mai semnificative care pot fi obÍinute dacŸ dispuneÍi de uneltelecorespunzŸtoare.

Modificarea obiceiurilor utilizatorilor de energieUtilizÊnd rapoartele de alocare a costurilor puteÍi verifica corectitudinea Ûi acurateÍeafacturii de energie, distribui factura internŸ pe departamente, adopta decizii efectivebazate pe considerente energetice Ûi fŸcÊnd publice performanÍele mŸsurii la fiecarenivel din organizaÍie. Apoi utilizÊnd modelul “proprietarul consumului de energie” lanivelul potrivit Án organizaÍie este posibil sŸ fie modificat comportamentul utilizatorilorpentru a induce respect faÍŸ de consumurile energetice Ûi Án final pentru a diminuacosturile totale energetice.

ÎmbunŸtŸÍirea eficienÍei personalului de exploatareUna din principalele provocŸri pentru personalul de exploatare al reÍelei electriceeste de a adopta deciziile potrivite Ûi de a acÍiona Án cel mai scurt timp. De aceea

este necesar ca aceÛti oameni sŸ Ûtie mai bine ce se ÁntÊmplŸ Án reÍeaua lor, Ûi pecÊt posibil sŸ fie informaÍi oriunde s-ar afla Án obiectivul respectiv.Acest obiectiv ÁnÍelept - transparent este un factor cheie care permite personaluluisŸ:n ÁnÍeleagŸ parcursul energiei electrice - sŸ verifice dacŸ reÍeaua este parametrizatŸcorespunzŸtor, echilibratŸ, care sunt principalii consumatori, Án ce perioadŸ a zilei(sau sŸptŸmÊnii), etc;n ÁnÍeleagŸ comportamentul reÍelei - declanÛarea unei plecŸri principale este maiuÛor de ÁnÍeles dacŸ ai acces la informaÍii de la sarcinile din aval;n fie informaÍi operativ asupra evenimentelor, chiar atunci cÊnd se aflŸ Án afaraobiectivului, utilizÊnd comunicaÍiile mobile disponibile Án prezent;n Án cazul unei avarii sŸ se ducŸ direct la echipamentul afectat, cu piesele deschimb potrivite, Ûi cu cauza avariei bine ÁnÍeleasŸ;n iniÍieze acÍiuni de mentenanÍŸ luÊnd Án considerare uzura realŸ a echipamentului,nici mai devreme nici mai tÊrziu;n

Án final electricianul va avea posibilitatea sŸ monitorizeze reÍeaua electricŸ Ûi vaobÍine Án anumite cazuri o scŸdere drastica a costului energiei.IatŸ mai jos cÊteva exemple ale celor mai simple aplicaÍii de sisteme demonitorizare:n marcarea zonelor unde au fost detectate consumuri anormale;n urmŸrirea consumurilor neprevŸzute;n asigurarea cŸ consumul de energie nu este mai mare decÊt al competiÍiei;n alegerea contractului de furnizare optim cu furnizorul de energie;n stabilirea unor reguli de consum simple pentru receptorii simpli (de exempluiluminat);n solicitarea compensŸrii daunelor datoritŸ livrŸrilor de energie cu parametrinecorespunzŸtori de cŸtre furnizorul de energie (de exemplu oprirea unui procesdatoritŸ unui gol de tensiune).

Implementarea proiectelor de eficienÍŸ energeticŸSistemul de monitorizare a energiei electrice va furniza informaÍii care vor susÍine

un audit energetic complet al obiectivului. Asemenea audit poate acoperi pe lÊngŸelectricitate Ûi sistemele de apŸ, aer, gaz Ûi abur. MŸsura, marcarea Ûi normareainformaÍiilor privitoare la consumurile energetice va arŸta cŸt de eficiente suntprocesele Ûi, pe ansamblu, obiectivul. Astfel pot fi elaborate planuri de acÍiunecorespunzŸtoare. Obiectivele acestora pot fi variate de la sisteme de controliluminat, sisteme de automatizare clŸdiri, variatoare de vitezŸ, automatizŸri deproces, etc.

Optimizarea mijloacelor fixeO realitate este ca reÍeaua electricŸ evolueazŸ din ce Án ce mai mult Ûi de fiecaredatŸ apare Ántrebarea: Va suporta reÍeaua mea aceastŸ nouŸ evoluÍie? Acesta esteun caz tipic cÊnd sistemul de monitorizare poate ajuta responsabilul reÍelei sŸ iadeciziile corecte. Prin activitatea de Ánregistrare, se poate stabili adevŸrata utilizarea echipamentelor Ûi evalua cu acurateÍe rezerva disponibilŸ Ántr-o porÍiune de reÍea,tablou electric sau transformator. O utilizare corectŸ a echipamentului poate creÛtedurata sa de viaÍŸ. Sistemele de monitorizare pot furniza informaÍii exacte despreutilizarea echipamentelor Ûi echipele de mentenanÍŸ pot decide asupra operaÍiuniide mentenanÍŸ potrivite, nici prea devreme, nici prea tÊrziu. În anumite cazurimonitorizarea armonicilor poate fi un factor pozitiv pentru durata de viaÍŸ a anumitorechipamente (de exemplu motoare sau transformatoare).


Fig. K9: Costurile operaÍionale suprapuse peste imagineaunui iceberg.

ReducereacosturilorutilitŸÍilor

OptimizareautilizŸrii

echipamentelor

ÎmbunŸtŸÍireafiabilitŸÍii



K13

CreÛterea productivitŸÍii prin reducerea timpului de ÁntrerupereTimpul de Ántrerupere este coÛmarul persoanelor ÁnsŸrcinate cu buna funcÍionarea reÍelei electrice. Pot fi generate pierderi importante pentru companie, presiunea

pentru realimentarea cÊt mai rapidŸ - Ûi stresul asociat pentru operatori - este foarteridicat.Un sistem de monitorizare Ûi control poate fi de folos reducÊnd timpii de Ántreruperefoarte eficient. FŸrŸ sŸ mai vorbim de un sistem de telecontrol care este multmai sofisticat dar care poate fi necesar pentru aplicaÍiile cele mai solicitante, unsimplu sistem de monitorizare poate furniza informaÍii importante care vor contribuisemnificativ la reducerea timpilor de Ántrerupere:n informÊnd personalul operativ asupra evenimentelor, chiar atunci cÊnd se aflŸ Ánafara obiectivului (utilizÊnd comunicaÍiile mobile disponibile Án prezent GSM/SMS);n furnizÊnd o vedere globalŸ a statutului reÍelei electrice;n ajutÊnd la identificarea zonei cu defect;n avÊnd acces la informaÍii detaliate furnizate de aparatura de cÊmp Ûi ataÛatefiecŸrui eveniment (motivul declanÛŸrii de exemplu).Apoi teleconducerea aparatajului poate fi necesarŸ dar nu obligatorie. În multe cazurieste necesarŸ o deplasare la locul defectului pentru a demara acÍiunile necesare.

CreÛterea productivitŸÍii prin ÁmbunŸtŸÍirea calitŸÍii energieiAnumiÍi receptori pot fi foarte sensibili la calitatea energiei Ûi operatorii pot fipuÛi Án faÍa unor situaÍii neaÛteptate dacŸ calitatea energiei nu este sub control.Monitorizarea calitŸÍii energiei este calea potrivitŸ pentru a preveni astfel deevenimente Ûi/sau pentru a rezolva probleme punctuale.

4.3 MŸsurŸtorile Áncep cu produse autonome cufuncÍii de mŸsurŸ suplimentareAlegerea aparatajului de mŸsurŸ Ûi aparatajului electric se face Án funcÍie deprioritŸÍile programului dumneavoastrŸ de eficienÍa energeticŸ Ûi Án funcÍie detehnologia disponibilŸ:n FuncÍiile de mŸsurŸ Ûi protecÍie pentru reÍelele de medie Ûi joasŸ tensiune suntintegrate Án acelaÛi dispozitiv.Exemple: Releele de mŸsurŸ Ûi protecÍie Sepam, declanÛatoarele Micrologic pentruCompact Ûi Masterpact, unitŸÍile de control motoare TeSys U, controlerul varmetricNRC12, sursele neÁntreruptibile Galaxy.n FuncÍia de mŸsurŸ este integratŸ Ántr-un dispozitiv dar separatŸ de funcÍia deprotecÍie.Exemplu: Accesoriu la un Ántreruptor automat de joasŸ tensiune.n FuncÍia de mŸsurŸ este ÁndeplinitŸ de un dispozitiv separat.Exemplu: PowerLogic Circuit Monitor este un dispozitiv de mŸsurŸ de ÁnaltŸperformanÍŸ.Progresele fŸcute de electronica industrialŸ Ûi de tehnologiile IT au fost utilizate

Ántr-un singur dispozitiv:n pentru a Ándeplini cerinÍele de simplificare a tablourilor electrice;n pentru a reduce costurile de achiziÍie Ûi a reduce de asemenea numŸrul deaparate;n pentru a facilita evoluÍia produselor prin proceduri de upgrade software.

Unitate de control motorTeSys U

UnitŸÍi de declanÛareMicrologic pentru Masterpact





K14

Mai jos vŸ oferim exemple de mŸsurŸtori ce pot fi transmise prin Modbus, RS485sau Ethernet (vezi Fig. K10):

UnitŸÍi de mŸsurŸ Relee de mŸsurŸÛi protecÍie MT

Relee de mŸsurŸÛi protecÍie JT

Controlerevarmetrice

Controlerede izolatie

Exemple Power Meter,Circuit Monitor

SEPAM DeclanÛatoareMicrologic pentruCompact ÛiMasterpact

Varlogic Sisteme Vigilohm

MenÍinerea controlului asupra consumului de energie

Puterea instantanee, maximŸ, minimŸ n n n n -

Energia, posibilitate de repornire de la 0 n n n - -

Factorul de putere, instantaneu n n n - -

Cos ϕ, instantaneu - - - n -

ÎmbunŸtŸÍirea disponibilitŸÍii energiei

Curent, instantaneu, maxim, minim,dezechilibre

n n n n -

Curent, captura formei de undŸ n n n - -

Tensiune, instantanee, maximŸ,minimŸ, dezechilibre

n n n n -

Tensiune, captura formei de undŸ n n n - -

Starea aparatului n n n n -

Jurnalul de defecte n n n - -

FrecvenÍa, instantanee, max., min. n n n - -

THDu, THDi n n n n -

Administrarea mai bunŸ a instalaÍiei electrice

Temperatura receptoarului, sarcina Ûistarea termicŸ

n n - n -

RezistenÍa de izolaÍie - - - - n

UnitŸÍi de controlmotoare

Variatoarede vitezŸ JT

Softstartere JT Softstartere MT SurseneÁntreruptibile

Exemple TeSys U ATV ATS Motorpact RVSS Galaxy

MenÍinerea controlului asupra consumului de energie

Puterea instantanee, maximŸ, minimŸ - n - n n

Energia, posibilitate de repornirede la 0

- n n n -

Factorul de putere, instantaneu - - n n n

ÎmbunŸtŸÍirea disponibilitŸÍii energiei

Curent, instantaneu, maxim, minim,dezechilibre

n n n n n

Curent, captura formei de undŸ - - - n n

Starea aparatului n n n n n

Jurnalul de defecte n n n n -

THDu, THDi - n - - -

Administrarea mai bunŸ a instalaÍiei electrice

Temperatura receptoarului, sarcina Ûistarea termicŸ

n n n n n

Ore de funcÍionare motor - n n n -

Monitorizare baterii - - - - n

Tab. K10: Exemple de mŸsurŸtori disponibile via Modbus, RS485 sau Ethernet.




K15

Exemple de soluÍii pentru un obiectiv de mŸrime medieAnalysesample Ltd. este o companie specializatŸ Án analiza mostrelor industrialecolectate de la fabricile din regiune: metale, plastice, etc., pentru certificarea

caracteristicilor chimice. Compania vrea sŸ deÍinŸ un control mai bun asupraconsumurilor de energie electricŸ a cuptoarelor existente, sistemului de aercondiÍionat Ûi vrea, de asemenea, sŸ asigure calitatea energiei electrice pentruaparatura de mŸsurŸ de precizie utilizatŸ pentru analiza mostrelor.

ReÍea electricŸ protejatŸ Ûi monitorizatŸ via site IntranetSoluÍia implementatŸ implicŸ achiziÍia datelor referitoare la energie de la unitŸÍilede mŸsurŸ ceea ce permite de asemenea mŸsurŸtori asupra parametrilor electricide bazŸ precum Ûi verificarea calitŸÍii energiei electrice. Conectat la un server webun browser internet permite utilizarea foarte simplŸ a datelor precum Ûi exportulacestora Án Microsoft Excel™. Curbele de consum Ûi alÍi parametrii pot fi tipŸrite Ántimp real din foaia de calcul (vezi Fig. K11).Nu este deci nevoie de alte investiÍii IT, Án software sau hardware pentru a utilizadatele.De exemplu pentru reducerea facturii de electricitate Ûi limitatea consumului pe timpde noapte Ûi Án week-end-uri trebuie sŸ studiem curbele de consum furnizate de

echipamentele de mŸsurŸ (vezi Fig. K12).

Fig. K11: Exemple de instalaÍii electrice protejate Ûimonitorizate via site Intranet.


LegŸturŸserialŸ Modbus

Fig. K12: A Test, Ántrerupere totalŸ a iluminatului B Test, Ántrerupere aer condiÍionatAici consumul Án timpul orelor nelucrŸtoare pare excesiv, aÛa ÁncÊt s-au luat douŸ decizii:n reducerea iluminatului pe timp de noapte;n oprirea aerului condiÍionat Án timpul week-end-urilor.Noua curbŸ obÍinutŸ aratŸ o scŸdere semnificativŸ a consumului.

Înainte de acÍiunile corective DupŸ acÍiunile corective

Test, Ántrerupere totalŸa iluminatului

Test, Ántrerupereaer condiÍionat

DatŸ/Timp DatŸ/Timp




K16

Mai multe organizaÍii au deja un sistem de informaÍii chiar dacŸ nu este identificatÛi condus corespunzŸtor. Trebuie subliniat cŸ Ántr-o lume Án schimbare orice sistemde informaÍii trebuie dezvoltat astfel ÁncÊt sŸ fie capabil sŸ-Ûi ÁndeplineascŸ primul

obiectiv Ûi anume fundamentarea deciziilor managementului: un punct cheie estesŸ facem vizibile informaÍiile referitoare la consumul de energie la orice nivel alorganizaÍiei prin intermediul infrastructurii de comunicaÍie.Datele energetice sunt importante, sunt unul din bunurile companiei. Compania aremanageri IT care sunt deja ÁnsŸrcinaÍi sŸ exploateze celelalte sisteme IT. AceÛtiasunt participanÍi importanÍi la sistemul de monitorizare a energiei Ûi la schimbul dedate cu celelalte entitŸÍi din cadrul companiei.

5.1 ReÍeaua de comunicaÍie la nivelul produsului,echipamentului Ûi amplasamentuluiLucrul de zi cu zi Ántr-un sistem de informaÍii energetice poate fi ilustrat deurmŸtoarea diagramŸ (vezi Fig. K13).

5 Sistem de informareÛi comunicare

Sunt utilizate resurse diverse pentru a trimite date de la aparatele de mŸsurŸ ÛiprotecÍie instalate Án tablourile electrice ale utilizatorului cum ar fi, de exemplu prinsistemul Schneider Electric Transparent Ready™.

Protocolul de comunicaÍii ModbusModbus este un protocol de comunicaÍii industrial Ántre echipamente care suntinterconectate printr-o legŸturŸ fizicŸ cum ar fi de exemplu o reÍea RS485 sauEthernet via (TCP/IP) sau modem (GSM, Radio, etc). Acest protocol este bineadaptat pentru produsele pentru mŸsurŸ Ûi protecÍie Án reÍele electrice.IniÍial creat de Schneider Electric, Modbus este acum o resursŸ publicŸ administratŸ

de un organism independent - organizaÍia Modbus IDA - care permite deschidereatotalŸ cŸtre utilizatori. Fiind definit ca standard industrial Án 1979, Modbus permite camilioane de produse sŸ comunice Ántre ele.OrganizaÍia internaÍionalŸ care administreazŸ internetul, IETF, a aprobat creareaunui port (502) pentru produsele conectate la Internet/Intranet Ûi utilizÊnd protocolulde comunicaÍii Ethernet Modbus TCP/IP.Modbus este un proces de interogare/rŸspuns Ántre douŸ echipamente bazat pecitirea Ûi scrierea datelor (coduri de funcÍii). Interogarea este emisŸ de un singur“master”, rŸspunsul este trimis de echipamentul “slave” indentificat Án interogare(vezi Fig. K14).FiecŸrui produs “slave” conectat Ántr-o reÍea Modbus i se atribuie de cŸtre utilizatorun numŸr de identificare, numit adresa Modbus, Ûi cuprins Ántre 1 Ûi 247.“Master”-ul (de exemplu un server web amplasat Ántr-un tablou electric) interogheazŸsimultan toate aparatele din reÍea cu un mesaj cuprinzÊnd adresa respondentului,codul funcÍiei, locaÍia de memorie a aparatului Ûi cantitatea de informaÍii, cel mult253 octeÍi.

Numai produsul cu adresa specificatŸ va rŸspunde acestei cereri de date.Schimbul are loc numai la iniÍiativa “master”-ului (aici serverul web): aceasta esteprocedura de operare “master-slave” a Modbus.

Fig. K13: Ierarhia sistemului.



K17


Procedura de interogare urmatŸ de un rŸspuns, ÁnseamnŸ cŸ “master”-ul va aveatoate datele disponibile Án echipamente atunci cÊnd este interogat.“Master”-ul administreazŸ toate tranzacÍiile prin interogŸri succesive, dacŸ se

adreseazŸ aceluiaÛi produs. AceastŸ regulŸ permite calculul numŸrului maxim deproduse conectate la un “master” pentru a obÍine un timp de rŸspuns acceptabilpentru iniÍiatorul interogŸrii, Án special cÊnd legŸtura RS485 nu este prea bunŸ.

Fig. K14: Codurile funcÍiilor permiÍÊnd citirea sau scrierea datelor.Un mecanism software de detectare a erorilor de transmitere numit CRC16 permite ca un mesajcu eroare sŸ fie repetat Ûi numai aparatul implicat sŸ raspundŸ.

ReÍeaua dumneavoastrŸ IntranetSchimbul de date industriale utilizeazŸ Án principal tehnologiile web implementatepermanent Án reÍeaua de comunicaÍii a companiei Ûi mai particular Án reÍeaua intraneta companiei.Infrastructura IT administreazŸ coabitarea aplicaÍiilor software: compania o utilizeazŸpentru funcÍionarea de aplicaÍii ca biroticŸ, tipŸrire, salvare date critice, contabilitate,achiziÍii, etc. CoexistenÍa datelor pe aceeaÛi reÍea de comunicaÍii nu pune deciprobleme tehnologice deosebite.Atunci cÊnd cÊteva PC-uri, imprimante Ûi servere sunt conectate ÁmpreunŸ ÁnclŸdirile companiei, foarte probabil utilizÊnd reÍeaua localŸ Ethernet Ûi serviciile web,aceastŸ companie poate avea acces cu minim efort la datele de eficienÍŸ energeticŸfurnizate de tablourile sale electrice. Ìi aceasta fŸrŸ nici o dezvoltare software, totceea ce trebuie este un browser internet de tipul Microsoft Internet Explorer™.Datele de la aceste aplicaÍii tranziteazŸ reÍeaua localŸ Ethernet cu pÊnŸ la 1 Gb/s:mediul de comunicaÍie utilizat Án mod curent este cuprul sau fibra opticŸ, carepermite conectarea oriunde, Án clŸdirile comerciale sau industriale sau Án instalaÍiileelectrice.DacŸ compania are de asemenea un sistem intern de comunicaÍii Intranet pentruschimbul de e-mail-uri Ûi partajarea datelor pe servere web, ea utilizeazŸ deasemenea un protocol de comunicaÍii standardizat extrem de cunoscut: TCP/IP.Protocolul de comunicaÍii TCP/IP este proiectat pentru cele mai utilizate serviciiweb Ûi anume HTTP pentru accesarea paginilor web, SMTP pentru mesageriaelectronicŸ, etc.

AplicaÍii SNMP NTP RTPS DHCP TFTP FTP HTTP SMTP Modbus

Transport UDP TCP

LegŸturŸ IP

Fizic Ethernet 802.3 Ûi Ethernet II




K18

Datele electrice Ánregistrate Án serverele web industriale instalate Án dulapuri electricesunt expediate utilizÊnd acelaÛi protocol standardizat TCP-IP pentru limitareacosturilor de mentenanÍŸ IT recente, intrinseci reÍelei IT. Acesta este principiul de

operare a sistemului de comunicaÍii date asupra eficienÍei energetice SchneiderElectric Transparent Ready™. Tabloul electric este autonom neavÊnd nevoie deun sistem IT adiÍional, de un PC, toate datele privitoare la eficienÍa energeticŸ potcircula Án mod uzual via intranet, GSM, linie de telefonie fixŸ, etc.

SecuritateAngajaÍii vor fi mai bine informaÍi, mai eficienÍi Ûi vor lucra Án condiÍii de deplinŸsecuritate electricŸ; ei nu vor mai fi nevoiÍi sŸ meargŸ Án camerele cu dulapurielectrice pentru a face verificŸri de rutinŸ asupra aparatelor electrice - ei trebuiedoar sŸ consulte datele. În aceste condiÍii sistemele de comunicaÍii oferŸ angajaÍilorcompaniei cÊÛtiguri imediate Ûi semnificative Ûi evitŸ grija eventualelor greÛeli.Devine astfel posibil pentru electricieni, tehnicieni de mentenanÍŸ sau producÍie,manageri sŸ lucreze cu toÍi Án deplinŸ siguranÍŸ. În funcÍie de importanÍa datelormanagerul IT va da utilizatorilor drepturile de acces adecvate.

Impact redus asupra mentenanÍei reÍelei localeResponsabilul IT al companiei are resursele tehnice sŸ completeze Ûi sŸ

monitorizeze echipamentele legate la reÍeaua IT al companiei. Bazat pe servicii webstandard precum protocolul Modbus sub TCP/IP, avÊnd cerinÍe reduse de lŸÍime debandŸ Ûi imunitate la viruÛii informatici sistemul de monitorizare a reÍelei electrice nuafecteazŸ performanÍele reÍelei locale de comunicaÍii; prin urmare responsabilul ITnu trebuie sŸ facŸ investiÍii adiÍionale Ûi nu are de asemenea probleme adiÍionale desecuritate.

Subcontractarea cŸtre parteneri externi În acord cu politica de securitate a companiei, este posibilŸ utilizarea serviciilorsuport ale partenerilor uzuali din domeniul electric; contractorii, tablotierii, integratoriide sistem ai produselor Schneider Electric pot furniza asistenÍŸ Ûi pot analiza dateleelectrice de consum ale companiei. DocumentaÍia tehnicŸ este disponibilŸ online Ûipoate fi consultatŸ oricÊnd.




K19

5.2 De la sistemul de control Ûi monitorizare reÍeapÊnŸ la echipamentul de putere inteligentDe mai mulÍi ani, Án mod tradiÍional, sistemele de monitorizare Ûi control au fostcentralizate Ûi bazate pe SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition).Decizia de a investi Ántr-un astfel de sistem - notat (3) Án Figura 15 - a fost luatŸpÊnŸ acum numai Án cazul aplicaÍiilor foarte solicitante, atÊt din cauza receptoarelorde putere mare cÊt Ûi din cauza proceselor sensibile la non-calitatea energiei.Bazate pe tehnologii de automatizŸri, aceste sisteme sunt proiectate Ûi personalizateadesea de cŸtre un integrator de sistem, Ûi apoi instalate la obiectiv. Oricum,costurile iniÍiale, aptitudinile pentru exploatarea corectŸ a acestui sistem, costurilepentru evoluÍiile necesare pentru a urmŸri dezvoltarea reÍelei pot descurajapotenÍialii utilizatori sŸ investeascŸ Án acest domeniu. Apoi, bazatŸ pe o soluÍiededicatŸ electricienilor, cea de-a doua abordare notatŸ cu (2) se potriveÛte mult maibine nevoilor specifice ale reÍelei electrice Ûi promite o amortizare cu mult mai rapidŸa investiÍiei. TotuÛi, datoritŸ arhitecturii centralizate, costul unei asemenea soluÍiipoate pŸrea ridicat. Pentru anumite obiective tipurile (2) Ûi (3) pot coexista furnizÊndinformaÍii mult mai corecte electricienilor, atunci cÊnd este necesar.

În prezent, un nou concept al echipamentelor de putere inteligente - notate cu (1) -este utilizat, considerat ca un prim pas cŸtre nivelurile (2) sau (3), datoritŸ abilitŸÍiiacestor soluÍii de a coexista Án cadrul aceluiaÛi obiectiv.


Fig. K15: PoziÍionarea sistemelor de monitorizare.




K20

Arhitectura bazatŸ pe sisteme inteligente (vezi Fig. K16)Noua arhitecturŸ a apŸrut relativ recent datoritŸ tehnologiilor web Ûi poate fipoziÍionatŸ ca un punct de intrare Án sistemele de monitorizare. Fiind bazate pe

tehnologiile web ea profitŸ la maxim de serviciile Ûi protocoalele de comunicaÍiistandard Ûi de programele fŸrŸ licenÍŸ.InformaÍiile electrice pot fi accesate oriunde Án obiectiv iar munca electricienilor vafi mult mai eficientŸ. Conectarea la Internet este oferitŸ de asemenea pentru toateserviciile obiectivului.

Arhitectura centralizatŸ specializatŸ pentru electricieni (vezi Fig. K17)DedicatŸ electricienilor, arhitectura este bazatŸ pe o supervizare centralizatŸspecificŸ care ÁndeplineÛte toate cerinÍele de monitorizare a reÍelei electrice. Apoi easolicitŸ Án mod natural un nivel mai redus de cunoÛtinÍe Ûi aptitudini pentru punere

Án funcÍiune, reglaje Ûi mentenanÍŸ - toate aparatele de distribuÍie electricŸ suntdeja prezente Ántr-o bibliotecŸ de funcÍii dedicatŸ. În final Ûi costul de achiziÍie estediminuat semnificativ datoritŸ muncii simplificate a integratorului de sistem.

Fig. K17: Arhitectura specializatŸ de monitorizare a unui sistem de distribuÍie electricŸ.

Fig. K16: Arhitectura echipamentelor inteligente.




K21

Arhitectura convenÍionalŸ centralizatŸ de uz general (vezi Fig. K18)Aici este prezentatŸ o arhitecturŸ tipicŸ bazatŸ pe elemente standard de automatizŸriprecum sistemele SCADA Ûi diverse interfeÍe. În ciuda realei eficienÍe aceastŸ

arhitecturŸ are Ûi cÊteva puncte slabe, din care enumerŸm:n nivelul ridicat de calificare pentru exploatarea acestei reÍele;n evolutivitatea greoaie Ûi dificilŸ;n Án sfÊrÛit, amortizarea riscantŸ a acestei soluÍii costisitoare.Este adevŸrat cŸ aceastŸ soluÍie nu are echivalent pentru aplicaÍiile cele maisolicitante Ûi oferŸ date foarte relevante Án sŸlile de operare centralizatŸ.

Fig. K18: Sistem de monitorizare Ûi control convenÍional Án timp real.

5.3 Suportul web (e-suport) devine accesibilPunerea la punct a unui sistem de informaÍii pentru a susÍine o abordare globalŸ deeficienÍŸ energeticŸ conduce foarte repede la cÊÛtiguri economice, cu o amortizare

Ántr-o perioadŸ mai micŸ de 2 ani pentru electricitate. Ca Ûi beneficiu suplimentar,care este ÁncŸ subestimat astŸzi, este pÊrghia pe care o obÍineÍi Án termeni deinformaÍii tehnologice Án acest sector. ReÍeaua electricŸ poate fi analizatŸ periodicde un consultant profesionist cu ajutorul internetului, pentru a rŸspunde urmŸtoarelorprobleme specifice, dupŸ cum urmeazŸ:n Contractele de furnizare a energiei. Schimbarea unui furnizor la un anumitmoment devine posibilŸ datoritŸ analizei permanente a costurilor legate deconsumuri; Ánainte singurele date erau furnizate de bilanÍul anual.n Gestionarea permanenatŸ a datelor electrice - via internet - pentru a le transforma

Án informaÍii relevante, furnizate prin intermediul unui portal web personalizat.InformaÍiile legate de consumul unui receptor sunt acum uÛor de obÍinut, disponibile

astfel unui numŸr mare de utilizatori. Este uÛor acum de postat aceste date peinternet, dar a le face realmente utile este mai complicat.n Diagnoza defectelor electrice complexe care necesitŸ analiza unui expert ÁnelectrotehnicŸ; o resursŸ rarŸ care este mai uÛor accesibilŸ pe web.n Monitorizarea consumurilor Ûi generarea alertelor Án cazul unor vÊrfuri de consumanormale.n Serviciul de mentenanÍŸ este exact atÊt cÊt este necesar, astfel ÁncÊt presiuneaasupra personalului de mentenanÍŸ se va diminua.EficienÍa energeticŸ nu mai este o problemŸ la care compania trebuie sŸ-i facŸ faÍŸsingurŸ; mai mulÍi e-parteneri pot oferi sprijin atunci cÊnd este necesar, Án specialcÊnd se ajunge la stadiul mŸsurŸtorilor Ûi asistenÍei la luarea deciziilor, cu condiÍiaca reÍeaua electricŸ sŸ fie comunicantŸ via internet.Implementarea poate fi gradualŸ, ÁncepÊnd prin a face cÊteva echipamente cheiecomunicante Ûi extinzÊnd treptat sistemul pentru a obÍine acurateÍea necesarŸ Ûi obunŸ acoperire a instalaÍiei.





K22

Compania ÁÛi poate defini politica: solicitŸ unuia sau mai multor parteneri sŸanalizeze datele, le analizeazŸ singurŸ sau combinŸ cele douŸ opÍiuni.De asemenea compania poate decide sŸ administreze singurŸ energia electricŸ

sau sŸ cearŸ unui partener sŸ monitorizeze calitatea energiei Ûi altui partener sŸgestioneze datele referitoare la mentenanÍa echipamentelor.

Exemplu: Schneider Electric propune e-servicii care oferŸ vizualizarea datelor referitoare la sarcini Ûianaliza aplicaÍiilor Án cel mai simplu mod. Procesele pentru companiile cu locaÍii geograficediverse sunt simplificate prin integrarea datelor Ántr-un astfel de sistem. Sistemul transformŸdatele brute Án informaÍii utile, uÛor accesibile tuturor utilizatorilor interni. Aceasta poate contribuila reducerea costurilor arŸtÊnd utilizatorilor cum organizaÍia din care fac parte foloseÛte energia.O gamŸ largŸ de funcÍionalitŸÍi servesc nevoile personalului cu ajutorul aceleiaÛi platforme: Accesarea Ûi analiza datelor, Facturi istorice Ûi estimate, ComparaÍii de consumuri, SimulŸridiverse, Impactul schimbŸrilor operaÍionale precum utilizarea energiei pe paliere orare saureducerea utilizŸrii cu o cantitate fixŸ sau procentualŸ, Alarmare automatŸ, Rapoarte memorate,Marcaj Ûi normalizare date, Alte utilitŸÍi - Accesul la informaÍiile privind gazele Ûi apa la fel ca Ûielectricitatea.

Fig. K19: Exemplu de soluÍie tipicŸ.




L1

Capitolul LCompensarea energiei reactiveÛi filtrarea armonicilor

Cuprins

Energia reactivŸ Ûi factorul de putere L2 1.1 Natura energiei reactive L2

1.2 Echipamente Ûi instalaÍii care absorb energie reactivŸ L2

1.3 Factorul de putere L3

1.4 Valori practice ale factorului de putere L4

De ce sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorul de putere? L5 2.1 Reducerea costului energiei L5

2.2 Optimizare tehnico-economicŸ L5

Cum sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorul de putere? L7 3.1 Principii teoretice L7

3.2 Ce echipamente utilizŸm? L7

3.3 Alegerea Ántre bateria de condensatoare fixŸ L9sau cu reglaj automat

Unde se instaleazŸ condensatoarele pentru L10 compensarea energiei reactive

4.1 Compensare globalŸ L10

4.2 Compensare sectorialŸ L10

4.3 Compensare individualŸ L11

Cum sŸ hotŸrÊm nivelul optim de compensare? L12 5.1 Metoda generalŸ L12

5.2 Metoda simplificatŸ L12

5.3 Metoda bazatŸ pe evitarea penalizŸrilor tarifare L14

5.4 Metoda bazatŸ pe reducerea puterii aparente contractate L14 Compensarea la bornele transformatorului L15 6.1 Compensarea pentru creÛterea puterii active disponibile L15

6.2 Compensarea energiei reactive absorbite de transformator L16

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere la motoarele L18 cu inducÍie

7.1 Conectarea bateriei de condensatoare Ûi reglajul protecÍiei L18

7.2 Cum poate fi evitatŸ autoexcitaÍia unui motor cu inducÍie L19

Exemplul unei instalaÍii Ánainte Ûi dupŸ L20 compensarea energiei reactive

Efectele armonicilor L21 9.1 Probleme apŸrute datoritŸ armonicilor sistemului de alimentare L21

9.2 SoluÍii posibile L21

9.3 Alegerea soluÍiei optime L23

Instalarea bateriilor de condensatoare L24 10.1 Condensatoarele L24

10.2 Alegerea protecÍiilor, aparaturii de comandŸÛi a cablurilor de conectare L25

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



L - Compensarea energiei reactiveÛi filtrarea armonicilor

L2

1 Energia reactivŸ Ûi factorulde putere

Sistemele de curent alternativ alimenteazŸ cudouŸ forme de energie:n

„Energie activŸ” energie mŸsuratŸ Án kWhcare este transformatŸ Án lucru mecanic,caldurŸ, luminŸ, etc;n „Energie reactivŸ” care are douŸ forme: o „Energie reactivŸ” cerutŸ de circuiteinductive (transformatoare, motoare, etc.),o „Energie reactivŸ” furnizatŸ decircuite capacitive (capacitatea cablurilor,condensatoare de putere, etc.).

Fig. L1: Un motor electric absoarbe de la reÍea putere activŸ P Ûi putere reactivŸ Q.

Fig. L2: Consumatori de energie care solicitŸ energie reactivŸ.

1.1 Natura energiei reactiveOrice maÛinŸ sau dispozitiv inductiv (adicŸ electromagnetic) care este alimentat Án

curent alternativ transformŸ energia electricŸ primitŸ de la sistemul de alimentare Án lucru mecanic Ûi cŸldurŸ. AceastŸ energie este mŸsuratŸ cu contorul de energieactivŸ (Án kWh) Ûi este denumitŸ energie activŸ. În scopul realizŸrii acestei conversiise produc cÊmpuri magnetice Án maÛini Ûi aceste cÊmpuri sunt asociate cu o altŸformŸ de energie preluatŸ din sistemul de alimentare, numitŸ energie reactivŸ.Aceasta se datoreazŸ faptului cŸ dispozitivul inductiv absoarbe ciclic energie de lasistemul de alimentare (Án timpul creŸrii cÊmpului magnetic) Ûi reinjecteazŸ aceastŸenergie Án sistem (Án timpul anulŸrii cÊmpului magnetic) de douŸ ori Án fiecareperioadŸ a curentului alternativ de alimentare.Efectul, asupra rotorului generatorului, este de a-l Áncetini pe durata unei pŸrÍi aperioadei Ûi de a-l accelera Án timpul celeilalte pŸrÍi. Acest cuplu pulsant este strictvalabil numai pentru alternatoarele monofazate. Pentru alternatoarele trifazateefectul este anulat mutual Án cele trei faze deoarece, la orice moment energiareactivŸ de alimentare Án una (sau douŸ) faze este egalŸ cu energia reactivŸreturnatŸ Án celelalte douŸ (sau una) faze Án cazul unui sistem echilibrat. Rezultatuleste o sarcinŸ medie nulŸ asupra generatorului, adicŸ componenta reactivŸ a

curentului nu absoarbe putere de la reÍea.Un fenomen similar se ÁntÊmplŸ cu elementele capacitive dintr-un sistem dealimentare, precum capacitatea cablurilor sau bateriile de condensatoare de putere,etc. În acest caz, energia este ÁnmagazinatŸ electrostatic.

ÎncŸrcarea Ûi descŸrcarea ciclicŸ a capacitŸÍii acÍioneazŸ asupra generatorului dinsistem Án acelaÛi mod Án care a fost descris anterior (cazul inductiv), dar circulaÍiacurentului, cŸtre Ûi de la capacitŸÍi fiind Án opoziÍie de fazŸ faÍŸ de cel din cazul uneiinductanÍe. Pe aceste consideraÍii se bazeazŸ schemele de compensare a energieireactive (Ûi ÁmbunŸtŸÍire a factorului de putere).Ar trebui reÍinut cŸ Án timp ce componenta reactivŸ a curentului de sarcinŸ nuabsoarbe putere de la sistem, ea cauzeazŸ pierderi de energie Án sistemele detransport Ûi distribuÍie a energiei prin ÁncŸlzirea conductorilor. Practic, Án sistemele dealimentare componentele reactive ale curenÍilor de sarcinŸ au caracter predominantinductiv Ûi impedanÍele sistemelor de transport Ûi distribuÍie sunt predominantcapactive. CombinaÍia curent inductiv trecÊnd prin reactanÍa inductivŸ produce celemai neplŸcute condiÍii de cŸdere de tensiune (adicŸ opoziÍie directŸ de fazŸ faÍŸ de

tensiunea sistemului).Pentru aceste motive (pierderi de putere la transportul energiei electrice Ûi cŸderi detensiune) este necesarŸ reducerea curentului inductiv pe cÊt posibil.Curentul capacitiv are efect invers asupra nivelului de tensiune Ûi produce o creÛterede tensiune in sistemul de alimentare.Puterea (kW) asociatŸ cu energia “activŸ” este notatŸ cu P.Puterea reactiva (kVAR) este notatŸ cu Q. Puterea reactivŸ inductivŸ esteconvenÍional pozitivŸ (+ Q) iar cea reactivŸ capacitivŸ este consideratŸ negativŸ (- Q).Fig. L1 aratŸ cŸ puterea aparentŸ S este suma vectorialŸ a puterilor activŸ Ûi reactivŸ.Paragraful 1.3 dŸ relaÍia Ántre P, Q Ûi S, unde S este puterea aparentŸ Án kVA.

1.2 Echipamente Ûi instalaÍii care absorb energiereactivŸOrice maÛinŸ sau aparat de curent alternativ care include dispozitiveelectromagnetice sau conÍine ÁnfŸÛurŸri cuplate magnetic, absoarbe Ántr-o anumitŸmŸsurŸ curent reactiv pentru crearea fluxului magnetic. Cele mai cunoscuteelemente din aceastŸ clasa sunt: transformatorul, bobina de reactanÍŸ, motorul Ûibalastul lŸmpilor cu descŸrcare (vezi Fig. L2). Raportul dintre puterea reactivŸ Ûiputerea activŸ ale unui element, Án condiÍii de sarcinŸ nominalŸ variazŸ:n 65 - 75% pentru motoare asincrone;n 5 -10% pentru transformatoare.



L3

1.3 Factorul de putereDefiniÍia factorului de putere

Factorul de putere al unei sarcini, care poate consta Án unul sau mai mulÍiconsumatori (sau chiar o ÁntreagŸ instalaÍie) este dat de raportul P/S, adicŸ kW/kVA,la un moment dat.Factorul de putere ia valori Án intervalul 0 la 1.DacŸ curenÍii Ûi tensiunile au forme de undŸ perfect sinusoidale atunci factorul deputere este egal cu cos ϕ.Un factor de putere apropiat de 1 ÁnseamnŸ cŸ energia reactivŸ este micŸ ÁncomparaÍie cu energia activŸ Án timp ce o valoare micŸ a factorului de putere indicŸcondiÍii contrare primei situaÍii.

Diagrama vectorialŸ a puterilorn Puterea activŸ P (Án kW):o monofazat (o fazŸ Ûi neutru): P = V I cos ϕ,o monofazat (fazŸ Ûi fazŸ): P = U I cos ϕ,o trifazat (trei faze sau trei faze Ûi neutru): P = √ 3U I cos ϕ;n Puterea reactivŸ Q (Án kVAR):o monofazat (o faza si neutru): Q = V I sin ϕ,o monofazat (faza si faza): Q = U I sin ϕ,o trifazat (trei faze sau trei faze si neutru): Q = √ 3U I sin ϕ;n Puterea aparentŸ S (Án kVA):o monofazat (o fazŸ Ûi neutru): S = V I,o monofazat (fazŸ Ûi fazŸ): S = U I,o trifazat (trei faze sau trei faze Ûi neutru): S = √ 3U I.unde:

V = tensiunea Ántre fazŸ Ûi neutruU = tensiunea Ántre fazeI = curentul Án circuitϕ = defazajul Ántre V Ûi I

o pentru sisteme echilibrate sau aproape echilibrate Án cazul trei faze Ûi neutru.

Vectorii de curent Ûi tensiune Ûi diagrama de puteriDiagrama “vectorialŸ” a puterii este un artificiu util derivat direct din diagramele decurenÍi Ûi tensiuni dupŸ cum urmeazŸ:

Tensiunile sistemului sunt luate ca mŸrimi de referinÍŸ, iar Án cazul sistemului trifaziccu sarcina echilibratŸ, din motive de simetrie, ne vom referi numai la o singurŸ fazŸ.Faza de referinÍŸ are tensiunea (V) dupŸ direcÍia orizontalŸ Ûi curentul (I) al aceleifaze va fi practic ÁntÊrziat faÍŸ de tensiune cu un unghi ϕ pentru orice sarcinŸ.Componenta curentului I care este Án fazŸ cu V este componenta activŸ Ûi este egalŸcu I cos ϕ, Án timp ce V I cos ϕ este puterea activŸ (Án kW), dacŸ V este mŸsurat Án kV.Componenta lui I, defazatŸ cu 90 de grade Án urma tensiunii V, este componentareactivŸ si este egalŸ cu I sin ϕ, iar V I sin ϕ este puterea reactivŸ (Án kVAR) dincircuit, dacŸ V este mŸsurat Án kV.DacŸ vectorul I este multiplicat cu V, exprimat Án kV, atunci V I este egalŸ cu putereaaparentŸ din circuit, mŸsuratŸ Án kVA.Formula obÍinutŸ este: S2 = P2 + Q2.Valorile de mai sus exprimate Án kW, kVAR, kVA asociate unei faze, multiplicatecu trei, reprezintŸ puterile activŸ, reactivŸ Ûi aparentŸ precum Ûi factorul de puterepentru un sistem trifazat, aÛa cum se vede Án Figura L3.


Factorul de putere (Power Factor, PF) este unraport kW pe kVA. Cu cÊt factorul de putere

se apropie de valoarea sa maximŸ care este1, cu atÊt beneficiile pentru consumatorul Ûifurnizorul de energie vor fi mai mari.PF = P (kW)/S (kVA)P = puterea activŸS = puterea aparentŸ.

Fig. L3: Diagrama de puteri.

P = putere activŸQ = putere reactivŸS = putere aparentŸ




L4

Tab. L4: Exemple de calcul pentru puterea aparentŸ, activŸ si reactivŸ.

1.4 Valori practice ale factorului de putereCalculul exemplului trifazat de mai sus este urmŸtorul:Pn = puterea nominalŸ = 51 kWP = puterea activŸ consumatŸ

P =Pn

56 kWρ

= =51

0 91.,

S = puterea aparentŸ

S =P

cos6 kVA

ϕ= =

56

0 865

.,AÛa cŸ utilizÊnd diagrama din Fig. L5 sau utilizÊnd un minicalculator, aflŸm valoareatan ϕ corespunzŸtoare unui cos ϕ de 0,86 adicŸ 0,59.Q = P tan ϕ = 56 x 0,59 = 33 kVAR (vezi Tab. L15).Sau, folosind teorema lui Pitagora:

Q - 65 -56 332

= = =S P2 2 2

kVAR

Valori uzuale ale factorului de putere pentru cele mai comune echipamente ÛiaplicaÍii (vezi Tab. L6)

Tab. L6: Valori ale cos ϕ Ûi tan ϕ pentru cele mai comune echipamente Ûi aplicaÍii.Fig. L5: Calculul diagramei de puteri.


Tipul circuitului Putere aparentŸ Putere activŸ Putere reactivŸS (kVA) P (kW) Q (kVAR)

Monofazic (Ántre fazŸ Ûi neutru) S = V I P = V I cos ϕ Q = V I sin ϕ

Monofazic (Ántre fazŸ Ûi fazŸ) S = U I P = U I cos ϕ Q = U I sin ϕExemplu sarcinŸ 5 kW 10 kVA 5 kW 8,7 kVAR

cos ϕ = 0,5

Trifazat 3 faze sau 3 faze + neutru S = √ 3U I P = √ 3U I cos ϕ Q = √ 3U I sin ϕExemplu Motor Pn = 51 kW 65 kVA 56 kW 33 kVAR

cos ϕ = 0,86(randament) ρ = 0,91

Echipamente Ûi aplicaÍii cos ϕ tan ϕn Motor cu inducÍie ÁncŸrcat la 0% 0,17 5,80

25% 0,55 1,5250% 0,73 0,9475% 0,80 0,75100% 0,85 0,62

n LŸmpi cu incandescenÍŸ 1,0 0n LŸmpi fluorescente (necompensate) 0,5 1,73n LŸmpi fluorescente (compensate) 0,93 0,39n LŸmpi cu descŸrcare 0,4 la 0,6 2,29 la 1,33n Cuptoare cu elemente rezistive 1,0 0n Cuptoare cu inducÍie (compensate) 0,85 0,62n Cuptoare de tip dielectric 0,85 0,62n MaÛini de lipit rezistive 0,8 la 0,9 0,75 la 0,48n Aparate de sudurŸ monofazice 0,5 1,73n Echipament de sudurŸ 0,7 la 0,9 1,02 la 0,48n Echipament de sudurŸ Án c.c. 0,7 la 0,8 1,02 la 0,75n Cuptor cu arc 0,8 0,75

Un exemplu de calcul al puterii (vezi Tab. L4)



L5

2.1 Reducerea costului energieiManagementul bun al consumului de energie reactivŸ aduce importante avantaje

economice.Aceste consideraÍii sunt bazate pe structura actualŸ de tarife aplicate Án mod curent Án Europa, destinate sŸ Áncurajeze beneficiarii sŸ micÛoreze consumul de energiereactivŸ.Instalarea condensatoarelor de compensare a energiei reactive la consumatoripermite reducerea notelor de platŸ la electricitate prin menÍinerea consumului deputere reactivŸ sub o anumitŸ valoare, agreatŸ prin contractul cu furnizorul deenergie.

În acest tip de tarif, energia reactivŸ este plŸtitŸ conform criteriului lui tan ϕ.

tanQ (kvarh)

P (kWh)ϕ =

Q (kVARh)

La consumator distribuitorul de energie livreazŸ energie reactivŸ gratis, pÊnŸ:n la nivelul de 40% din energia activŸ (tg ϕ = 0,4) pentru un interval de 16 ore pe zi(de la 6:00 la 22:00) Án timpul perioadelor celor mai solicitante (de obicei iarna);n fŸrŸ limitŸ Án perioada de solicitare redusŸ iarna, Ûi Án timpul primŸverii Ûi verii. Pe

durata perioadelor de limitare, consumul de energie reactivŸ care depŸÛeÛte 40%din energia activŸ este plŸtit lunar la cursul curent.Astfel cantitatea de energie reactivŸ de platŸ Án aceste perioade va fi kVARh (deplŸtit) = kWh (tan ϕ > 0,4) unde:o kWh este energia activŸ consumatŸ Án perioada de limitare,o kWh tg ϕ este energia reactivŸ totalŸ Án perioada de limitare,o 0,4 kWh este cantitatea de energie reactivŸ livratŸ gratis Án perioada de limitare.tan ϕ = 0,4 corespunde unui factor de putere cos ϕ = 0,93 aÛa cŸ pentru a nu plŸtienergie reactivŸ este suficient ca Án perioadele de limitare, cos ϕ sŸ nu scadŸ sub0,93.

În faÍa avantajelor notelor de platŸ scŸzute consumatorul trebuie sŸ punŸ Án balanÍŸcostul achiziÍionŸrii, instalŸrii Ûi utilizŸrii condensatoarelor de compensare a energieireactive, aparaturii de protecÍie Ûi comandŸ, Ántreruptorului automat ÁmpreunŸ, cuconsumul suplimentar de kWh datorat pierderilor Án dielectricul condensatoarelor,etc..Este posibil sŸ fie mai economic sŸ se facŸ compensarea numai parÍial Ûi ca plataunei pŸrÍi din energia reactivŸ sŸ fie mai avantajoasŸ decÊt o compensare de 100%.

În general, corecÍia factorului de putere este o problemŸ de optimizare, cu excepÍiaunor cazuri foarte simple.

2.2 Optimizare tehnico-economicŸUn factor de putere mai mare permite optimizarea componentelor unei instalaÍii.Supradimensionarea unui echipament poate fi evitatŸ, dar pentru a obÍine cele maibune rezultate corecÍia ar trebui fŸcutŸ pe cÊt posibil cÊt mai aproape de fiecarecomponentŸ a echipamentelor inductive.

Reducerea dimensiunii cablurilorTabelul L7 aratŸ creÛterea dimensiunii cablurilor atunci cÊnd factorul de puterescade de la 1 la 0,4.

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere alinstalaÍiilor prezintŸ mai multe avantaje

tehnice Ûi economice, printre care Ûireducerea facturilor de energie electricŸ.

2 De ce sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorulde putere ?

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere permiteutilizarea unor transformatoare, cabluri Ûiaparate mai mici Án acelaÛi timp cu reducereapierderilor Ûi a cŸderii de tensiune dintr-oinstalaÍie.

Tab. L7: Factorul de multiplicare a dimensiunii cablurilor Án funcÍie de cos ϕ.

Factorul de multiplicare 1 1,25 1,67 2,5a secÍiunii transversalea miezului cablului

cos ϕ 1 0,8 0,6 0,4




L6

(1) ÎntrucÊt Ûi alte beneficii survin la o valoare mai mare a cos ϕ precum s-a arŸtat mai Ánainte.

Reducerea pierderilor (P, kW) Án cabluriPierderile Án cabluri sunt proporÍionale cu pŸtratul curentului Ûi sunt mŸsurate cukWh-metrul. Reducerea curentului Ántr-un conductor cu 10% de exemplu, duce la

scŸderea pierderilor cu circa 20%.Reducerea cŸderii de tensiuneCondensatoarele montate pentru compensarea energiei reactive reduc sau chiaranuleazŸ curentul reactiv inductiv Án conductorii din amonte, reducÊnd astfel sauchiar eliminÊnd cŸderile de tensiune.NotŸ: supracompensarea produce o creÛtere a tensiunii pe condensator.

CreÛterea puterii disponibile În ÁmbunŸtŸÍirea factorului de putere al unei sarcini alimentatŸ de la un transformatorcurentul prin transformator se va reduce, permiÍÊnd astfel adŸugarea unor altesarcini. În practicŸ, poate fi mai avantajos sŸ ÁmbunŸtŸÍeÛti factorul de putere (1) decÊt sŸ ÁnlocuieÛti transformatorul cu unul mai mare.AceastŸ problemŸ este detaliatŸ Án subcapitolul 6.

2 De ce sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorulde putere ?



L7

3 Cum sŸ ÁmbunŸtŸÍim factorulde putere?

3.1 Principii teoreticeO sarcinŸ inductivŸ cu factor de putere mic face sŸ aparŸ Án generator Ûi Án sistemele

de transport/distribuÍie un curent reactiv (defazat cu 90° Án urma tensiunii) ÁnsoÍitde pierderi de putere Ûi cŸderi de tensiune, dupŸ cum s-a arŸtat Án subcapitolul 1.1.DacŸ se adaugŸ sarcinii o baterie de condensatoare Án paralel, curentul reactivcapacitiv al acesteia va urma acelaÛi traseu Án circuit ca Ûi curentul reactiv existentanterior. Deoarece, conform paragrafului 1.1, acest curent capacitiv IC (care prezintŸun defazaj de 90°, Ánaintea tensiunii) este Án opoziÍie de fazŸ cu curentul reactivanterior (IL), iar ambii curenÍi circulŸ pe acelaÛi traseu, aceÛtia se pot anula reciproc.DacŸ bateria de condensatoare este suficient de mare, se poate ca IC = IL Ûi deci sŸnu mai existe curent reactiv Án circuitul din amonte de condensatoare.Aceasta se observŸ Án Fig. L8 (a) Ûi (b) care prezintŸ numai curenÍi reactivi.

În aceastŸ figurŸ:R reprezintŸ elementele de putere activŸ ale sarciniiL reprezintŸ elementele de putere reactivŸ (inductivŸ) ale sarciniiC reprezintŸ elementele cu putere reactivŸ (capacitivŸ) din echipamentul decorecÍie a factorului de putere (adicŸ condensatori).

Din diagrama (b) a Fig. L8 se observŸ cŸ bateria de condensatoare C alimenteazŸ

tot curentul reactiv solicitat de sarcinŸ. Din acest motiv condensatoarele suntdenumite uneori generatoare de putere reactivŸ Án avans.

În diagrama (c) a Fig. L8 este adaugatŸ componenta activŸ a curentului Ûi se vedecŸ la o compensare totalŸ sarcina apare ca un sistem rezistiv, deci cu un factor deputere 1.

În general nu este economic sŸ se compenseze total o instalaÍie electricŸ.Figura L9 foloseÛte diagrama prezentatŸ Án subcapitolul 1.3 (vezi Fig. L3) pentru ailustra principiul compensŸrii parÍiale a puterii reactive de la valoarea Q la Q’ folosindo baterie de condensatoare de putere Qc. Puterea aparentŸ iniÍialŸ S se reduce la S’.

Exemplu:Un motor consumŸ 100 kW la cos ϕ =0,75 (adicŸ tan ϕ = 0,88). Pentru a mŸricos ϕ la 0,93 (adicŸ tan ϕ = 0,4) este necesarŸ o baterie de condensatoare cuputerea reactivŸ: Qc = 100 (0,88 - 0,4) = 48 kVAR. Alegerea nivelului de compensareÛi a calculului parametrilor pentru bateria de condensatoare depind de instalaÍie.Factorii care cer atenÍie sunt explicaÍi Án subcapitolele 5 (generalitŸÍi), 6 Ûi 7

(transformatoare Ûi motoare).NotŸ: Înainte de abordarea proiectului de compensare trebuie luate anumiteprecauÍii. În particular, supradimensionarea motoarelor ar trebui evitatŸ, deasemenea funcÍionarea Án gol a acestora. În cazul mersului Án gol factorul de putereeste foarte redus, (≈ 0,17) pentru cŸ puterea activŸ absorbitŸ de motor este foartemicŸ.

3.2 Ce echipamente utilizŸm?Compensarea la JTLa joasŸ tensiune compensarea se face cu:n condensatoare de valoare fixŸ;n echipament prevŸzut cu reglare automatŸ sau baterie de condensatoare carepermite ajustarea continuŸ Án concordanÍŸ cu cerinÍele impuse de modificarea

sarcinii.NotŸ: CÊnd puterea reactivŸ instalatŸ de compensat depŸÛeÛte 800 kVAR Ûi sarcinaeste stabilŸ este adesea mai economic sŸ se utilizeze baterii de condensatoare pepartea de medie tensiune.

ÎmbunŸtŸÍirea factorului de putere pentru oinstalaÍie necesitŸ o baterie de condensatoare

care acÍioneazŸ ca o sursŸ de energiereactivŸ. Se spune cŸ acest montaj asigurŸcompensarea energiei reactive.

a) Modelul circulaÍiei curenÍilor reactivi

b) Atunci cÊnd IC = IL toatŸ puterea reactivŸ este furnizatŸ debateria de condensatoare

c) Curentul sarcinii adŸugat la cazul (b)

Fig. L8: Exemplificarea caracteristicilor esenÍiale alecompensŸrii energiei reactive.

Fig. L9: DiagramŸ exemplificÊnd principiul compensŸriiQ c = P (tan ϕ - tan ϕ’).




L8

Compensarea poate fi efectuatŸ de obaterie de condensatoare de valoare fixŸ, Án

circumstanÍe favorabile.

De obicei compensarea este efectuatŸ debaterii de condensatoare Án trepte, cu reglajautomat.

Fig. L11: Exemplu de baterie de condensatoare Án trepte, cu reglaj automat (Varset).

Fig. L10: Exemplu de baterie de condensatoare de valoare fixŸ (Varset direct).


Baterii de condensatoare cu valoare fixŸ (vezi Fig. L10)AceastŸ soluÍie foloseÛte unul sau mai multe condensatoare pentru a obÍine unanumit nivel de compensare. Comanda poate fi:n manualŸ: prin Ántreruptor automat sau prin separator de sarcinŸ;n semi-automatŸ: prin contactor;n prin legare directŸ la un echipament electric Ûi comutare odatŸ cu comutareaacestuia.Aceste condensatoare sunt montate:n la bornele receptorilor inductivi (motoare Ûi transformatoare);n pe barele de distribuÍie de la care se alimenteazŸ motoare mici sau consumatoriinductivi Ûi pentru care compensarea individualŸ ar fi prea costisitoare;n Án cazurile Án care nivelul sarcinii este Án general constant.

Baterii de condensatoare automate (vezi Fig. L11)Acest gen de echipament efectueazŸ controlul automat al compensŸrii, menÍinÊnd ÁnniÛte limite strÊnse valoarea factorului de putere. Astfel de echipament se monteazŸ

Án locurile Án care se produc variaÍii mari de puteri active Ûi/sau reactive, de exemplu:n pe barele tabloului general de distribuÍie;n la bornele unui cablu de alimentare, pentru sarcina mare.



L9

Principii Ûi oportunitŸÍi de utilizare a compensŸrii automateO baterie de condensatoare este ÁmpŸrÍitŸ Ántr-un numŸr de secÍiuni, fiecare fiindcomandatŸ de un contactor. Închiderea unui contactor pune secÍiunea aferentŸ Ánparalel cu altele care deja sunt conectate. În felul acesta, valoarea capacitŸÍii baterieipoate fi modificatŸ Án trepte.Un releu de control monitorizeazŸ factorul de putere al circuitului respectiv Ûi estereglat sŸ ÁnchidŸ Ûi sŸ deschidŸ contactoarele necesare pentru a menÍine o valoareconstantŸ a factorului de putere (Án toleranÍele impuse de dimensiunea fiecŸrei treptede compensare). Transformatorul de curent pentru releul de monitorizare trebuieplasat pe una din fazele cablului de intrare care alimenteazŸ circuitul, conformFig. L12.Bateria de compensare automatŸ Varset Fast, similarŸ ca principiu Fig. L12 este unechipament de compensare automatŸ a energiei reactive utilizÊnd comutaÍia staticŸ(tiristori) Án locul contactorilor uzuali.

Avantajele comutaÍiei statice sunt urmŸtoarele:n rŸspuns imediat la toate fluctuaÍiile factorului de putere (timp de rŸspuns 2 s sau40 ms, Án funcÍie de opÍiunile regulatorului);n numŸr nelimitat de cicluri Ánchis/deschis;n eliminarea fenomenelor tranzitorii din reÍea la comutaÍia condensatorilor;n funcÍionare silenÍioasŸ.Prin compensarea la valoare apropiatŸ de cea cerutŸ de sarcinŸ, posibilitatea deproducere a supratensiunilor la sarcinŸ redusŸ va fi evitatŸ, reducÊndu-se astfelprobabilitatea de defectare a utilajelor Ûi a echipamentelor. Supratensiunile cauzatede supracompensarea energiei reactive depind parÍial de valoarea impedanÍeisursei.

Bateriile de condensatoare automate permitadaptarea imediatŸ a compensŸrii, Án funcÍie

de nivelul sarcinii.

Fig. L12: Principiul bateriei de condensatoare Án trepte, cu reglaj automat.


3.3 Alegerea Ántre bateria de condensatoare fixŸsau cu reglaj automatReguli comuneCÊnd valoarea puterii reactive a condensatoarelor este mai micŸ sau egalŸ cu15% din valoarea puterii transformatorului de alimentare se recomandŸ o bateriede condensatoare de valoare fixŸ. Peste 15%, este recomandatŸ o baterie decondensatoare controlatŸ automat.Dispunerea condensatoarelor de JT Ántr-o instalaÍie constituie modalitatea decompensare care poate fi: globalŸ (plasament Ántr-un singur punct pentru ÁntreagainstalaÍie), sectorialŸ (sector cu sector), localŸ (la fiecare dispozitiv Án parte) sau ocombinaÍie a ultimelor douŸ. În principiu, compensarea idealŸ este aplicatŸ la loculde consum Ûi are nivelul Án acord cu valorile instantanee de putere.

În practicŸ alegerea este decisŸ de factori tehnici Ûi economici.




L10

4 Unde se instaleazŸcondensatoarele pentrucompensarea energiei reactive?

CÊnd sarcina este continuŸ Ûi stabilŸ se poateaplica compensarea globalŸ.

4.1 Compensare globalŸ (vezi Fig. L13)Principiu

Bateria de condensatoare este conectatŸ la barele tabloului general de distribuÍie deJT a instalaÍiei Ûi rŸmÊne Án funcÍiune pe durata regimului normal.

AvantajeCompensarea de tip global:n reduce penalitŸÍile de depŸÛire a consumului de energie reactivŸ contractat;n reduce cererea de putere aparentŸ, pe care se bazeazŸ funcÍionarea sarcinilorpermanente;n reduce ÁncŸrcarea transformatorului, care devine apt pentru o sarcinŸ mai mare,dacŸ este nevoie.

Comentariin curentul reactiv continuŸ sŸ existe Án toate conductoarele cablurilor care pleacŸ dela tabloul principal de distribuÍie de JT;n din motivul enunÍat, dimensionarea acestor cabluri Ûi a pierderilor de putere dinele, nu este ÁmbunŸtŸÍitŸ printr-o compensare globalŸ.

Compensarea sectorialŸ este recomandatŸcÊnd instalaÍia este extinsŸ Ûi Án cazul Án careevoluÍia sarcinii de timp diferŸ Án diferitepŸrÍi ale instalaÍiei.

Fig. L14: Compensarea sectorialŸ.

Fig. L13: Compensare globalŸ.

4.2 Compensare sectorialŸ (vezi Fig. L14)Principiu Bateria de condensatoare este conectatŸ la barele de distribuÍie ale fiecŸrui tabloude distribuÍie intermediar, ca Án Fig. L14.De aceastŸ alegere beneficiazŸ o parte semnificativŸ a instalaÍiei, Án particular cablulde alimentare de la tabloul general de distribuÍie la fiecare tablou intermediar, undesunt aplicate mŸsurile de compensare.

Avantaje

Compensarea pe sectoare:n reduce penalitŸÍile pentru consum excesiv de putere reactivŸ;n reduce cererea de putere aparentŸ pe care se bazeazŸ funcÍionarea sarcinilorpermanente;n menajeazŸ transformatorul care devine apt pentru o sarcinŸ mai mare, dacŸ estenecesar;n dimensiunile cablurilor Án distribuÍia localŸ se pot reduce sau se pot alimentasarcini suplimentare;n pierderile Án aceleaÛi cabluri se reduc.

Comentariin curentul reactiv continuŸ sŸ circule Án toate cablurile din aval de tablourile dedistribuÍie intermediare;n din acest motiv nu se pot optimiza dimensiunile cablurilor Ûi nu este posibilŸdiminuarea pierderilor din ele prin compensarea sectorialŸ;n cÊnd au loc modificŸri mari de sarcinŸ existŸ riscul de supracompensare Ûi Án

consecinÍŸ de supratensiune, cu problemele aferente.



L11

Se ia Án considerare compensarea individualŸatunci cÊnd puterea motorului este

semnificativŸ Án comparaÍie cu puterea ÁntregiiinstalaÍii.

4 Unde se instaleazŸcondensatoarele pentrucompensarea energiei reactive?

4.3 Compensare individualŸPrincipiu

Condensatoarele sunt conectate direct la bornele maÛinii inductive (Án specialmotoare, vezi subcapitolul 7). Compensarea individualŸ poate fi utilizatŸ atunci cÊndputerea motorului este semnificativŸ Án raport cu puterea totalŸ a instalaÍiei (kVA).Valoarea puterii reactive Án bateria de condensatoare este de ordinul 25% dinputerea activŸ a motorului. De asemenea, o compensare suplimentarŸ la originileinstalaÍiei (aproape de transformator) se poate dovedi avantajoasŸ.

AvantajeCompensarea individualŸ:n reduce penalitŸÍile pentru consumul excesiv de putere reactivŸ;n reduce puterea aparentŸ cerutŸ;n reduce dimensiunile cablurilor Ûi pierderile Án acestea.

Comentariin nu mai existŸ curenÍi reactivi semnificativi Án instalaÍie.




L12

5.1 Metoda generalŸListarea cererilor de putere reactivŸ Án etapa de proiectare

AceastŸ listŸ se face Án acelaÛi fel ca cea pentru puterea aparentŸ, descrisŸ Áncapitolul A. Se pot determina valorile de putere activŸ Ûi reactivŸ ale sarcinii lafiecare nivel al instalaÍiei (Án punctele de distribuÍie Ûi subdistribuÍie).

Optimizarea tehnico-economicŸ pentru o instalaÍie existentŸValoarea optimŸ a capacitŸÍilor de compensare, pentru o instalaÍie existentŸ, sedeterminŸ cu ajutorul urmŸtoarelor consideraÍii principale:n facturile anterioare instalŸrii condensatoarelor;n costurile diminuate, Án urma instalŸrii condensatoarelor;n costurile pentru:o achiziÍionarea condensatoarelor Ûi a echipamentului de comandŸ (contactoare,dulapuri, controlere, etc.),o instalare Ûi ÁntreÍinere,o pierderile prin ÁncŸlzirea dielectricului din condensatoare Án comparaÍie cureducerea pierderilor Án cabluri, transformator, etc. ca urmare a instalŸrii bateriei decondensatoare.

În subcapitolele 5.3 ,5.4 se dau mai multe metode simplificate de calcul a tarifelor(comune pentru Europa).

5.2 Metoda simplificatŸPrincipiu general Pentru cele mai multe cazuri practice, este recomandabil un calcul aproximativ carepoate fi bazat pe ipoteza cŸ cos ϕ = 0,8 (inductiv) Ánainte de compensare. Cu scopulde a corecta factorul de putere la o valoare suficientŸ pentru a evita penalitŸÍile(aceasta depinde de structura localŸ a tarifelor, dar Án acest exemplu va fi propusŸvaloarea 0,93) Ûi pentru a reduce pierderile, cŸderile de tensiune, etc. Án instalaÍie,se poate lua ca referinÍŸ Tab. L15 de pe pagina urmŸtoare.Pentru creÛterea de la 0,8 la 0,93 a factorului de putere, sunt necesari 0,355 kVARpentru fiecare kW de sarcinŸ. Deci puterea reactivŸ Ántr-o baterie de condensatoareconectatŸ la barele tabloului principal de distribuÍie este Q(kVAR) = 0,355 x P(kW).

AceastŸ aproximaÍie simplŸ permite determinarea rapidŸ a cerinÍelorcondensatoarelor de compensare la modul global, parÍial sau individual.

ExempluPuterea instalaÍiei este 666 kVA. Se cere corectarea factorului de putere de la 0,75la 0,928. Puterea activŸ necesarŸ este: 666 x 0,75 = 500 kW.

În Tab. L15 la intersecÍia liniei de cos ϕ = 0,75 cu coloana de cos ϕ = 0,93 se obÍinevaloarea 0,487 kVAR/kW. Pentru 500 kW rezultŸ 500 x 0,487 = 244 kVAR putereacorespunzŸtoare capacitŸÍii de compensare.NotŸ: aceastŸ metodŸ este valabilŸ pentru orice nivel de tensiune, adicŸ esteindependentŸ de tensiune.

5 Cum sŸ hotŸrÊm nivelul optimde compensare?



L13


Tab. L15: kVAR de instalat pentru un kW de sarcinŸ, pentru a ÁmbunŸtŸÍi factorul de putere dintr-o instalaÍie.

Valori selectate ca exemplu Án subparagraful 5.2.

Valori selectate ca exemplu Án subparagraful 5.4.

Înainte de kVAR ai bateriei de condensatoare de instalat pe kW de sarcinŸ,compensare pentru a ÁmbunŸtŸÍi cos ϕ sau tan ϕ la valoarea doritŸ

tan ϕ 0,75 0,59 0,48 0,46 0,43 0,40 0,36 0,33 0,29 0,25 0,20 0,14 0,0

tan ϕ cos ϕ cos ϕ 0,80 0,86 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 12,29 0,40 1,557 1,691 1,805 1,832 1,861 1,895 1,924 1,959 1,998 2,037 2,085 2,146 2,2882,22 0,41 1,474 1,625 1,742 1,769 1,798 1,831 1,840 1,896 1,935 1,973 2,021 2,082 2,2252,16 0,42 1,413 1,561 1,681 1,709 1,738 1,771 1,800 1,836 1,874 1,913 1,961 2,022 2,1642,10 0,43 1,356 1,499 1,624 1,651 1,680 1,713 1,742 1,778 1,816 1,855 1,903 1,964 2,1072,04 0,44 1,290 1,441 1,558 1,585 1,614 1,647 1,677 1,712 1,751 1,790 1,837 1,899 2,0411,98 0,45 1,230 1,384 1,501 1,532 1,561 1,592 1,628 1,659 1,695 1,737 1,784 1,846 1,9881,93 0,46 1,179 1,330 1,446 1,473 1,502 1,533 1,567 1,600 1,636 1,677 1,725 1,786 1,9291,88 0,47 1,130 1,278 1,397 1,425 1,454 1,485 1,519 1,532 1,588 1,629 1,677 1,758 1,8811,83 0,48 1,076 1,228 1,343 1,370 1,400 1,430 1,464 1,497 1,534 1,575 1,623 1,684 1,8261,78 0,49 1,030 1,179 1,297 1,326 1,355 1,386 1,420 1,453 1,489 1,530 1,578 1,639 1,7821,73 0,50 0,982 1,232 1,248 1,276 1,303 1,337 1,369 1,403 1,441 1,481 1,529 1,590 1,7321,69 0,51 0,936 1,087 1,202 1,230 1,257 1,291 1,323 1,357 1,395 1,435 1,483 1,544 1,6861,64 0,52 0,894 1,043 1,160 1,188 1,215 1,249 1,281 1,315 1,353 1,393 1,441 1,502 1,6441,60 0,53 0,850 1,000 1,116 1,144 1,171 1,205 1,237 1,271 1,309 1,349 1,397 1,458 1,600

1,56 0,54 0,809 0,959 1,075 1,103 1,130 1,164 1,196 1,230 1,268 1,308 1,356 1,417 1,5591,52 0,55 0,769 0,918 1,035 1,063 1,090 1,124 1,156 1,190 1,228 1,268 1,316 1,377 1,5191,48 0,56 0,730 0,879 0,996 1,024 1,051 1,085 1,117 1,151 1,189 1,229 1,277 1,338 1,4801,44 0,57 0,692 0,841 0,958 0,986 1,013 1,047 1,079 1,113 1,151 1,191 1,239 1,300 1,4421,40 0,58 0,665 0,805 0,921 0,949 0,976 1,010 1,042 1,076 1,114 1,154 1,202 1,263 1,4051,37 0,59 0,618 0,768 0,884 0,912 0,939 0,973 1,005 1,039 1,077 1,117 1,165 1,226 1,3681,33 0,60 0,584 0,733 0,849 0,878 0,905 0,939 0,971 1,005 1,043 1,083 1,131 1,192 1,3341,30 0,61 0,549 0,699 0,815 0,843 0,870 0,904 0,936 0,970 1,008 1,048 1,096 1,157 1,2991,27 0,62 0,515 0,665 0,781 0,809 0,836 0,870 0,902 0,936 0,974 1,014 1,062 1,123 1,2651,23 0,63 0,483 0,633 0,749 0,777 0,804 0,838 0,870 0,904 0,942 0,982 1,030 1,091 1,2331,20 0,64 0,450 0,601 0,716 0,744 0,771 0,805 0,837 0,871 0,909 0,949 0,997 1,058 1,2001,17 0,65 0,419 0,569 0,685 0,713 0,740 0,774 0,806 0,840 0,878 0,918 0,966 1,007 1,1691,14 0,66 0,388 0,538 0,654 0,682 0,709 0,743 0,775 0,809 0,847 0,887 0,935 0,996 1,1381,11 0,67 0,358 0,508 0,624 0,652 0,679 0,713 0,745 0,779 0,817 0,857 0,905 0,966 1,1081,08 0,68 0,329 0,478 0,595 0,623 0,650 0,684 0,716 0,750 0,788 0,828 0,876 0,937 1,079

1,05 0,69 0,299 0,449 0,565 0,593 0,620 0,654 0,686 0,720 0,758 0,798 0,840 0,907 1,0491,02 0,70 0,270 0,420 0,536 0,564 0,591 0,625 0,657 0,691 0,729 0,769 0,811 0,878 1,0200,99 0,71 0,242 0,392 0,508 0,536 0,563 0,597 0,629 0,663 0,701 0,741 0,783 0,850 0,9920,96 0,72 0,213 0,364 0,479 0,507 0,534 0,568 0,600 0,634 0,672 0,712 0,754 0,821 0,9630,94 0,73 0,186 0,336 0,452 0,480 0,507 0,541 0,573 0,607 0,645 0,685 0,727 0,794 0,9360,91 0,74 0,159 0,309 0,425 0,453 0,480 0,514 0,546 0,580 0,618 0,658 0,700 0,767 0,9090,88 0,75 0,132 0,82 0,398 0,426 0,453 0,487 0,519 0,553 0,591 0,631 0,673 0,740 0,8820,86 0,76 0,105 0,255 0,371 0,399 0,426 0,460 0,492 0,526 0,564 0,604 0,652 0,713 0,8550,83 0,77 0,079 0,229 0,345 0,373 0,400 0,434 0,466 0,500 0,538 0,578 0,620 0,687 0,8290,80 0,78 0,053 0,202 0,319 0,347 0,374 0,408 0,440 0,474 0,512 0,552 0,594 0,661 0,8030,78 0,79 0,026 0,176 0,292 0,320 0,347 0,381 0,413 0,447 0,485 0,525 0,567 0,634 0,7760,75 0,80 0,150 0,266 0,294 0,321 0,355 0,387 0,421 0,459 0,499 0,541 0,608 0,7500,72 0,81 0,124 0,240 0,268 0,295 0,329 0,361 0,395 0,433 0,473 0,515 0,582 0,7240,70 0,82 0,098 0,214 0,242 0,269 0,303 0,335 0,369 0,407 0,447 0,489 0,556 0,6980,67 0,83 0,072 0,188 0,216 0,243 0,277 0,309 0,343 0,381 0,421 0,463 0,530 0,672

0,65 0,84 0,046 0,162 0,190 0,217 0,251 0,283 0,317 0,355 0,395 0,437 0,504 0,6450,62 0,85 0,020 0,136 0,164 0,191 0,225 0,257 0,291 0,329 0,369 0,417 0,478 0,6200,59 0,86 0,109 0,140 0,167 0,198 0,230 0,264 0,301 0,343 0,390 0,450 0,5930,57 0,87 0,083 0,114 0,141 0,172 0,204 0,238 0,275 0,317 0,364 0,424 0,5670,54 0,88 0,054 0,085 0,112 0,143 0,175 0,209 0,246 0,288 0,335 0,395 0,5380,51 0,89 0,028 0,059 0,086 0,117 0,149 0,183 0,230 0,262 0,309 0,369 0,5120,48 0,90 0,031 0,058 0,089 0,121 0,155 0,192 0,234 0,281 0,341 0,484




L14

5.3 Metoda bazatŸ pe evitarea penalizŸrilor tarifareMetoda urmŸtoare permite calculul valorii unei baterii de condensatoare bazat pe

detaliile din factura de energie, unde structura tarifului corespunde celei descrise Ánsubcapitolul 2.1 al acestui capitol.AceastŸ metodŸ determinŸ compensarea minimŸ necesarŸ pentru a evita acesteplŸÍi, care se bazeazŸ pe consumul de kVARh.Procedura este urmŸtoarea:n Se considerŸ cheltuielile cu consumul pe 5 luni de iarnŸ (Án FranÍa noiembrie-martie inclusiv).NotŸ: În zone cu climat tropical, perioada cu consumul cel mai mare este vara(datoritŸ consumului cu aerul condiÍionat) astfel cŸ Ûi Án acest caz apare o perioadŸcu tarif mare. În prezentul exemplu ne vom referi la condiÍiile de iarnŸ din FranÍa.n Se identificŸ cuantumul cheltuielilor referitoare la “consumul de energie reactivŸ”Ûi “kVARh de tarifat”. Se alege nota de platŸ care conÍine cel mai mare numŸr dekVARh (dupŸ verificarea faptului cŸ aceasta nu este o situaÍie excepÍionalŸ). Deexemplu 15.966 kVARh Án ianuarie.n Se evalueazŸ Ántreaga perioadŸ de lucru din aceastŸ lunŸ, de exemplu220 ore = 22 zile x 10 ore/zi. Orele care trebuie luate Án considerare sunt cele dinintervalul Án care sarcina este cea mai dificilŸ Ûi Án care survine Án cel mai mare vÊrfde sarcinŸ din sistemul energetic. AceastŸ situaÍie este datŸ Án documentele detarifare Ûi dureazŸ 16 ore Án fiecare zi Ántre 6:00 si 22:00 sau Ántre 7:00 Ûi 23:00,funcÍie de regiune. În afara acestui interval, nu existŸ nici o platŸ relativŸ la consumulde energie reactivŸ.n Valoarea de compensat Án kVAR = kVARh din nota de platŸ/numŸrul de ore defuncÍionare(1) = Qc.Valoarea capacitŸÍii bateriei de condensatoare se alege uÛor mai mare decÊt ceacalculatŸ.Unii producŸtori pot oferi nomograme, elaborate special pentru a facilita acestecalcule, Án concordanÍŸ cu tarifele specifice. Aceste elemente Ûi documentaÍiaaferentŸ recomandŸ echipamentul potrivit Ûi schemele de comandŸ, atrŸgÊndatenÍia asupra constrÊngerilor impuse de tensiunile armonice din sistemul energetic.Asemenea tensiuni implicŸ condensatoare supradimensionate (Án ce priveÛtedisiparea de cŸldurŸ Ûi valorile tensiunii Ûi curentului) Ûi/sau inductanÍe sau filtre de

suprimare a armonicilor.

5.4 Metoda bazatŸ pe reducerea puterii aparentecontractatePentru consumatorii pentru care tarifŸrile sunt bazate pe o platŸ fixŸ per kVAdeclarat, plus o platŸ pe kWh consumat, este evident cŸ o reducere a numŸrului dekVA declaraÍi este beneficŸ. Diagrama din Fig. L16 aratŸ cŸ la creÛterea factoruluide putere valoarea puterii aparente scade atunci cÊnd puterea activŸ rŸmÊneconstantŸ.CorecÍia factorului de putere urmŸreÛte (Án afarŸ de alte avantaje) reducereanivelului declarat al puterii aparente Ûi nedepŸÛirea acestuia Án nici o situaÍie. Înfelul acesta, se evitŸ plata unor preÍuri excesive pentru kVA Án perioadele criticeÛi/sau declanÛarea Ántreruptorului principal al circuitului. Tabelul L15 (de pe pagina

anterioarŸ) indicŸ numŸrul de kVAR de compensat per kW de sarcinŸ, necesarpentru corelaÍia factorului de putere de la o valoare la alta.

Exemplu:Un supermagazin a declarat o sarcinŸ de 122 kVA la un factor de putere de 0,7,adicŸ puterea activŸ este 85,4 kW. Contractul acestui consumator este bazat pe ovaloare Án trepte declaratŸ pentru puterea aparentŸ (trepte de 6 kVA pÊnŸ la108 kVA Ûi de 12 kVA peste aceastŸ valoare; aceasta este o caracteristicŸ comunŸa multor tarife Án douŸ pŸrÍi sau binomiale). În exemplul dat, nota de platŸ seva face pentru 132 kVA. Folosind Tabelul K15 se poate vedea cŸ o baterie decondensatoare de 60 kVAR va corecta factorul de putere de la 0,7 la 0,95.

Valoarea puterii aparente devine deci constatŸm o ÁmbunŸtŸÍire cu30%.

Pentru tarifele Án 2 pŸrÍi (binome), bazate Ánparte pe valoarea declaratŸ a puterii aparente,Tabelul L17 permite determinarea puteriireactive de compensat, necesarŸ reduceriiputerii aparente declarate Ûi prevenirii depŸÛiriiacesteia.

Fig. L16: Reducerea puterii maxime contractate (kVA) prinÁmbunŸtŸÍirea factorului de putere.

Examinarea diverselor facturi de energieacoperind perioada dificilŸ a anului, relativ

la sarcinŸ, permite determinarea nivelului decompensare necesar pentru a evita plata deenergie reactivŸ Án exces, Án cazul anumitortipuri de tarife. Perioada de amortizare a uneibaterii de condensatoare Ûi a echipamentuluiaferent este Án general de 18 luni.


(1) În perioada de facturare Án orele Án care energia reactivŸeste tarifatŸ pentru cazul considerat mai sus:

Qc = 15,996 kVARh

= 73 kVAR 220 h



L15

6.1 Compensarea pentru creÛterea puterii activedisponibileMŸsurile similare acelora luate pentru reducerea puterii aparente maxime declarate,adicŸ ÁmbunŸtŸÍirea factorului de putere, conform subcapitolului 5.4 ÁmbunŸtŸÍescfuncÍionarea transformatorului prin mŸrirea puterii active debitate.

În cazul creÛterii sarcinii este posibil ca Án acest mod sŸ se evite Ánlocuireatransformatorului cu o unitate mai mare. Tabelul L17 prezintŸ Án mod directdisponibilitatea de putere (kW) a transformatoarelor ÁncŸrcate la sarcinŸ maximŸ ladiferiÍi factori de putere, din care se poate observa creÛterea puterii active de ieÛirepe mŸsura creÛterii factorului de putere.

6 Compensarea la borneletransformatorului

Instalarea unei baterii de condensatoare poateevita necesitatea schimbŸrii transformatorului,

Án eventualitatea creÛterii sarcinii.

Tab. L17: Puterea activŸ disponibilŸ la ÁncŸrcarea maximŸ a unui transformator, cÊnd sarcina este alimentatŸ la diferite valori ale factorului de putere.

tan ϕ cos ϕ Puterea aparentŸ nominalŸ a transformatorului (kVA) 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 20000,00 1 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000

0,20 0,98 98 157 245 309 392 490 617 784 980 1225 1568 19600,29 0,96 96 154 240 302 384 480 605 768 960 1200 1536 19200,36 0,94 94 150 235 296 376 470 592 752 940 1175 1504 18800,43 0,92 92 147 230 290 368 460 580 736 920 1150 1472 18400,48 0,90 90 144 225 284 360 450 567 720 900 1125 1440 18000,54 0,88 88 141 220 277 352 440 554 704 880 1100 1408 17600,59 0,86 86 138 215 271 344 430 541 688 860 1075 1376 17200,65 0,84 84 134 210 265 336 420 529 672 840 1050 1344 16800,70 0,82 82 131 205 258 328 410 517 656 820 1025 1312 16400,75 0,80 80 128 200 252 320 400 504 640 800 1000 1280 16000,80 0,78 78 125 195 246 312 390 491 624 780 975 1248 15600,86 0,76 76 122 190 239 304 380 479 608 760 950 1216 15200,91 0,74 74 118 185 233 296 370 466 592 740 925 1184 14800,96 0,72 72 115 180 227 288 360 454 576 720 900 1152 14401,02 0,70 70 112 175 220 280 350 441 560 700 875 1120 1400

Fig. L18: Compensarea Q permite adŸugarea sarciniiaditionale S2, fŸrŸ a fi nevoie de Ánlocuirea transformatoruluiexistent a cŸrui putere este limitatŸ la valoarea S.

Exemplu: (vezi Fig. L18)O instalaÍie este alimentatŸ de la un transformator de 630 kVA cu sarcina de 450 kW

(P1) cu factor de putere mediu 0,8. Puterea aparentŸ S

450

0.85 kVA1 62= =

,

Puterea reactivŸ corespunzŸtoare

Q1 S1 P1 3372 2

= − = kVAR

Se anticipeazŸ creÛterea puterii active cu valoarea P2 = 100 kW la un factor deputere de 0,7.

Puterea aparentŸ S

100

0.7 kVA2 143= =

,

Puterea reactivŸ corespunzŸtoareQ2 S2 P2 1

2 2= − = 02kVAR

Care este valoarea minimŸ a capacitŸÍii de instalat pentru a evita schimbareatransformatorului?

Puterea activŸ totalŸ este: P = P1 + P2 = 550 kW.

Puterea reactivŸ maximŸ pe care o poate furniza transformatorul, la 630 kVA ÛidebitÊnd 550 kW este:

Qm S P2 2

= − Qm 6 5 307

2 2= − =30 50 kVAR

Puterea reactivŸ totalŸ, absorbitŸ de instalaÍie Ánainte de compensare este:

Ql + Q2 = 337 + 102 = 439 kVAR.

Deci, valoarea minimŸ a bateriei de condensatoare de instalat este:

Q (kVAR) = 439 - 307 = 132 kVAR.

Acest calcul nu a luat Án considerare vÊrfurile de sarcinŸ Ûi duratele lor.Cea mai bunŸ corecÍie posibilŸ, aceea prin care cos ϕ atinge valoarea 1, ar permiteo rezervŸ de putere activŸ de 630 - 550 = 80 kW. Bateria de condensatoare ar trebuisŸ fie Án acest caz de 439 kVAR.




L16

6.2 Compensarea energiei reactive absorbite detransformator

Natura reactanÍelor inductive ale transformatoruluiConsideraÍiile anterioare au fost fŸcute relativ la dispozitivele conectate Án paralel casarcini normale Ûi la bateriile de condensatoare pentru corecÍia cos ϕ, etc. Motivuleste cŸ, pentru cazul conectŸrii Án paralel a consumatorilor, se cere cea mai marecantitate de putere reactivŸ din reÍea. TotuÛi reactanÍele conectate Án serie, precumreactanÍele inductive ale liniilor de putere Ûi reactanÍele de dispersie ale ÁnfŸÛurŸrilortransformatoarelor, etc., absorb de asemenea putere reactivŸ.Atunci cÊnd contorizarea se face pe partea de MT a transformatorului, uneori estenecesar sŸ se asigure (Án funcÍie de sistemul de tarifare) compensarea pierderilor deenergie reactivŸ din transformator. DacŸ sunt luate Án consideraÍie numai pierderilede energie reactivŸ, un transformator se reprezintŸ schematic ca Án Figura L19.Toate valorile de reactanÍe se referŸ la secundarul transformatorului, unde reactanÍaparalelŸ este corespunzŸtoare curentului de magnetizare. Curentul de magnetizarerŸmÊne practic constant (la 1,8% din curentul total), independent de sarcinŸ, ÁncondiÍii normale, adicŸ cu tensiune constantŸ Án primar, astfel cŸ un condensator

paralel de valoare fixŸ poate fi instalat Án partea de MT sau JT, pentru a puteacompensa puterea reactivŸ absorbitŸ.

Puterea reactivŸ absorbitŸ de reactanÍele conectate Án serie(flux de dispersie)Diagrama de fazori din Figura L20 ilustreazŸ acest fenomen.Componenta reactivŸ prin sarcinŸ = I sin ϕ astfel cŸ QL = V I sin ϕ.Componenta reactivŸ a curentului debitat de sursŸ = I sin ϕ’ astfel cŸ QE = E I sin ϕ’,unde V Ûi E sunt date Án kV.Se poate vedea cŸ E > V Ûi sin ϕ’ > sin ϕ.DiferenÍa dintre El sin ϕ’ Ûi VI sin ϕ este puterea reactivŸ absorbitŸ de XL, pe fazŸ.Se poate arŸta cŸ aceasta din urmŸ este egalŸ cu I2XL (care este analoagŸ pierderiide putere activŸ I2R (kW) datorate rezistenÍei serie a liniei, etc.).Din expresia I2XL se deduce puterea reactivŸ absorbitŸ la orice valoare a sarciniipentru un transformator dat, dupŸ cum urmeazŸ:

DacŸ se folosesc valorile raportate - unitŸÍi relative (Án loc de procente) ÁnmulÍireadirectŸ dintre I Ûi XL conduce la rezultat.

Exemplu:Fie un transformator de 630 kVA, cu tensiune de scurtcircuit de 4%, carefuncÍioneazŸ la sarcinŸ nominalŸ.Care sunt pierderile de putere reactivŸ? (kVAR)4% = 0,04 pu Ipu = 1pierderile = I2XL = 12 x 0,04 = 0,04 pu kVAR,unde 1 pu = 630 kVA

În sistemul trifazat, puterea reactivŸ la pierderi este 630 x 0,04 = 25,2 kVARLa jumŸtatea sarcinii, adicŸ = 0,5 pu pierderile vor fi:0,52 x 0,04 =0,01 pu = 630 x 0,01 = 6,3 kVAR Ûi aÛa mai departe.Acest exemplu Ûi diagrama de fazori din Fig. L20 aratŸ cŸ:n factorul de putere Án primarul unui transformator Án sarcinŸ este diferit (Án generalmai mic) decÊt Án secundar (se absoarbe putere reactivŸ);

n pierderile de putere reactivŸ datorate reactanÍei de scŸpŸri sunt de ordinul 4% dinputerea aparentŸ a transformatorului;n pierderile de putere reactivŸ, datorate reactanÍei de scŸpŸri sunt proporÍionale cupŸtratul curentului de sarcinŸ.

Atunci cÊnd contorizarea se face pe partea deMT a transformatorului uneori este necesar

sŸ se asigure (funcÍie de modul de tarifare)compensarea pierderilor de energie reactivŸdin transformator.

Fig. L19: ReactanÍele transformatorului pe fazŸ.

Puterea reactivŸ absorbitŸ de un transformatornu poate fi neglijatŸ Ûi poate reprezentapÊnŸ la aproximativ 5% din putereatransformatorului cÊnd acesta este ÁncŸrcataproape de nominal. Compensarea se poateface cu o baterie de condensatoare. Întransformator puterea reactivŸ este absorbitŸde cele douŸ reactanÍe paralel (magnetizare)Ûi serie (fluxul de pierderi). CompensareacompletŸ se poate face cu o baterie decondensatoare conectatŸ Án paralel la JT.

Fig. L20: Puterea reactivŸ absorbitŸ de inductanÍa serie.




L17

Pentru calculul pierderilor totale de putere reactivŸ ale transformatorului trebuieadŸugate pierderile datoritŸ curentului de magnetizare (aproximativ 1,8% dinputerea aparentŸ a transformatorului) la cele anterior calculate. Tabelul L21 prezintŸ

pierderile de putere reactivŸ Án cazul unui transformator tipic de distribuÍie Án gol Ûi Án sarcinŸ. În principiu inductanÍele serie pot fi compensate cu condensatoare seriede valoare fixŸ (cazul liniilor lungi de IT). Acest aranjament este totuÛi greu de fŸcut,aÛa cŸ la nivelurile de tensiune tratate de aceastŸ lucrare, se aplicŸ compensareaparalel.

În cazul contorizŸrii la MT este suficient sŸ se creascŸ factorul de putere la o valoarela care transformatorul plus puterea reactivŸ consumatŸ Án sarcinŸ sŸ fie sub nivelulde la care se factureazŸ suplimentar. Acest nivel depinde de tarifare, dar adeseacorespunde la o valoare a tg ϕ de 0,31 (cos ϕ = 0,955).

Fig. L22: Supracompensarea pentru compensarea completŸ a pierderilor de energie reactivŸÁn transformator.


Tab. L21: Consumul de putere reactivŸ al transformatoarelor de distribuÍiecu ÁnfŸÛurarea primarŸ de 20 kV.

Puterea nominalŸ Puterea reactivŸ (kVAR) de compensat(kVA) În gol La sarcinŸ nominalŸ100 2,5 6,1160 3,7 9,6250 5,3 14,7315 6,3 18,4400 7,6 22,9500 9,5 28,7630 11,3 35,7800 20 54,51000 23,9 72,41250 27,4 94,51600 31,9 1262000 37,8 176

Practic, compensarea pentru pierderea de putere reactivŸ Án transformator esteinclusŸ Án condensatoarele de corectare a factorului de putere corespunzŸtorsarcinii, la modul global, sectorial sau individual. Spre deosebire de alÍi consumatoricare absorb putere reactivŸ, puterea reactivŸ absorbitŸ de transformatoare (parteadatoratŸ reactanÍei de dispersie) se modificŸ esenÍial funcÍie de nivelul sarcinii,astfel cŸ dacŸ se face o compensare individualŸ la transformator, atunci va trebui

considerat un nivel mediu de sarcinŸ.Din fericire, acest consum de putere reactivŸ reprezintŸ o micŸ parte din putereareactivŸ a instalaÍiei, astfel cŸ dezacordul compensŸrii cu sarcina ce poate apŸreadin cÊnd Án cÊnd nu reprezintŸ o problemŸ.Tabelul L21 indicŸ valori tipice ale pierderilor de putere reactivŸ pentru circuitul demagnetizare (coloana “Án gol”) Ûi de asemenea pentru pierderile totale, la sarcinŸnominalŸ Án cazul transformatoarelor de distribuÍie de 20 kV (care includ Ûi pierderile

Án reactanÍa de dispersie).

Ca un punct de vedere interesant pierderile de putere reactivŸ Ántr-un transformatorpot fi compensate complet reglÊnd bateria de condensatoare la o valoare astfelca defazajul sŸ fie uÛor capacitiv. În astfel de cazuri, toatŸ puterea reactivŸ atransformatorului este alimentatŸ din bateria de condensatoare, Án timp ce factorulde putere la MT este 1, ca Án Fig. L22.




L18

7.1 Conectarea bateriei de condensatoare Ûi reglajulprotecÍieiPrecauÍii generale Din cauza consumului mic de putere activŸ, factorul de putere al unui motor Ángol sau cu sarcinŸ micŸ este redus. Curentul reactiv al motorului rŸmÊne practicconstant, indiferent de sarcinŸ, astfel cŸ numŸrul motoarelor Án gol constituie unconsum de putere reactivŸ care este Án defavoarea instalaÍiei din motivele expuse ÁnsecÍiunea precedentŸ.Se impun douŸ reguli generale Án acest sens: motoarele Án gol trebuie deconectateÛi, de asemenea, acestea nu trebuie supradimensionate (pentru a nu funcÍiona lasarcinŸ minimalŸ).

ConectareBateria de condensatoare se conecteazŸ direct la bornele motorului.

Motoarele specialeMotoarele speciale (pas cu pas, ... reversibile) nu se compenseazŸ.

Efectul asupra reglajelor echipamentelor de protecÍieDupŸ aplicarea compensŸrii unui motor, curentul cŸtre combinaÍia motor-condensator este mai mic decÊt Ánainte de compensare, presupunÊnd acelaÛinivel de ÁncŸrcare mecanicŸ. Aceasta survine datoritŸ faptului cŸ o bunŸ parte dincomponenta reactivŸ a curentului este asiguratŸ de condensator, dupŸ cum se vede

Án Figura L23.CÊnd echipamentul de protecÍie la supracurent este plasat Án amonte faÍŸ deconexiunea motor-condensator (acesta este cazul pentru condensatoare conectatela borne), reglajul releului de supracurent trebuie modificat in raportul:

cos ϕ Ánainte de compensarecos ϕ dupŸ compensare

Pentru motoare compensate Án acord cu valorile indicate Án Tab. L24 (valori maximerecomandate pentru evitarea autoexcitŸrii motoarelor electrice standard, conformdiscuÍiei din subcapitolul 7.2) raportul de mai sus variazŸ Án funcÍie de turaÍieconform Tab. L25.

7 ÎmbunŸtŸÍirea factorului deputere la motoarele cu inducÍie

Compensarea individualŸ a motoarelor esterecomandatŸ acolo unde puterea motorului

(kVA) este mare Án comparaÍie cu putereatotalŸ a instalaÍiei.

Fig. L23: Înainte de compensare transformatorul furnizeazŸtoatŸ puterea reactivŸ; dupŸ compensare condensatoriifurnizeazŸ o mare parte din puterea reactivŸ. Tab. L25: Factorul de reducere a reglajului releului de supracurent dupŸ compensare.

Tab. L24: NumŸrul maxim de kVAR pentru compensarea energiei reactive ce se pot aplica labornele motoarelor fŸrŸ riscul autoexcitaÍiei.

Motoare trifazate 230/400 VPuterea kVAR de instalatnominalŸ Viteza de rotaÍie (rpm)kW CP 3000 1500 1000 75022 30 6 8 9 1030 40 7,5 10 11 12,537 50 9 11 12,5 1645 60 11 13 14 1755 75 13 17 18 2175 100 17 22 25 2890 125 20 25 27 30110 150 24 29 33 37132 180 31 36 38 43160 218 35 41 44 52200 274 43 47 53 61250 340 52 57 63 71280 380 57 63 70 79355 482 67 76 86 98400 544 78 82 97 106450 610 87 93 107 117

Viteza Án rpm Factor de reducere750 0,881000 0,90

1500 0,913000 0,93



L19

CÊnd se conecteazŸ o baterie decondensatoare la bornele unui motor electric

este important sŸ se verifice dacŸ valoareacapacitŸÍii bateriei este sub valoarea la caresurvine autoexcitaÍia.

Fig. L26: Conectarea unei baterii de condensatoare la motor.

7 ÎmbunŸtŸÍirea factorului deputere la motoarele cu inducÍie

7.2 Cum poate fi evitatŸ autoexcitaÍia unui motor cuinducÍieCÊnd un motor are o sarcinŸ de mare inerÍie mecanicŸ, acesta continuŸ sŸ seroteascŸ (Án afara cazurilor de frÊnare deliberatŸ) chiar dupŸ Ántreruperea alimentŸrii.DatoritŸ “inerÍiei magnetice” a rotorului, o forÍŸ electromotoare va fi generatŸ Án

ÁnfŸÛurarea statoricŸ, pentru o perioadŸ scurtŸ de timp dupŸ Ántreruperea circuitului,Ûi se va reduce la zero dupŸ 1-2 perioade (Án cazul unui motor necompensat).Condensatoarele de compensare constituie o sarcinŸ trifazatŸ, capacitivŸ, pentruforÍa electromotoare, care va produce curenÍi capacitivi Án infŸÛurŸrile statorului.AceÛti curenÍi din stator creazŸ un cÊmp magnetic rotitor Án rotor care acÍioneazŸdupŸ aceeaÛi axŸ Ûi Án acelaÛi sens cu cÊmpul magnetic, Án diminuare, al motorului.Fluxul rotoric creÛte, curenÍii Án stator se mŸresc, tensiunea la bornele motoruluicreÛte de asemenea, uneori la valori periculos de mari.Acest fenomen este cunoscut sub numele de autoexcitaÍie Ûi este motivul pentrucare generatoarele nu funcÍioneazŸ Án mod normal cu factor de putere capacitiv(tensiunea Án urma curentului), deoarece existŸ tendinÍa autoexcitŸrii spontane(necontrolate).

Note:1. Caracteristicile unui motor acÍionat de inerÍia sarcinii mecanice nu sunt rigurosidentice cu caracteristicile Án gol. Cu toate acestea echivalenÍa este suficient deprecisŸ pentru cazuri practice.2. Într-un motor acÍionÊnd ca generator, curenÍii sunt puternic reactivi astfel cŸefectul de frÊnare (ÁntÊrziere) asupra motorului este datorat numai sarcinii mecanicereprezentate de ventilatorul de rŸcire.3. Curentul (90° Án urmŸ) absorbit de la sursa de alimentare, Án condiÍii normale, deun motor Án gol Ûi curentul (90° Ánainte) injectat Án condensatoare, prin funcÍionareaca generator a motorului, au aceeaÛi relaÍie de fazŸ la bornele de alimentare. Dinaceste motive cele douŸ caracteristici se pot suprapune pe un grafic.Pentru a evita autoexcitarea, descrisŸ mai sus, puterea reactivŸ Án bateria decondensatoare trebuie limitatŸ la o valoare maximŸ:Qc i 0,9 x Io x Un x √ 3 unde Io este curentul absorbit de motorul Án gol Ûi Un estetensiunea nominalŸ Ántre faze, Án kV. Tabelul L24 (pagina anterioarŸ) indicŸ valorilelui Q

c conform acestui criteriu.

ExempluUn motor de 75 kW, 3000 rpm, 400 V, trifazat poate avea o baterie decondensatoare de maxim 17 kVAR, conform Tab. L24. Valoarea din tabel este

Án general mai micŸ decÊt valoarea necesarŸ pentru o compensare adecvatŸ amotorului Ûi atingerea valorii lui cos ϕ necesarŸ Án mod normal. Se poate face ocompensare adiÍionalŸ, de exemplu instalarea unei baterii de condensatoare decompensare globalŸ, pentru mai mulÍi consumatori de putere micŸ.

Motoare Ûi acÍionŸri cu inerÍie mare În orice instalaÍie Án care existŸ acÍionŸri electrice comandate de motoare de mareinerÍie, Ántreruptoarele sau contactoarele aferente acestor motoare, Án eventualitateacŸderii alimentŸrii, trebuie sŸ declanÛeze rapid. DacŸ nu sunt luate astfel de precauÍiise poate produce autoexcitaÍie pÊnŸ la tensiuni foarte mari, deoarece orice bateriede condensatoare din instalaÍie va fi Án paralel cu cea corespunzŸtoare motorului demare inerÍie.

Schema de protecÍie pentru aceste motoare trebuie sŸ cuprindŸ un releu dedeclanÛare la supratensiune, sensibil de asemenea la apariÍia unui flux invers deputere (motorul va alimenta cu energie restul instalaÍiei pÊnŸ va fi disipatŸ toatŸenergia mecanicŸ stocatŸ inerÍial).DacŸ bateria de condensatoare asociatŸ cu un un motor de mare inerÍie este maimare decÊt cea recomandatŸ Án Tab. L24 atunci ea trebuie comandatŸ separatprintr-un Ántreruptor sau contactor care sŸ declanÛeze simultan cu Ántreruptorul saucontactorul principal de comandŸ al motorului, aÛa cum aratŸ Fig. L26.

Închiderea contactelor principale, trebuie sŸ se facŸ numai cu contactele bateriei decondensatoare Ánchise Án prealabil.




L20

8 Exemplul unei instalaÍii ÁnainteÛi dupŸ compensarea energieireactive

(1) SŸgeÍile indicŸ mŸrimi vectoriale.(2) Mai mult decÊt Ánainte de corecÍie.

Fig. K27: ComparaÍie tehnico-economica a unei instalaÍii Ánainte Ûi dupŸ compensarea energiei reactive.

250 kVAR

cos ϕ = 0,75atelier

cos ϕ = 0,75atelier

Caracteristicile instalaÍiei

500 kW cos ϕ = 0,928

n Transformatorul nu mai este supraÁncŸrcatn Putere aparentŸ necesarŸ 539 kVAn 14% din puterea transformatorului devinedisponibilŸ

InstalaÍia Ánaintea compensŸrii (1)

kVA = kW + kVAR

InstalaÍia dupŸ compensare (1)

kVA = kW + kVAR

n Curentul prin circuit, Án aval de Ántreruptor este:

S = = = 665 kVAP 500

cos ϕ 0,75

I = = 960 AP

√ 3.U.cos ϕ

= 65%7782

9602

n Pierderile Án cabluri sunt reduse procentual la

din valoarea anterioarŸ, obÍinÊndu-se

astfel o economie de energie activŸ (kWh)

n Curentul prin Ántreruptor este 778 A

cos ϕ = 0,75

n Energia reactivŸ este furnizatŸ de transformator

prin conductoarele din instalaÍien Transformatorul, Ántreruptorul Ûi cabluriletrebuiesc supradimensionate

n Puterea reactivŸ peste nivelul declarat seplŸteÛte scumpn Puterea aparentŸ este semnificativ mai maredecÊt puterea activŸ absorbitŸn Curentul corespunzŸtor, Án exces, producepierderi de putere activŸ care se factureazŸn InstalaÍia trebuie supradimensionatŸ

Caracteristicile instalaÍiei500 kW cos ϕ = 0,75n Transformatorul funcÍioneazŸ Án suprasarcinŸn Puterea aparentŸ absorbitŸ este:

S = puterea aparentŸ

n Pierderile Án cabluri sunt proporÍionale cupŸtratul curentului: (960)2

P = I2R

n Consumul de energie reactivŸ este:o eliminat, sauo redus Án acord cu cos ϕ cerut,n PenalitŸÍile de tarifare:o pentru energie reactivŸ dupŸ caz,o pentru Ántreaga notŸ de platŸ Án unele cazuri sunteliminate;n Sarcina stabilitŸ bazatŸ pe cererea de putere aparentŸeste pusŸ Án acord cu valoarea puterii active absorbite.

cos ϕ = 0,928n Energia reactivŸ este furnizatŸ de bateria decondensatoare

n Valoarea bateriei de condensatoare este 250 kVAR,

Án cinci trepte de 50 kVAR, controlate automat

NotŸ: În realitate cos ϕ Án atelier rŸmÊne 0,75, dar cos ϕ pentru toatŸinstalaÍia Án amonte de bateria de condensatoare la bornele de MT aletransformatorului este 0,928. Cum s-a arŸtat Án subcapitolul 6.2, cos ϕ

Án ÁnfŸÛurarea de MT va fi uÛor mai scazut(2) datoritŸ pierderilor reactivedin transformator.



L21

9.1 Probleme apŸrute datoritŸ armonicilor sistemuluide alimentareEchipamentele care utilizeazŸ componente electronice de putere (variatoare devitezŸ pentru motoare electrice, redresoare de putere comandate - cu tiristoare -,etc.) au fŸcut sŸ aparŸ probleme datorate armonicilor din sistemul respectiv.Armonicile au apŸrut din primele etape ale activitŸÍii industriale Ûi au fost cauzatede impedanÍele neliniare de magnetizare ale transformatoarelor, balasturi de lŸmpifluorescente, etc.Armonicile dintr-un sistem trifazat simetric sunt Án general de ordin impar: a 3-a, a5-a, a 7-a ..., Ûi cu amplitudini descrescŸtoare funcÍie de ordinul armonicii. Toateaceste elemente pot fi folosite Án diferite moduri pentru a reduce armonicile specificela valori neglijabile, eliminarea completŸ a acestora nefiind posibilŸ. În aceastŸsecÍiune a lucrŸrii sunt recomandate mijloace practice de reducere a influenÍeiarmonicilor, cu referire Án special la bateriile de condensatoare.Condensatoarele sunt sensibile la componentele armonice ale tensiunii dealimentare, deoarece reactanÍa capacitivŸ scade Án funcÍie de creÛterea frecvenÍei.

În practicŸ, aceasta ÁnseamnŸ cŸ un procent relativ mic de tensiune corespunzŸtoare

unei armonici, poate cauza un curent semnificativ prin capacitate.PrezenÍa componentelor armonice duce la distorsionarea formelor de undŸ alecurentului Ûi tensiunii; distorsiunea este cu atÊt mai mare, cu cÊt conÍinutul dearmonici creÛte.DacŸ frecvenÍa proprie a bateriei de condensatoare/combinaÍia de reactanÍe dinsistemul de alimentare este apropiatŸ de o anume armonicŸ, atunci se produceun fenomen de rezonanÍŸ parÍialŸ, cu valori crescute pentru curentul Ûi tensiuneacorespunzŸtoare frecvenÍei acelei armonici. În acest caz particular curentulamplificat produce supraÁncalzirea condensatoarelor Ûi eventuala degradare adielectricului care poate conduce Ûi la o eventuala distrugere a condensatorului.ExistŸ mai multe soluÍii pentru aceastŸ problemŸ, printre care:n conectarea Án paralel a unui filtru de armonici Ûi/sau reactanÍe de suprimare aarmonicilor, saun filtre active, saun filtre hibride.

9.2 SoluÍii posibileFiltre pasive (vezi Fig. L28)Contracararea efectelor armonicilorPrezenÍa armonicilor Án tensiunea de alimentare duce la apariÍia unei valori de curentanormal de mare prin condensatoare. În aceastŸ situaÍie, se considerŸ curentulde calcul prin acestea de 1,3 ori valoarea efectivŸ a curentului nominal. Toateelementele serie, cum ar fi conexiuni, siguranÍe, aparate de comutaÍie, etc. asociatecu condensatoarele vor fi de asemenea supradimensionate (Ántre 1,3 Ûi 1,5 dinvaloarea nominalŸ).Distorsiunea armonicŸ a undei de tensiune se manifestŸ Án mod frecvent sub formaunei unde “ascuÍite”, a cŸrei valoare de vÊrf este mai mare decÊt valoarea de vÊrf asinusoidei normale. Acest fenomen, ÁmpreunŸ cu alte cauze, cum ar fi supratensiunicauzate de rezonanÍŸ, necesitŸ o creÛtere a nivelului de izolaÍie a condensatoarelor

utilizate Án astfel de circuite, faÍŸ de cele de tip “standard”. Pentru funcÍionareasatisfŸcŸtoare a bateriilor de condensatoare, luarea Án considerare a celor douŸmŸsuri este foarte importantŸ Ûi conduce la funcÍionŸri satisfŸcŸtoare.

Contracararea efectelor fenomenului de rezonanÍŸCondensatoarele sunt elemente reactive liniare Ûi Án consecinÍŸ nu genereazŸarmonici.Instalarea unor condensatoare Ántr-un sistem de alimentare (Án care impedanÍelesunt predominant inductive) poate duce la rezonanÍe parÍiale sau totale la anumitefrecvenÍe armonice.Ordinul armonicei ho a frecvenÍei proprii de rezonanÍŸ Ántre inductanÍa sistemului Ûicapacitatea bateriei de condensatoare este:

Ssc

unde:

Ssc = puterea de scurtcircuit Án reÍeaua trifazatŸ, la bornele bateriei decondensatoare, exprimatŸ Án kVAQ = puterea bateriei, Án kVAR

ho = ordinul armonicei corespunzŸtoare frecvenÍei proprii fo adicŸ

pentru

reÍeaua de 50 Hz, sau

pentru reÍeaua de 60 Hz.

9 Efectele armonicilor

Armonicile constituie un motiv desupradimensionare a condensatoarelor Ûide introducere a reactanÍelor serie, pentrusuprimarea armonicilor Án reÍea.

Fig. L28: Principiul de operare a unui filtru pasiv.




L22

Fig. L30: Principiul de operare a unui filtru hibrid.

Fig. L29: Principiul de operare a unui filtru activ.


De exemplu:

Ssc

poate da o valoare ho = 2,93 care aratŸ cŸ frecvenÍa proprie

a condensatorului/combinaÍie inductanÍŸ-sistem este Án apropierea armonicii a treia.

Din se observŸ cŸ fo = 50 ho = 50 x 2,93 = 146,5 Hz.

Cu cÊt este mai apropiatŸ frecvenÍa proprie de o armonicŸ, cu atÊt va fi mai mareefectul de distorsiune. În exemplul de mai sus, existŸ condiÍii de rezonanÍŸ puternicŸcu armonica a treia a undei distorsionate.

În astfel de cazuri, se iau mŸsuri pentru a schimba frecvenÍa proprie la o valoarecare sŸ nu producŸ rezonanÍŸ cu nici o armonicŸ importantŸ. Aceasta se realizeazŸprin adŸugarea unei inductanÍe de suprimare a armonicilor, conectatŸ Án serie cubateria de condensatoare.

În reÍeaua de 50 Hz, aceste reactanÍe sunt reglate sŸ producŸ fenomenul derezonanÍŸ a ansamblului, baterie de condensatoare + reactanÍŸ la frecvenÍa de190 Hz. În reÍeaua de 60 Hz, reactanÍa se regleazŸ pentru 228 Hz. Aceste frecvenÍecorespund unei valori ho = 3,8 pentru 50 Hz, aceasta reprezentÊnd mijloculintervalului dintre armonica a 3-a Ûi a 5-a.

În aceastŸ structurŸ, prezenÍa reactanÍei creÛte curentul de frecvenÍŸ fundamentalŸ

(50 Hz sau 60 Hz) cu o valoare redusŸ (7 - 8%). Tensiunea la bornele capacitŸÍii semŸreÛte Án aceaÛi proporÍie.Aceast fapt se ia Án considerare, de exemplu, folosind condensatoare proiectatepentru 440 V Án reÍeaua de 400 V.

Filtre active (vezi Fig. L29).Filtrele active se bazeazŸ pe tehnologia electronicii de putere. Ele sunt Án generalinstalate Án paralel cu o sarcinŸ neliniarŸ.Filtrele active analizeazŸ armonicile absorbite de o sarcinŸ Ûi injecteazŸ acelaÛicurent armonic cŸtre sarcinŸ, pe faza corespunzŸtoare. Ca urmare curenÍii armonicisunt complet neutralizaÍi Án punctul considerat. Nu mai avem deci de-a face cucirculaÍie de curenÍi sau cu armonici catre sursŸ.Principalul avantaj al filtrelor active este cŸ ele garanteazŸ compensarea armonicŸeficientŸ chiar Án cazul eventualelor schimbŸri operate Án instalaÍie. De asemenea elesunt extraordinar de uÛor de folosit datoritŸ:n autoconfigurŸrii la sarcinile armonice, indiferent de ordinul acestora;n eliminŸrii riscului suprasarcinii;n compatibilitŸÍii cu generatoarele;n posibilitŸÍii de conectare la orice punct din reÍeaua electricŸ;n mai multe filtre active pot fi utilizate Án aceeaÛi instalaÍie, pentru a creÛte eficienÍadepoluŸrii (de exemplu cÊnd se instaleazŸ un nou echipament se adaugŸ un noufiltru activ).Filtrele active compenseazŸ de asemenea Ûi energia reactivŸ.

Filtre hibride (vezi Fig. L30).Acest tip de filtre combinŸ avantajele filtrelor pasive Ûi active. O frecvenÍŸ poate fifiltratŸ de un filtru pasiv Ûi celelalte frecvenÍe de filtrul activ.



L23

Pentru un filtru pasiv alegerea soluÍiilor se face conform urmŸtorilor parametri:n Gh = suma puterilor aparente ale tuturor dispozitivelor care genereazŸ armonici(convertizoare statice, invertoare, variatoare de vitezŸ, etc.) conectate la barele lacare este conectatŸ Ûi bateria de condensatoare. DacŸ pentru unele dispozitive sedŸ puterea activŸ, la calculul puterii aparente se considerŸ factorul de putere 0,7.n Ssc = puterea de scurtcircuit trifazatŸ, la bornele bateriei de condensatoare.n Sn = suma puterilor aparente ale tuturor transformatoarelor de alimentare alesistemului din care fac parte barele de distribuÍie.DacŸ un numŸr de transformatoare funcÍioneazŸ Án paralel, scoaterea din funcÍiunea unuia sau a mai multora dintre ele va produce modificŸri sensibile asupra S sc ÛiSn. Cu aceÛti parametri se poate face o alegere a capacitŸÍii care sŸ asigure un nivelde funcÍionare acceptabil din punct de vedere al armonicilor de curent Ûi tensiune,conform Tab. L32.

Tab. L31: SelecÍia celei mai potrivite tehnologii Án funcÍie de aplicaÍie.

Tab. L32: Alegerea soluÍiilor de limitare a armonicilor asociate unei baterii de condensatoarede JT alimentatŸ prin transformator (transformatoare).


9.3 Alegerea soluÍiei optimeTabelul L31 aratŸ criteriile ce trebuiesc luate Án consideraÍie pentru selectarea celei

mai potrivite tehnologii Án funcÍie de aplicaÍie.

Filtru pasiv Filtru activ Filtru hibridAplicaÍii Industrial TerÍiar Industrial… cu puterea totalŸ neliniarŸ mai mare decÊt mai mic decÊt mai mare decÊt(variaÍie de vitezŸ, redresoare, 200 kVA 200 kVA 200 kVAUPS, etc.)Compensarea en. reactive NuNecesitatea reduceriidistorsiunii armonicepentru sarcini sensibileNecesitatea reduceriidistorsiunii armonice pentruevitarea suprasarciniipe cabluri

Necesitatea concordanÍei cu Nulimite stabilite ale armonicilor

n Regula generalŸ valabilŸ pentru orice mŸrime a transformatoarelor

Condensatori Condensatori cu tensiunea Condensatori cu tensiuneastandard nominalŸ crescutŸ cu 10% nominalŸ crescutŸ cu 10%

(excepÍie cei de 230 V) + bobine de suprimare a armonicilor

n Regula simplificatŸ pentru transformatoare i 2 MVA

Condensatori Condensatori cu tensiunea Condensatori cu tensiunea Filtrestandard nominalŸ crescutŸ cu 10% nominalŸ crescutŸ cu 10%

(excepÍie cei de 230 V) + bobine de suprimarea armonicilor




L24

10.1 CondensatoareleTehnologie

Condensatoarele sunt de tip uscat (adicŸ fŸrŸ lichid dielectric) Ûi sunt formate dindouŸ role de folie de polypropylena metalizatŸ, cu proprietŸÍi autocicatrizante.Condensatoarele sunt protejate de un sistem (dispozitiv de suprapresiune cuplat cusiguranÍŸ MPR) care deconecteazŸ condensatorul Án cazul unei defecÍiuni interne.Schema de protecÍie funcÍioneazŸ Án felul urmŸtor:n un curent de scurtcircuit prin dielectric arde siguranÍa;n uneori nivelul de curent este mai mare decÊt cel normal, dar insuficient ca sŸtopeascŸ siguranÍa, de exemplu datoritŸ unor scurgeri microscopice Án stratul dedielectric. Astfel de defecte se rezolvŸ prin refacerea izolaÍiei datoritŸ ÁncŸlzirii localeprodusŸ de curentul de scurgere, adicŸ prin autocicatrizare;n dacŸ curentul de scurgere persistŸ, defectul poate evolua spre un scurtcircuit, ÛisiguranÍa va funcÍiona;n gazul produs prin vaporizarea stratului metalic, Án zona de defect, produce treptato creÛtere a presiunii Án containerul de plastic. Aceasta determinŸ acÍionareadispozitivului sensibil la presiune, care scurtcircuiteazŸ condensatorul prin contactele

sale determinÊnd funcÍionarea siguranÍei. Condensatoarele au carcase din materializolant, prevŸzute cu dublŸ izolare, eliminÊnd astfel necesitatea conectŸrii la pŸmÊnt(vezi Fig. L33).

10 Instalarea bateriilorde condensatoare

Fig. L33: Condensator, (a) secÍiune, (b) caracteristici electrice.

a)

(1) Pentru produse marca Merlin Gerin.

b)

Caracteristici electriceStandarde Standarde CEI 60439-1, NFC 54-104,

VDE 0560 CSA, teste ULGama de Tensiune nominalŸ 400 Voperare FrecvenÍŸ nominalŸ 50 HzToleranÍa capacitanÍei - 5% la + 10%Game de TemperaturŸ maximŸ 55° CtemperaturŸ TemperaturŸ medie 45° C(pŸnŸ la 65 kVAR) pentru 24 h

TemperaturŸ medie 35° CanualŸTemperaturŸ minimŸ - 25° C

Tensiune de izolaÍie Tensiune de Íinere 50 Hz, 1 min: 6 kVTensiune de Íinere la impuls 1,2/50 μs: 25 kV

Suprasarcina de curent admisibilŸ Gama “Clasic”(1) Gama “Confort”(1) 30% 50%

Suprasarcina de tensiune admisibilŸ 10% 20%



L25


(1) Pentru produse marca Merlin Gerin.

(2) Bateriile de condensatoare “Harmony” sunt echipate cubobine de suprimare a armonicelor.

10.2 Alegerea protecÍiilor, aparaturii de comandŸ Ûicablurilor de conectare

Alegerea cablurilor din amonte, a protecÍiei Ûi a dispozitivelor de comandŸ depindede curentul de sarcinŸ.Pentru condensatoare, curentul este funcÍie de:n tensiunea aplicatŸ Ûi armonicile ei;n valoarea capacitŸÍii.Curentul nominal In Ántr-un condensator de putere reactivŸ Q, alimentat la un sistemtrifazat avÊnd tensiunea Un (kV) (Ántre faze), este dat de:

Domeniul de variaÍie admisibil al tensiunii de frecvenÍŸ fundamentalŸ, pluscomponentele armonice, ÁmpreunŸ cu toleranÍele de fabricaÍie ale condensatorului(pentru o valoare nominalŸ declaratŸ) pot sŸ conducŸ la o creÛtere a curentului cu50% peste valoarea calculatŸ. Aproximativ 30% din aceastŸ creÛtere este datoratŸvariaÍiei de tensiune, Án timp ce aprox. 15% este datoratŸ toleranÍelor de fabricaÍieastfel ca: 1,3 x 1,15 = 1,5 In.

Toate componentele care suportŸ curentul capacitiv trebuie adaptate “celei maidefavorabile condiÍii”, la o temperaturŸ ambientalŸ de maximum 50° C. În cazulunor temperaturi mai mari de 50° C Án interiorul unor incinte, este necesarŸ osupradimensionare a componentelor aferente.

ProtecÍieMŸrimea Ántreruptorului automat poate fi aleasŸ pentru a permite reglajulsuprasarcinii la:n 1,36 x In pentru condensatori din gama “Classic”(1)

n 1,50 x In pentru condensatori din gama “Confort”(1)

n 1,12 x In pentru condensatori din gama „Harmony”, asociaÍi cu bobina cu rang deacord de 2,7 f(2)

n 1,19 x In pentru condensatori din gama “Harmony”, asociaÍi cu bobina cu rang deacord de 3,8 f(2)

n 1,31 x In pentru condensatori din gama “Harmony”, asociaÍi cu bobina cu rang de

acord de 4,3 f(2)Reglajul protecÍiei la scurtcircuit trebuie sŸ fie insensibil la curentul de punere subtensiune. Reglajul va fi 10 x In pentru condensatori din gamele “Classic”, “Confort” Ûi„Harmony”.Exemplul 150 kVAR - 400 V - 50 Hz - tip “Classic”

Reglajul la suprasarcinŸ: 1,36 x 72 = 98 AReglajul la scurtcircuit: 10 x In = 720 AExemplul 250 kVAR - 400 V - 50 Hz - condensatori din gama “Harmony”, asociaÍi cu bobina curang de acord de 4,3 fIn = 72 AReglajul la suprasarcinŸ: 1,31 x 72 = 94 A

Reglajul la scurtcircuit: 10 x In = 720 ACablurile de alimentare (din amonte)Tabelul L34 de pe pagina urmŸtoare indicŸ secÍiunile minime ale cablurilor amontepentru condensatoarele Rectiphase.

Cablurile de comandŸSecÍiunea minimŸ a acestor cabluri va fi de 1,5 mm2 pentru 230 V. Pentrusecundarul transformatoarelor este recomandatŸ o secÍiune u 2,5 mm2.




L26

Tab. L34: SecÍiunea cablurilor pentru conectarea bateriilor de condensatoare medii Ûi mari (1).

(1) Valorile secÍiunilor minime au fost calculate pentru cablurimonofilare, pozate liber Án aer la 30° C. Tabelul nu Íine contde nici un factor de reducere (datorat modului de pozare,temperaturii mediului ambiant, etc.).

Tensiuni tranzitoriiCurentul tranzitoriu, de ÁnaltŸ frecvenÍŸ, este ÁnsoÍit de tensiuni tranzitorii. Valoareade vÊrf maximŸ a tensiunii tranzitorii nu depŸÛeÛte niciodatŸ dublul valorii de vÊrf atensiunii nominale, Án cazul conectŸrii unui condensator descŸrcat Án circuit.

În cazul condensatoarelor care sunt deja ÁncŸrcate Án momentul conectŸrii tensiuneatranzitorie poate atinge o valoare triplŸ faÍŸ de valoarea de vÊrf a tensiunii nominale.

CondiÍiile de maxim de tensiune sunt urmŸtoarele:n tensiunea existentŸ pe condensator este egalŸ cu valoarea de vÊrf a tensiuniinominale;n contactele contactorului se Ánchid Án momentul Án care tensiunea de alimentareare valoarea maximŸ;n polaritatea tensiunii de alimentare este inversŸ faÍŸ de tensiunea la bornelecondensatorului.

În asemenea situaÍii, curentul tranzitoriu va atinge valoarea maximŸ posibilŸ, adicŸdublul maximului curentului la conectarea unui condensator iniÍial descŸrcat.Pentru orice alte valori ale tensiunii Ûi polaritŸÍii unui condensator ÁncŸrcat, vÊrfultensiunii Ûi curentului tranzitoriu vor fi mai mici decÊt cele menÍionate mai sus; Áncazul particular Án care valoarea tensiunii pe condensator este de aceeaÛi polaritatecu tensiunea de alimentare, iar conectarea se produce Án momentul vÊrfului tensiunii

de alimentare, nu apar curenÍi sau tensiuni tranzitorii. În cazul bateriilor automate trebuie avut grijŸ ca treptele sŸ fie conectate numai ÁnsituaÍia condensatoare “descŸrcate”.Timpul de descŸrcare poate fi redus, dacŸ este necesar, folosind rezistenÍe dedescŸrcare de valoare micŸ.


Puterea bateriei SecÍiune SecÍiune(kVAR) cupru aluminiu230 V 400 V (mm2) (mm2)

5 10 2,5 1610 20 4 1615 30 6 1620 40 10 1625 50 16 2530 60 25 3540 80 35 5050 100 50 7060 120 70 9570 140 95 12090 - 100 180 120 185 200 150 240120 240 185 2 x 95150 250 240 2 x 120 300 2 x 95 2 x 150180 - 210 360 2 x 120 2 x 185245 420 2 x 150 2 x 240280 480 2 x 185 2 x 300315 540 2 x 240 3 x 185350 600 2 x 300 3 x 240385 660 3 x 150 3 x 240420 720 3 x 185 3 x 300



M1

Capitolul MDetecÍia Ûi filtrarea armonicilor

Cuprins

ProblemŸ: de ce este necesar sŸ detectŸm M2 Ûi sŸ eliminŸm armonicile?

Standarde M3

ConsideraÍii generale M4

Principalele efecte ale armonicilor Án instalaÍii M6

4.1 RezonanÍa M6

4.2 CreÛterea pierderilor M6

4.3 Suprasolicitarea echipamentelor M7 4.4 PerturbaÍii ce afecteazŸ consumatorii sensibili M9

4.5 Impactul economic M10

Indicatorii esenÍiali ale distorsiunilor provocate M11de armonici Ûi principii de mŸsurare

5.1 Factorul de putere M11

5.2 Factorul de amplitudine M11

5.3 Puterile Ûi armonicile M11

5.4 Spectrul armonic Ûi distorsiunea armonicŸ M12

5.5 Distorsiunea armonicŸ totalŸ (THD - Total Harmonic Distorsion) M12

5.6 Utilitatea diferiÍilor indicatori M13

MŸsurarea indicatorilor M14 6.1 Dispozitive utilizate pentru mŸsurarea indicatorilor M14

6.2 Proceduri pentru analiza armonicilor Án reÍelele de distribuÍie M14

6.3 Monitorizarea armonicilor M15

Dispozitive de detecÍie M16

SoluÍii pentru atenuarea armonicilor M17

8.1 SoluÍii de bazŸ M17

8.2 Filtrarea armonicilor M18

8.3 Metoda M20

8.4 Produse specifice M20

1

2

3

4

7

5

6

8




M2

1 ProblemŸ: de ce este necesarsŸ detectŸm Ûi sŸ eliminŸmarmonicile

PerturbaÍii cauzate de armoniciArmonicile prezente Án reÍelele de distribuÍie degradeazŸ calitatea energiei electrice.Acest fenomen poate avea un numŸr de efecte negative:

n suprasarcini Án reÍelele de distribuÍie cauzate de creÛterea valorii efective acurentului;n suprasarcini Án conductorul neutru datorate creÛterii cumulative a armonicilor deordin trei create de sarcinile monofazate;n suprasarcini, vibraÍii, Ûi ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a generatoarelor,transformatoarelor Ûi motoarelor ca Ûi creÛterea zgomotelor propriitransformatoarelor;n suprasarcini Ûi ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a condensatoarelor folosite lacompensarea energiei reactive;n distorsiunile tensiunii de alimentare pot perturba consumatorii sensibili;n perturbaÍii Án reÍelele de comunicaÍii Ûi Án liniile telefonice.

Impactul economic al perturbaÍiilorArmonicile au un impact economic major:n ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a echipamentelor poate Ánsemna Ánlocuirea Ánainte devreme dacŸ nu s-a luat mŸsura supradimensionŸrii de la bun Ánceput;n

suprasarcinile reÍelei de distribuÍie solicitŸ puteri aprobate mai mari Ûi implicŸ deasemenea creÛterea pierderilor;n distorsiunea formei de undŸ a curentului provoacŸ declanÛŸri intempestive careduc la oprirea proceselor de producÍie.

CreÛterea gravitŸÍii consecinÍelorCu numai zece ani Án urmŸ armonicile nu erau ÁncŸ considerate o problemŸ realŸdin cauzŸ cŸ efectele lor asupra reÍelelor de distribuÍie erau Án general minore.Introducerea masivŸ a electronicii de putere Án echipamente a fŸcut ca acestfenomen sŸ fie mult mai serios Án toate sectoarele de activitŸÍi economice.Trebuie adŸugat ÁnsŸ cŸ echipamentele generatoare de armonici sunt adesea vitalepentru activitatea companiei sau a organizaÍiei.

Ce armonici trebuiesc mŸsurate Ûi eliminate?Armonicile cel mai frecvent ÁntÊlnite Án reÍelele de distribuÍie trifazatŸ sunt celeimpare. În mod normal amplitudinea armonicilor scade pe mŸsurŸ ce frecvenÍacreÛte. Peste ordinul 50, armonicile sunt neglijabile Ûi mŸsurŸtorile nu mai au nici o

semnificaÍie. MŸsurŸtori suficient de precise se obÍin mŸsurÊnd armonicile pÊnŸ laordinul 30.Serviciile publice de electricitate monitorizeazŸ armonicile de ordin 3, 5, 7, 11 Ûi 13.

În majoritatea cazurilor tratarea armonicilor de ordin mic (pÊnŸ la 13) este suficientŸpentru rezolvarea problemelor. Cele mai exigente condiÍii iau Án considerarearmonicile pÊnŸ la ordinul 25.



M3

2 Standarde

Emisiile de armonici sunt subiectul mai multor standarde Ûi reglementŸri:n standarde de compatibilitate pentru reÍelele de distribuÍie publicŸ;n standarde de emisie aplicabile echipamentelor care genereazŸ armonici;

n reglementŸri create de cŸtre serviciile publice de electricitate Ûi aplicabile ÁninstalaÍii. În vederea unei atenuŸri rapide a efectelor armonicilor un triplu sistem de standardeÛi reglementŸri bazat pe documentele enumerate mai jos este promovat cuinsistenÍŸ.

Standarde de reglementare a compatibilitŸÍii Ántre reÍelele de distribuÍie ÛiproduseAceste standarde stabilesc compatibilitatea necesarŸ Ántre reÍelele de distribuÍie Ûiproduse:n armonicile generate de un aparat nu trebuie sŸ deranjeze reÍeaua de distribuÍiedincolo de anumite limite;n fiecare aparat trebuie sŸ fie capabil sŸ funcÍioneze normal Án prezenÍa unorperturbaÍii de pÊnŸ la un anumit nivel;n standardul CEI 61100-2-2 pentru serviciile publice de distribuÍie a electricitŸÍii la

joasŸ tensiune;n

standardul CEI 61100-2-4 pentru instalaÍii industriale de joasŸ Ûi medie tensiune.Standarde de reglementare a calitŸÍii reÍelelor de distribuÍien standardul EN 50160 stipuleazŸ caracteristicile tensiunii furnizate prin reÍeleleelectrice de distribuÍie publicŸ la joasŸ Ûi medie tensiune;n standardul IEEE 519 prezintŸ o abordare comunŸ pentru serviciile publice deelectricitate Ûi consumatori a problematicii limitŸrii impactului sarcinilor ne-liniare.Mai mult, serviciilor publice de electricitate ÁncurajeazŸ acÍiunile preventive Ánvederea prevenirii deteriorŸrii calitŸÍii energiei, creÛterilor de temperaturŸ Ûi efectelorprovocate de consumul exagerat de energie reactivŸ. În viitor serviciile publice deelectricitate vor Áncepe cu siguranÍŸ sŸ taxeze consumatorii cu surse majore deperturbaÍii armonice.

Standarde de reglementare a echipamentelorn standardul CEI 61000-3-2 sau EN 61000-3-2 pentru echipamente de joasŸtensiune avÊnd curentul nominal mai mic de 16 A;n standardul CEI 61000-3-12 pentru echipamente de joasŸ tensiune avÊnd curentul

nominal mai mare de 16 A Ûi mai mic de 75 A.Nivelul maxim permis al armonicilorStudiile internaÍionale bazate pe datele colectate Án diferite reÍele electrice dedistribuÍie au permis estimarea armonicilor tipice ce pot fi ÁntÊlnite Án majoritateareÍelelor electrice. Tabelul M1 prezintŸ nivelele care, Án opinia celor mai multeservicii publice de electricitate, nu ar trebui depŸÛite.

Tab. M1: Nivelul maxim permis al armonicilor.

Armonici de ordin impar Armonici de ordin impar Armonici de ordin parnon-multiplu de 3 multiplu de 3

Ordin h JT MT IT Ordin h JT MT IT Ordin h JT MT IT

5 6 6 2 3 5 2,5 1,5 2 2 1,5 1,57 5 5 2 9 1,5 1,5 1 4 1 1 111 3,5 3,5 1,5 15 0,3 0,3 0,3 6 0,5 0,5 0,5

13 3 3 1,5 21 0,2 0,2 0,2 8 0,5 0,2 0,217 2 2 1 > 21 0,2 0,2 0,2 10 0,5 0,2 0,219 1,5 1,5 1 12 0,2 0,2 0,223 1,5 1 0,7 > 12 0,2 0,2 0,225 1,5 1 0,7> 25 0,2 0,2 0,1

+ 25/h + 25/h + 25/hNotŸ: h reprezintŸ ordinul armonicii.




M4

PrezenÍa armonicilor indicŸ o formŸ de undŸ distorsionatŸ a curentului sau atensiunii. Forma distorsionatŸ a undei de curent sau tensiune ÁnseamnŸ cŸ distribuÍiaenergiei electrice este perturbatŸ iar calitatea energiei electrice nu este cea optimŸ.

CurenÍii armonici sunt produÛi de sarcinile neliniare conectate la reÍeaua dedistribuÍie. CirculaÍia armonicilor de curent provoacŸ armonici de tensiune prinimpedanÍele reÍelei de distribuÍie, distorsionÊnd Án consecinÍŸ tensiunea dealimentare.

Originea armonicilorAparatele Ûi sistemele care produc armonici sunt prezente Án toate sectoarele cum arfi cel industrial, comercial Ûi rezidenÍial. Armonicile sunt produse de sarcini neliniare(adicŸ sarcini care absorb un curent cu o formŸ de undŸ diferitŸ de forma de undŸ atensiunii de alimentare).Exemple de sarcini neliniare:n echipamente industriale (aparate de sudurŸ, cuptoare cu arc, cuptoare cu inducÍie,redresoare);n variatoare de vitezŸ pentru motoare asincrone sau de curent continuu;n surse neÁntreruptibile (UPS-uri);n

echipament de birou (computere, copiatoare, fax-uri, etc.);n aparate casnice (televizoare, cuptoare cu microunde, iluminat fluorescent);n aparaturŸ necesitÊnd saturaÍie electromagneticŸ (transformatoare).

PerturbaÍii cauzate de sarcinile neliniare: armonici de curent Ûi de tensiuneSarcinile neliniare produc armonici de curent care circulŸ prin reÍeaua electricŸ dedistribuÍie. Armonicele de tensiune sunt produse de circulaÍia armonicilor de curentprin impedanÍele circuitului de alimentare (transformator Ûi reÍeaua de distribuÍiepentru situaÍii similare celei arŸtate Án Fig. M2).

3 ConsideraÍii generale

Fig. M2: SchemŸ monofilarŸ arŸtÊnd impedanÍa circuitului de alimentare pentruo armonicŸ de ordinul h.

ReactanÍa unui conductor creÛte Án funcÍie de frecvenÍa curentului care circulŸprin acel conductor. Pentru fiecare armonicŸ de curent de ordin h existŸ deci oimpedanÍŸ Zh a circuitului de alimentare. CÊnd armonica de curent de ordin h circulŸprin impedanÍa Zh, se creazŸ o armonicŸ de tensiune Uh, unde Uh = Zh x Ih (legea luiOhm). Tensiunea Án punctul B este deci distorsionatŸ. Toate aparatele alimentateprin punctul B primesc o tensiune distorsionatŸ. Pentru o armonicŸ de curent datŸ,distorsiunea este proporÍionalŸ cu impedanÍa reÍelei de distribuÍie.

CirculaÍia armonicilor de curent Án reÍelele de distribuÍieSe poate considera cŸ sarcinile neliniare injecteazŸ armonici de curenÍi Án reÍeauade distribuÍie, cŸtre sursŸ.Figurile M3 Ûi M4 de pe pagina urmŸtoare aratŸ o instalaÍie perturbatŸ de armonici.Figura M3 aratŸ circulaÍia curentului la 50 Hz Án instalaÍie, Án timp ce Figura M4 aratŸ circulaÍia curentului armonic de ordin h.



M5

Fig. M3: InstalaÍie alimentÊnd o sarcinŸ neliniarŸ unde sunt arŸtate numai fenomenele care aulegaturŸ cu frecvenÍa de 50Hz (frecvenÍŸ fundamentalŸ).

3 ConsideraÍii generale

Fig. M4: AceeaÛi instalaÍie unde sunt arŸtate numai fenomenele care au legŸturŸ cu frecvenÍaarmonicii de ordin h.

Fig. M5: CirculaÍia curenÍilor armonici Ántr-o reÍea de distribuÍie.

NotŸ: Án diagramŸ cu toate cŸ anumite sarcini creazŸ curenÍi armonici Án reÍeaua de distribuÍie,alte sarcini pot absorbi curenÍii armonici.

Armonicile au efecte economice majore Án instalaÍii Ûi anume:n creÛterea costurilor energetice;n ÁmbŸtrÊnirea prematurŸ a echipamentelor;n pierderi de producÍie.

Alimentarea sarcinii neliniare creazŸ o circulaÍie a curentului I50 Hz (arŸtatŸ ÁnFig. M3), la care se adaugŸ fiecare din curenÍii armonici Ih (arŸtaÍi Án Fig. M4)corespunzÊnd fiecŸrei armonici de ordin h.ConsiderÊnd cŸ sarcinile reinjecteazŸ curenÍi armonici Án reÍeaua de distribuÍie spresursŸ este posibil sŸ creŸm o diagramŸ arŸtÊnd curenÍii armonici din reÍea (vezi Fig.M5).




M6

4.1 RezonanÍaUtilizarea simultanŸ a sarcinilor inductive Ûi capacitive Án reÍelele electrice de

distribuÍie conduce la rezonanÍŸ paralelŸ sau serie manifestatŸ respectiv printr-ofoarte mare sau foarte micŸ valoare a impedanÍei. VariaÍia impedanÍei modificŸcurentul Ûi tensiunea Án reÍeaua de distribuÍie. În cele ce urmeazŸ numai fenomenulde rezonanÍŸ paralelŸ, cel mai comun, va fi analizat.ConsiderŸm urmŸtoarea diagramŸ simplificatŸ (vezi Fig. M6) reprezentÊnd oinstalaÍie alcŸtuitŸ din:n un transformator de alimentare;n sarcini liniare;n sarcini neliniare care genereazŸ curenÍi armonici;n condensatori pentru compensarea energiei reactive.Pentru analiza armonicilor se utilizeazŸ diagrama echivalentŸ (vezi Fig. M7).ImpedanÍa Z este calculatŸ ca:

Z = jLsω

1 - LsCω2

neglijÊnd R, Ûi unde:

Ls = inductanÍa alimentŸrii (reÍeaua din amonte + trasformator + linie)C = capacitanÍa condensatorilor pentru compensarea energiei reactiveR = rezistenÍa sarcinilor liniareIh = curentul armonic.

RezonanÍa apare atunci cÊnd numitorul 1 - LsCω2 tinde cŸtre zero. FrecvenÍacorespunzŸtoare este numitŸ frecvenÍŸ de rezonanÍŸ a circuitului. La acea frecvenÍŸimpedanÍa circuitului atinge un maxim, Ûi o mare cantitate de armonici de tensiuneapar avÊnd ca rezultat distorsiuni majore ale undei de tensiune. Distorsiuneatensiunii este acompaniatŸ Án circuitul Ls+C de o circulaÍie de curenÍi armonici maimare decÊt circulaÍia normalŸ cerutŸ de sarcini.

ReÍeaua de distribuÍie Ûi condensatorii pentru compensarea energiei reactive suntsupuÛi unor curenÍi armonici mari Ûi riscului rezultant al suprasarcinilor. Pentru aevita rezonanÍa se instaleazŸ bobine antiarmonici Án serie cu condensatorii.

4.2 CreÛterea pierderilorPierderile in conductoarePuterea activŸ transmisŸ unei sarcini este funcÍie de componenta fundamentalŸ I1 acurentului.Atunci cÊnd curentul solicitat de o sarcinŸ conÍine armonici, valoarea eficace acurentului Ief este mai mare decÊt componenta fundamentalŸ I1.DefiniÍia THD este:

THD= rms

1

I

I

−2

1

se poate deduce cŸ: I Irms= 1 +THD21

ef.

ef.

I1I1

Figura M8 (pagina urmŸtoare) aratŸ, Án funcÍie de distorsiunea armonicŸ:n creÛterea Án curent eficace Ief pentru o sarcinŸ solicitÊnd un curent fundamental I1

dat;n creÛterea pierderilor Joules, fŸrŸ a Íine cont de efectul superficial (punctulde referinÍŸ Án grafic este 1 pentru Ief Ûi pierderile Joules Án cazul cÊnd nu suntarmonici).

CurenÍii armonici provoacŸ o creÛtere a pierderilor Joules Án toate conductoarele princare circulŸ Ûi creÛteri suplimentare ale temperaturii Án transformatoare, aparataj,cabluri, etc.

Pierderile Án maÛinile asincroneTensiunile armonice (ordinul h) cu care se alimenteazŸ maÛinile asincrone provoacŸ

Án rotor o circulaÍie de curenÍi cu frecvenÍe mai mari de 50 Hz care sunt cauza unorpierderi suplimentare.

4 Principalele efecte alearmonicilor Án instalaÍii

Fig. M6: Diagrama unei instalaÍii.

Fig. M7: Diagrama echivalentŸ a instalaÍiei aratate Án Fig. M6 .



M7

Fig. M8: CreÛterea curentului eficace Ûi a pierderilor Joules Án funcÍie de THD.

Ordine de mŸrimen O formŸ de undŸ a tensiunii de alimentare virtual rectangularŸ ar provoca ocreÛtere a pierderilor cu 20%;n O tensiune de alimentare avÊnd armonici u5 = 8% (din U1, armonica fundamentalŸde tensiune), u7 = 5%, u11 = 3%, u13 = 1% ceea ce ÁnseamnŸ un factor total dedistorsiune armonicŸ THDu egal cu 10% care conduce la pierderi adiÍionale de 6%

Pierderile Án transformatoareCirculaÍia de curenÍi armonici prin transformatoare provoacŸ o creÛtere a pierderilor

Án “cupru” datoritŸ efectului Joules Ûi a curenÍilor turbionari. Armonicile de tensiunesunt responsabile de pierderile Án “fier” datoritŸ histeresisului. În general se considerŸ cŸ pierderile Án ÁnfŸÛurŸri cresc cu pŸtratul lui THDi, iarpierderile Án miez cresc liniar cu THDu.

În transformatoarele de distribuÍie publicŸ unde nivelurile de distorsiune sunt limitate,pierderile pot creÛte Ántre 10 Ûi 15%.

Pierderile Án condensatoareTensiunile armonice aplicate condensatoarelor provoacŸ o circulaÍie de curenÍiproporÍionalŸ cu frecvenÍa armonicilor. AceÛti curenÍi genereazŸ pierderisuplimentare.

ExempluO tensiune de alimentare are urmŸtoarele armonici:Tensiunea armonicŸ fundamentalŸ U1, tensiunile armonice u5 = 8%(din U1), u7 = 5%,u11 = 3%, u13 = 1% ceea ce ÁnseamnŸ un factor total de distorsiune armonicŸ THDu

egal cu 10%. Curentul este multiplicat cu 1,19 iar pierderile Joules sunt multiplicatecu 1,192 adicŸ 1,4.

4.3 Suprasolicitarea echipamentelorGeneratoareGeneratoarele alimentÊnd sarcini neliniare trebuiesc declasate datoritŸ pierderilorsuplimentare provocate de curenÍii armonici.Nivelul declasŸrii este de aproximativ 10% pentru un generator atunci cÊndsarcina totalŸ conÍine Án proporÍie de 30% sarcini neliniare. Este deci necesar sŸsupradimensionŸm generatorul.

Surse neÁntreruptibile (UPS-uri)Curentul solicitat de sistemele de computere are un factor de amplitudine foarte

mare. Un UPS dimensionat exclusiv Án funcÍie de valoarea eficace a curentului poatefi incapabil sŸ alimenteze valoarea de vÊrf a curentului, fiind astfel suprasolicitat.





M8

ExempluDacŸ un transformator alimenteazŸ o sarcinŸ totalŸ alcŸtuitŸ Án proporÍie de 40% dinsarcini conÍinÊnd electronicŸ, el trebuie declasat cu 40%.Standardul UTE C15-112 defineÛte un factor de declasificare Án funcÍie de curenÍiiarmonici

k1

1 0.1 h1.6

h 2

40=+

=∑ Th

2, ,

Th =

I

I

h

1

Valori tipice:n curent cu o formŸ de undŸ rectangularŸ (spectru 1/h(1)): k = 0,86;n curentul unui convertizor de frecvenÍŸ (THD ≈ 50%): k = 0,80.

MaÛini asincroneStandardul CEI 60892 defineÛte factorul de tensiune armonicŸ (Harmonic voltagefactor, HVF), a cŸrui formulŸ Ûi valoare maximŸ sunt prezentate mai jos.

HVFU

0.02h

h 2

13

==

∑h2 i ,

ExempluO sursŸ de alimentare are tensiunea de alimentare U1 Ûi tensiunile armonice u3 = 2%din U1, u5 = 3%, u7 = 1%. THDu este deci 3,7% iar HVF=0,018. Valoarea HVF estefoarte aproape de valoarea maxim permisŸ peste care maÛina trebuie declasatŸ.Din punct de vedere practic, pentru alimentarea unei maÛini nu trebuie depŸÛit Án niciun caz un THDu de 10%.

CondensatoriConform standardului CEI 60831-1 valoarea eficace a curentului care circulŸ princondensatori nu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 1,3 din curentul nominal.ConsiderŸm un exemplu de sursŸ cu tensiunea de alimentare U1 Ûi tensiunilearmonice u5 = 8% din U1, u7 = 5%, u11 = 3%, u13 = 1% adicŸ un THDu de 10%, undeIef /I1 = 1,19, la tensiunea nominalŸ. Pentru o tensiune egalŸ cu 1,1 ori tensiuneanominalŸ, limita de curent Ief /I1 = 1,3 este depŸÛitŸ Ûi este necesarŸ redimensionareacondensatorilor.

(1) De fapt forma de undŸ a curentului este similarŸ cu oformŸ de undŸ rectangularŸ. Aceasta se ÁntÊmplŸ pentru toateredresoarele de curent (redresoare trifazate, cuptoare cuinducÍie).

Fig. M9: Declasarea pentru un transformator ce alimenteazŸ sarcini conÍinÊnd electronicŸ.


Transformatoaren Curba de mai jos (vezi Fig. M9) aratŸ declasarea tipicŸ necesarŸ pentru untransformator ce alimenteazŸ sarcini conÍinÊnd electronicŸ.






M10

4.5 Impactul economicPierderile de energie

Armonicile provoacŸ pierderi suplimentare de energie (efectul Joule) Án conductoareÛi echipamente.

CreÛterea puterii contractatePrezenÍa curenÍilor armonici poate impune creÛterea puterii contractate Ûi ÁnconsecinÍŸ creÛterea costurilor.Mai mult decÊt atÊt, Án viitorul apropiat serviciilor publice de electricitate vor Áncepecu siguranÍŸ sŸ taxeze consumatorii cu surse majore de perturbaÍii armonice

Supradimensionarea echipamentelorn Declasarea surselor de energie (generatoare, transformatoare Ûi UPS-uri)

ÁnseamnŸ cŸ acestea trebuiesc supradimensionate.n Conductoarele trebuiesc dimensionate luÊnd Án calcul circulaÍia de curenÍiarmonici. În plus, datoritŸ efectului pelicular, rezistenÍa acestor conductoare creÛtecu frecvenÍa. Pentru a evita pierderile exagerate datoritŸ efectului Joule este necesar

sŸ supradimensionŸm conductoarele.n CirculaÍia de armonici Án conductorul neutru ÁnseamnŸ cŸ Ûi acesta trebuiesupradimensionat.

Reducerea duratei de viaÍŸ a echipamentelorAtunci cÊnd nivelul de distorsiuni al tensiunii de alimentare este Án jur de 10%, duratade viaÍŸ a echipamentelor se reduce semnificativ. Reducerea a fost estimatŸ la:n 32,5% pentru motoarele monofazate;n 18% pentru motoarele trifazate;n 5% pentru transformatoare.

Pentru a menÍine durata de viaÍŸ corespunzŸtoare sarcinii nominale, echipamentultrebuie supradimensionat.

DeclanÛŸrile intempestive Ûi oprirea instalaÍiilor Întreruptoarele automate din instalaÍii sunt supuse unor vÊrfuri de curent cauzate de

armonici.Aceste vÊrfuri de curent pot provoca declanÛŸri intempestive avÊnd ca rezultatpierderi de producÍie, pe lÊngŸ costurile generate de repornirea instalaÍiei.

ExempleDate fiind consecinÍele economice pentru instalaÍiile enumerate mai jos a fostnecesar sŸ se instaleze filtre antiarmonici.

Centru de calcul pentru o companie de asigurŸri În acest centru, declanÛarea intempestivŸ a unui Ántreruptor automat s-a calculat cŸa avut un cost de 100 k€ pe orŸ de Ántrerupere.

Laborator farmaceuticArmonicile au provocat avaria unui generator Ûi Ántreruperea unui test de lungŸduratŸ asupra unui nou medicament. ConsecinÍele au fost estimate la 17 M€.

HalŸ metalurgicŸ

O baterie de cuptoare cu inducÍie a provocat supraÁncŸrcarea Ûi distrugerea atrei transformatoare Ántre 1600 Ûi 2500 kVA Ántr-un singur an. Pe lÊngŸ costultransformatoarelor costul unei ore de Ántrerupere a fost evaluat la 20 k€ pe orŸ.

FabricŸ de mobilŸ de grŸdinŸDefectarea unor variatoare de vitezŸ a condus la pagube de producÍie estimate la10 k€ pe orŸ.




M11

Un numŸr de indicatori sunt utilizaÍi pentru a cuantifica Ûi evalua distorsiuneaarmonicŸ a formei de undŸ de curent Ûi tensiune Ûi anume:n factorul de putere;

n factorul de amplitudine;n puterea distorsionatŸ;n spectrul armonicilor;n valorile distorsiunii armonice.

AceÛti indicatori sunt indispensabili Án determinarea oricŸror acÍiuni corective.

5.1 Factorul de putereDefiniÍieFactorul de putere (PF - Power Factor) este raportul dintre puterea activŸ P Ûiputerea aparentŸ S.

PF P

S=

Printre electricieni existŸ adesea confuzia cu:

c P1S1

os ϕ =

unde:P1 = puterea activŸ a fundamentaleiS1 = puterea aparentŸ a fundamentalei

Cos ϕ priveÛte exclusiv frecvenÍa fundamentalŸ Ûi, de aceea, diferŸ de factorul deputere PF atunci cÊnd armonicele sunt prezente Án instalaÍii.

Interpretarea factorului de putereO indicaÍie iniÍialŸ cŸ avem de-a face cu un numŸr ridicat de armonici este un factorde putere PF mŸsurat diferit (mai mic) decÊt cos ϕ mŸsurat.

5.2 Factorul de amplitudineDefiniÍieFactorul de amplitudine este raportul Ántre valoarea de vÊrf a curentului sau tensiunii(Im sau Um) Ûi valoarea eficace.n Pentru un semnal sinusoidal, valoarea factorului de amplitudine este deci egalŸ cu √ 2.n Pentru un semnal nesinusoidal, valoarea factorului de amplitudine poate fi maimare sau mai micŸ decÊt √ 2.

În cazul din urmŸ, formele diferitelor armonici au vÊrfuri diferite.

Interpretarea factorului de amplitudineFactorul de amplitudine pentru curentul absorbit de o sarcinŸ neliniarŸ este mult maimare decÊt √ 2. Este Án general Ántre 1,5 Ûi 2 Ûi poate ajunge la 5 Án cazuri deosebite.Un factor de amplitudine ridicat semnaleazŸ curenÍi tranzitorii de valori ridicate carepot provoca declanÛŸri intempestive.

5.3 Puterile Ûi armonicilePuterea activŸPuterea activŸ P a unui semnal incluzÊnd armonici este suma puterilor activerezultate din curenÍii Ûi tensiunile de acelaÛi ordin.

Puterea reactivŸPuterea reactivŸ Q este definitŸ Án mod exclusiv de armonica fundamentalŸ adicŸ:Q = U1 x I1 x sin ϕ1.

Puterea distorsionatŸAtunci cÊnd armonicile sunt prezente, puterea distorsionatŸ D este definitŸ ca:

D = S2 - P2 - Q2 unde S este puterea aparentŸ.

5 Indicatorii esenÍiali aidistorsiunilor armoniceÛi principii de mŸsurare




M12

5.4 Spectrul armonic Ûi distorsiunea armonicŸPrincipiu

Fiecare tip de dispozitiv generator de armonici are o formŸ de undŸ particularŸa curentului armonic (amplitudine Ûi deplasarea fazei). Aceste valori, Án specialamplitudinea fiecŸrui ordin al armonicilor sunt esenÍiale pentru analizŸ.

Distorsiunea armonicŸ individualŸ (sau distorsiunea armoniciide ordin h)Distorsiunea armonicŸ individualŸ este definitŸ ca raportul procentual Ántre armonicade ordin h Ûi fundamentalŸ:

u % 100U

Uh

h

1

( ) =

sau

i % 100h

h

1

( ) =I

I

Spectrul armonicPrin reprezentarea amplitudinii fiecŸrui ordin de armonici Án funcÍie de frecvenÍaproprie este posibilŸ obÍinerea unui grafic numit spectrul armonic.Figura M12 aratŸ un exemplu al spectrului armonic pentru un semnal rectangular.

Valoarea eficace (ef)Valoarea eficace a tensiunii Ûi a curentului poate fi calculatŸ Án funcÍie de valorileeficace ale diverselor ordine de armonici:

Irmef. I=

=

∞

∑ h

2

h 1

sau

=

=

∞

∑ h

2

h 1

UUef.

5.5 Distorsiunea armonica totalŸ(THD - Total Harmonic Distorsion)Termenul THD ÁnseamnŸ “Total Harmonic Distorsion” - Distorsiunea ArmonicŸTotalŸ - Ûi este cea mai rŸspÊnditŸ noÍiune Án definirea conÍinutului Án armonici a unuisemnal de curent alternativ.

DefiniÍia THDPentru un semnal y, THD este definit ca:

THD h

= =

∞

∑y

y

h2

2

1

Aceasta corespunde definiÍiei date Án standardul CEI 61000-2-2.

NotŸ: Valoarea THD poate depŸÛi 1.Conform standardului, variabila h poate fi limitatŸ la 50. THD este mijlocul de aexprima printr-un singur numŸr distorsiunea afectÊnd o circulaÍie de curent sautensiune Ántr-un punct dat dintr-o instalaÍie.THD este exprimat Án general ca procentaj.

THD de curent Ûi tensiunePentru armonici de curent ecuaÍia este:

THDih

= =

∞

∑ I

I

h

2

2

1

Fig. M12: Spectrul armonic al unui semnal rectangular, pentruo tensiune U(t).




M13


Fig. M13: VariaÍia

PF

cosϕ Án funcÍie de THDi unde THDu = 0.

EcuaÍia de mai jos este echivalentŸ cu cea de mai sus, dar este mai uÛor de utilizatatunci cÊnd valoarea eficace totalŸ este cunoscutŸ:

THDi =

−I

I

rms

1

2

1ef.

Pentru armonici de tensiune ecuaÍia este:

THD

U

Uu

h=

=

∞

∑ h

2

2

1

RelaÍia Ántre factorul de putere Ûi THD (vezi Fig. M13)Atunci cÊnd tensiunea este sinusoidalŸ sau aproape sinusoidalŸ putem spune cŸ:

P P U . . cos1 1 1≈ =1 I ϕ

În consecinÍŸ:

PF = P

S

U . .cos

U .

1 1 1

1 rms

≈I

I

ϕ

ef.

deoarece:

I

I

1

rms

1

1+THDi

=2

ef.

rezultŸ:

PF cos

1+THDi

≈ϕ1

2

Figura M13 aratŸ un grafic de

PF

cosϕ ca funcÍie de THDi.

5.6 Utilitatea diferiÍilor indicatoriTHDu caracterizeazŸ distorsiunea formei de undŸ de tensiune.Mai jos sunt prezentate cÊteva valori ale THDu Ûi fenomenele corespondente din

instalaÍii:n THDu sub 5% - situaÍie normalŸ, nici un risc de funcÍionare defectuoasŸ;n 5% la 8% - poluare armonicŸ semnificativŸ, funcÍionare defectuoasŸ posibilŸ;n peste 8% - poluare armonicŸ majorŸ, funcÍionare defectuoasŸ probabilŸ. EstenecesarŸ analiza aprofundatŸ Ûi montarea unor instalaÍii de atenuare.

THDi caracterizeazŸ distorsiunea formei de undŸ de curent.Aparatul perturbator este identificat mŸsurÊnd THDi la intrare Ûi la fiecare ieÛire adiverselor circuite, urmŸrind astfel urma armonicilor.Mai jos sunt prezentate cÊteva valori ale THDi Ûi fenomenele corespondente dininstalaÍii:n THDi sub 10% - situaÍie normalŸ, nici un risc de funcÍionare defectuoasŸ;n 10% la 50% - poluare armonicŸ semnificativŸ, riscuri de supraÁncŸlzire Ûinecesitatea supradimensionŸrii cablurilor Ûi surselor;n peste 50% - poluare armonicŸ majorŸ, funcÍionare defectuoasŸ probabilŸ. EstenecesarŸ analiza aprofundatŸ Ûi montarea unor instalaÍii de atenuare.

Factorul de putere PF (Power Factor)Este utilizat pentru a evalua supradimensionarea sursei de energie din instalaÍie.

Factorul de amplitudineEste utilizat pentru a caracteriza aptitudinea unui generator (sau UPS) de a alimentacurenÍi de vÊrf ridicaÍi. De exemplu echipamentele de calcul absorb curent extrem dedeformant cu un factor de amplitudine ce poate atinge de la 3 la 5.

Spectrul armonic (descompunerea semnalului pe frecvenÍe)FurnizeazŸ informaÍii asupra semnalului electric Ûi poate fi utilizat pentru evaluareadistorsiunii.




M14

6.1 Dispozitive utilizate pentru mŸsurareaindicatorilor

Selectarea dispozitivelorMetodele tradiÍionale de observaÍie Ûi de mŸsurŸ includ:n ObservaÍia utilizÊnd un osciloscopO indicaÍie iniÍialŸ a distorsiunilor ce afecteazŸ un semnal poate fi obÍinutŸvizualizÊnd curentul sau tensiunea cu ajutorul unui osciloscop.Forma de undŸ, atunci cÊnd diferŸ de cea sinusoidalŸ, indicŸ cu certitudine prezenÍaarmonicilor. Pot fi vŸzute vÊrfurile de curent Ûi tensiune.Cu toate acestea, metoda nu oferŸ o cuantificare precisŸ a componentelor armonice.n Analizoare spectrale analogiceConstau Ántr-o serie de filtre cuplate la un voltmetru pentru valori eficace. OferŸ operformanÍŸ mediocrŸ Ûi nu furnizeazŸ informaÍii despre deplasarea fazelor.Numai cele mai recente analizoare spectrale digitale pot determina suficient deprecis valorile tuturor indicatorilor menÍionaÍi mai sus.

FuncÍiile analizoarelor spectrale digitale

Microprocesoarele din analizoarele digitale:n calculeazŸ valorile indicatorilor de armonici (factorul de putere, factorul deamplitudine, puterea distorsionatŸ, THD);n Ándeplinesc numeroase funcÍii complementare (corecÍii, detecÍii statistice,managementul mŸsurŸtorilor, afiÛare rezultate, comunicaÍie pe reÍea, etc.);n analizoarele multicanal furnizeazŸ informaÍii Án timp real asupra compoziÍieispectrale a curenÍilor Ûi tensiunilor.

FuncÍionarea analizoarelor spectrale Ûi procesarea datelorSemnalele analogice sunt convertite Ántr-o serie de valori numerice.UtilizÊnd aceste date, un algoritm calculeazŸ amplitudinea Ûi faza armonicilor pentruun numŸr mare de ferestre de timp, utilizÊnd un algoritm rapid de transformare Ánserii Fourier.Cele mai multe analizoare digitale mŸsoarŸ armonicile pÊnŸ la ordinul 20 sau 25atunci cÊnd calculeazŸ THD-ul.

Procesarea rezultatelor utilizÊnd seriile Fourier se poate face de cŸtre dispozitivul demŸsurŸ sau de cŸtre un software extern.

6.2 Proceduri pentru analiza armonicilor Án reÍelelede distribuÍieMŸsurŸtorile sunt efectuate la obiectivele industriale sau comerciale:n preventiv, pentru a obÍine o evaluare generalŸ a reÍelei de distribuÍie;n Án vederea unei acÍiuni corective:o pentru a identifica o perturbaÍie Ûi a determina soluÍiile necesare pentru a oelimina,o pentru a verifica practic validitatea unei soluÍii (ca urmare a modificŸrii reÍelei Án

Áncercarea de a reduce armonicile).

Modul de operareCurentul Ûi tensiunea sunt studiate:n lÊngŸ sursa de alimentare;n pe barele tabloului general de joasŸ tensiune (sau pe barele de medie tensiune);n pe fiecare circuit de plecare din tabloul general de joasŸ tensiune (sau de pebarele de medie tensiune).Pentru mŸsurŸtori este necesar sŸ cunoaÛtem condiÍiile precise de operare aleinstalaÍiei Ûi Án particular situaÍia bateriei de condensatoare (Án funcÍie, Án rezervŸ,numŸrul de trepte conectate/deconectate).

Analiza rezultatelorn determinarea oricŸrei declasŸri a echipamentelor din instalaÍie, saun cuantificarea necesarului de protecÍii antiarmonice Ûi sisteme de filtrare cetrebuiesc instalate Án reÍeaua de distribuÍie;n permite comparaÍia Ántre valorile mŸsurate Ûi valorile de referinÍŸ ale furnizoruluide energie (valori maxime ale armonicilor, valori acceptabile, valori de referinÍŸ).

6 MŸsurarea indicatorilor



M15

6 MŸsurarea indicatorilor

Utilizarea dispozitivelor de mŸsurŸDispozitivele de mŸsurŸ servesc atÊt pentru a mŸsura efectele instantanee cÊtÛi cele pe termen lung ale armonicilor. Analizele cer mŸsurŸtori pe o duratŸ de lacÊteva secunde la cÊteva minute, Án cadrul unui ciclu de observaÍie de mai multezile.Valorile cerute includ:n amplitudinile armonicilor de curent Ûi tensiune;n armonicile individuale ale fiecŸrui ordin de armonici, Án curent Ûi tensiune;n THD pentru curent Ûi tensiune;n unde este posibil, defazajul Ántre tensiunea armonicŸ Ûi curentul armonic deacelaÛi rang Ûi fazŸ a armonicii respectÊnd o referinÍŸ comunŸ (de exempluarmonica de tensiune fundamentalŸ).

6.3 Monitorizarea armonicilorIndicatorii armonici pot fi mŸsuraÍi:n fie prin dispozitive instalate permanent Án reÍeaua de distribuÍie;n fie de cŸtre un expert prezent cel puÍin o jumŸtate de zi la obiectiv (percepÍielimitatŸ).

Utilizarea dispozitivelor amplasate permanent Án reÍea estepreferabilŸPentru un numŸr de motive, instalarea unor dispozitive permanente de mŸsurŸ ÁnreÍeaua de distribuÍie este preferabilŸ.n PrezenÍa unui expert este limitatŸ Án timp. Numai un numŸr de mŸsurŸtori Ándiverse puncte ale instalaÍiei Ûi pe o perioadŸ de timp suficient de lungŸ (de la osŸptŸmÊnŸ la o lunŸ) vor furniza suficiente date pentru o vedere de ansamblu asituaÍiei Ûi numai astfel pot fi luate Án considerare toate situaÍiile ce pot apŸrea cumar fi:o fluctuaÍiile sursei de alimentare,o variaÍiile Án funcÍionarea instalaÍiei,o adŸugarea unor noi echipamente Án instalaÍie;n Dispozitivele de mŸsurare instalate Án reÍeaua de distribuÍie pregŸtesc Ûi uÛureazŸdiagnoza experÍilor, reducÊnd numŸrul Ûi durata vizitelor acestora;n Dispozitivele de mŸsurare permanente detecteazŸ orice nouŸ perturbaÍie apŸrutŸca urmare a instalŸrii unui nou echipament, implementŸrii unui nou sistem deoperare sau fluctuaÍiilor Án reÍeaua de alimentare.

Avantajele dispozitivelor de mŸsurare Ûi detecÍie ÁncorporateDispozitivele de mŸsurare Ûi detecÍie Áncorporate Án echipamentele electrice dedistribuÍie:n Pentru o evaluare de ansamblu a situaÍiei reÍelei electrice (analizŸ preventivŸ)evitŸ:o Ánchirierea echipamentelor de mŸsurŸ,o angajarea expertilor,o necesitatea de a conecta Ûi deconecta echipamentul de mŸsurŸ.Pentru o evaluare de ansamblu a statutului reÍelei electrice, analiza tabloului generalde joasŸ tensiune (TGJT) poate fi efectuatŸ de aparatul de sosire Án tablou Ûi/sau

dispozitivele de mŸsurŸ care echipeazŸ fiecare circuit de plecare.n Pentru o acÍiune corectivŸ existŸ mijloace:o pentru determinarea condiÍiilor de funcÍionare Án perioada incidentului,o schiÍarea unei “hŸrÍi” a reÍelei de distribuÍie Ûi evaluarea soluÍiei de implementat.

Diagnoza este ÁmbunŸtŸÍitŸ prin utilizarea echipamentelor destinate studieriiproblemei.




M16

7 Dispozitive de detecÍie

Sistemul PowerLogic cu Power Meter, CircuitMonitor, Micrologic oferŸ o gamŸ completŸ

de dispozitive pentru detecÍia distorsiunilorarmonice.

MŸsurŸtorile sunt primul pas pentru stŸpÊnirea fenomenului poluŸrii cu armonici. ÎnfuncÍie de condiÍiile din fiecare instalaÍie, diverse tipuri de echipamente furnizeazŸsoluÍiile potrivite.

UnitŸÍi de monitorizare a energieiPower Meter Ûi Circuit Monitor Án sistemul PowerLogicAceste produse oferŸ posibilitatea efectuŸrii unor mŸsurŸtori de ÁnaltŸ performanÍŸpentru reÍelele de distribuÍie de medie Ûi joasŸ tensiune. Ele sunt produse careutilizeazŸ tehnologia digitalŸ Ûi includ funcÍii de monitorizare a calitŸÍii energiei.Sistemul PowerLogic este o ofertŸ completŸ incluzÊnd Power Meter (PM) Ûi CircuitMonitor (CM). AceastŸ ofertŸ modularŸ acoperŸ o arie mare de necesitŸÍi, de lacele mai simple (Power Meter) pÊnŸ la cele mai complexe cerinÍe (Circuit Monitor).Aceste produse pot fi utilizate Án instalaÍii noi sau existente, unde calitatea energieitrebuie sŸ fie excelentŸ. Modul de operare poate fi local sau telecomandat.

În funcÍie de poziÍia sa Án reÍeaua de distribuÍie, Power Meter furnizeazŸ o primŸindicaÍie asupra calitŸÍii energiei. Principalele mŸsurŸtori ce pot fi efectuate de PowerMeter sunt:n THD de curent Ûi tensiune;n

factorul de putere. În funcÍie de versiunea aparatului, aceste mŸsurŸtori pot fi combinate cu marcareaorei la care s-a fŸcut mŸsurŸtoarea (amprentŸ de timp) Ûi funcÍii de alarmŸ.Un Circuit Monitor (vezi Fig. M14) efectueazŸ o analizŸ detaliatŸ a calitŸÍii energiei,analizÊnd de asemenea Ûi perturbaÍiile din reÍeaua de distribuÍie a energiei.Principalele funcÍii ale unui Circuit Monitor sunt:n mŸsurŸtorile a peste 100 de parametri electrici;n memorare cu amprentŸ de timp a valorilor minime Ûi maxime pentru fiecareparametru electric;n funcÍii de alarmŸ declanÛate de valorile fiecŸrui parametru electric;n Ánregistrarea orei la care s-a produs un eveniment;n Ánregistrarea perturbaÍiilor de curent Ûi tensiune;n analiza armonicilor;n preluarea formei de undŸ (monitorizarea perturbaÍiilor).

Micrologic - un dispozitiv de monitorizare a energiei inclus Ántr-un Ántreruptor

automatPentru instalaÍiile noi, unitŸÍile de control Micrologic H (vezi Fig. M15), parteintegrantŸ a Ántreruptoarelor automate de joasŸ tensiune Masterpact, sunt utilepentru mŸsurŸtori la intrarea Án instalaÍie sau pe cele mai importante plecŸri (decurenÍi mari).UnitŸÍile de control Micrologic H oferŸ o analizŸ precisŸ a calitŸÍii energiei Ûi undiagnostic detaliat al evenimentelor. Ele sunt proiectate pentru operarea Án legŸturŸcu o unitate de afiÛaj a tabloului electric. Ele pot:n mŸsura curentul, tensiunea, puterea activŸ Ûi reactivŸ;n mŸsura THD de curent Ûi tensiune;n afiÛa amplitudinea Ûi faza armonicilor de curent Ûi tensiune pÊnŸ la ordinul 51;n efectua preluarea formei de undŸ (monitorizarea perturbaÍiilor).FuncÍiile oferite de unitatea de control Micrologic H sunt similare cu cele oferite deCircuit Monitor.

FuncÍionarea unitŸÍilor de monitorizare a energieiSoft pentru operarea la distanÍŸ Ûi analizŸ

În cadrul mai general al cerinÍelor de monitorizare a unei reÍele electrice dedistribuÍie, posibilitatea de interconectare a acestor diferite aparate poate fi oferitŸ deo reÍea de comunicaÍie, fŸcÊnd astfel posibilŸ centralizarea informaÍiei Ûi obÍinereaunei informaÍii de ansamblu a perturbaÍiilor dintr-o reÍea de distribuÍie.

În funcÍie de aplicaÍie, un operator poate efectua mŸsurŸtori Án timp real, calculavalorile cerute, rula preluŸrile de forme de undŸ, anticipa alarmele, etc.UnitŸÍile de monitorizare a energiei transmit toate datele disponibile pe o reÍeaModbus, Digipact sau Ethernet. Obiectivul esenÍial al acestui sistem este asistenÍa

Án identificarea Ûi planificarea activitŸÍii de ÁntreÍinere. De asemenea, este un mijloceficient de a reduce timpii de Ántreruperi Ûi de a dimensiona eventualele echipamentede filtrare.

Soft de supervizare SMSSMS este un soft complet utilizat pentru analiza reÍelei de distribuÍie, fiind Án legŸturŸcu produsele din sistemul PowerLogic. Instalat pe un PC standard el poate:n afiÛa mŸsurŸtorile Án timp real;n afiÛa jurnalele istorice, pe o perioadŸ datŸ;n selecta modul de afiÛare al datelor (tabele, grafice, etc.);n efectua procesŸri statistice ale datelor Ûi afiÛarea unor diagrame.

Fig. M14: Circuit monitor.

Fig. M15: UnitŸÍile de control Micrologic H cu mŸsurareaarmonicilor pentru Ántreruptoarele automateMasterpact NT Ûi NW.



M17

8 SoluÍii pentru atenuareaarmonicilor

Fig. M16: Sarcinile neliniare poziÍionate pe cÊt posibil Án amonte.

Gruparea sarcinilor neliniareLa pregŸtirea schemei monofilare sarcinile neliniare trebuiesc separate de celelalte(vezi Fig. L17). Cele douŸ grupuri de dispozitive trebuiesc alimentate din barediferite.

Fig. M17: Gruparea sarcinilor neliniare Ûi poziÍionarea pe cÊt posibil Án amonte.

ExistŸ trei tipuri diferite de soluÍii pentru atenuarea armonicilor:n modificarea instalaÍiilor;n echipamente speciale Án sistemul de alimentare;

n filtrare.

8.1 SoluÍii de bazŸPentru limitarea propagŸrii armonicilor Án reÍeaua de distribuÍie sunt disponibilediferite soluÍii, care trebuiesc luate Án considerare Án special cÊnd se proiecteazŸ onoua instalaÍie.

PoziÍionarea sarcinilor neliniare Án amonte În general perturbaÍiile armonice cresc pe mŸsurŸ ce puterea de scurtcircuitdescreÛte. LŸsÊnd de o parte consideraÍiile economice, este preferabil sŸ conectŸmsarcinile neliniare pe cÊt posibil Án amonte, cÊt mai aproape de sursŸ (vezi Fig. M16).

Crearea surselor separate În Áncercarea de limitare a armonicilor, ÁmbunŸtŸÍiri suplimentare pot fi obÍinutecreÊnd o sursŸ printr-un transformator separat, aÛa cum este indicat Án Fig. M18.Dezavantajul este creÛterea costului instalaÍiei.

Fig. M18: Alimentarea sarcinilor neliniare printr-un transformator separat.




M18

Transformatoare cu grupe de conexiuni specialeTransformatoare cu diferite grupe de conexiuni pot elimina armonicile de un anumitordin, aÛa cum se poate vedea din exemplele urmŸtoare:n grupa de conexiuni Dyd eliminŸ armonicile de ordin 5 Ûi 7 (vezi Fig. M19);n grupa de conexiuni Dy eliminŸ armonicile de ordin 3;n grupa de conexiuni Dz5 eliminŸ armonicile de ordin 5.

Fig. M19: Un transformator avÊnd grupa de conexiuni Dyd eliminŸ armonicile de ordin 5 Ûi 7 dinreÍeaua amonte.


Instalarea bobinelor de reactanÍŸAtunci cÊnd sunt alimentate variatoare de vitezŸ, este posibil sŸ netezim curentulprin instalarea reactanÍelor serie. Prin creÛterea impedanÍei circuitului de alimentare,curentul armonic este limitat.Instalarea reactanÍelor de reducere a armonicilor la bateriile de condensatoarecreÛte impedanÍa combinaÍiei reactanÍŸ/condensatoare pentru armonicile de ordinmare.Aceasta evitŸ rezonanÍa Ûi protejazŸ condensatoarele.

Alegerea sistemului potrivit de tratare a neutruluiSistemul TNC

În sistemul TNC, un singur conductor (PEN) furnizeazŸ protecÍia Án eventualitateaunui defect de punere la pŸmÊnt sau circulaÍiei dezechilibrate de curenÍi.

În condiÍii normale, curenÍii armonici circulŸ prin PEN. Acesta are o oarecare

impedanÍŸ care are ca rezultat o uÛoarŸ diferenÍŸ Án potenÍial (cÊÍiva volÍi) Ántreechipamente, ceea ce poate genera o nefuncÍionare a echipamentelor electronice.Din aceastŸ cauzŸ sistemul TNC trebuie rezervat pentru alimentarea circuitelor dinamonte Ûi nu pentru alimentarea sarcinilor sensibile.

Sistemul TNSAcest sistem este recomandat Án prezenÍa armonicilor.Conductorul neutru Ûi conductorul de protecÍie PE sunt complet separate ÛipotenÍialul reÍelei de distribuÍie este mai uniform.

8.2 Filtrarea armonicilor În cazurile unde acÍiunile preventive prezentate mai sus se dovedesc insuficienteeste necesar sŸ echipŸm instalaÍiile cu sisteme de filtrare.Exista trei tipuri de filtre:n

pasive;n active;n hibride.

Filtre pasiveAplicaÍii tipicen instalaÍii industriale cu un set de sarcini neliniare reprezentÊnd mai mult de200 kVA (variatoare de vitezŸ, surse neÁntreruptibile UPS-uri, redresoare, etc.);n instalaÍii la care se impune compensarea energiei reactive (corecÍia factorului deputere);n instalaÍii unde distorsiunea tensiunii trebuie redusŸ pentru evitarea perturbŸriisarcinilor sensibile;n instalaÍii unde distorsiunea curentului trebuie redusŸ pentru evitareasuprasarcinilor.

Fig. M20: Principiul de funcÍionare a unui filtru pasiv.



M19


Principiu de funcÍionareUn circuit LC, acordat pe fiecare armonicŸ ce trebuie filtratŸ, este instalat Án paralelcu sarcina neliniarŸ (vezi Fig. M20). Acest circuit absoarbe armonicile, aÛa ÁncÊt se

evitŸ circulaÍia lor Án reÍeaua de distribuÍie.General vorbind, filtrele pasive sunt acordate pe un ordin al armonicilor apropiat deordinul necesar a fi eliminat. Se pot conecta Án paralel cÊteva filtre dacŸ este cerutŸo reducere a unui numŸr mare de armonici.

Filtre active (condiÍionere)AplicaÍii tipicen instalaÍii din sfera comercialŸ cu un set de sarcini neliniare reprezentÊnd mai puÍinde 200 kVA (variatoare de vitezŸ, surse neÁntreruptibile UPS-uri, echipament debirou, etc.);n instalaÍii unde distorsiunea curentului trebuie redusŸ pentru evitareasuprasarcinilor.

Principiu de funcÍionareAceste sisteme, cuprinzÊnd electronicŸ de putere Ûi instalate Án serie sau Án paralelcu sarcina neliniarŸ, compenseazŸ curentul sau tensiunea armonicŸ absorbitŸ de

cŸtre sarcinŸ.Figura M21 aratŸ un filtru activ (AHC) compensÊnd curentul armonic (Ihar = - Iact).AHC injecteazŸ Án opoziÍie de fazŸ faÍa de armonicile absorbite de sarcina neliniarŸaÛa ÁncÊt curentul de linie Is rŸmÊne sinusoidal.

Filtre hibrideAplicaÍii tipicen instalaÍii industriale cu un set de sarcini neliniare reprezentÊnd mai mult de200 kVA (variatoare de vitezŸ, surse neÁntreruptibile UPS-uri, redresoare, etc.);n instalaÍii la care se impune compensarea energiei reactive (corecÍia factorului deputere);n instalaÍii unde distorsiunea tensiunii trebuie redusŸ pentru evitarea perturbŸriisarcinilor sensibile;n instalaÍii unde distorsiunea curentului trebuie redusŸ pentru evitareasuprasarcinilor;n

instalaÍii unde este necesarŸ limitarea strictŸ a emisiilor armonice.Principiu de funcÍionareFiltrele pasive Ûi active sunt combinate Ántr-un singur sistem pentru a constitui unfiltru hibrid (vezi Fig. L22). AceastŸ soluÍie de filtrare oferŸ avantajele ambelor tipuride filtre Ûi acoperŸ o gamŸ largŸ de puteri Ûi de niveluri de performanÍŸ.

Criterii de selecÍieFiltrele pasiveCompenseazŸ energia reactivŸ Ûi filtreazŸ curenÍii importanÍi.Filtrele pasive reduc tensiunile armonice Án instalaÍie atunci cÊnd sursa esteperturbatŸ. DacŸ nivelul de alimentare cu putere reactivŸ este ridicat, este bine sŸdeconectŸm filtrul pasiv Án momentele cÊnd sarcina este redusŸ.Studiile preliminare pentru un filtru trebuie sŸ ia Án calcul posibila prezenÍŸ a uneibaterii de condensatoare pentru compensarea energiei reactive care trebuie poateeliminatŸ.

Filtrele active condiÍionereFiltreazŸ o gamŸ largŸ de frecvenÍe Ûi se pot adapta oricŸrui tip de sarcinŸ.Pe de altŸ parte puterile nominale sunt reduse.

Filtrele hibrideCombinŸ performanÍele filtrelor active Ûi pasive.

Fig. M22: Principiul de funcÍionare a unui filtru hibrid.

Fig. M21: Principiul de funcÍionare a unui filtru activ.




M20

Un set complet de servicii poate fi oferit pentrueliminarea armonicilor: n

analiza instalaÍiei; n sisteme de mŸsurare Ûi monitorizare; n soluÍii de filtrare.

8.3 MetodaCea mai bunŸ soluÍie, Án termeni tehnici Ûi financiari, este bazatŸ pe rezultatele unor

studii aprofundate.Auditul armonicilor reÍelelor de MT Ûi JTLucrÊnd cu un expert, vi se garanteazŸ cŸ soluÍia propusŸ va produce rezultateledorite (exemplu un THDu maxim garantat).Auditul armonicilor este efectuat de cŸtre un inginer specialist Án perturbaÍiile ceafecteazŸ reÍelele electrice de distribuÍie Ûi care trebuie sŸ fie echipat cu echipamentde analizŸ Ûi simulare Ûi software-ul aferent.PaÛii auditului sunt urmŸtorii:n mŸsurarea perturbaÍiilor afectÊnd curentul, tensiunile de linie Ûi de fazŸ la sursa dealimentare, circuitele de plecare perturbate Ûi sarcinile neliniare;n modelarea pe calculator a fenomenului pentru a obÍine o explicaÍie precisŸ acauzelor Ûi pentru a determina cele mai bune soluÍii;n un raport de audit prezentÊnd:o nivelul actual at perturbaÍiilor,o nivelul maxim permis al perturbaÍiilor (CEI 61000, CEI 34, etc.);n o propunere conÍinÊnd soluÍii care garanteazŸ nivelul de performanÍŸ;n Án final implementarea soluÍiilor selectate utilizÊnd mijloacele Ûi resurselenecesare.

Întreg procesul de audit este certificat ISO 9002.

8.4 Produse specificeFiltre pasiveFiltrele pasive sunt formate din bobine Ûi condensatori montaÍi Ántr-un circuitrezonant acordat pe armonica de un anumit ordin care trebuie eliminatŸ.Un sistem poate conÍine un numŸr de filtre pentru eliminarea cÊtorva ordine dearmonici.Pentru un sistem trifazat de 400V, puterile nominale pot atinge:n 265 kVAR/470A pentru armonica de ordin 5;n 145 kVAR/225A pentru armonica de ordin 7;n 105 kVAR/145A pentru armonica de ordin 11.Filtrele pasive pot fi create pentru toate tensiunile Ûi toate nivelurile de curenÍi.

Filtre activen Filtru activ SineWaveo trifazat, 400V, poate condiÍiona Ántre 20 Ûi 120 A pe fazŸ,o filtreazŸ ordinele de armonici Ántre 2 Ûi 25. Filtrarea poate fi totalŸ sau pot fi Íintiteanumite ordine de armonici,o atenuare THDi sarcinŸ/THDi amonte mai mare decÊt 10, la capacitatea nominalŸ,o funcÍiile includ compensarea energiei reactive, condiÍionarea armoniciihomopolare, diagnoza Ûi mentenanÍa sistemului, conectarea Án paralel, comanda ladistanÍŸ, interfaÍa de comunicaÍie JBus/RS485.n Filtru activ Accusineo trifazat, 400V Ûi 480V, poate condiÍiona Ántre 50 Ûi 30 A pe fazŸ,o filtreazŸ ordinele de armonici pÊnŸ la 50,o funcÍiile includ compensarea energiei reactive, conectarea Án paralel, rŸspuns

instantaneu la variaÍiile de sarcinŸ.Filtre hibrideAceste filtre combinŸ avantajele filtrelor pasive Ûi filtrului activ SineWave Ántr-unsingur sistem.n Filtru pasiv de ordin 5;n Filtru activ pentru armonici cu valori Ántre 20 Ûi 120 A pe fazŸ;n Trifazat, 400V;n Compensarea energiei reactive pÊnŸ la 265 kVAR;n FiltreazŸ armonici de ordinele Ántre 2 Ûi 25;n FiltreazŸ curenÍi armonici pÊnŸ la 440 A.




N1

Capitolul NSurse Ûi sarcini particulare

Cuprins

ProtecÍia generatoarelor de joasŸ tensiune Ûi N2 a circuitelor din aval

1.1 ProtecÍia generatorului N2

1.2 ProtecÍia reÍelei de joasŸ tensiune din aval N5

1.3 FuncÍii de monitorizare N5

1.4 Conectarea Án paralel a generatoarelor N10

Surse de alimentare neÁntreruptibile (UPS) N11 2.1 Disponibilitatea Ûi calitatea energiei electrice N11

2.2 Tipuri de UPS-uri statice N12

2.3 Baterii N15

2.4 Sistemul de tratare a neutrului Án instalaÍiile cu UPS-uri N16

2.5 Alegerea schemei de protecÍie N18

2.6 Instalarea, conectarea Ûi dimensionarea cablurilor N20

2.7 UPS-urile Ûi mediul de funcÍionare N22

2.8 Echipamente complementare N22

ProtecÍia transformatoarelor JT/JT N24 3.1 Curentul absorbit la conectarea transformatorului N24

3.2 ProtecÍia circuitelor de alimentare a transformatoarelor JT/JT N24

3.3 Caracteristici electrice tipice ale N25 transformatoarelor JT/JT, 50 Hz

3.4 ProtecÍia transformatoarelor JT/JT utilizÊnd N25 Ántreruptoare automate Merlin Gerin

Circuite de iluminat N27 4.1 Diferite tehnologii de realizare a lŸmpilor N27

4.2 Caracteristicile electrice ale lŸmpilor N29

4.3 LimitŸri Ûi recomandŸri referitoare la dispozitivele de iluminat N34

4.4 Sisteme de iluminat Án spaÍii publice N40

Motoare asincrone N42 5.1 FuncÍiile necesare unui circuit de motor N42

5.2 Standarde N44

5.3 AplicaÍii N45

5.4 Puteri nominale maxime ale motoarelor asincrone N49 alimentate la joasŸ tensiune

5.5 Compensarea energiei reactive (corecÍia factorului de putere) N49

5

4

3

2

1




N2

1 ProtecÍia generatoarelor de joasŸtensiune Ûi a circuitelor din aval

Fig N1: Exemplu de circuite alimentate de la un transformator sau de la un generator.

Fig N2: Diagrama bloc a unui grup-generator.

Fig N3: Exemplu de curbŸ de suprasarcinŸ t = f(I/I n ).

I / In t1,1 > 1 h1,5 30 s

Majoritatea instalaÍiilor electrice industriale Ûi comerciale de mari dimensiuni includanumiÍi consumatori a cŸror alimentare cu energie electricŸ trebuie menÍinutŸ Áneventualitatea unei Ántreruperi a alimentŸrii de la reÍeaua furnizorului din cauzŸ cŸ:

n sunt implicate sisteme de securitate (iluminat de urgenÍŸ, dispozitive de protecÍiecontra incendiilor, ventilatoare de fum, alarme Ûi semnalizŸri, etc.);n existŸ consumatori prioritari a cŸror Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸproduce pierderi de producÍie sau chiar distrugerea echipamentului respectiv, etc.

În eventualitatea Ántreruperii surselor de alimentare normale, unul dintre mijloacelecurente de menÍinere a alimentŸrii aÛa numiÍilor “consumatori prioritari” esteinstalarea unui generator, conectat prin intermediul unui inversor de sursŸ, la tabloulconsumatorilor prioritari (vitali), de la care aceÛtia se alimenteazŸ (vezi Fig. N1).

1.1 ProtecÍia generatoruluiFigura N2 de mai jos indicŸ principalele mŸrimi electrice ale unui generator. P n, Un Ûi In reprezintŸ puterea motorului termic, tensiunea nominalŸ Ûi, respectiv, curentulnominal al generatorului.

ProtecÍia la suprasarcinŸTrebuie analizatŸ curba de protecÍie a generatorului (vezi Fig. N3).Standardele Ûi cerinÍele aplicaÍiilor pot de asemenea sŸ stipuleze anumite condiÍiispeciale de suprasarcinŸ. De exemplu:

PosibilitŸÍile de reglaj ale dispozitivelor de protecÍie la suprasarcinŸ vor respectaaceste cerinÍe.

NotŸ referitoare la suprasarcinŸn

Din motive economice motorul termic al unui grup-generator de rezervŸ va fidimensionat strict la puterea sa nominalŸ. În eventualitatea unei suprasarcini deputere activŸ motorul se va opri. La bilanÍul de puteri al sarcinilor prioritare trebuieluate Án considerare puterile active ale acestora.n Un grup-generator de producÍie trebuie sŸ fie capabil sŸ reziste la urmŸtoarelesuprasarcini:o 1 orŸ de suprasarcinŸ,o 1 orŸ suprasarcinŸ de 10% la fiecare 12 ore (Prime Power).



N3


Fig N4: Nivelele curentului de scurtcircuit Án timpul celor trei perioade.

n Perioada subtranzitorieLa apariÍia unui scurtcircuit la bornele unui generator, mai ÁntÊi, curentul creÛtela o valoare relativ mare, de cca. 6 - 12 In, Án timpul primului ciclu (0 - 20 ms).Amplitudinea acestui curent de scurtcircuit iniÍial este caracterizatŸ prin trei parametri:o reactanÍa subtranzitorie a generatorului,o nivelul de excitaÍie al generatorului la momentul producerii defectului Ûio impedanÍa circuitului unde s-a produs defectul.ImpedanÍa de scurtcircuit a generatorului de luat Án considerare este, de fapt,reactanÍa subtranzitorie, exprimatŸ Án % Ûi este furnizatŸ de producŸtor, X"d. Valoriletipice sunt de la 10 la 15%.ImpedanÍa subtranzitorie a generatorului se calculeazŸ cu relaÍia:

= ′′

=U x d

Sn

where S Un n

2

1003 IX"d(ohmi) unde

n Perioada tranzitoriePerioada tranzitorie se plaseazŸ Ántre 100 Ûi 500 ms de la momentul producerii

defectului. Pornind de la valoarea curentului de defect al perioadei subtranzitorii,curentul scade pÊnŸ la cca. 1.5 - 2 In.ImpedanÍa de scurtcircuit de luat Án considerare pentru aceastŸ perioadŸ estereactanÍa tranzitorie, exprimatŸ Án % Ûi este, de asemenea, datŸ de producŸtor, X'd.Valorile tipice sunt Ántre 20 Ûi 30%.n Perioada de stabilitatePerioada de stabilitate se plaseazŸ dupŸ 500 ms de la momentul produceriidefectului.DacŸ defectul persistŸ tensiunea produsŸ de generator scade, ÁnsŸ regulatorul deexcitaÍie cautŸ sŸ determine revenirea acesteia la valoarea iniÍialŸ. Rezultatul estestabilizarea curentului de scurtcircuit:o dacŸ excitaÍia generatorului nu creÛte Án timpul scurtcircuitului (nu existŸsupraexcitaÍie), dar este menÍinutŸ la nivelul dinainte de momentul apariÍieidefectului, atunci curentul se stabilizeazŸ la o valoare datŸ de reactanÍa sincronŸ Xd a generatorului. Valoarea tipicŸ pentru Xd este mai mare de 200%. În consecinÍŸ,curentul final va fi mai mic decÊt curentul nominal al generatorului Ûi anume, Án jur de0,5 In;o dacŸ generatorul este echipat cu supraexcitaÍie sau cu excitaÍie mixtŸ, creÛtereatensiunii de excitaÍie va determina o creÛtere a curentului de defect (pentru cca.10 secunde) la o valoare de cca. 2 - 3 ori curentul nominal al generatorului.

ProtecÍia la scurtcircuitCalculul curentului de scurtcircuitCurentul de scurtcircuit este suma dintre:n curentul aperiodic;n curentul aproximativ sinusoidal.EcuaÍia curentului de scurtcircuit aratŸ faptul cŸ aceasta este compusŸ din treiperioade succesive (vezi Fig. N4).





N5

1.2 ProtecÍia reÍelei de joasŸ tensiune din avalProtecÍia circuitelor prioritare

Alegerea capacitŸÍii de rupere a Ántreruptoarelor automateAceasta trebuie totdeauna corelatŸ cu de caracteristicile sursei normale(transformatorul MT/JT).

Alegerea Ûi reglajele declanÛatoarelor la scurtcircuit temporizaten Tablourile secundareValorile nominale ale dispozitivelor de protecÍie alimentate din tablourile dedistribuÍie secundare Ûi finale sunt Ántotdeauna mai mici decÊt curentul nominal algeneratorului. În consecinÍŸ, cu excepÍia unor cazuri speciale, condiÍiile sunt similarealimentŸrii prin transformator.n Tabloul general de distribuÍieDimensionarea dispozitivului principal de protecÍie se face, Án mod normal, similarcu cel al generatorului. Reglajul declanÛŸrii protecÍiei trebuie sŸ se realizeze Ánconformitate cu caracteristicile generatorului (a se vedea secÍiunea “ProtecÍia lascurtcircuit”).Selectivitatea dispozitivelor de protecÍie a consumatorilor prioritari cu protecÍia de

pe generator trebuie sŸ se facŸ prin reglaje ale acesteia din urmŸ (poate fi chiarobligatorie pentru surse de alimentare de siguranÍŸ). Este necesar, de asemenea, sŸse verifice reglarea corectŸ a pragului de declanÛare a dispozitivelor de protecÍie asursei principale cu cel al dispozitivelor de protecÍie din aval (reglate Án mod normalla 10 In).NotŸ: CÊnd se alimenteazŸ de la generator, utilizarea unei protecÍii Ámpotrivacurentului rezidual de micŸ sensibilitate permite monitorizarea izolaÍiei Ûi asigurŸ,foarte uÛor, selectivitatea.

ProtecÍia utilizatorilor În cazul sistemelor de legare la pŸmÊnt IT (al doilea defect) Ûi TN, protecÍiaoamenilor Ámpotriva contactelor indirecte, este asiguratŸ prin protecÍia la scurtcircuittemporizatŸ a Ántreruptoarelor automate. FuncÍionarea lor trebuie asiguratŸ atÊt Áncazul Án care instalaÍia este alimentatŸ de cŸtre sursa normalŸ (transformator), cÊt ÛidacŸ este alimentatŸ prin sursa de rezervŸ (generator).

Calculul curentului de defect de izolaÍieReactanÍa homopolarŸ este menÍionatŸ de cŸtre producator ca fiind % din U0, X’0.Valoarea tipicŸ este 8%.Curentul de scurtcircuit monofazat fazŸ-neutru este dat de de relaÍia:

I f X o

=′ + ′

Un

X d

3

2

Curentul de defect de izolaÍie Án sistemele TN este uÛor superior curentului descurtcircuit trifazat. De exemplu, Án eventualitatea unui defect de izolaÍie Án instalaÍiadin exemplul anterior, curentul de defect de izolaÍie este 3 kA.

1.3 FuncÍii de monitorizareDatoritŸ caracteristicilor specifice ale generatorului Ûi ale variaÍiilor lor, parametriicorespunzŸtori de funcÍionare ai acestuia trebuie sŸ fie monitorizaÍi, mai ales Án

cazul unor sarcini speciale.Comportarea generatorului este diferitŸ faÍŸ de cea a unui transformator:n puterea activŸ este optimizatŸ pentru un factor de putere = 0,8;n la mai puÍin de 0,8 factor de putere, prin creÛterea excitaÍiei, generatorul poategenera putere reactivŸ.

Bateria de condensatoareUn generator Án gol conectat la o baterie de condensatoare se poate autoexcita,aceasta conducÊnd la o supratensiune.Bateria de condensatoare instalatŸ pentru corecÍia factorului de putere trebuie,prin urmare, deconectatŸ. Aceasta se poate realiza printr-un semnal trimisregulatorului varmetric (dacŸ acesta este conectat la sistemul care urmŸreÛtesarcina generatorului), sau direct prin deschiderea Ántreruptorului automat prin carese alimenteazŸ bateria de condensatoare.DacŸ bateria este, ÁnsŸ, Án continuare necesarŸ nu se va utiliza regulatorul pentru

corecÍia factorului de putere Án acest caz (reglaj incorect Ûi prea Áncet).Repornirea motorului Ûi reaccelerareaGeneratorul poate furniza un curent Ántre 3 - 5 ori curentul sŸu nominal numai Ánperioada tranzitorie.Motorul absoarbe aproximativ 6 In pe perioada de pornire (2 - 20 s).





N6

În cazul unor sarcini tip motor, dacŸ Σ Pmotor este mare, pornirea simultanŸ aacestora genereazŸ un vÊrf de curent de valoare foarte mare, care poate determinacŸderi mari de tensiune datoritŸ valorilor mari ale reactanÍelor tranzitorii Ûi

subtranzitorii ale generatorului (20 la 30%), cu riscuri Án ceea ce priveÛte:n nepornirea motoarelor;n creÛterea de temperaturŸ datoratŸ prelungirii perioadei de pornire a motoarelormotivate de cŸderea de tensiune;n declanÛarea dispozitivelor de protecÍie termicŸ.Mai mult, reÍeaua Ûi dispozitivele de comandŸ sunt afectate de cŸderea de tensiune.

AplicaÍie (vezi Fig. N7)Un generator alimenteazŸ mai multe motoare.Caracteristicile la scurtcircuit al generatorului sunt: Pn = 130 kVA, la un factor deputere de 0,8 Ûi In = 150 A.X’d = 20% (de exemplu), prin urmare, Isc = 750 A.n Σ Pmotoare este 45 kW (45% din puterea generatorului).Calculul cŸderii de tensiune la pornirea simultanŸ a motoarelor:Σ Pmotor = 45 kW, Im = 81 A, deci un curentul de pornire Id = 480 A pe perioada de la2 la 20 s.

CŸderea de tensiune pe barŸ Án cazul pornirii simultane a motoarelor este: ∆UU

d n

sc n=

−−

I I

I I (Án %)

ΔU = 55%, ceea ce nu este suportabil pentru motoare (eÛec la pornire).n Σ Pmotoare este 20 kW (20 % din puterea generatorului).Calculul cŸderii de tensiune la pornire:Σ Pmotor = 20 kW, Im = 35 A, deci un curent de pornire Id = 210 A pe perioada de la2 la 20 s.CŸderea de tensiune pe bare va fi:

∆UU

d n

sc n=

−−

I I

I I (Án %)

ΔU = 10%, ceea ce este mult (depinde de tipul de sarcinŸ), dar totuÛi este suportabil.

Fig N7: Repornirea motoarelor prioritare ( ΣP > 1/3 P n ).


SoluÍii de repornire

n DacŸ Pmax a celui mai mare motor >

1

3Pn , pe acesta trebuie instalat un dispozitiv

de ameliorare a pornirii;

n DacŸ Σ Pmotoare >

1

3Pn , repornirea acestora trebuie sŸ se facŸ Án cascadŸ,

comandatŸ de un PLCn DacŸ Σ

Pmotoare <

1

3Pn , nu sunt probleme la repornire.



N7

Fig N8: Grup Generator combinat cu UPS pentru asigurarea calitŸÍii energiei electrice.

By-pass


Puterea UPS-uluiPuterea UPS-ului trebuie sŸ fie corespunzŸtoare:n puterii nominale a sarcinilor din aval. Aceasta este suma puterilor aparente Pa absorbite de cŸtre fiecare circuit. Mai mult, pentru a nu supradimensiona instalaÍia,trebuie luatŸ Án considerare capacitatea de suprasarcinŸ a UPS-ului (de ex.: 1,5 In pentru 1 minut Ûi 1,25 In pentru 10 minute);n puterii cerute pentru reÁncŸrcarea bateriilor. Acest curent este proporÍional cuautonomia cerutŸ pentru o putere datŸ. Valoarea Sr a UPS-ului este datŸ de relaÍia:Sr = 1,17 x Pn.Tabelul N9 defineÛte curenÍii de declanÛare Ûi dispozitivele de protecÍie pentrualimentarea redresorului (Alimentarea 1) Ûi a alimentŸrii de rezervŸ (Alimentarea 2).

Sarcini neliniare - Exemplul unui UPSSarcini neliniare

În principal, acestea sunt:n circuite magnetice saturate;n lŸmpi cu descŸrcare, lŸmpi fluorescente;n convertizoare electronice;n sisteme de calcul: PC, calculatoare, etc.Aceste sarcini genereazŸ curenÍi armonici: alimentate de cŸtre un generatoraceastea pot genera distorsiuni mari de tensiune datoritŸ puterii de scurtcircuitscŸzute a generatorului.

Surse neÁntreruptibile de putere (UPS) (vezi Fig. N8)CombinaÍia dintre un UPS Ûi un generator este cea mai bunŸ soluÍie pentruasigurarea unei bune calitŸÍi a energiei electrice, cu o lungŸ autonomie, ce poate fiutilizatŸ pentru alimentarea sarcinilor sensibile.De asemenea, redresorul reprezintŸ o sarcinŸ neliniarŸ. La dispariÍia sursei normaleautonomia UPS-ului pe baterii trebuie sŸ acopere timpul necesar pentru pornirea Ûiconectarea generatorului.





N9

Fig N11: Grafic pentru calculul distorsiunii armonice.

Graficul indicŸ:n τ ca o funcÍie de U’Rcc, saun U’Rcc ca o funcÍie de τde la care se va determina puterea Sg a generatorului.

Exemplu: Alegerea generatoruluin UPS 300 kVA fŸrŸ filtru, reactanÍa subtranzitorie de 15%.

Puterea Sr a redresorului este Sr = 1,17 x 300 kVA = 351 kVAPentru τ =7 %, graficul dŸ U’Rcc = 4%, puterea Sg este:

n UPS 300 kVA cu filtru, reactanÍa subtranzitorie de 15%.Pentru τ < 5 %, graficul dŸ U’Rcc = 12%, puterea Sg este:

NotŸ: Cu un tranformator Án amonte de 630 kVA Ûi cu un UPS fŸrŸ filtre de 300 kVA,se poate obÍine un raport de 5%.Rezultatul indicŸ faptul ca funcÍionarea unui generator trebuie continuu monitorizatŸdin punct de vedere al curenÍilor armonici.DacŸ distorsiunea armonicŸ de tensiune este prea mare, utilizarea unui filtru dereÍea este cea mai bunŸ soluÍie de utilizat pentru a o aduce Án limite care pot fitolerate de sarcinile sensibile.


Nota 1: ÎntrucÊt reactanÍa subtranzitorie este mare, distorsiunea armonicŸ este preamare Án comparaÍie cu valoarea admisibilŸ (7 - 8%) pentru motive economice ÍinÊndde alegerea generatorului: utilizarea unui filtru adecvat reprezintŸ o soluÍie optimŸ Ûi

eficientŸ din punct de vedere al costurilor.Nota 2: Distorsiunea armonicŸ nu are efecte negative asupra redresorului dar poateavea astfel de efecte asupra altor sarcini alimentate, Án paralel cu redresorul.

AplicaÍiePentru determinarea distorsiunii τ de tensiune Án funcÍie de U’Rcc este utilizatŸurmŸtoarea reprezentare graficŸ (vezi Fig. N11).





N11

2 Surse neÁntreruptibile (UPS)

2.1 Disponibilitatea Ûi calitatea energiei electricePerturbaÍiile prezentate mai sus pot afecta:n

siguranÍa oamenilor;n siguranÍa bunurilor;n viabilitatea economicŸ a unei companii sau a unui proces de producÍie.PerturbaÍiile trebuie prin urmare eliminate.

În acest scop existŸ soluÍii tehnice cu un grad diferit de eficienÍŸ. Aceste soluÍii pot ficomparate pe baza a douŸ criterii:n disponibilitatea puterii furnizate;n calitatea energiei furnizate.Disponibilitatea puterii furnizate poate fi apreciatŸ ca timpul dintr-un an cÊnd aceastŸputere a fost prezentŸ la bornele sarcinii. Disponibilitatea este afectatŸ, Án principal,de Ántreruperi Án alimentare datorate nefuncÍionŸrii furnizorului de putere sau datoritŸdefectelor electrice.ExistŸ un numŸr de soluÍii pentru limitarea riscurilor:n divizarea instalaÍiei astfel ÁncÊt sŸ se utilizeze mai multe surse de energie Án loc deuna;n subdivizarea instalaÍiei Án circuite prioritare Ûi neprioritare, acolo unde alimentareacircuitelor prioritare se poate face, la nevoie, din altŸ sursŸ disponibilŸ;n sacrificarea, la nevoie, a unor consumatori astfel ÁncÊt sŸ poatŸ fi utilizatŸ o puteremai micŸ pentru alimentarea de rezervŸ;n alegerea unui sistem de tratare a neutrului adecvat pentru a ÁmbunŸtŸÍicontinuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ, de exemplu sistemul IT;n selectivitatea dispozitivelor de protecÍie (declanÛarea selectivŸ) pentru a limitaconsecinÍele unui defect produs Ántr-o parte a instalaÍiei.De menÍionat cŸ, singura modalitate de a asigura disponibilitatea puterii Ánperioadele de nefuncÍionare a sursei principale de alimentare este existenÍa, Ánafara mŸsurilor amintite mai sus, a unei surse alternative autonome, mŸcar pentrucircuitele prioritare (vezi Fig. N15).

Fig. N15: Disponibilitatea energiei electrice.

În eventualitatea apariÍiei unor probleme Án reÍeaua principalŸ aceastŸ sursŸalternativŸ preia sarcina sursei principale dar trebuie avuÍi Án vedere doi factori:n timpul de transfer (timpul necesar preluŸrii sarcinii de cŸtre sursa alternativŸ) caretrebuie sŸ fie acceptat de cŸtre receptori;n durata de timp cÊt aceastŸ sursŸ alternativŸ poate alimenta receptorii.Calitatea energiei electrice este determinatŸ de eliminarea perturbaÍiilor prezentateanterior, de la bornele sarcinii.O sursŸ alternativŸ este o soluÍie pentru asigurarea disponibilitŸÍii energiei la bornele

sarcinii ÁnsŸ, Án multe cazuri, aceasta nu garanteazŸ calitatea energiei livrate, cureferire la perturbaÍiile de mai sus.




N12

În zilele noastre, multe aplicaÍii electronice sensibile necesitŸ o alimentare cuenergie electricŸ fŸrŸ astfel de perturbaÍii, nemaivorbind de Ántreruperi, cu toleranÍestricte, mai mici decÊt cele ale furnizorului de electricitate.

Acesta este, de exemplu, cazul reÍelelor de calculatoare (Data-center), al centralelortelefonice Ûi al multor procese industriale de comandŸ Ûi monitorizare.Aceste aplicaÍii necesitŸ soluÍii care sŸ asigure Án acelaÛi timp disponibilitate Ûicalitate pentru energia electricŸ furnizatŸ.

SoluÍia cu UPSSoluÍia pentru aplicaÍiile sensibile este utilizarea unei interfeÍe Ántre sursa dealimentare Ûi sarcinile sensibile, astfel ÁncÊt, tensiunea furnizatŸ:n sŸ nu prezinte perturbaÍii existente, Án mod normal, la sursa de energie Ûi sŸ fie Ánconformitate cu toleranÍele stricte impuse de sarcini;n sŸ fie disponibilŸ Án eventualitatea unei Ántreruperi a alimentŸrii cu energieelectricŸ provenitŸ de la sursa principalŸ, Án toleranÍele specificate.UPS-urile (surse neÁntreruptibile de energie) satisfac aceste cerinÍe Án ceea cepriveÛte disponibilitatea Ûi calitatea energiei, deoarece:n alimenteazŸ sarcinile cu valori de tensiune care corespund strict cu toleranÍeleimpuse, prin utilizarea unui invertor;n furnizeazŸ Án mod autonom energie electricŸ, prin utilizarea bateriilor;n Ánlocuiesc sursa principalŸ de energie electricŸ cu timp de transfer zero, fŸrŸ nici o

Ántrerupere Án alimentarea sarcinii, prin utilizarea unui Ántreruptor cu comutare staticŸ.Aceste caracteristici fac din UPS-uri sursa idealŸ de alimentare a aplicaÍiilorsensibile deoarece acestea asigurŸ disponibilitatea Ûi calitatea energiei electrice dealimentare indiferent de starea sursei principale.Un UPS este alcŸtuit din urmŸtoarele componente principale:n redresorul/ÁncŸrcŸtor, care produce energie de curent continuu pentru ÁncŸrcareabateriilor Ûi alimentarea invertorului;n invertorul care produce energie electricŸ de calitate, adicŸ:o fŸrŸ perturbaÍiile prezente Án cazul sursei de alimentare principale, adicŸ, micro-

Ántreruperi,o cu toleranÍe compatibile cu cerinÍele dispozitivelor electronice sensibile (de ex:pentru gama Galaxy, toleranÍele Án amplitudine ±0,5% Ûi frecvenÍŸ ±1%, comparativcu ±10 %, respectiv ± 5% Án cazul sursei principale, ceea ce reprezintŸ factori de

ÁmbunŸtŸÍire de 20, respectiv 5);n bateriile de acumulatori, care furnizeazŸ un timp de salvare (de la 8 minute la 1 orŸsau mai mult) pentru a asigura protecÍia oamenilor Ûi a bunurilor prin Ánlocuireasursei principale Án caz de nevoie.n comutatorul static, un dispozitiv bazat pe semiconductoare care transferŸ sarcinade la invertor la sursa principalŸ Ûi Ánapoi fŸrŸ nici o Ántrerupere Án alimentarea cuenergie.

2.2 Tipuri de UPS-uri staticeTipurile de UPS-uri statice sunt definite de standardul CEI 62040.Standardul considerŸ trei moduri de funcÍionare:n standby pasiv (sau “off-line”);n Án operare interactivŸ;n dublŸ conversie (sau “on-line”).

Aceste definiÍii se referŸ la funcÍionarea UPS-urilor cu referire la sursa de alimentare,inclusiv sistemul de distribuÍie din amonte de UPS-uri.Standardul CEI 62040 defineÛte urmŸtorii termeni:n putere primarŸ: puterea Án mod normal continuu disponibilŸ care este uzualfurnizatŸ de compania de electricitate sau uneori de cŸtre generatorul propriu alutilizatorului;n puterea de standby: puterea care urmeazŸ sŸ ÁnlocuiascŸ puterea primarŸ Áneventualitatea unei cŸderi a sursei principale;n puterea de bypass: puterea furnizatŸ pe calea de ocolire (bypass).Practic vorbind, un UPS este echipat cu douŸ intrŸri de curent alternativ care, Ánacest manual se numesc intrarea normalŸ c.a. Ûi intrarea de bypass c.a.n intrarea normalŸ c.a., menÍionatŸ ca intrarea 1, este alimentatŸ de la sursaprimarŸ, adicŸ printr-un cablu conectat la sursa din sistemul de alimentare alfurnizorului sau din sistemul de distribuÍie privat;n intrarea de bypass c.a., menÍionatŸ ca intrarea 2, este Án general alimentatŸ dinsursa de rezervŸ, adicŸ printr-un cablu conectat la o sursŸ de alimentare din amonte

alta decÊt cea care alimenteazŸ intrarea normalŸ c.a., Án fapt, o sursŸ alternativŸ (deexemplu un grup generator sau alt UPS, etc.).CÊnd puterea de standby nu este disponibilŸ, intrarea de bypass c.a. este alimentatŸcu putere primarŸ (al doilea cablu paralel cu cel conectat pentru alimentarea surseinormale).Intrarea de bypass c.a. este utilizatŸ sŸ alimenteze linia de bypass ale UPS-ului,dacŸ acestea existŸ. În consecinÍŸ linia de bypass este alimentatŸ cu putere primarŸsau de standby Án funcÍie de disponibilitatea unei surse de putere de standby.




N13

Fig. N17: FuncÍionarea UPS-ului Án modul operare interactivŸ.

Fig. N16: FuncÍionarea UPS-ului Án modul standby pasiv.


FuncÍionarea UPS Án modul standby pasiv (off-line)Principiul de funcÍionareInvertorul este conectat Án paralel cu intrarea c.a. Án standby (vezi Fig. N16).n Modul normalSarcina este alimentatŸ de la sursa principalŸ printr-un filtru care eliminŸ anumiteperturbaÍii Ûi asigurŸ un anumit grad de reglare a tensiunii (standardele vorbescdespre “dispozitive adiÍionale pentru a asigura reglarea puterii”). InvertorulfuncÍioneazŸ Án modul standby pasiv.n Modul alimentare pe bateriiAtunci cÊnd valorile tensiunii alternative de intrare sunt Án afara toleranÍelorspecificate de cŸtre UPS sau la cŸderea sursei principale de alimentare, invertorulÛi bateriile de acumulatori intervin pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cuenergie electricŸ a sarcinii Ántr-un timp de transfer foarte scurt (< 10 ms).UPS-ul continuŸ sŸ funcÍioneze pe baterii pÊnŸ la completa descŸrcare a bateriilorsau pÊnŸ cÊnd sursa principalŸ revine la normal, ceea ce provoacŸ trecerea sarcinii

Ánapoi pe intrarea normalŸ de c.a. (modul normal).UtilizareAceastŸ configuraÍie este, de fapt, un compromis Ántre un nivel acceptabil de

protecÍie Ámpotriva perturbaÍiilor Ûi costuri. Poate fi utilizatŸ doar pentru puteri mici(< 2 kVA) Ûi funcÍioneazŸ fŸrŸ un transfer static real, astfel ÁncÊt, pentru transferulsarcinii pe invertor, este necesar un anumit timp. Acest timp este acceptabil pentruanumite aplicaÍii, ÁnsŸ este incompatibil cu performanÍele impuse de sistemele maisofisticate Ûi mai sensibile (ex. centre de date, centrale telefonice, etc.).Mai mult, frecvenÍa nu este reglatŸ Ûi nu existŸ bypass.NotŸ: În modul normal, energia sursei principale care alimenteazŸ sarcina nu circulŸprin invertor, de aceea, acest tip de UPS se mai numeÛte Ûi “off-line”. Acest termeninduce totuÛi Án eroare deoarece, de asemenea, sugereazŸ “nealimentat de la sursaprincipalŸ”, cÊnd, de fapt, Án cazul funcÍionŸrii normale, sarcina este alimentatŸ dela sursa principalŸ via intrarea c.a. De aceea, standardul CEI 62040 recomandŸutilizarea termenului de “standby pasiv”.

FuncÍionarea UPS-ului Án modul line-interactiv (op. interactivŸ)Principiul de funcÍionareInvertorul este conectat Án paralel cu intrarea de c.a. Ántr-o configuraÍie de standby,

dar ÁncarcŸ, de asemenea, bateriile. El interacÍioneazŸ (Án mod reversibil) cu intrareade c.a. a sursei (vezi Fig. N17).n Modul normalSarcina este alimentatŸ cu putere via o conexiune paralelŸ a intrŸrii de c.a. cu ceaa invertorului. Invertorul funcÍioneazŸ Án sensul ÁnbunŸtŸÍirii calitŸÍii tensiunii livratesarcinii Ûi/sau pentru a ÁncŸrca bateriile. FrecvenÍa tensiunii de ieÛire depinde defrecvenÍa intrŸrii de c.a.n Modul alimentare pe bateriiAtunci cÊnd valorile tensiunii alternative de ieÛire sunt Án afara toleranÍelor specificatede cŸtre UPS sau la cŸderea sursei principale de alimentare, invertorul Ûi bateriileintervin pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸ a sarcinii,

Án urma unui transfer fŸrŸ Ántrerupere, utilizÊnd un Ántreruptor static de transfer, caredeconecteazŸ, de asemenea, intrarea de c.a pentru a Ámpiedica circulaÍia puterii dela invertor spre amonte. UPS-ul continuŸ sŸ funcÍioneze pe baterii pÊnŸ la completadescŸrcarea a acestora sau pÊnŸ cÊnd sursa principalŸ revine la normal, ceea ceprovoacŸ trecerea sarcinii Ánapoi pe intrarea normalŸ de c.a. (modul normal).

n Modul bypassAcest tip de UPS poate fi echipat cu un bypass. DacŸ una dintre funcÍiile UPS-uluidispare, sarcina poate fi transferatŸ cŸtre intrarea de bypass (alimentatŸ de la sursaprincipalŸ sau de la sursa de standby, Án funcÍie de instalaÍie).UtilizareAceastŸ configuraÍie nu este adecvatŸ alimentŸrii sarcinilor sensibile Án cazulputerilor mari deoarece reglajul frecvenÍei nu este posibil. Din acest motiv, este rarutilizatŸ Ûi doar pentru puteri mici.

FuncÍionarea UPS Án modul dublŸ conversie (on-line)Principiul de funcÍionareInvertorul este conectat Án serie Ántre intrarea de c.a Ûi aplicaÍie.n Modul normal

În timpul funcÍionŸrii Án modul normal, Ántreaga energie furnizatŸ sarcinii trece prinredresorul/ÁncŸrcŸtor Ûi invertor, care realizeazŸ, ÁmpreunŸ o dublŸ conversie(c.a.-c.c-c.a.), de aici Ûi numele.n Modul alimentare pe bateriiAtunci cÊnd valorile tensiunii alternative de ieÛire sunt Án afara toleranÍelorspecificate de cŸtre UPS sau la cŸderea sursei principale de alimentare, invertorulÛi bateriile intervin pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸa sarcinii, Án urma unui transfer fŸrŸ Ántrerupere, utilizÊnd un Ántreruptor static detransfer. UPS-ul continuŸ sŸ funcÍioneze pe baterii pÊnŸ la completa descŸrcaresau pÊnŸ cÊnd sursa principalŸ revine la normal, ceea ce provoacŸ trecerea sarcinii

Ánapoi pe intrarea normalŸ de c.a. (modul normal).




N14

Fig. N18: FuncÍionarea UPS-ului Án modul dublŸ conversie.


n Modul bypassAcest tip de UPS este Án general echipat cu un bypass static, iar uneori Ûi cu un

Ántreruptor static (vezi Fig. N18).

Sarcina poate fi transferatŸ fŸrŸ Ántreruperea alimentŸrii, pe intrarea de bypass(alimentatŸ de la sursa principalŸ sau de la sursa de standby, Án funcÍie deinstalaÍie), Án urmŸtoarele cazuri:o cŸderea UPS-ului;o curenÍi de sarcinŸ tranzitorii (Ûocuri de curent sau curenÍi de defect);o vÊrfuri de curent ale sarcinii.TotuÛi, prezenÍa bypass-ului presupune faptul cŸ frecvenÍele de intrare Ûi deieÛire sunt identice iar dacŸ nivelele de tensiune nu sunt egale, se impune untransformator pe bypass.Pentru anumite sarcini, UPS-urile trebuie sŸ fie sincronizate cu puterea de peintrarea de bypass pentru a se asigura continuitatea alimentŸrii cu energie electricŸa sarcinii. Mai mult, atunci cÊnd UPS-ul este Án modul bypass, o perturbaÍie peintrarea de c.a. a sursei principale se poate transmite direct sarcinii deoareceinvertorul nu este implicat Án circuit.NotŸ: O altŸ linie de bypass, deseori numitŸ linie de bypass de ÁntreÍinere estedisponibilŸ Án scopuri de ÁntreÍinere. Poate fi acÍionatŸ printr-un Ántreruptor manual.

Utilizare În aceastŸ configuraÍie timpul necesar de transfer al sarcinii cŸtre invertor esteneglijabil datoritŸ dispozitivului Ántreruptorului static.De asemenea, frecvenÍa Ûi tensiunea de la ieÛire nu depind de condiÍiile de tensiuneÛi frecvenÍa de intrare. Aceasta ÁnseamnŸ cŸ atunci cÊnd este proiectat Án acestscop, UPS-ul poate funcÍiona ca un convertizor de frecvenÍŸ.Practic vorbind, aceasta este configuraÍia utilizatŸ Án principal Án cazul puterilor mediiÛi mari (de la 10 kVA Án sus). În continuarea acestui capitol se va considera doaraceastŸ configuraÍie.NotŸ: Acest tip de UPS este deseori numit “on-line“, aceasta ÁnsemnÊnd cŸsarcina este Án mod continuu alimentatŸ prin intermediul invertorului, indiferentde caracteristicile intrŸrii de c.a. Acest termen induce, totuÛi Án eroare deoarecesugereazŸ “alimentarea de la sursa principalŸ”, cÊnd, de fapt, sarcina estealimentatŸ cu energie reconstituitŸ de cŸtre sistemul de dublŸ conversie. De aceea,

standardul CEI 62040 recomandŸ termenul de “dublŸ conversie”.



N15

2.3 BateriiAlegerea tipului de baterii

O baterie este alcŸtuitŸ din interconectarea de celule care pot fi de tipul deschisesau cu recombinare.ExistŸ douŸ familii principale de baterii:n baterii Nichel-Cadmiu;n baterii cu plumb;n celulele deschise (plumb-antimoniu): acestea sunt echipate cu porturi pentru:o eliberarea Án atmosferŸ de oxigen Ûi hidrogen produs Án timpul diferitelor reacÍiichimice,o dopuri pentru electrolit pentru adŸugarea de apŸ distilatŸ sau demineralizatŸ.n celule cu recombinare (de plumb, plumb pur, plumb-cositor): rata de recombinarea gazului este de cel puÍin 95% Ûi, de aceea, acestea nu necesitŸ apŸ Án timpulduratei de viaÍŸ.Prin extrapolare, se va face referire la baterii deschise sau recombinate (bateriilerecombinate sunt deseori numite Ûi baterii “capsulate”).Principalele tipuri de baterii utilizate Án legŸturŸ cu UPS-urile sunt:

n baterii capsulate cu plumb, utilizate Án proporÍie de 95% deoarece sunt uÛor de ÁntreÍinut Ûi nu necesitŸ o camerŸ specialŸ;n baterii deschise cu plumb;n baterii deschise cu nichel-cadmiu.Cele trei tipuri de baterii menÍionate mai sus pot fi propuse, Án funcÍie de factorieconomici Ûi de cerinÍele de funcÍionare ale instalaÍiei.Nivelurile de capacitate Ûi timpul de descŸrcare pot fi adaptate nevoilor utilizatorului.Bateriile propuse sunt, de asemenea, perfect potrivite aplicaÍiilor cu UPS care sunt,de fapt, rezultatul colaborŸrii cu producŸtorii de astfel de baterii.

Alegerea duratei de autonomie (timpului de descŸrcare abateriilor)AceastŸ alegere depinde de:n durata medie a Ántreruperilor sistemului de alimentare;n timpul de aÛteptare pentru ca surse alternative aflate Án standby (grup generator,

etc.) sŸ fie disponibile;n tipul de aplicaÍie.Valorile tipice propuse, Án general, sunt:n valori standard: 10, 15, 30 minute;n valori cerute de aplicaÍie.Se aplicŸ urmŸtoarele reguli generale:n aplicaÍii tip computer:Autonomia bateriilor trebuie sŸ fie suficient de mare pentru a acoperi timpul necesarprocedurilor de salvare a fiÛierului Án curs Ûi cele de Ánchidere controlatŸ a sistemuluide computere. În general, departamentul de calcul stabileÛte autonomia necesarŸ ÁnfuncÍie de cerinÍele specifice;n procese industriale:Calculele referitoare la autonomie ar trebui sŸ ÍinŸ cont de costurile economicecreate de orice Ántrerupere Án alimentarea cu energie electricŸ Ûi, de asemenea, detimpul necesar repornirii acestor procese industriale.

Tabele de selecÍieTabelul N19 prezintŸ caracteristicile principale ale diferitelor tipuri de baterii. În modevident, bateriile cu recombinare (etanÛe) par sŸ fie alegerea pieÍei din urmŸtoarelemotive:n nu necesitŸ ÁntreÍinere;n sunt uÛor de implementat;n se instaleazŸ Án orice tip de camerŸ (camera calculatoarelor, camera tehnicŸnespecificŸ pentru baterii, etc.).ExistŸ cazuri Án care bateriile deschise sunt preferate, Ándeosebi datoritŸ:n duratei mari de viaÍŸ;n autonomiei crescute;n puterilor nominale mari ale UPS-ului.Bateriile deschise trebuie instalate Án camere speciale, Án conformitate cu norme Ûireguli precise Ûi necesitŸ o ÁntreÍinere adecvatŸ.





N16

Metode de instalare În funcÍie de puterea UPS-ului, de capacitatea Ûi de autonomia bateriei, acestea potfi:n de tip capsulat Ûi incluse Án dulapul UPS-ului;n de tip capsulat Ûi incluse Án unu pÊnŸ la trei dulapuri separate;n de tip deschis sau capsulat Ûi montate pe un rack. În acest caz, metoda deinstalare poate fi:o

pe rafturi (vezi Fig. N20). AceastŸ metodŸ de instalare este posibilŸ Án cazulbateriilor capsulate sau a celor deschise, fŸrŸ ÁntreÍinere care nu necesitŸ umplereacu electrolit,o pe gradene (vezi Fig. N21). AceastŸ metodŸ de instalare este adecvatŸ tuturortipurilor de baterii Ûi, Án special pentru cele deschise pentru care verificarea Ûiumplerea cu electrolit se pot face cu uÛurinÍŸ,o Án dulapuri (vezi Fig. N22). AceastŸ metodŸ de instalare este adecvatŸ bateriilorcapsulate. Este uÛor de implementat Ûi oferŸ maximum de siguranÍŸ.

2.4 Sistemul de tratare al neutrului Án instalaÍiile cuUPS-uriAplicarea sistemelor de protecÍie stipulate de standarde Án cazul instalaÍiilor cuUPS-uri impun un numŸr de mŸsuri de precauÍie din urmŸtoarele motive:n UPS-ul joacŸ douŸ roluri:o de sarcinŸ pentru sistemul din amonte,o de sursŸ pentru sistemul din aval;n cÊnd bateriile nu sunt instalate Án dulap, un defect de izolaÍie Án circutul de c.c.poate conduce la o componentŸ continuŸ de curent rezidual.AceastŸ componentŸ poate perturba funcÍionarea anumitor dispozitive de protecÍie,de exemplu, dispozitivele de curent diferenÍial rezidual utilizate pentru protecÍiapersoanelor.

ProtecÍia Ámpotriva contactelor directe (vezi Fig. N23)Toate instalaÍiile Ándeplinesc condiÍiile generale deoarece echipamentul este inclus

Án dulapuri avÊnd un grad de protecÍie IP 20. Acest lucru este adevŸrat chiar pentrubaterii, atunci cÊnd acestea sunt instalate Án dulapuri. CÊnd bateriile nu sunt instalate

Án dulapuri ci Án camere speciale, atunci trebuie aplicate mŸsurile de protecÍieprezentate la finalul acestui capitol.NotŸ: Sistemul TN (versiunile TN-S sau TN-C) este frecvent recomandat pentru

alimentarea sistemelor de calculatoare.

Tab. N19: Principalele caracteristici ale diferitelor tipuri de baterii.

Fig. N20: Instalare pe rafturi.

Fig. N21: Instalare pe gradene.

Fig. N22: Instalare Án dulapuri.

Fig. N23: Principalele caracteristici ale diferitelor sisteme de tratare a neutrului.

Tipul de sistem Sistem IT Sistem TT Sistem TNde tratare a neutruluiFuncÍionare n Semnalizarea primului defect de izolaÍie n Deconectarea la primul defect n Deconectarea la primul defect

n Localizarea Ûi eliminarea primului defect de izolaÍie de izolaÍien Deconectarea la al doilea defect de izolaÍie

Tehnici pentru n Interconectarea Ûi legarea la priza n Legarea la pŸmÊnt a pŸrÍilor conductoare n Interconectarea Ûi legarea la prizaprotecÍia de pŸmÊnt a pŸrÍilor conductoare Ûi utilizarea unui dispozitiv de curent de pŸmÊnt a pŸrÍilor conductoare Ûipersoanelor n Supravegherea primului defect utilizÊnd un diferenÍial rezidual a conductorului de protecÍie

echipament de control permanent al izolaÍiei n Primul defect determinŸ Ántreruperea n Primul defect determinŸ Ántreruperean Al doilea defect determinŸ Ántreruperea circuitului datoritŸ detectŸrii scurgerilor circuitului datoritŸ detectŸrii de supra-circuitului (Ántreruptor automat sau fuzibil) de curent curent (Ántreruptor automat sau fuzibil)

Avantaje Ûi n SoluÍia oferŸ cea mai bunŸ continuitate a n Cea mai uÛoarŸ soluÍie Án termeni de n SoluÍie ieftinŸ Án termeni de instalare dezavantaje serviciilor (semnalizarea primului defect) proiectare Ûi execuÍie n Proiectare dificilŸ (calcularea

n Impune un personal competent de Ántre- n Nu necesitŸ contr. permanent al izolaÍiei impedanÍei buclei de defect)Íinere (pentru localizarea primului defect) n TotuÛi, orice defect determinŸ n Impune un personal calificat Án exploatare

Ántreruperea circuitului respectiv n CirculaÍia unor curenÍi mari de defect


Durata de viaÍŸ Compacte ToleranÍele FrecvenÍa CamerŸ Costtemperaturii operaÍiunilor specialŸde funcÍionare de ÁntreÍinere

Baterii de plumb etanÛe 5 sau 10 ani + + MicŸ Nu Mic spre mediuBaterii deschise cu plumb 5 sau 10 ani + ++ Medie Da MicNichel-Cadmiu 5 sau 10 ani ++ +++ Mare Nu Mare



N17

Fig. N24: Punctele esenÍiale care trebuie conectate Án sistemul de legare la pŸmÊnt.


Puncte esenÍiale de verificat referitor la UPS-uriFigura N24 aratŸ toate punctele esenÍiale care trebuie interconectate Ûi, deasemenea, dispozitivele care trebuie instalate (transformatoare, dispozitive de curentdiferenÍial rezidual, etc.) pentru a se asigura conformitatea instalaÍiei cu standardelede siguranÍŸ Án vigoare.

T0 - Neutru

T1 - neutru

T2 - neutru

Bypass - neutru

PŸrÍile conductoareaccesibile ale UPS-ului

IeÛirea UPS-ului

Neutrul instalaÍieidin aval

Dispozitiv pentrucontrolul permanental izolaÍiei - CPI 2

Priza depŸmÊnt 2

Priza depŸmÊnt 3

Priza depŸmÊnt 1

CPI

CPI

Transformatorul 0

Întreruptorul 0

Transformatorul 2

Întreruptorul 2

Transformatorul 1

Întreruptorul 1

Întreruptorul 3




N18


2.5 Alegerea schemei de protecÍie Întreruptoarele automate au un rol major Án instalaÍie dar importanÍa lor apare mai

ales Án timpul unor evenimente accidentale, care nu sunt frecvente. Cea mai corectŸdimensionare a UPS-ului Ûi cea mai bunŸ configuraÍie poate fi compromisŸ printr-oalegere greÛitŸ doar a unui Ántreruptor automat.

Alegerea ÁntreruptoruluiFigura N25 aratŸ modul cum se aleg Ántreruptoarele.

Pentru scurtcircuitele la distanÍŸ unitatea de declanÛare a CB3 trebuie reglatŸ astfel ÁncÊt sŸnu permitŸ apariÍia unor tensiuni de atingere periculoase. DacŸ este necesar se va amplasaun dispozitiv de curent diferenÍial rezidual

Iraval

Iramonte

Curba CB2

Imaval

Imamonte

Scurtcircuitla generator

Limita termicŸa sursei statice

T i m p u l d e d e c l a n Û a r e ( Á n s e c u n d e )

Punerea sub tensiunea transformatorului

Punerea sub tensiunea tuturor sarcinilor dinaval de UPS

I/In Án amontede Ántreruptor

Curentul Im al Ántreruptorului CB2 trebuie calculat Án cazul puneriisub tensiune simultane a tuturor sarcinilor din aval de UPS

Unitatea de declanÛare a Ántreruptorului CB3 trebuie reglatŸ astfel ÁncÊt sŸ nu declanÛezela supracurenÍii produÛi cÊnd sarcina este pusŸ sub tensiune

DacŸ alimentarea de bypass nu este utilizatŸ Án caz de suprasarcinŸ, curentul prin UPS vaconduce la declanÛarea Ántreruptorului de cel mai mare calibru, CB3

Curba CB3

Imaval

Alegerea capacitŸÍii de rupere a CB1 Ûi CB2 Án conformitate cu valoarea curentului descurtcircuit a celei mai mari surse (Án general,transformatorul)

TotuÛi, CB1 Ûi CB2 trebuie sŸ declanÛeze laun scurtcircuit produs de cea mai micŸ sursŸ(Án general, generatorul)

CB2 trebuie sŸ protejeze Ántreruptorul static al UPS-uluidacŸ scurtcircuitul se produce

Án aval de acesta

Capacitatea de suprasarcinŸa Ántreruptorului static estede 10 la 12 In pentru 20 ms,unde In este curentul nominalal UPS-ului

Fig. N25: Întreruptoarele sunt supuse unei varietŸÍi de situaÍii.



N19

Cazul special al scurtcircuitelor la generatorFigura N27 aratŸ reacÍia generatorului Án caz de scurtcircuit.Pentru a evita incertitudinile legate de tipul de excitaÍie se va produce declanÛare laprimul vÊrf de curent (3 la 5 In per X’’d) utilizÊnd pragul de declanÛare Im fŸrŸ nici otemporizare.

Fig. N27: Generatorul Án timpul unui scurtcircuit.


Valoarea nominalŸValoarea nominalŸ a Ántreruptorului automat trebuie aleasŸ astfel ÁncÊt sŸcorespundŸ valorii nominale a curentului prin cablul din aval ce trebuie protejat.

Capacitatea de rupereCapacitatea de rupere trebuie aleasŸ superioarŸ curentului de scurtcircuit cel maimare care poate apŸrea Án acel punct al instalaÍiei.

Pragurile Ir Ûi ImTabelul de mai jos indicŸ modul de determinare al pragurilor de declanÛare I r (suprasarcinŸ: termic sau de lungŸ duratŸ) Ûi, respectiv, Im (scurtcircuit: magneticsau de scurtŸ duratŸ) pentru a se asigura selectivitatea Án funcÍie de unitŸÍile dedeclanÛare ale Ántreruptoarelor din amonte Ûi aval.

RemarcŸ (vezi Fig. N26)n Selectivitatea temporalŸ poate fi implementatŸ de cŸtre personal calificat deoarecetemporizŸrile la declanÛare mŸresc stresul termic (I2t) din aval (al cablului,dispozitivelor electronice, etc.). Sunt necesare anumite precauÍii dacŸ ÁntreruptorulCB2 este temporizat la declanÛarea la pragul magnetic Im.n Selectivitatea energeticŸ nu depinde de unitŸÍile de declanÛare ci numai de

Ántreruptorul automat.

Tab. N26: Pragurile de declanÛare I r Ûi I m Án funcÍie de unitŸÍile de declanÛare din amonte Ûi aval.

Tipul de circuit Ir amonte/Ir aval Im amonte/Im aval Im amonte/Im avaldin avalUnitatea de declanÛare Toate tipurile Magnetic Electronicdin avalDistribuÍie > 1,6 >2 >1,5Motoare asincrone >3 >2 >1,5




N20

2.6 Instalarea, conectarea Ûi dimensionareacablurilor

UPS-uri “gata de utilizare”UPS-urile de puteri mici adecvate pentru microcomputere, de exemplu, suntechipamente compacte, pregŸtite pentru a fi utilizate. Cablarea internŸ esterealizatŸ Án fabricŸ Ûi adaptatŸ caracteristicilor dispozitivelor pe care urmeazŸ sŸ lealimenteze.

UPS-uri in pregatire pentru utilizarePentru alte UPS-uri, conexiunile la sistemul de alimentare, la baterii Ûi la sarcinŸ nusunt incluse. Conexiunile depind de nivelul curentului, aÛa cum este indicat ÁnFig. N28.

Fig.N28: Curentul de luat Án considerare pentru alegerea sistemului de conexiuni.


Calculul curentilor I1, Iun Curentul de intrare Iu de la sistemul de alimentare este curentul de sarcinŸ;n Curentul de intrare I1 al redresorului/ÁncŸrcŸtor depinde de:o capacitatea bateriilor (C10) Ûi de funcÍionarea Án modul de ÁncŸrcare (Ib),o caracteristicile ÁncŸrcŸtorului,o eficienÍa invertorului;n Curentul Ib este curentul Án conexiunea cu bateriile.AceÛti curenÍi sunt daÍi de producŸtor.

CreÛterea de temperaturŸ a cablului Ûi cŸderea de tensiuneSecÍiunea cablului depinde de:n creÛterea de temperaturŸ admisibilŸ;n cŸderea de tensiune admisibilŸ.

Pentru o sarcina datŸ, fiecare din aceÛti doi parametri determinŸ o secÍiune minimŸadmisibilŸ. Se va lua Án considerare cea mai mare dintre aceste douŸ valori.De-a lungul cablurilor lungi, pe traseele acestora, se va avea Án vedere menÍinereaunei distanÍe impuse Ántre circuitele de comandŸ Ûi de putere, pentru a se evita oriceposibilŸ perturbaÍie creatŸ de curenÍii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ.

CreÛterea de temperaturŸCreÛterea admisibilŸ de temperaturŸ Án interiorul cablului este limitatŸ de capacitateade Íinere a izolaÍiei sale.CreÛterea de temperaturŸ Án cablu depinde de:n materialul conductorului (Cu sau Al);n metoda de instalare;n numŸrul de cabluri care se ating.Pentru fiecare tip de cablu, standardele menÍioneazŸ curentul maxim admisibil.

CŸderea de tensiuneValorile maxime admisibile ale cŸderilor de tensiune sunt:n 3% pentru circuitele de c.a (50 sau 60 Hz);n 1% pentru circuitele de c.c.



N21Tab. N29: CŸderea de tensiune, Án procente, pentru [a] - circuite trifazate, Ûi [b] - circuite de c.c.


Cazul special pentru conductoare de neutru În sistemele trifazate, armonicile de ordinul 3 (Ûi cele multiplu de trei) ale sarcinilormonofazate se ÁnsumeazŸ pe conductorul neutru (suma curenÍilor de pe cele treifaze).Din acest motiv, se aplicŸ urmŸtoarea regulŸ:secÍiunea conductorului de neutru = 1,5 x secÍiunea conductorului de fazŸ.

Tabele de selecÍieTabelul N29 prezintŸ cŸderile de tensiune, Án procente, pentru un circuit Án lungimede 100 m de cablu. Pentru a calcula cŸderea de tensiune pe un circuit de lungime L,

se va multiplica valoarea din tabel cu L/100.n Sph: secÍiunea conductorului de fazŸ;n In: curentul nominal al dispozitivului de protecÍie al circuitului.

Circuite trifazateDacŸ cŸderea de tensiune depŸÛeÛte 3% (50 la 60 Hz), se va creÛte secÍiuneacablului.

Circuite de c.c.DacŸ cŸderea de tensiune depŸÛeÛte 1%, se va creÛte secÍiunea cablului.

a - Circuite trifazate (conductoare din Cu)50-60 Hz - 380 V / 400 V / 415 V trifazat, cos ϕ = 0,8, sistem echilibrat 3F + NIn Sph (mm2)(A) 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

10 0,915 1,220 1,6 1,125 2,0 1,3 0,932 2,6 1,7 1,140 3,3 2,1 1,4 1,050 4,1 2,6 1,7 1,3 1,063 5,1 3,3 2,2 1,6 1,2 0,970 5,7 3,7 2,4 1,7 1,3 1,0 0,880 6,5 4,2 2,7 2,1 1,5 1,2 0,9 0,7100 8,2 5,3 3,4 2,6 2,0 2,0 1,1 0,9 0,8125 6,6 4,3 3,2 2,4 2,4 1,4 1,1 1,0 0,8160 5,5 4,3 3,2 3,2 1,8 1,5 1,2 1,1 0,9200 5,3 3,9 3,9 2,2 1,8 1,6 1,3 1,2 0,9250 4,9 4,9 2,8 2,3 1,9 1,7 1,4 1,2

320 3,5 2,9 2,5 2,1 1,9 1,5400 4,4 3,6 3,1 2,7 2,3 1,9500 4,5 3,9 3,4 2,9 2,4600 4,9 4,2 3,6 3,0800 5,3 4,4 3,81.000 6,5 4,7

Pentru un circuit trifazat de 230 V, se va multiplica valoarea cu √ 3.Pentru un circuit monofazat 208/230 V, se va multiplica valoarea cu 2

b - Circuit de c.c. (conductoare din Cu)In Sph (mm2)(A) - - 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300100 5,1 3,6 2,6 1,9 1,3 1,0 0,8 0,7 0,5 0,4125 4,5 3,2 2,3 1,6 1,3 1,0 0,8 0,6 0,5160 4,0 2,9 2,2 1,6 1,2 1,1 0,6 0,7200 3,6 2,7 2,2 1,6 1,3 1,0 0,8250 3,3 2,7 2,2 1,7 1,3 1,0320 3,4 2,7 2,1 1,6 1,3400 3,4 2,8 2,1 1,6500 3,4 2,6 2,1600 4,3 3,3 2,7800 4,2 3,41.000 5,3 4,21.250 5,3





N23

Fig. N30a: UnitŸÍi UPS gata de utilizare (cu modul DIN). Fig. N30b: UnitŸÍi UPS realizate pentru alimentarea sistemelor de calculatoare.


De exemplu, atunci cÊnd:n puterea UPS-ului este relativ mare Án raport cu cea a transformatorului MT/JT care

Ál alimenteazŸ;

n sarcinile care se alimenteazŸ din sistemul de bare sunt sensibile din punct devedere al armonicilor;n existŸ o sursŸ de standby alternativŸ (ex. generator Diesel sau cu turbinŸ cu gaz).

În astfel de cazuri, producŸtorul de UPS trebuie consultat.

Echipamente de comunicareComunicarea cu echipamentele asociate sistemelor de computere poate duce lanevoia unor accesorii adecvate pentru UPS-uri. Astfel de accesorii pot fi Áncorporate

Án aparat (vezi Fig. N30a) sau pot fi adŸugate ulterior, la cerere, sistemelor existente(vezi Fig. N30b).




N24

3 ProtecÍia transformatoarelorJT/JT

Fig. N31: Curentul iniÍial la punerea sub tensiune a transformatorului,

Fig. N32: Caracteristica de declanÛare a unui Compact NSechipat cu declanÛator electronic STR.

Fig. N33: Caracteristica de declanÛare a unui Ántreruptor

Multi 9, curba D.

Valoarea curentului de vÊrf depinde de:n valoarea tensiunii Án momentul punerii sub tensiune;n amplitudinea Ûi polaritatea fluxului rezidual existent Án miezul transformatorului;n caracteristicile sarcinii transformatorului.Valoarea curentului de vÊrf poate atinge de 10 la 15 ori curentul nominal (valoareeficace), dar, pentru transformatoarele mici (< 50 kVA), poate atinge valori de 20la 25 ori curentul nominal de sarcinŸ. Acest curent tranzitoriu descreÛte rapid cu oconstantŸ de timp θ avÊnd ordinul de mŸrime de la cÊteva ms la cŸteva zeci de ms.

3.2 ProtecÍia circuitelor de alimentare atransformatoarelor JT/JTDispozitivele de protecÍie de pe circuitele care alimenteazŸ transformatoarele JT/JTtrebuie sŸ evite posibilitatea unei funcÍionŸri incorecte datoritŸ curenÍilor iniÍiali lapunerea sub tensiune menÍionaÍi mai sus. De aceea, este necesar sŸ se utilizeze:n Ántreruptoare selective (uÛor temporizate) de tip Compact NS, STR (vezi Fig. N32)sau

n Ántreruptoare avÊnd praguri magnetice reglate la valori foarte mari, de tipCompact NS sau Multi 9, curbŸ D (vezi Fig. N33).

Aceste transformatoare se gŸsesc, Án general, Án gama de la cÊteva sute de VA lacŸteva sute de kVA Ûi sunt utilizate, Án mod frecvent, pentru:n schimbarea nivelurilor de tensiune Án scopul:

o alimentŸrilor auxiliare a circuitelor de comandŸ Ûi semnalizare,o circuitelor de iluminat (230 V creaÍi atunci cÊnd tensiunea primarŸ este de 400 V,trifazat, 3 conductoare);n schimbarea sistemului de tratare a neutrului pentru anumite sarcini ce au uncurent capacitiv destul de ridicat cŸtre pŸmÊnt (echipamente tip calculatoare) sauscurgeri de curent rezistive (cuptoare electrice, procese industriale de ÁncŸlzire,instalaÍii de bucŸtŸrie, etc,).Transformatoarele JT/JT sunt, Án general, livrate avÊnd sisteme de protecÍie

Áncorporate, prin urmare producŸtorul acestora trebuie consultat pentru detalii.ProtecÍia la supracurenÍi trebuie, Án orice caz, asiguratŸ la nivelul ÁnfŸÛurŸrii primare.Exploatarea acestor transformatoare impune cunoaÛterea funcÍiilor lor particulare,

ÁmpreunŸ cu un numŸr de aspecte descrise Án continuare.NotŸ: În cazul particular al transformatoarelor JT/JT de izolaÍie la tensiunefoarte joasŸ, Ántre ÁnfŸÛurŸrile primare Ûi secundare este utilizat frecvent un ecranmetalic conectat la priza de pŸmÊnt, Án funcÍie de anumite situaÍii, Ûi Án conformitatecu recomandŸrile standardului European EN 60742.

3.1 Curentul absorbit la conectareatransformatorului

În momentul punerii sub tensiune al transformatorului, apar curenÍi tranzitorii devalori mari (care includ Ûi o componentŸ semnificativŸ de curent continuu) caretrebuie luaÍi Án considerare la alegerea schemelor de protecÍie (vezi Fig. N31).



N25


Fig. N34: Exemplu.

Puterea nominalŸ (kVA) Întreruptor automat Calibru

Monofazat Trifazat 230/240 V Trifazat curbŸ D sau K (A)230/240 V Monofaz. 400/415 V 400/415 V0,05 0,09 0,16 C60, NG125 0,50,11 0,18 0,32 C60, NG125 10,21 0,36 0,63 C60, NG125 20,33 0,58 1,0 C60, NG125 30,67 1,2 2,0 C60, NG125 61,1 1,8 3,2 C60, C120, NG125 101,7 2,9 5,0 C60, C120, NG125 162,1 3,6 6,3 C60, C120, NG125 202,7 4,6 8,0 C60, C120, NG125 253,3 5,8 10 C60, C120, NG125 324,2 7,2 13 C60, C120, NG125 405,3 9,2 16 C60, C120, NC100, NG125 506,7 12 20 C60, C120, NC100, NG125 638,3 14 25 C120, NC100, NG125 8011 18 32 C120, NC100, NG125 10013 23 40 C120, NG125 125

3.4 ProtecÍia transformatoarelor JT/JT utilizÊnd Ántreruptoare automate Merlin Gerin Întreruptoare automate Multi 9

ExempluUn circuit trifazat la 400 V alimenteazŸ un transformator de 125 kVA, 400/230 V(In = 180 A) pentru care curentul iniÍial de vÊrf la punerea sub tensiune atinge 12 In,

adicŸ 12 x 180 = 2160 A. Acest vŸrf de curent are o valoare eficace corespunzŸtoarede 1530 A. Un Ántreruptor Compact NS250N cu reglajul Ir la 200 A Ûi cu reglajIm = 8 x Ir poate fi o protecÍie adecvatŸ.

Caz particular: ProtecÍia la suprasarcinŸ instalatŸ pe circuitul ÁnfŸÛurŸriisecundare a transformatorului (vezi Fig. N34)Avantajul instalŸrii protecÍiei la suprasarcinŸ pe circuitul ÁnfŸÛurŸrii secundare atransformatorului este acela cŸ protecÍia la scurtcircuit Án primar poate fi reglatŸ lavalori mari sau, ca alternativŸ, poate fi utilizat un Ántreruptor automat cu declanÛatortip MA (numai magnetic). TotuÛi, reglajul protecÍiei la scurtcircuit din primarultransformatorului trebuie sŸ fie suficient de sensibil pentru a asigura funcÍionarea

Ántreruptorului Án eventualitatea unui scurtcircuit care se poate produce Án secundarulsŸu.NotŸ: ProtecÍia din primar este deseori asiguratŸ cu fuzibile tip aM. AceastŸ practicŸare douŸ dezavantaje:n fuzibilele pot fi uÛor supradimensionate (cel puÍin de 4 ori curentul nominal al

transformatorului);n pentru a se asigura izolarea ÁnfŸÛurŸrii primare, trebuie asociat cu fuzibilele fie unseparator de sarcinŸ, fie un contactor.

3.3 Caracteristici electrice tipice aletransformatoarelor JT/JT, 50 Hz

TrifazatePuteri nom. 5 6,3 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800(kVA)Pierderi 100 110 130 150 160 170 270 310 350 350 410 460 520 570 680 680 790 950 1160 1240 1485 1855 2160

Án gol (W)Pierderi 250 320 390 500 600 840 800 1180 1240 1530 1650 2150 2540 3700 3700 5900 5900 6500 7400 9300 9400 11400 13400

Án Cu (W)

Tensiune de 4,5 4,5 4,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5 5 4,5 5 5 5,5 4,5 5,5 5 5 4,5 6 6 5,5 5,5scurtcirc, (%)

MonofazatePuteri nom. (kVA) 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160Pierderi Án gol (W) 105 115 120 140 150 175 200 215 265 305 450 450 525 635Pierderi Án Cu, (W) 400 530 635 730 865 1065 1200 1400 1900 2000 2450 3950 3950 4335Tens, de scurtcircuit (%) 5 5 5 4,5 4,5 4,5 4 4 5 5 4,5 5,5 5 5




N26

Întreruptoare automate Compact NS100 ... NS250 echipate cudeclanÛatoare TM-D

Întreruptoare automate Compact N100 ... NS1600 Ûi Masterpact echipate cudeclanÛatoare STR sau Micrologic


Puterea nominalŸ a transformatorului (kVA) Întreruptor automat DescŸrcŸtor ReglajMonofazat Trifazat 230/240 V Trifazat Ir max230/240 V Monofaz. 400/415 V 400/415 V4…7 6…13 11…22 NS100N/H/L STR22SE 40 0,89…19 16…30 27…56 NS100N/H/L STR22SE 100 0,815…30 5…50 44…90 NS160N/H/L STR22SE 160 0,823…46 40…80 70…139 NS250N/H/L STR22SE 250 0,837…65 64…112 111…195 NS400N/H STR23SE / 53UE 400 0,737…55 64…95 111…166 NS400L STR23SE / 53UE 400 0,658…83 100…144 175…250 NS630N/H/L STR23SE / 53UE 630 0,658…150 100…250 175…436 NS800N/H - NT08H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 174…184 107…319 222…554 NS800N/H - NT08H1 - NW08N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 190…230 159…398 277…693 NS1000N/H - NT10H1 - NW10N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1115…288 200…498 346…866 NS1250N/H - NT12H1 - NW12N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1147…368 256…640 443…1108 NS1600N/H - NT16H1 - NW16N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1

184…460 320…800 554…1385 NW20N1/H1 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1230…575 400…1000 690…1730 NW25N2/H3 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1294…736 510…1280 886…2217 NW32N2/H3 Micrologic 5,0/6,0/7,0 1

Puterea nominalŸ (kVA) Întreruptor automat Calibru

Monofazat Trifazat 230/240 V Trifazat (A)230/240 V Monofaz. 400/415 V 400/415 V3 5…6 9…12 NS100N/H/L TM16D5 8…9 14…16 NS100N/H/L TM05D7…9 13…16 22…28 NS100N/H/L TM40D12…15 20…25 35…44 NS100N/H/L TM63D16…19 26…32 45…56 NS100N/H/L TM80D18…23 32…40 55…69 NS160N/H/L TM100D23…29 40…50 69…87 NS160N/H/L TM125D29…37 51…64 89…111 NS250N/H/L TM160D37…46 64…80 111…139 NS250N/H/L TM200D



N27

4 Circuite de iluminat

SursŸ de confort Ûi productivitate, iluminatul reprezintŸ cca. 15% din cantitatea deenergie consumatŸ Án industrie Ûi 40% Án clŸdiri. Calitatea iluminatului (stabilitateaÛi continuitatea serviciului) depinde de calitatea energiei electrice absorbite.

Alimentarea cu energie electricŸ a reÍelelor de iluminat are, prin urmare mareimportanÍŸ.Pentru a ajuta proiectarea reÍelei de alimentare Ûi pentru a simplifica alegereadispozitivului de protecÍie este prezentatŸ o analizŸ a diferitelor tehnologii derealizare a lŸmpilor. Sunt prezentate de asemenea caracteristici distincte alecircuitelor de iluminat Ûi impactul lor asupra dispozitivelor de comandŸ Ûi protecÍie.

4.1 Diferite tehnologii de realizare a lŸmpilorRadiaÍia luminoasŸ artificialŸ poate fi produsŸ din energie electricŸ Án conformitatecu douŸ principii: incandescenÍŸ Ûi electroluminiscenÍŸ.IncandescenÍa reprezintŸ producerea luminii cu ajutorul creÛterii de temperaturŸ.Cel mai uzual exemplu este un filament ÁncŸlzit prin circulaÍia unui curent electricpÊnŸ la starea de alb. Energia furnizatŸ este transformatŸ Án efect Joule Ûi Án fluxluminos.

LuminiscenÍa este fenomenul de emisie de cŸtre un material a unei radiaÍiiluminoase vizibile sau aproape vizibile. Un gaz (sau vapori) supus unei descŸrcŸrielectrice emite radiaÍie luminoasŸ (electroluminiscenÍa gazelor).

ÎntrucÊt acest gaz nu conduce la temperaturŸ Ûi presiune normale, descŸrcareaeste produsŸ prin generarea unor particule ÁncŸrcate electric care produc ionizareagazului. Natura, presiunea Ûi temperatura gazului determinŸ spectrul luminii.FotoluminiscenÍa este luminiscenÍa unui material expus unei radiaÍii luminoase sauaproape luminoase (ultraviolet, infraroÛu).CÊnd substanÍa absoarbe radiaÍia ultravioletŸ Ûi emite radiaÍie vizibilŸ care Án scurttimp dupŸ energizare dispare, se vorbeÛte despre fluorescenÍŸ.

LŸmpile cu incandescenÍŸLŸmpile cu incandescenÍŸ sunt din punct de vedere istoric, cele mai vechi Ûi cele maides ÁntÊlnite.Ele se bazeazŸ pe principiul filamentului incendescent Ántr-un mediu atmosfericneutru sau vid care ÁmpiedicŸ combustia.

Se face o distincÍie Ántre:n balon standardAcesta conÍine un filament de tungsten Ûi este umplut cu un gaz inert (nitrogen Ûiargon sau krypton);n balon cu halogenAcesta conÍine de asemenea un filament de tungsten dar este umplut cu un amestecde halogen Ûi gaz inert (krypton sau xenon). Acest amestec de halogen esteresponsabil de fenomenul regenerŸrii filamentului ceea ce mŸreÛte durata de viaÍŸ alŸmpilor Ûi evitŸ Ánnegrirea. Aceasta permite de asemenea o temperaturŸ ridicatŸ afilamentului Ûi prin urmare o luminozitate crescutŸ Án baloane de halogen mici.Principalul dezavantaj al lŸmpilor cu incandescenÍŸ este disiparea unei cantitŸÍi decŸldurŸ semnificativŸ ceea ce determinŸ o eficienÍŸ luminoasŸ scazutŸ.

LŸmpile fluorescenteAceastŸ familie cuprinde tuburile fluorescente Ûi lŸmpile fluorescent compacte.Tehnologia lor este cunoscutŸ Án mod uzual ca “mercur de joasŸ presiune”.

În tuburile fluorescente o descŸrcare electricŸ determinŸ ca electronii sŸ seciocneascŸ cu ionii vaporilor de mercur rezultÊnd radiaÍii ultravilote datoritŸenergizŸrii atomilor de mercur. Materialul fluorescent care acoperŸ interiorul tubuluitransformŸ aceastŸ radiaÍie Án radiaÍie vizibilŸ.Tuburile fluorescente disipŸ mai puÍinŸ cŸldura Ûi au o duratŸ mai mare de viaÍŸdecÊt lŸmpile cu incandescenÍŸ, dar ele necesitŸ un dispozitiv de amorsare denumit“starter” Ûi un dispozitiv pentru limitarea curentului din arc dupŸ amorsare. Acestdispozitiv denumit “balast” este Án mod uzual o bobinŸ amplasatŸ Án serie cu arcul.LŸmpile fluorescente compacte se bazeazŸ pe acelaÛi principiu ca Ûi tuburilefluorescente. FuncÍiile starterului Ûi balastului sunt Ándeplinite de un circuit electronic(integrat Án lampŸ) cea ce permite utilizarea unor tuburi de dimensiuni mici. LŸmpilefluorescent compacte (vezi Fig. N35) au fost dezvoltate pentru a Ánlocui lŸmpilefluorescente. Ele permit o economie semnificativŸ de energie (15 W Án loc de 75 W)pentru acelaÛi nivel de iluminare Ûi au o duratŸ de viaÍŸ crescutŸ.LŸmpile cunoscute ca de tip “cu inducÍie” sau “fŸrŸ electrozi” funcÍioneazŸ peprincipiul ionizŸrii gazului existent Án tub datoritŸ unui cÊmp electromagnetic de

foarte mare frecvenÍŸ (pÊnŸ la 1 GHz). Durata lor de viaÍŸ poate fi de cca.100000 de ore.

Fig. N35: LŸmpi fluorescenta compacte [a] standard Ûi [b] cu

inducÍie.

a -

b -




N28

LŸmpile cu descŸrcŸri (vezi Fig. N36)Lumina este produsŸ de o descŸrcare electricŸ dintre doi electrozi Án interiorulgazului Ántr-un balon de cuartz. Prin urmare toate aceste lŸmpi necesitŸ un balast

pentru a limita curentul arcului. Mai multe tehnologii au fost dezvoltate pentru diferiteaplicaÍii.LŸmpile cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu la joasŸ presiune se caracterizeazŸ princea mai mare emisie de luminŸ. TotuÛi factorul de redare a culorilor este foarte slabdeoarece au radiaÍie monocromaticŸ oranj.LŸmpile cu descŸrcŸri Án vapori de sodiu la ÁnaltŸ presiune produc o luminŸ albŸ cuuÛoarŸ nuanÍŸ de oranj.

În cazul lŸmpilor cu descŸrcŸri Án vapori de mercur de ÁnaltŸ presiune descŸrcarease produce Ántr-un balon ceramic sau de cuartz la presiune ÁnaltŸ. Aceste lŸmpise numesc lŸmpi fluorescente cu descŸrcare Án mercur. Ele produc o luminŸcaracteristicŸ alb-albŸstruie.LŸmpile cu halogenuri metalice sunt ultima tehnologie. Ele produc luminŸ cu unspectru larg de culori. Utilizarea tuburilor ceramice oferŸ o eficenÍŸ luminoasŸ sporitŸÛi o mai bunŸ stabilitate a culorilor.

Diode emiÍŸtoare de luminŸ (LED)Principiul acestor LED-uri este emisia de luminŸ de cŸtre un element semiconductorparcurs de un curent electric. Ele sunt uzual utilizate Án numeroase aplicaÍii, dardezvoltŸrile recente de diode albe sau albastre avÊnd un flux luminos sporit, deschidnoi perspective, Án special Án cea ce priveÛte semnalizŸrile (semafoare, iluminatulde urgenÍŸ sau al indicatoarelor de EXIT). LED-urile sunt dispozitive ce necesitŸ uncurent mic Ûi tensiune joasŸ Ûi, prin urmare, se preteazŸ alimentŸrii de la baterii. ÎnsituÍia alimentŸrii de la reÍea se impune utilizarea unui convertor.Avantajul LED-urilor este consumul lor energetic scŸzut. Ca urmare ele funcÍioneazŸla temperaturŸ foarte scŸzutŸ Ûi Án consecinÍŸ au o duraÍŸ de viaÍŸ foarte mare.Ca simplŸ observaÍie, o diodŸ emite o luminŸ de intensitate redusŸ. O instalaÍie deiluminat de mare putere necesitŸ, prin urmare, conectarea unui numŸr mare de astfelde unitŸÍi Án serie Ûi paralel.

Fig. N36: LŸmpile cu descŸrcŸri.

Tab. N37: Utilizarea Ûi caracteristicile tehnice ale surselor de luminŸ.


Tehnologie AplicaÍii Avantaje DezavantajeIncandescent n UtilizŸri casnice n Conectare directŸ fŸrŸ n EficienÍŸ energeticŸ scŸzutŸstandard n Iluminat local decorativ utilizarea unui alt dispozitiv Ûi consum energetic ridicat

n PreÍ de achiziÍie acceptabil n Cantitate semnificativŸ den Dimensiune compactŸ cŸldurŸ disipatŸn Iluminare instantanee n DuratŸ de viaÍŸ micŸn Redare bunŸ a culorilor

Incandescent n Iluminat tip spot n Conectare directŸ n EficienÍŸ luminoasŸ mediehalogen n Iluminat intens n Eficacitate instantanee

n Redare excelentŸ a culorilorTub fluorescent n Magazine, birouri, ateliere n EficienÍŸ luminoasŸ ridicatŸ n Intensitate luminoasŸ scŸzutŸ

n Iluminat exterior n Redare moderatŸ a culorilor a unei singure unitŸÍi n Sensibilitate la temp. extremeLampŸ n UtilizŸri casnice n EficienÍŸ luminoasŸ bunŸ n InvestiÍie iniÍialŸ ridicatŸfluorescentŸ n Birouri n Redare bunŸ a culorilor Án compareÍie cu lŸmpilecompactŸ n Înlocuiri de lŸmpi incandescente

incandescenteVapori de mercur n Ateliere, hale, hangare n EficienÍŸ luminoasŸ ridicatŸ n Aprinderea Ûi reaprinderea sela ÁnaltŸ presiune n Fabrici n Redare acceptabilŸ a culorilor realizeazŸ Án cÊteva minute

n Dimensiuni compactn DuratŸ de viaÍŸ lungŸ

Sodiu la ÁnaltŸ n Iluminat exterior n Foarte bunŸ eficienÍŸ n Aprinderea Ûi reaprinderea sepresiune n Hale largi luminoasŸ realizeazŸ Án cÊteva minuteSodiu la joasŸ n Iluminat exterior n Vizibilit. bunŸ pe timp de ceaÍŸ n DuratŸ de aprindere lungŸ (5 min)presiune n Iluminat de securitate n Economic de utilizat n Redare mediocrŸ a culorilorHalogenuri n Zone Ántinse n EficienÍŸ luminoasŸ bunŸ n Aprinderea Ûi reaprinderea semetalice n Hale cu plafoane Ánalte n Redare bunŸ a culorilor realizeazŸ Án cÊteva minute

n DuratŸ de viaÍŸ lungŸLED n Semnalizare (semafor cu n Insensibile la un numŸr mare n NumŸr limitat de culori

3 culori, semne EXIT Ûi de comutŸri n Intensitate luminoasŸ scŸzutŸ aluminare de siguranÍŸ) n Consum energetic scŸzut unei singure unitŸÍi

n TemperaturŸ scŸzutŸ

Tehnologie Putere (W) EficienÍŸ (Lm/W) DuratŸ de viaÍŸ (ore)IncandescenÍŸ standard 3 - 1.000 10 - 15 1.000 - 2.000IncandescenÍŸ halogen 5 - 500 15 - 25 2.000 - 4.000Tub fluorescent 4 - 56 50 - 100 7.500 - 24.000

LampŸ fluorescentŸ compactŸ 5 - 40 50 - 80 10.000 - 20.000Vapori de mercur la ÁnaltŸ pres. 40 - 1.000 25 - 55 16.000 - 24.000Vapori de sodiu la ÁnaltŸ pres. 35 - 1.000 40 - 140 16.000 - 24.000Vapori de sodiu la joasŸ pres. 35 - 180 100 - 185 14.000 - 18.000Halogenuri metalice 30 - 2.000 50 - 115 6.000 - 20.000LED 0,05 - 0,1 10 - 30 40.000 – 100.000



N29

Fig. N38: FormŸ de undŸ de tensiune de alimentare printr-undimmer, la 50% din tensiunea maximŸ, cu urmatoarele tehnici: [a]: cut - on control [b]: cut - off control.

Fig. N39: Procentajul armonicii de ordinul trei de curent Án funcÍie de puterea aplicatŸ unei lŸmpicu incandescenÍŸ utilizÊnd un dimmer electronic.


4.2 Caracteristicile electrice ale lŸmpilorLŸmpi cu incandescenÍŸ cu alimentare directŸ

DatoritŸ temperaturii foarte Ánalte a filamentului Án timpul funcÍionarii (pÊnŸ la2500° C ), rezistenÍa sa variazŸ foarte mult Ántre situaÍia Án care lampa este stinsŸÛi situaÍia Án care lampa este aprinsŸ. ÎntrucÊt rezistenÍa sa la rece este micŸ, laamorsare apare un vÊrf de curent care poate atinge de 10 - 15 ori curentul nominal,pentru mai multe ms.Acest lucru este valabil atÊt pentru lŸmpile obiÛnuite cÊt Ûi pentru lŸmpile cu halogenÛi impune o reducere a numŸrului de lŸmpi care pot fi acÍionate de cŸtre dispozitivelede comandŸ, cum ar fi: Ántreruptoare, contactoare modulare sau relee pentru barecapsulate.

LŸmpi cu halogen de foarte joasŸ tensiune (FJT)n Anumite lŸmpi cu halogen de puteri mici sunt alimentate cu tensiuni foarte

joase de 12 sau 24 V, via un transformator sau un convertizor electronic. În cazulalimentŸrii prin transformator, fenomenul de magnetizare se combinŸ, la amorsare,cu cel de variaÍie al rezistenÍei filamentului. Curentul de amorsare poate atinge de

50 - 75 ori curentul nominal, pentru cÊteva ms. Utilizarea unui variator de iluminat(dimmer) amplasat Án amonte, poate reduce Án mod semnificativ acest curent.n Pentru aceeaÛi putere, convertizoarele electronice sunt mult mai scumpe decÊtsoluÍia cu transformator. Acest handicap comercial este compensat prin avantajelegate de uÛurinÍa sporitŸ de instalare, deoarece cŸldura disipatŸ este redusŸ, elepot fi amplasate chiar Ûi pe un suport inflamabil. Mai mult, ele au ÁncorporatŸ ÛiprotecÍia termicŸ.Noile lŸmpi cu halogen de foarte joasŸ tensiune sunt acum disponibile cutransformator integrat Án soclul lor. Ele pot fi alimentate direct Ûi pot Ánlocui lŸmpileuzuale, fŸrŸ nici o adaptare specialŸ.

VariaÍia iluminŸrii Án cazul lŸmpilor cu incandescenÍŸ În cazul lŸmpilor cu incandescenÍŸ, variaÍia iluminŸrii poate fi obÍinutŸ prin variaÍiatensiunii aplicate lŸmpii.VariaÍia tensiunii se realizeazŸ, Án mod uzual de cŸtre dispozitive precum Ántreruptorcu Triac, prin variaÍia unghiului de aprindere de-a lungul perioadei tensiunii. Forma

de undŸ a tensiunii aplicate lŸmpii este indicatŸ Án Fig. N38a. AceastŸ tehnicŸ,cunoscutŸ sub numele de “cut-on control” este adecvatŸ pentru alimentareasarcinilor rezistive sau inductive. AltŸ tehnicŸ adecvatŸ pentru alimentareacircuitelor capacitive a fost dezvoltatŸ cu componente electronice MOS Ûi IGBT.AceastŸ tehnicŸ variazŸ tensiunea prin Ántreruperea curentului Ánainte de sfÊrÛitulsemiperioadei (vezi Fig. N38b) Ûi este cunoscutŸ sub numele de “cut-off control”.Aprinderea Án mod treptat a unei lŸmpi reduce, de asemenea sau chiar eliminŸ,vÊrful de curent de la amorsare.

ÎntrucÊt curentul prin lampŸ este distorsionat de cŸtre aprinderea electronicŸ, seproduc armonici de curent . Armonica de ordinul 3 este predominantŸ, iar procentajularmonicii de ordinul 3 Án raport cu valoarea maximŸ a fundamentalei de curent (laputerea maximŸ) este reprezentat Án Fig. N39.De notat faptul cŸ, Án practicŸ, puterea aplicatŸ lŸmpii cu ajutorul dimmer-ului poatevaria Ántre 15 - 85% din puterea maximŸ a lŸmpii.




N30

În conformitate cu standardul CEI 61000-3-2 care stabileÛte limitele emisiilor dearmonici pentru sistemele electrice Ûi electronice avÊnd curentul i 16 A, se aplicŸurmŸtoarele:

n pentru dimmerele independente pentru lŸmpi cu incandescenÍŸ avÊnd puterinominale mai mici sau egale cu 1 kW nu se stabilesc limite;n pentru alte puteri sau pentru echipament de iluminat incandescent cu dimmere

Áncorporate sau amplasate Ántr-o carcasŸ, valoarea maxim admisibilŸ pentruarmonica 3 de curent este egalŸ cu 2,30 A.

LŸmpi fluorescente cu balast magneticTuburile fluorescente Ûi lŸmpile cu descŸrcŸri au nevoie ca intensitatea arculuielectric sŸ fie limitatŸ, iar aceastŸ funcÍie este ÁndeplinitŸ de cŸtre o bobinŸ (saubalast magnetic), amplasatŸ Án serie cu lampa (vezi Fig. N40).Acest aranjament este cel mai des ÁntÊlnit Án aplicaÍiile casnice cu un numŸr limitatde tuburi. ÎntrerupŸtorului care comandŸ aprinderea/stingererea acestor tuburi nu ise impune nici o condiÍie.Variatoarele de iluminat tip dimmer nu sunt compatibile cu balasturile magnetice:anularea tensiunii pentru o fracÍiune de perioadŸ Ántrerupe descŸrcarea Ûi duce la

stingerea lŸmpii.Starterul ÁndeplineÛte douŸ funcÍii: preÁncŸlzeÛte tubul fluorescent iar apoi,genereazŸ o supratensiune pentru a amorsa tubul. AceastŸ supratensiune estegeneratŸ prin deschiderea unui contact (comandat de un Ántreruptor termic) care

Ántrerupe circulaÍia curentului prin balastul magnetic. În timpul funcÍionŸrii starterului (aprox. 1 s) curentul care circulŸ prin corpul deiluminat este de aproximativ 2 ori curentul nominal.

ÎntrucÊt curentul prin tub Ûi balast este Án mod esenÍial inductiv, factorul de putereeste foarte scŸzut (Án medie Ántre 0,4 Ûi 0,5). În instalaÍiile alcŸtuite dintr-un numŸrmare de tuburi, este necesar sŸ se asigure compensarea, pentru ÁmbunŸtŸÍireafactorului de putere.Pentru instalaÍiile de iluminat mari, compensarea centralizatŸ cu baterii decondensatoare este o soluÍie posibilŸ, dar cel mai adesea acestŸ compensare esteinclusŸ la nivelul fiecŸrui corp de iluminat, Án diferite moduri (vezi Fig. N41).

Fig. N40: Balast magnetic.


Condensatoarele sunt dimensionate astfel ÁncÊt factorul de putere global sŸ fie maimare de 0,85. În cele mai uzuale cazuri de compensare paralel, capacitŸÍile lor sunt

Án jur de 1 µF pentru 10 W putere activŸ, pentru orice tip de lampŸ. TotuÛi, aceastŸcompensare este incompatibilŸ cu ÁntrerupŸtoarele cu variatoare de luminŸ.

LimitŸri care afecteazŸ compensareaDispunerea Án cazul compensŸrii paralel creeazŸ anumite limitŸri amorsŸrii lŸmpii.

ÎntrucÊt condensatoarele sunt, iniÍial, descŸrcate, conectarea lor producesupracurent. De asemenea, apare o supratensiune datoritŸ oscilaÍiilor Án circuit,create de capacitate Ûi inductanÍa reÍelei.

UrmŸtorul exemplu poate fi utilizat pentru a determina ordinele de mŸrime aleamplitudinii.

Fig. N41: Diferite moduri de compensare: [a] paralel, [b] serie; [c] dual serie, numitŸ “duo”, Ûidomeniile lor de utilizare.

Mod de compensare AplicaÍii ObservaÍii FŸrŸ compensare Casnic Un singur corp de iluminat fluorescentParalel [a] Birouri, aleliere, Risc de supracurenÍi pentru echipamentele

supermarket-uri de comandŸSerie [b] Alegerea unor condensatoare cu tensiuni de

funcÍionare Ánalte (450 la 480 V)Duo [c] EvitŸ flicker-ul



N31

Fig. N42: Tensiunea Ûi curenÍii la amorsare.


În realitate, limitŸrile sunt mult mai puÍin severe datoritŸ impedanÍei cablurilor.Amorsarea grupurilor de tuburi fluorecente are o singurŸ limitare specificŸ. CÊnd ungrup de tuburi fluorescente este conectat, condensatoarele din aceste tuburi, caresunt deja energizate, contribuie la valoarea curentului de amorsare Án momentulconectŸrii celui de-al doile grup de tuburi: ele amplificŸ curentul de vÊrf dindispozitivul de comandŸ Án momentul conectŸrii celui de-al doilea grup.

Presupunem un ansamblu de 50 de tuburi fluorescente de 36 W fiecare, avÊnd:n puterea activŸ totalŸ: 1800 W;n puterea aparentŸ: 2 kVA;

n valoarea eficace a curentului: 9 A;n vÊrful de curent: 13 A.cu:n capacitatea totalŸ: C = 175 µF;n inductanÍe de linie (corespunzŸtoare unui curent de scurtcircuit de 5 kA):l = 150 µH.Curentul maxim de vÊrf la conectare este egal cu:

Curentul maxim de vÊrf la conectare poate atinge Án acest caz de 27 de ori curentulde vÊrf Án timpul funcÍionŸrii normale.Formele de undŸ de tensiune Ûi de curent la amorsare sunt date Án Fig. N42 pentru

Ántreruptorul care se Ánchide Án momentul Án care tensiunea are valoarea maximŸ devÊrf.ExistŸ totuÛi un risc de sudare a contactelor electromecanice ale dispozitivului decomandŸ (Ántreruptor de la distanÍŸ, contactor, Ántreruptor) sau de distrugere Án cazul

Ántreruptoarelor statice.




N32

Tabelul N43, rezultat din mŸsurŸtori, specificŸ amplitudinea primului vÊrf de curent,pentru diferite valori prezumate de curent de scurtcircuit, Isc. Se observŸ faptul cŸ,curentul de vÊrf poate fi de 2 - 3 ori mai mare, Án funcÍie de numŸrul de tuburi deja Án

funcÍiune la momentul conectŸrii unui alt grup de tuburi.

Fig. N44: Balast electronic.


Oricum, conectarea secvenÍialŸ a fiecŸrui grup de tuburi este recomandatŸ, pentru ase reduce curentul de vÊrf Án Ántreruptorul principal.Cele mai recente balasturi magnetice sunt cunoscute sub denumirea de “pierderireduse” (low-loss). Circuitul magnetic a fost optimizat, dar principiul de funcÍionarerŸmÊne acelaÛi. Noua generaÍie de balasturi devine din ce Án ce mai utilizatŸ subinfluenÍa noilor reglementŸri (Directive Europene, Energy Policy Act - USA).

În aceste condiÍii, utilizarea balasturilor electronice este tot mai ÁntÊlnitŸ Ándetrimentul balasturilor magnetice.

LŸmpile fluorescente cu balasturi electroniceBalasturile electronice Ánlocuiesc balasturile magnetice Án alimentarea tuburilorfluorescente (inclusiv a lŸmpilor fluorescente compacte) Ûi a lŸmpilor cu descŸrcŸri.Ele Ándeplinesc, de asemenea, funcÍia de “starter” Ûi nu au nevoie de condensatorpentru compensare.Principiul balastului electronic (vezi Fig. N44) constŸ Án alimentarea arcului

lŸmpii printr-un dispozitiv electronic care genereazŸ o formŸ de undŸ de tensiunealternativŸ rectangularŸ cu o frecvenÍŸ Ántre 20 - 60 kHz.AlimentÊnd arcul lŸmpii cu tensiune de ÁnaltŸ frecvenÍŸ se poate elimina total flicker-ul Ûi efectele stroboscopice. Balastul electronic este complet silenÍios.

În timpul perioadei de preÁncŸlzire a lŸmpii cu descŸrcŸri, acest balast alimenteazŸlampa cu tensiune Án creÛtere, la un curent, practic constant. În condiÍii normale,acesta regleazŸ tensiunea aplicatŸ lŸmpii independent de orice fluctuaÍie detensiune care existŸ pe linia de alimentare.

ÎntrucÊt arcul este alimentat Án condiÍii optime de tensiune, aceasta conduce laeconomii de energie cuprinse Ántre 5 - 10% Ûi la o creÛtere importantŸ a duratei deviaÍŸ a lŸmpii. Mai mult, randamentul balastului electronic poate depŸÛi 93%, Án timpce randamentul balastului magnetic este de doar 85%.Factorul de putere este ridicat (> 0,9).Balastul electronic este, de asemenea, utilizat pentru a Ándeplini funcÍia de dimmer.De fapt, prin variaÍia frecvenÍei, variazŸ amplitudinea curentului arcului Ûi, deci,intensitatea fluxului luminos.

Curentul de amorsareProblema principalŸ pe care o creeazŸ balastul electronic asupra liniei de alimentareeste cea a curentului mare de amorsare pe Ántreruptorul de conectare, conectat lasarcina iniÍialŸ. (vezi Tab. N45).

Tab. N45: Amplitudinea curenÍilor de amorsare Án funcÍie de tehnologia utilizatŸ.

Tehnologia Curentul max. la amorsare DuratŸRedresor cu corecÍia 30 la 100 In i 1 msfactorului de putereRedresor cu bobina 10 la 30 In i 5 msBalast magnetic i 13 In 5 la 10 ms

Tab. N43: Amplitudinea curentului de vÊrf Án Ántreruptoarele de comandŸ Án momentul conectŸriiunui al doilea grup de tuburi.

NumŸr de tuburi NumŸr de tuburi Curentul de vÊrf la amorsare (A)deja Án funcÍiune conectate Isc = 1.500 A Isc = 3.000 A Isc = 6.000 A0 14 233 250 32014 14 558 556 57528 14 608 607 62442 14 618 616 632



N33

Fig. N46 :Forma de curent absorbitŸ de o lampŸ fluorescentŸ compactŸ.


Balasturile electronice au, Án general, condensatoare amplasate Ántre conductoarelesursei de alimentare Ûi pŸmÊnt. Aceste condensatoare sunt responsabile decirculaÍia unui curent permanent de scurgere de ordinul a 0,5 - 1 mA/balast. Deaici rezultŸ limitarea numŸrului maxim de balasturi care pot fi protejate printr-undispozitiv de curent diferenÍial rezidual.La punerea sub tensiune, sarcina iniÍialŸ a acestor condensatoare poate, de

asemenea, cauza circulaÍia unui curent de vÊrf a cŸrui amplitudine poate atingecÊÍiva amperi pentru cca. 10 µs. Acest vÊrf de curent poate determina declanÛŸriintempestive a unor dispozitive de protecÍie neadecvate.

Pentru a echilibra sarcinile Ántre faze circuitele de iluminat sunt, de obicei, conectate Ántre faze Ûi neutru, Án mod echilibrat. În aceste condiÍii, nivelul ridicat al armonicii 3Ûi al celor multiplu de 3 determinŸ o suprasarcinŸ pe conductorul neutru. Cazul celmai defavorabil conduce la un curent pe conductorul neutru care poate atinge √ 3 oricurentul de pe fazŸ.Limitele distorsiunilor armonice pentru sistemele electrice Ûi electronice suntspecificate Án standardul CEI 61000-3-2. Pentru simplificare, mai jos, sunt prezentatepentru echipamentele de iluminat, limitele armonicile de ordin 3 Ûi 5 care sunt, dealtfel, cele mai relevante (vezi Tab. N47).

În realitate, datoritŸ impedanÍelor conductoarelor, curenÍii de amorsare pentru unansamblu de lŸmpi sunt mult mai mici decÊt aceste valori, de cca. 5 - 10 In pentrumai puÍin de 5 ms. Spre deosebire de cazul balasturilor magnetice, acest curent de

amorsare nu este ÁnsoÍit de nici o supratensiune.

CurenÍii armonici În cazul balasturilor asociate lŸmpilor cu descŸrcare, de puteri mari, curentul absorbitdin reÍeaua de alimentare are un factor de distorsiune armonicŸ totalŸ scŸzut (< 20

Án general Ûi < 10% pentru dispozitivele mai sofisticate). Din contrŸ, balasturileasociate lŸmpilor de micŸ putere, Án particular, lŸmpilor fluorescente compacte,produc Án reÍea un curent foarte distorsionat (vezi Fig. N46). Coeficientul total dedistorsiune armonicŸ poate atinge 150%. În aceste condiÍii, valoarea eficace acurentului absorbit din reÍeaua de alimentare ajunge la 1,8 ori curentul corespunzŸtorunei lŸmpi de putere activŸ, ceea ce corespunde unui factor de putere de 0,55.

Tab. N47: Curentul armonic maxim admisibil.

Ordinul Putere activŸ > 25 W Putere activŸ i 25 W

armonicii Se aplicŸ una din urmŸtoarele limite:% din valoarea % din valoarea Curentul armonicii relativfundamentalei de curent fundamentalei de curent la puterea activŸ

3 30 86 3,4 mA/W5 10 61 1,9 mA/W




N34

Emisii de ÁnaltŸ frecvenÍŸBalasturile electronice sunt responsabile de anumite emisii radiante Ûi conductoarede ÁnaltŸ frecvenÍŸ.Tensiunea rapid crescŸtoare, aplicatŸ conductoarelor balastului determinŸ pulsuride curent care circulŸ prin condensatoare cŸtre pŸmÊnt. Ca rezultat, curenÍi aleatoricirculŸ prin conductorul de protecÍie Ûi prin conductoarele sursei de alimentare.DatoritŸ frecvenÍei Ánalte a acestor curenÍi, existŸ radiaÍie electromagneticŸ. Pentru alimita aceste radiaÍii electromagnetice de ÁnaltŸ frecvenÍŸ, lampa trebuie amplasatŸ

Án imediata vecinŸtate a balastului, astfel reducÊndu-se lungimea celor maiimportante conductoare radiante.

Diferite moduri de alimentare (vezi Tab. N48)

Tehnologia Mod de alimentare Alte dispozitiveIncandescent standard Direct de la reÍea Întreruptor cu disp. de reglareHalogen incandescent a fluxului luminos (dimmer)Halogen incandescent la TFJ Transformator Convertor electronicTub fluorescent Balast magnetic Ûi starter Balast electronic

Dimmer electronic +balast

LampŸ fluorescentŸ compactŸ Balast electronic ÁncorporatVapori de mercur Balast magnetic Balast electronicVapori de sodiu ÁnaltŸ presiuneVapori de sodiu joasŸ presiuneHalogenuri metalice

Tab. N48: Diferite tipuri de alimentare a lŸmpilor.


4.3 LimitŸri Ûi recomandŸri referitoare la

dispozitivele de iluminatCurentul care circulŸ prin lŸmpiRiscuri AceastŸ mŸrime este prima care ar trebui luatŸ Án considerare atunci cÊnd seproiecteazŸ o instalaÍie, altfel este foarte probabil ca protecÍia la suprasarcinŸ sŸdeclanÛeze Ûi sŸ lase utilizatorii Án Ántuneric.Este evident faptul cŸ, pentru determinarea sa trebuie luat Án considerare consumultuturor componentelor, Án special, Án cazul instalaÍiilor de iluminat fluorescent,

ÁntrucÊt puterea consumatŸ de balast trebuie sŸ se adauge celei a tuburilor sau abaloanelor.

SoluÍiePentru iluminatul incendescent trebuie amintit faptul cŸ tensiunea de linie poatedepŸÛi valoarea sa nominalŸ cu cca. 10%, ceea ce poate determina o creÛtere acurentului absorbit.Pentru iluminatul fluorescent, dacŸ nu este altfel specificat, puterea balastului

magnetic poate fi aproximatŸ ca fiind cca. 25% din cea a balonului. În cazulbalasturilor electronice, aceastŸ putere este mai micŸ, cuprinsŸ Ántre 5 - 10%.Pragurile de declanÛare a protecÍiei la supracurent trebuie, prin urmare, calculate

Án funcÍie de puterea totalŸ Ûi de factorul de putere, mŸrimi calculate pentru fiecarecircuit.

SupracurenÍi la punerea sub tensiuneRiscuriDispozitivele utilizate pentru protecÍia Ûi comanda circuitelor de iluminat sunt celeprecum: relee, triace, teleruptoare, contactoare, Ántreruptoare.Cea mai importantŸ condiÍie pusŸ acestor dispozitive este legatŸ de vÊrful de curentla punerea sub tensiune.Acest vÊrf de curent depinde de tehnologia lŸmpilor utilizate, dar, de asemenea,de caracteristicile instalaÍiei (puterea transformatorului de alimentare, lungimeacablurilor, numŸrul de lŸmpi) Ûi de momentul conectŸrii Án raport cu perioada

tensiunii de linie. Un vÊrf de curent de valoare mare, deÛi trecŸtor, poate determinasudarea contactelor electromecanice ale dispozitivelor de comandŸ sau distrugereadispozitivelor electronice (de comutare staticŸ).



N35Fig. N50: CT standard + contactor [a] . CT+ contactor cu acÍionare manualŸ, buton pentruselectarea modului de funcÍionare Ûi indicator cu lampŸ care aratŸ modul de operare ales [b] , ÛiMerlin Gerin - Gama TL + Ántreruptor de comandŸ de la distanÍŸ [c] .

a b c


ExistŸ totuÛi o tehnicŸ pentru limitarea vÊrfului de curent la punerea sub tensiune acircuitelor cu comportare capacitivŸ (balasturile magnetice amplasate Án paralel cucondensatoarele Ûi balasturile electronice). Aceasta constŸ Án a ne asigura de faptulcŸ, conectarea circuitelor la sursa de alimentare se face la momentul trecerii prinzero a tensiunii. Numai Ántreruptoarele electronice oferŸ aceastŸ posibilitate (veziFig. N50a). AceastŸ tehnicŸ s-a dovedit a fi utilŸ la proiectarea circuitelor de iluminatnoi.Recent, au fost dezvoltate dispozitive cu tehnologii hibride care combinŸ

Ántreruptoarele electronice (care Ánchid circuitul la trecerea prin zero a tensiunii) cucontactoarele electromecanice care, apoi, le scurtcircuiteazŸ (reducerea pierderilor

Án semiconductoare, vezi Fig. N50b).

DouŸ soluÍiiDatoritŸ curenÍilor la punerea sub tensiune, majoritatea releelor obiÛnuite suntincompatibile cu sistemele de alimentare ale dispozitivelor de iluminat. Se fac, de

obicei, urmŸtoarele recomandŸri:n limitarea numŸrului de lŸmpi care urmeazŸ sŸ fie conectate pe un circuit protejatde un singur dispozitiv de protecÍie, astfel ÁncÊt, puterea totalŸ sŸ fie mai micŸ decÊtputerea maximŸ admisibilŸ a dispozitivului;n verificarea, ÁmpreunŸ cu producŸtorul, limitelor pe care acesta le stipuleazŸ pentrudispozitive. AceastŸ mŸsurŸ de prevedere este Án mod particular importantŸ atuncicÊnd se Ánlocuiesc lŸmpi cu incandescenÍŸ cu lŸmpi fluorescent compacte.Ca un exemplu, Tab. N49 indicŸ numŸrul maxim de tuburi fluorescente compensatecare pot fi comandate de cŸtre diferite dispozitive cu curentul nominal de 16 A. DemenÍionat faptul cŸ numŸrul de tuburi comandate trebuie sŸ fie substanÍial subnumŸrul corespunzŸtor puterii maxime a dispozitivelor.

Tab. N49: NumŸrul de tuburi controlate este substanÍial mai mic decÊt numŸrul corespunzŸtorputerii maxime a dispozitivelor.

Puterea tubului NumŸrul de tuburi NumŸrul maxim de tuburi care pot fi(W) corespunzŸtoare comandate de:

puterii de Contactoare Teleruptoare Întreruptoare16 A x 230 V GC16 A TL16 A C60-16 A

CT16 A18 204 15 50 11236 102 15 25 5658 63 10 16 34




N36

NumŸrul maxim de lŸmpi care pot fi comandate de un teleruptor Merlin GerinTL 16 Ûi TL 32 A (alimentate la 230 V, tensiune monofazatŸ)

Tab. N51: NumŸrul maxim de lŸmpi controlate de cŸtre dispozitive Merlin Gerin TL16 A Ûi TL 32 A.


Tipul de lampŸ Puterea lŸmpii (W) TL 16A TL 32AIncandescent standard 40 40 106

60 25 6675 20 53100 16 42200 8 21Putere totalŸ 1600 W 4260 W

Halogen incandescent 300 5 13500 3 81000 1 41500 1 2Putere totalŸ 1500 W 4000 W

Halogen la foarte 20 70 180

joasŸ tensiune 50 28 7475 19 50100 14 37Putere totalŸ 1400 W 3700 W

Tub fluorescent 18 70 186necompensat 36 35 73

58 21 55Putere totalŸ 1300 W 3400 W

Tub fluorescent 18 50 133compensat 36 25 66


LampŸ fluorescentŸ 2x18 56 148dublŸ compensatŸ 2x36 28 74

2x58 17 45

Putere totalŸ 2000 W 5300 WLampŸ fluorescentŸ 16 80 212cu balast electronic 32 40 106


LampŸ fluorescentŸ 2x16 40 106dublŸ cu balast 2x32 20 53electronic 2x50 13 34

Putere totalŸ 1300 W 3400 WSodiu de joasŸ presiune 55 24 63

90 15 40135 10 26180 7 18Putere totalŸ 1300 W 3400 W

Sodiu ÁnaltŸ presiune, 250 5 13

Halogenuri metalice 400 3 81000 1 3Putere totalŸ 1300 W 3400 W



N37

Tab. N52: NumŸrul maxim de lŸmpi comandate de contactoare Telemecanique GC ÛiMerlin Gerin CT.


NumŸrul maxim de lŸmpi care pot fi comandate de cŸtre contactoareTelemecanique GC Ûi Merlin Gerin CT (alimentate la 230 V, tensiunemonofazatŸ)

Tipul de Puterea GC16A GC25A GC40A GC63AlŸmpii (W) CT16A CT25A CT40A CT63A

Incandescent 40 38 57 115 172standard 60 30 45 85 125

75 25 38 70 100100 19 28 50 73150 12 18 35 50200 10 14 26 37

Halogen 300 7 10 18 25incandescent 500 4 6 10 15

1000 2 3 6 8Halogen la 20 15 23 42 63

foarte joasŸ tensiune 50 10 15 27 4275 8 12 23 35100 6 9 18 27

Tub fluorescent 18 22 30 70 100necompensat 36 20 28 60 90

58 13 17 35 56Tub fluorescent 18 15 20 40 60compensat 36 15 20 40 60

58 10 15 30 43LampŸ fluorescentŸ 2x18 30 46 80 123dublŸ compensatŸ 2x36 17 25 43 67

2x58 10 16 27 42LampŸ fluorescentŸ 18 74 111 222 333cu balast electronic 36 38 58 117 176 58 25 37 74 111LampŸ fluorescentŸ 2x18 36 55 111 166dublŸ cu balast 2x36 20 30 60 90electronic 2x58 12 19 38 57Sodiu de joasŸ 18 14 21 40 60presiune 35 3 5 10 15

55 3 5 10 1590 2 4 8 11135 1 2 5 7180 1 2 4 6

Sodiu ÁnaltŸ presiune, 70 6 9 18 25Halogenuri metalice 150 6 9 18 25

250 2 4 8 12400 2 3 6 91000 1 2 4 6




N38

NumŸrul maxim de balasturi protejate de Ántreruptoare Merlin GerinC60N / C120 N (numŸrul de corpuri de iluminat pe fazŸ alimentate la 230/400 V)Datele urmatoare (vezi Tab. N53) sunt date considerÊnd curba D de declanÛare a

Ántreruptorului (pragul magnetic reglat Ántre 10 Ûi 14 In), ceea ce permite conectareaunui numŸr maxim de corpuri de iluminat, asigurÊnd o protecÍie termicŸ sigurŸ ÛieliminÊnd riscurile de declanÛare intempestivŸ la punerea sub tensiune.


SoluÍie În primul rÊnd, utilizarea unui conductor de neutru cu secÍiunea jumŸtate dinsecÍiunea conductorului de fazŸ este interzisŸ, aÛa cum este indicat Án Standardul deInstalare CEI 60364, secÍiunea 523-5-3.

În ceea ce priveÛte dispozitivele de protecÍie, este necesar sŸ se utilizeze dispozitivetetrapolare cu protecÍie pe nul (cu excepÍia sistemelor TN-C Án care conductorulPEN, Ándeplinind Ûi funcÍia de conductor de protecÍie, nu poate fi Ántrerupt). Acest tipde dispozitiv poate fi utilizat pentru Ántreruperea tuturor polilor Án cazul apariÍiei unuidefect, fenomen necesar cÊnd se alimenteazŸ corpuri de iluminat la tensiunea dintrefaze.Dispozitivul de Ántrerupere a circuitului trebuie, prin urmare, sŸ ÁntrerupŸ faza Ûinulul, Án acelaÛi timp.

Suprasarcina pe conductorul neutruRiscuri

Într-o instalaÍie care cuprinde, de exemplu, numeroase tuburi fluorescente cu balastelectronic alimentate Ántre o fazŸ Ûi neutru, armonicile de ordin 3 Ûi multiplu de 3 potdetermina suprasarcinŸ pe conductorul neutru.Tabelul N54 de mai jos prezintŸ valorile procentuale ale armonicii 3, din valoareafundamentalei de curent, create de iluminat.

Tab. N54: Valori ale armonicii 3 create de iluminat.

Tipul lŸmpii Puterea Modul de Val. tipicŸ atipicŸ funcÍionare armonicii 3

LampŸ cu incandescenÍŸ 100 W VariaÍia nivelului de 5 la 45%cu dimmer iluminare (dimmer)LampŸ cu incandescenÍŸ 25 W Transformator electronic 5%la foarte joasŸ tensiune de foarte joasŸ tensiuneTub fluorescent 100 W Balast magnetic 10%

< 25 W Balast electronic 85%

> 25 W + compensare 30%LampŸ cu descŸrcare 100 W Balast magnetic 10%

Balast electronic 30%

Tab. N53: NumŸrul maxim de balasturi care pot fi conectate pe un circuit protejat de Ántreruptor Merlin Gerin tip C60N / C120N.

Echipament Puterea Curentul nominal al Ántreruptorului automat (A) tubului (W) 1 2 3 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100Balast magnetic 18 4 9 14 29 49 78 98 122 157 196necompensat 36 2 4 7 14 24 39 49 61 78 98

58 1 3 4 9 15 24 30 38 48 60Balast magnetic 18 7 14 21 42 70 112 140 175 225 281 351 443 562 703compensat 36 3 7 10 21 35 56 70 87 112 140 175 221 281 351 58 2 4 6 13 21 34 43 54 69 87 109 137 174 218 2x18 3 7 10 21 35 58 70 87 112 140 175 221 281 351

2x36 1 3 5 10 17 26 35 43 56 70 87 110 140 175 2x58 1 2 3 6 10 17 21 27 34 43 54 68 87 109Balast 18 5 11 17 35 58 93 117 146 186 230 290 366electronic 36 4 8 13 26 43 71 90 113 144 179 226 284

58 2 5 10 20 33 58 68 85 109 136 171 2152x18 4 8 13 26 43 71 90 113 144 179 226 1842x36 2 5 8 15 26 44 55 69 88 110 137 1732x58 1 5 5 11 18 30 38 47 61 76 95 120



N39


SupratensiuniRiscuriAÛa cum s-a arŸtat Ántr-o secÍiune anterioarŸ, conectarea circuitelor de iluminatdeterminŸ un regim tranzitoriu care se caracterizeazŸ printr-un supracurentimportant. Acest supracurent duce la o fluctuaÍie importantŸ a tensiunii aplicate labornele sarcinii conectate pe acelaÛi circuit.Aceste fluctuaÍii pot influenÍa funcÍionarea corectŸ a sarcinilor sensibile(calculatoare, controllere de temperaturŸ, etc.).

SoluÍiaEste recomandabil sŸ se separe sursa de alimentare pentru aceste sarcini sensibilede sursa de alimentare a circuitelor de iluminat.

Sensibilitatea dispozitivelor de iluminat la perturbaÍiile detensiune

Întreruperile scurten Riscuri

În cazul Ántreruperii tensiunii de alimentare, lŸmpile cu descŸrcare au nevoie de untimp de reaprindere de cÊteva minute.n SoluÍiaPoate fi realizat un iluminat parÍial, utilizÊnd lŸmpi cu reaprindere instantanee (lŸmpicu incandescenÍŸ sau tuburi fluorescente, lŸmpi cu descŸrcare cu “reaprinderecaldŸ”), dacŸ cerinÍele de siguranÍŸ o impun. Circuitul sŸu de alimentare va fi, ÁnfuncÍie de norme, distinct de cel care alimenteazŸ sistemul principal de iluminat.

FluctuaÍiile de tensiunen RiscuriMajoritatea dispozitivelor de iluminat (cu excepÍia lŸmpilor alimentate cu balasturielectronice) sunt sensibile la fluctuaÍiile rapide de tensiune. Aceste fluctuaÍiideterminŸ fenomenul de flicker care este neplŸcut pentru utilizatori Ûi poate cauzaprobleme importante. Aceste probleme depind atÊt de frecvenÍa fluctuaÍiilor cÊt Ûi deamplitudinea acestora.Standardul CEI 61000-2-2 (Nivelele de compatibilitate pentru perturbaÍii de joasŸfrecvenÍŸ) specificŸ amplitudinea maximŸ admisŸ a variaÍiilor de tensiune Án funcÍiede numŸrul de variaÍii pe secundŸ sau pe minut.Aceste fluctuaÍii de tensiune sunt determinate, Án principal, de fluctuaÍiile sarcinilorde puteri mari (cuptoare cu arc, maÛini de sudurŸ, porniri de motoare).

CurenÍii de scurgere cŸtre pŸmÊntRiscuriLa conectare, capacitŸÍile cŸtre pŸmÊnt ale balasturilor electronice pot duce laproducerea unor vÊrfuri de curent rezidual care la rÊndul lor pot determina declanÛŸriintempestive ale dispozitivelor de protecÍie.

DouŸ soluÍiiUtilizarea dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual care asigurŸ protecÍie Ámpotrivaacestor impulsuri de curent este recomandatŸ, chiar esenÍialŸ, atunci cÊnd seechipeazŸ o instalaÍie existentŸ. (vezi Fig. N55).Pentru o instalaÍie nouŸ, pot fi utilizate dispozitive de control electronice sau hibride(contactoare, teleruptoare) care reduc aceste impulsuri de curent (cuplarea se face

Án momentul trecerii prin zero a tensiunii).

Fig. N55: Dispozitive de protecÍie Ámpotriva curentului rezidual care asigurŸ imunitate Ámpotrivaimpulsurilor de curent (marcŸ Merlin Gerin).




N40

n SoluÍiePot fi utilizate metode speciale pentru reducerea fluctuaÍiilor de tensiune.Nemaivorbind de faptul cŸ, este recomandabil, acolo unde este posibil sŸ se

alimenteze circuitele de iluminat printr-o sursŸ independentŸ. Pentru anumiteaplicaÍii, este recomandatŸ utilizarea lŸmpilor cu balasturi electronice (spitale,camere curate, sŸli de inspectare, sŸli de computere, etc.).

DezvoltŸri Án echipamentele de comandŸ Ûi protecÍieUtilizarea variatoarelor de iluminat (dimmer-elor) este din ce Án ce mai des ÁntÊlnitŸ.CerinÍele legate de amorsare sunt reduse iar declasarea echipamentelor decontrol Ûi protecÍie este mai puÍin importantŸ. Au fost introduse noi dispozitive deprotecÍie adaptate condiÍiilor impuse de cŸtre circuitele de iluminat, de exemplu,

Ántreruptoarele Merlin Gerin Ûi dispozitivele modulare de protecÍie Ámpotrivacurentului rezidual cu imunitate specialŸ, cum sunt Ántreruptoarele ID Ûi tipul s.i. de

Ántreruptoare Vigi. Cum echipamentele de comandŸ Ûi protecÍie evolueazŸ, anumiÍiproducŸtori pot prezenta o ofertŸ nouŸ referitoare la teleruptoare, dispozitive demanagement 24 ore, dispozitive pentru comanda iluminatului, reducerea consumuluide energie, etc.

4.4 Sisteme de iluminat Án spaÍii publiceIluminatul normalReglementŸrile care stipuleazŸ cerinÍele minime de Ándeplinit pentru clŸdirile publice,

Án majoritatea ÍŸrilor Europene sunt urmŸtoarele:n sistemele de iluminat amplasate Án zone accesibile publicului trebuie sŸ fiecomandate Ûi protejate independent faÍŸ de sistemele de iluminat dedicate altorspaÍii;n pierderea alimentŸrii unui circuit de iluminat final (de ex.: funcÍionarea fuzibilelorsau declanÛarea Ántreruptorului) nu trebuie sŸ conducŸ la lipsa completŸ a iluminŸrii

Án zone destinate sŸ primeascŸ mai mult de 50 de persoane;n protecÍia prin dispozitive de curent diferenÍial rezidual (RCD) trebuie sŸ fierealizatŸ de mai multe astfel de dispozitive (trebuie utilizat mai mult decÊt un singurdispozitiv).

Iluminatul de siguranÍŸAcest subiect include iluminatul semnelor Ûi direcÍiilor de ieÛire de siguranÍŸ Ûi, deasemenea, iluminatul de siguranÍŸ ambiental.

Marcarea ieÛirilor de siguranÍŸ În zonele Án care pot exista mai mult de 50 de persoane, trebuie sŸ existeindicatoare luminoase ale direcÍiilor de deplasare pentru ieÛirile de siguranÍŸ.

Iluminatul general de siguranÍŸIluminatul general este obligatoriu Án zone care pot primi mai mult de 100 depersoane (sau mai mult de 50 de persoane Án zone de subsol).Un defect pe un circuit de iluminat nu trebuie sŸ afecteze nici un alt circuit:n selectivitatea releelor de protecÍie la supracurenÍi Ûi la curenÍi reziduali trebuie sŸfie totalŸ, astfel ÁncÊt va fi Ántrerupt doar circuitul cu defect;n instalaÍia trebuie sŸ aibŸ sistemul IT sau trebuie sŸ fie Án clasŸ II, adicŸ dubluizolatŸ.

Surse de alimentare pentru iluminatul de siguranÍŸSursele de alimentare pentru sistemele de iluminat de siguranÍŸ trebuie sŸ fiecapabile sŸ menÍinŸ alimentarea tuturor lŸmpilor Án cazul cel mai defavorabil cares-ar putea ÁntÊmpla, care, pentru o perioadŸ stabilitŸ, sŸ asigure evacuarea totalŸdin zona respectivŸ, dar minimum o orŸ.

Compatibilitatea Ántre iluminatul de siguranÍŸ Ûi alte pŸrÍiale instalaÍieiSursele de iluminat de siguranÍŸ trebuie sŸ alimenteze, exclusiv circuitele instalatepentru funcÍionare Án situaÍii de urgenÍŸ.Sistemele de iluminat standby funcÍioneazŸ pentru a menÍine iluminatul Án cazul

Ántreruperii circuitelor de iluminat normal (Án general, Án situaÍii care nu sunt deurgenÍŸ). TotuÛi, Ántreruperea iluminatului normal trebuie, Án mod automat, sŸdetermine intrarea Án funcÍiune a iluminatului de siguranÍŸ.Sursele centralizate pot fi, de asemenea, utilizate pentru alimentarea de siguranÍŸdacŸ urmŸtoarele condiÍii sunt simultan Ándeplinite:n acolo unde existŸ mai multe surse, cŸderea uneia trebuie sŸ permitŸ, totuÛi,existenÍa unei capacitŸÍi de alimentare suficiente pentru menÍinerea alimentŸriituturor sistemele de siguranÍŸ, eventual prin deconectarea consumatorilorneprioritari (dacŸ este necesar);n cŸderea unei surse sau a unui echipament care vizeazŸ siguranÍa nu trebuie sŸafecteze celelalte surse Ûi echipamente de siguranÍŸ;n orice echipament de siguranÍŸ trebuie sŸ primeascŸ alimentare de la orice sursŸ.




N41

(1) În cazul unei surse centrale de alimentare de siguranÍŸcircuitele aferente tipurilor A Ûi B trebuie sŸ fie rezistente lafoc. Tuburile, dozele de derivaÍie, etc. trebuie sŸ satisfacŸstandardele naÍionale Ûi testele de ÁncŸlzire sau, circuiteletrebuie amplasate Án astfel de tuburi de protecÍie, etc. capabilesŸ asigure performanÍe satisfŸcŸtoare Án eventualitatea unuiincendiu, pentru cel puÍin o orŸ.(2) Conductoarele circuitelor aferente tipului C nu trebuie sŸÁndeplineascŸ condiÍiile stipulate la (1) .


Clasificarea iluminatului de siguranÍŸMulte ÍŸri au reglementŸri statutare referitoare la siguranÍa Án clŸdiri Ûi Án zone cuaglomerŸri de persoane.Clasificarea acestor zone conduce la determinarea unor tipuri de soluÍii adecvateÛi autorizeazŸ utilizarea schemelor de iluminat de siguranÍŸ pentru diferite spaÍii.Clasificarea urmŸtoare este tipicŸ:

Tip A În prezenÍa publicului, lŸmpile sunt alimentate permanent Ûi Án totalitate de la o sursŸcentralŸ de alimentare (baterie sau grup electrogen). Aceste circuite trebuie sŸ fieindependente de oricare altele(1).

Tip B În prezenÍa publicului, lŸmpile sunt alimentate permanent fie:n prin baterii la care lŸmpile sunt permanent conectate Ûi care se alimenteazŸpermanent de la o sursŸ normalŸ de alimentare, fien printr-un grup electrogen ale cŸrui caracteristici asigurŸ alimentarea sarcinilorprioritare, Ántr-o secundŸ (din momentul Án care generatorul funcÍioneazŸ ÛialimenteazŸ iluminatul de siguranÍŸ), Án eventualitatea cŸderii sursei normale, fien unitŸÍi autonome aprinse, Án mod normal, permanent, care sunt alimentate de lasursa normalŸ de alimentare Ûi rŸmÊn aprinse (cel puÍin pentru o orŸ) la pierdereaalimentŸrii normale, datoritŸ bateriilor proprii Áncorporate. Aceste baterii se ÁncarcŸ

Án timpul funcÍionŸrii normale. Astfel de unitŸÍi autonome sunt, Án general, echipatecu tuburi fluorescente pentru iluminatul permanent de siguranÍŸ Ûi lŸmpi fluorescentesau cu incandescenÍŸ pentru marcarea semnelor de EXIT Ûi a direcÍiilor dedeplasare Án caz de urgenÍŸ. Circuitele pentru toate lŸmpile de siguranÍŸ trebuie sŸfie independente faÍŸ de alte circuite(1).

Tip CLŸmpile pot fi alimentate sau nu Án condiÍii normale, iar dacŸ sunt alimentate sursade alimentare poate fi sursŸ de alimentare a iluminatului normal sau sursŸ dealimentare a iluminatului de siguranÍŸ.n Bateriile iluminatului de siguranÍŸ trebuie sŸ fie menÍinute ÁncŸrcate de la sursanormalŸ printr-un sistem automat de ÁncŸrcare, asigurÊnd astfel o capacitate minimŸde alimentare pentru Ántreg sistemul de iluminat de siguranÍŸ de cel puÍin o orŸ.n Grupul-generator trebuie sŸ fie capabil sŸ alimenteze Ántregul sistem de iluminatde siguranÍŸ Án mai puÍin de 15 secunde de la cŸderea sursei de alimentare normale.Puterea necesarŸ pornirii motorului este asiguratŸ de baterii, capabile sŸ facŸ faÍŸla 6 ÁncercŸri de pornire, sau de un sistem de aer comprimat. O rezervŸ minimŸ deenergie Án cele douŸ sisteme trebuie sŸ fie menÍinutŸ automat.n CŸderea sursei de alimentare de siguranÍŸ trebuie sŸ fie detectatŸ dintr-un numŸrsuficient de puncte ale instalaÍiei Ûi semnalizatŸ corespunzŸtor personalului de

ÁntreÍineren UnitŸÍile autonome pot fi pentru iluminat permanent sau nepermanent. Circuiteletuturor lŸmpilor de siguranÍŸ trebuie sŸ fie independente de oricare alte circuite (2).

Tip DAcest tip de iluminat de siguranÍŸ se referŸ la corpuri de iluminat cu baterii, portabile,puse la dispoziÍia personalului de ÁntreÍinere sau a publicului.

NotŸ: În RomÊnia, se vor respecta reglementŸrile referitoare la iluminatul de siguranÍŸ

cuprinse Án normativul NP-I7/2002, capitolul 7.13.




N42

5 Motoare asincrone

ConsecinÍele unei protecÍii incorecte a unui motor pot include urmŸtoarele aspectenedorite:n pentru persoane:

o asfixierea datoritŸ blocŸrii unui motor de ventilaÍie,o electrocutarea datoritŸ defectelor de izolaÍie Án motor,o accidente datorate neopririi motorului Án cazul defectŸrii circuitelor sale decomandŸ Án cazul unei protecÍii incorecte la supracurenÍi;n pentru mecanismul acÍionat de motor Ûi pentru procesul respectiv:o deteriorŸri ale cuplajelor, axului, etc, datoritŸ funcÍionŸrii motorului cu rotorul calat,o pierderi de producÍie,o ÁntÊrzierea termenelor de fabricaÍie;n pentru motor:o arderea ÁnfŸÛurŸrilor motorului Án cazul calŸrii rotorului,o costuri pentru reparaÍie,o costuri pentru Ánlocuirea sau demontarea Ûi remontarea motorului.Prin urmare, siguranÍa persoanelor Ûi a bunurilor ca Ûi gradul de fiabilitate Ûi dedisponibilitate al instalaÍiei sunt criterii importante care influenteazŸ alegereadispozitivelor de protecÍie.

Economic vorbind, trebuie luat Án considerare costul total al unei defecÍiuni amotorului; pierderile sunt cu atÊt mai mari cu cÊt motorul este mai mare Ûi cu cÊtaccesul la el este mai dificil. Pierderea producÍiei este, fŸrŸ ÁndoialŸ un alt factorfoarte important de luat Án considerare.Caracteristicile specifice ale performanÍelor motorului influenÍeazŸ stabilireacircuitului de alimentare, Án scopul unei funcÍionŸri corecte a acestuia.Un circuit de alimentare al unui motor respectŸ anumite condiÍii care nu se ÁntÊlnesc,

Án mod obiÛnuit Án cazul altor circuite de distribuÍie Ûi care Íin de caracteristicileparticulare specifice motorului, precum:n curentul de pornire mare (vezi Fig. N56) care este Án mare mŸsurŸ reactiv Ûi caredeterminŸ o cŸdere de tensiune importantŸ;n numŸrul Ûi frecvenÍa pornirilor;n curentul de pornire ridicat ÁnseamnŸ de fapt cŸ dispozitivul de protecÍie lasuprasarcinŸ trebuie sŸ aibŸ astfel de caracteristici ÁncÊt sŸ nu declanÛeze peperioada de pornire a motorului.

5.1 FuncÍiile necesare unui circuit de motorFuncÍiile asigurate de un circuit de motor sunt :n FuncÍii de bazŸ care includ:o posibilitatea de separare,o comanda motorului (localŸ sau de la distanÍŸ),o protecÍia Ámpotriva scurtcircuitului,o protecÍia Ámpotriva suprasarcinii;n ProtecÍii complementare, care includ:o protecÍia termicŸ prin mŸsurarea directŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor,o protecÍia termicŸ prin determinarea indirectŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor,o controlul permanent al rezistenÍei de izolaÍie,o funcÍii de protecÍie specifice ansamblului motor-mecanism acÍionat;n Echipamente specifice de comandŸ incluzÊnd:o sisteme electromecanice de pornire a motorului,

o dispozitive de protecÍie Ûi comandŸ (CPS),o soft-startere,o variatoare de vitezŸ.

FuncÍii de bazŸPosibilitŸÍi de separarePentru siguranÍa personalului de exploatare Án timpul acÍiunilor de ÁntreÍinere estenecesarŸ separarea circuitelor, parÍial sau total, de la sursa lor de alimentare.FuncÍia de “separare” este realizatŸ de cŸtre separatoare. AcestŸ funcÍie poatefi realizatŸ Ûi de alte dispozitive proiectate pentru a asigura separarea, precum

Ántreruptoare automate cu aptitudine de separare.

Comanda motoruluiFuncÍia de comandŸ a motorului este cea care realizeazŸ pornirea Ûi frÊnareamotorului. În cazul comenzilor manuale, aceastŸ funcÍie poate fi ÁndeplinitŸ de

Ántreruptoare speciale pentru motor sau separatoare.

În cazul comenzii de la distanÍŸ aceastŸ funcÍie poate fi ÁndeplinitŸ de contactoare,soft-startere (CPS).FuncÍia de comandŸ poate fi iniÍiatŸ, de asemenea, Ûi prin alte mijloace:n protecÍia la suprasarcinŸ;n protecÍii complementare;n declanÛatoare la minimŸ tensiune (necesare Án cazul multor maÛini).FuncÍia de comandŸ poate fi, de asemenea, realizatŸ de cŸtre echipamente decomandŸ specifice.

Motorul asincron (cu inducÍie) este robust,fiabil Ûi foarte larg utilizat. 95% din motoarele

instalate Án Ántreaga lume sunt asincrone.ProtecÍia acestor motoare este, Án consecinÍŸ,un subiect de mare importanÍŸ Án numeroaseaplicaÍii.

Fig. N56: Caracteristica de curent Án cazul pornirii directepentru un motor asincron.



N43

5 Motoare asincrone

ProtecÍia Ámpotriva scurtcircuitelorn Scurtcircuitul bifazatAcest tip de defect Án interiorul motorului este foarte rar. El se datoreazŸ, Án general,

unor defecte mecanice ale cablului de alimentare al motorului.n Scurtcircuit fazŸ/pŸmÊntCauza principalŸ pentru acest defect este deteriorarea izolaÍiei ÁnfŸÛurŸrilor. Curentulde defect care rezultŸ depinde de sistemul de tratare al neutrului. În sistemele TN,curentul de defect este foarte mare Ûi, Án majoritatea cazurilor, motorul va fideteriorat. În cazul altor sisteme, protecÍia motorului se poate realiza utilizÊnddispozitive de protecÍie Ámpotriva punerilor la pŸmÊnt.Pentru protecÍia la scurtcircuit este recomandabil sŸ se acorde o atenÍie specialŸevitŸrii declanÛŸrilor intempestive Án timpul perioadei de pornire a motorului. CurenÍiide pornire Án cazul motoarelor standard sunt de cca. 6 - 8 ori curentul nominal dar, Áncazul unui defect, curentul poate atinge de 15 ori valoarea curentului nominal. Decicurentul de pornire nu trebuie sŸ fie privit ca un curent de defect de cŸtre protecÍie.

În plus, un defect care se produce pe circuitul motorului nu trebuie sŸ afectezecircuitele din amonte. În consecinÍŸ, condiÍiile protecÍiilor magnetice de selectivitateÛi sensibilitate cu toate pŸrÍile instalaÍiei trebuiesc Ándeplinite.

ProtecÍia la suprasarcinŸSuprasarcinile mecanice ale sarcinii motorului sunt cauza principalŸ de suprasarcinŸ Án cazul aplicaÍiilor de tip motor. Acestea determinŸ supracurenÍi de sarcinŸ ÛisupraÁncŸlzirea motorului. Durata de viaÍŸ a motorului poate fi micÛoratŸ Ûi, uneori,motorul poate fi deteriorat. Prin urmare, este necesar sŸ se detecteze suprasarcinilemotorului. AceastŸ protecÍie poate fi realizatŸ de cŸtre:n relee termice de suprasarcinŸ specifice;n Ántreruptoare termo-magnetice speciale, numite Án mod uzual “Ántreruptoare motor”;n protecÍii complementare (a se vedea mai jos) ca: relee electronice multifuncÍionalesau senzori de temperaturŸ;n soft-startere electronice sau variatoare de vitezŸ (a se vedea mai jos).

ProtecÍii complementaren ProtecÍia termicŸ prin mŸsurarea directŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor. RealizatŸde cŸtre senzori termici (termorezistenÍe) ÁncorporaÍi Án ÁnfŸÛurŸrile motorului celucreazŸ ÁmpreunŸ cu relee asociate.

n ProtecÍia termicŸ prin determinarea indirectŸ a temperaturii ÁnfŸÛurŸrilor.RealizatŸ de cŸtre relee multifuncÍionale prin mŸsurŸri de curent Ûi ÍinÊnd cont decaracteristicile motorului.n Controlul permanent al rezistenÍei de izolaÍie cu ajutorul releelor speciale sau areleelor de curent diferenÍial rezidual. Aceste echipamente realizeazŸ detectareaÛi protecÍia Ámpotriva scurgerilor de curent cŸtre pŸmÊnt Ûi a scurtcircuitului cupŸmÊntul, permiÍÊnd astfel intervenÍii de ÁntreÍinere Ánainte de distrugerea motorului.n FuncÍii specifice de protecÍie a motorului, cum ar fi protecÍia Ámpotriva uneidurate de pornire prea lungi sau Ámpotriva calŸrii rotorului, protecÍia Ámpotrivadezechilibrului fazelor, a pierderii unei faze, protecÍia Ámpotriva punerii la pŸmÊnt,protecÍia la mersul Án gol, protecÍia Ámpotriva blocŸrii rotorului (Án timpul pornirii saudupŸ); prealarme pentru semnalizarea supraÁncŸlzirii, comunicaÍie, pot fi realizate decŸtre relee multifuncÍionale.

Echipamente specifice de comandŸn Echipamente electromecanice pentru pornire (stea-triunghi, autotransformator,

starter reostatic rotor, etc.). Ele sunt utlizate, Án general, pentru aplicaÍii care peperioada pornirii nu prezintŸ sarcini mecanice (pompe, ventilatoare, maÛini-unelte,etc.).o avantajeRaport bun cuplu/curent; reducere importantŸ a curentului la pornire.o dezavantajeCuplu mic pe perioada pornirii; nici o posibilitate de modificare; puterea este

ÁntreruptŸ Án timpul fenomenelor tranzitorii; pentru conectare sunt necesare 6conductoare.n Dispozitive de comandŸ Ûi protecÍie (CPS)Ele realizeazŸ toate funcÍiile de bazŸ menÍionate anterior Ántr-un singur dispozitiv,inclusiv anumite funcÍii complementare Ûi de comunicaÍie. Aceste dispozitiverealizeazŸ, de asemenea, continuitatea serviciilor Án caz de scurtcircuit.n Demaroare soft-starterUtilizate pentru aplicaÍii cu pompe, ventilatoare, compresoare, benzi transportoare.

o avantajeLimitarea vÊrfului de curent, a cŸderii de tensiune, a limitŸrilor mecanice Án timpulpornirii motorului, protecÍie termicŸ ÁncorporatŸ, dispozitive de dimensiuni mici,posibilitŸÍi de comunicaÍie.o dezavantajeCuplu redus pe perioada pornirii, disipare mare de cŸldurŸ.




N44NotŸ: Aceste categorii de utilizare sunt adaptate dispozitivelor care sunt Ánconformitate cu alte standarde. De exemplu, categoria AC-3 devine AC-53 pentrustartere electronice (CEI 60947-4-2) Ûi devine AC-43 pentru CPS (CEI 60947-6-2).

5 Motoare asincrone

n Variatoare de vitezŸSunt utilizate pentru aplicaÍii cu pompe, ventiloatoare, compresoare, benzitransportoare, maÛini avÊnd cuplu de sarcinŸ mare, maÛini cu inerÍie mare.

o avantajeVariaÍie Án mod continuu a turaÍiei motorului (de la 2 la 130% din turaÍia nominalŸ),posibilitate de depŸÛire a turaÍiei maxime; reglajul precis al accelerŸrii Ûi decelerŸrii;cuplu ridicat pe perioadele de pornire Ûi oprire; curent de pornire mic, protecÍietermicŸ ÁncorporatŸ, posibilitŸÍi de comunicaÍie.o dezavantajeDisipare de cŸldurŸ, volum, cost.

5.2 StandardeProtecÍia Ûi comanda motorului se pot realiza Án diverse feluri:n utlizÊnd o asociere de dispozitive de protecÍie la scurtcircuit (SCPD) Ûi dispozitiveelectromecanice precum:o starter electromecanic, Án conformitate cu CEI 60947-4-1,o starter electronic, Án conformitate cu CEI 60947-4-2,

o variator de vitezŸ, Án conformitate cu seriile CEI 61800;n utilizÊnd un CPS, un singur dispozitiv care realizeazŸ toate funcÍiile de bazŸ, Ánconformitate cu CEI 60947-6-2.

În descrierile de mai jos s-au analizat doar circuitele de motor care includ dispozitiveelectromecanice precum: startere Ûi protecÍii Ámpotriva scurtcircuitului. Dispozitivele

Án conformitate cu CEI 60947-6-2, starterele electronice Ûi variatoarele de vitezŸ suntconsiderate doar ca informare.Un circuit de motor ÁndeplineÛte condiÍiile din CEI 60947-4-1 Ûi Án principal:n coordonarea Ántre dispozitivele de protecÍie Ûi comandŸ ale circuitului motor;n clasa de declanÛare a releelor termice;n categoria de utilizare a contactoarelor;n coordonarea izolaÍiei.NotŸ: Prima Ûi ultima condiÍie sunt satisfŸcute Án mod inerent de cŸtre dispozitivecare sunt Án conformitate cu CEI 60947-6-2 deoarece acestea asigurŸ continuitateafuncÍionŸrii.

Standardizarea asocierii Ántreruptor + contactor + releu termicCategoria de utilizare a contactoarelorStandardul CEI 60947-4-1 prezintŸ categoriile de utilizare care uÛureazŸconsiderabil alegerea contactorului potrivit pentru o aplicaÍie datŸ. Categoriile deutilizare se referŸ la:n o gamŸ de funcÍii pentru care contactorul trebuie adaptat;n curentul de rupere necesar Ûi capacitatea de Ánchidere;n valorile standard de sarcinŸ pentru testele de durabilitate, Án conformitate cucategoria de utilizare.Tabelul N57 prezintŸ cÊteva exemple tipice de categorii de utilizare.

Tab. N57: Categorii de utilizare pentru contactoare.

Categoria de utilizare Caracteristicile aplicaÍieiAC-1 Sarcini neinductive (sau slab inductive):

cos ϕ u 0,95 (ÁncŸlzire, distribuÍie)AC-2 Pornirea sau frÊnarea motoarelor cu ineleAC-3 Motoare asincrone cu rotorul Án scurtcircuit:

pornirea sau oprirea motoruluiAC-4 Motoare asincrone cu rotorul Án scurtcircuit:

pornire, mers Án impulsuri, schimbare de sens



N45

Dintre diferitele metode de protecÍie a unuimotor, asocierea Ántreruptor + contactor +

releu termic (1) are cele mai multe avantaje.

(1) CombinaÍia unui contactor cu un releu termic este uzualcunoscutŸ sub numele de “discontactor”.

5 Motoare asincrone

Tipuri de coordonarePentru fiecare asociere de dispozitive este menÍionat un anumit tip de coordonare,

Án funcÍie de starea Án care se vor gŸsi pŸrÍile componente Án urma unei declanÛŸri

datorate unui defect sau a deconectŸrii unui contactor din motive de suprasarcinŸ.Standardul CEI 60947-4-1 defineÛte douŸ tipuri de coordonŸri, tipul 1 Ûi tipul 2,care stabilesc limitele maxime admisibile de deteriorare a dispozitivelor Án caz descurtcircuit.Oricare ar fi tipul de coordonare, este obligatoriu ca ansamblul dispozitivelor utilizatepentru pornirea motorului sau contactorul sŸ nu creeze niciodatŸ un pericol pentrupersonalul de exploatare Ûi pentru instalaÍie. ParticularitŸÍile celor douŸ tipuri decoordonare sunt:n Tip 1Deteriorarea ansamblului dispozitivelor utilizate pentru pornirea motorului esteacceptabilŸ dupŸ un scurtcircuit, astfel ÁncÊt acesta poate funcÍiona din nou Án urmaunor reparaÍii sau Ánlocuiri parÍiale.n Tip 2Arderea Ûi riscul sudŸrii contactelor contactorului sunt singurele riscuri admise.

Ce tip de coordonare se alege ?

Alegerea tipului de coordonare depinde de parametrii de exploatare Ûi trebuie alespentru a satisface (Án mod optim) nevoile utilizatorului Ûi costurile instalaÍiei.n Tipul 1o personal calificat de ÁntreÍinere,o volum Ûi cost reduse pentru dispozitivele de comutaÍie,o nu pot fi utilizate ulterior unui scurtcircuit fŸrŸ operaÍiuni de reparaÍii sau Ánlocuire.n Tipul 2o pentru utilizare dupŸ un scurtcircuit sunt necesare doar mŸsuri uÛoare de

ÁntreÍinere

5.3 AplicaÍiiComanda Ûi protecÍia unui motor se pot realiza cu unul, douŸ, trei sau patru aparatediferite care sŸ ÁndeplineascŸ diferite funcÍiuni.

În cazul utilizŸrii mai multor dispozitive este esenÍialŸ coordonarea Ántre acestea,

pentru a obÍine o protecÍie optimŸ a motorului.Pentru a proteja un circuit motor, trebuie luaÍi Án considerare mai mulÍi parametri, ÁnfuncÍie de:n aplicaÍie (tipul mecanismului, siguranÍa funcÍionŸrii, numŸrul de operaÍii, etc.);n necesitatea continuitŸÍii funcÍionŸrii impuse de aplicaÍie;n standardele utilizate pentru a se asigura siguranÍa Ûi securitatea.FuncÍiile electrice de realizat sunt diferite:n pornirea, funcÍionarea normalŸ Ûi oprirea fŸrŸ declanÛŸri intempestive atÊt timpcÊt ÁntreÍinerea se face Án conformitate cu cerinÍele impuse, numŸrul de operaÍii,cerinÍele de durabilitate Ûi siguranÍŸ (oprirea de urgenÍŸ), ca Ûi protecÍia circuitului Ûia motorului, deconectarea (separarea) Án scop de asigurare a protecÍiei personalului

Án timpul operaÍiunilor de ÁntreÍinere.

Schema protecÍiei de bazŸ: Ántreruptor + contactor + releutermic

AvantajeCombinaÍia de dispozitive uÛureazŸ activitatea de instalare ca Ûi operaÍiunile de ÁntreÍinere Ûi exploatare prin:n reducerea sarcinii operaÍiunii de ÁntreÍinere: utilizarea Ántreruptorului Án loc defuzibile eliminŸ necesitatea de a Ánlocui, Án caz de defect, fuzibilele Ûi, de asemenea,necesitatea de a deÍine un stoc de fuzibile (de diferite tipuri Ûi mŸrimi);n perfomanÍe mai bune Án ceea ce priveÛte continuitatea serviciilor: instalaÍia poatefi pusŸ imediat sub tensiune dupŸ eliminarea defectului Ûi dupŸ verificarea stŸriiansamblului care asigurŸ pornirea motorului;n dispozitive suplimentare complementare necesare, uneori, unui circuit motor pot ficu uÛurinÍŸ adaptate;n Ántreruperea celor trei faze este totdeauna asiguratŸ (prin urmare, se evitŸposibilitatea funcÍionŸrii Án douŸ faze);n posibilitatea de a Ántrerupe curentul nominal (cu ajutorul Ántreruptorului) Án cazulunei defecÍiuni la contactor, de exemplu, sudura contactelor;n posibilitŸÍi de interblocaj;n diverse comenzi Ûi semnalizŸri la distanÍŸ.




N46

n mai bunŸ protectie a ansamblului care asigurŸ pornirea motorului Án caz de supracurentÛi, Án particular, pentru scurtcircuitul impedant(1) corespunzŸtor unui curent de cca. 30 deori curentul nominal al motorului In (vezi Fig. N58);

n posibilitŸÍi de utilizare a dispozitivelor de curent diferenÍial rezidual:o pentru prevenirea riscului de incendiu (sensibilitatea i 500 mA),o pentru prevenirea deteriorŸrii motorului (scurtcircuit la tolele laminate) prin detectarea latimp a curentului rezidual (sensibilitate de la 300 mA la 30 A).

(1) În majoritatea cazurilor, defectele de scurtcircuit se producla nivelul motorului, de aceea curentul este limitat de cablu Ûide cablajul ansamblului de pornire al motorului Ûi este denumitcurent de scurtcircuit impedant.

Fig. N58: Caracteristicile de declanÛare a asocierii Ántreruptor + contactor + releu termic (1).

Fig. N59: Stabilitatea termicŸ a releului termic trebuie sŸ se situeze Án dreapta caracteristicii dedeclanÛare magneticŸ a Ántreruptorului.

5 Motoare asincrone

ConcluziiAsocierea Ántreruptor + contactor + releu termic pentru comanda Ûi protecÍiacircuitelor de motor sunt adecvate atunci cÊnd:n serviciul de ÁntreÍinere pentru instalaÍie este redus, ceea ce este, Án general, cazulintreprinderilor industriale mici Ûi mijlocii Ûi al aplicaÍiilor din domeniul terÍiar;n specificaÍiile funcÍionŸrii impun Ûi alte funcÍii;n existŸ o cerinÍŸ funcÍionalŸ legatŸ de uÛurinÍa Ántreruperii alimentŸrii Áneventualitatea unei operaÍiuni de ÁntreÍinere.

Puncte cheie Án succesul asocierii unui Ántreruptor cu undiscontactorStandardele definesc Án mod precis elementele care trebuie luate Án considerarepentru a realiza o corecÍŸ coordonare de tip 2:n compatibilitatea absolutŸ Ántre releul termic al discontactorului Ûi declanÛatorulmagnetic al Ántreruptorului. În Fig. N59 releul termic este protejat dacŸ limita sade Íinere termicŸ este plasatŸ la dreapta curbei de declanÛare magneticŸ a

Ántreruptorului. În cazul unui “Ántreruptor-motor ” care ÁncorporeazŸ ambele releede protecÍie (magnetic Ûi termic), coordonarea este realizatŸ ÁncŸ din faza deconstrucÍie a Ántreruptorului;



N47

Nu este posibilŸ stabilirea capacitŸÍii de rupereal unei asocieri Ántreruptor + contactor. Doarteste de laborator ale producŸtorului permitaceasta. Prin urmare, Schneider ElectricprezintŸ tabele referitoare la asocierea unuiÁntreruptor Multi 9 sau Compact tip MA, cudiferite tipuri de dispozitive de pornire amotoarelor.

Fig. N60: Întreruptor Ûi contactor montate Án acelaÛicompartiment.

Fig. N61: Întreruptor Ûi contactor montate separat.

Fig. N62: ProtecÍia la supraÁncŸlzire cu senzori termici.

5 Motoare asincrone

n capacitatea de rupere a contactorului trebuie sŸ fie mai mare decÊt curentulcorespunzŸtor reglajului releului magnetic al Ántreruptorului automat;n cÊnd suportŸ un scurtcircuit, comportamentul contactorului Ûi al releului

termic trebuie sŸ fie Án conformitate cu cerinÍele specificate de respectivul tip decoordonare.

Capacitatea de rupere Án cazul asocierii unui Ántreruptor cuun contactor sau al unui ansamblu de pornire al motorului

În studii, capacitatea de rupere care trebuie comparatŸ cu valoarea curentului descurtcircuit prezumat este:n fie cea asocierii Ántreruptor + contactor, dacŸ Ántreruptorul Ûi contactorul sunt, dinpunct de vedere fizic, apropiate (vezi Fig. N60) (acelaÛi compartiment Án dulapulde protecÍie a motorului). Un scurtcircuit Án aval de aceasta asociere va fi limitatde cŸtre impedanÍele contactorului Ûi releului termic. AceastŸ asociere poate fi,prin urmare, utilizatŸ pe un circuit la care nivelul curentului prezumat depŸÛeÛtecapacitatea de rupere a Ántreruptorului. AceastŸ caracteristicŸ prezintŸ deseoriavantaje economice semnificative.n sau, numai cea a Ántreruptorului, caz Án care contactorul este amplasat separat de

Ántreruptor (vezi Fig. N61), cu riscul unui scurtcircuit Ántre ansamblul de pornire almotorului Ûi Ántreruptor.

Alegerea releului magnetic instantaneu al Ántreruptorului În cazul acestui releu, pragul de funcÍionare nu trebuie sŸ fie niciodatŸ mai mic decÊt12 In, pentru a se evita declanÛŸrile intempestive datorate vÊrfului de curent dinmomentul pornirii.

ProtecÍii complementareProtecÍiile complementare sunt:n senzori termici Án motor (la nivelul ÁnfŸÛurŸrilor, Íevilor de rŸcire, suporÍilor, etc.);n protecÍiile multifuncÍionale (asocieri de funcÍii);n dispozitive pentru detectarea defectelor de izolaÍie la motorul Án funcÍiune sau Ánrepaus.

Senzori termici

Senzorii termici sunt utilizaÍi pentru a detecta creÛteri de temperaturi anormale Ánmotor, prin mŸsurŸri directe. Senzorii termici sunt, Án general, incluÛi Án ÁnfŸÛurareastatoricŸ (Án cazul motoarelor de joasŸ tensiune), semnalul fiind procesat de undispozitiv de control asociat care acÍioneazŸ contactorul sau Ántreruptorul Án sensuldeconectŸrii (vezi Fig. N62).

Relee multifuncÍionale pentru protecÍia motoruluiReleele multifuncÍionale, asociate cu senzori Ûi module de semnalizare realizeazŸprotecÍia motorului Ûi, de asemenea, anumite funcÍii precum:n protecÍia la suprasarcinŸ;n rotor calat sau perioadŸ de pornire prea lungŸ;n protecÍia Ámpotriva supraÁncŸlzirii;n protecÍia Ámpotriva dezechilibrului fazelor, a pierderii unei faze, sau a inversŸriisensului de rotaÍie;n protecÍia Ámpotriva defectului la pŸmÊnt (cu ajutorul dispozitivelor de curentdiferenÍial rezidual);n

protecÍia Ámpotriva funcÍionŸrii Án gol, a blocŸrii rotorului la pornire.Avantajele sunt esenÍiale:n o protecÍie completŸ, realizÊnd funcÍii de monitorizare Ûi comandŸ permanente,sigure Ûi de ÁnaltŸ performanÍŸ;n monitorizarea eficientŸ a tuturor momentelor de funcÍionare ale motoruluin alarme Ûi semnalizŸri;n posibilitŸÍi de comunicaÍie prin bus-uri de comunicaÍie.Exemplu: Releul Telemecanique LT6 cu funcÍii de comandŸ Ûi monitorizarepermanente Ûi cu comunicaÍia via bus de comunicaÍie, sau unitatea de comandŸmultifuncÍionalŸ LUCM cu modulul de comunicaÍie pentru Tesys modelul U.

ProtecÍia preventivŸ a motoarelor Án repausAceastŸ protecÍie se referŸ la monitorizarea nivelului rezistenÍei de izolaÍie a unuimotor Án repaus, evitÊndu-se astfel consecinÍele nedorite ale existenÍei unui defectde izolaÍie Án timpul funcÍionŸrii motorului, Ûi anume:n ratŸri ale pornirii sau funcÍionarea incorectŸ a motoarelor utilizate Án sistemele de

siguranÍŸ;n pierderi de producÍie.Acest tip de protecÍie este indispensabil Án cazul proceselor vitale Ûi a sistemelorde siguranÍŸ, Án special atunci cÊnd acestea sunt instalate Án locaÍii umede sau/Ûicu praf. Astfel de protecÍii evitŸ distrugerea motorului Án cazul scurtcircuitului cupŸmÊntul produs pe perioada pornirii (unul dintre cele mai des ÁntÊlnite defecte) prinsemnalizŸri de prevenire asupra faptului cŸ sunt necesare operaÍiuni de ÁntreÍinereasupra motorului, Án scopul asigurŸrii condiÍiilor optime de funcÍionare.




N48

Exemplu de aplicaÍie:Sistem de protecÍie Ámpotriva incendiului cu “sprinklere”, pompe pentru irigaÍii pentruutilizare sezonierŸ, etc.

Sistemul Vigilohm SM21 (Merlin Gerin) monitorizeazŸ izolaÍia motorului ÛisemnalizeazŸ auditiv Ûi vizual orice reducere anormalŸ a nivelului rezistenÍei deizolaÍie. Mai mult, acest releu poate Ámpiedica, la nevoie, orice Áncercare de a pornimotorul (vezi Fig. N63).

Fig. N63: ProtecÍie preventivŸ a motoarelor Án repaus.

Fig. N64: Exemplu utilizÊnd releul RH99M.

5 Motoare asincrone

ProtecÍii limitatoareDispozitivele de curent diferenÍial rezidual pot fi foarte sensibile Ûi pot detecta valoriscŸzute pentru scurgerile de curent care se produc atunci cÊnd apar deteriorŸri deizolaÍie (de naturŸ fizicŸ, contaminare, umiditate excesivŸ, etc.). Anumite gamede dispozitive de curent diferenÍial rezidual, cu contacte uscate, special proiectatepentru astfel de aplicaÍii realizeazŸ urmŸtoarele:n

evitarea distrugerii motorului (prin perforarea sau scurtcircuitarea tolelor magneticeale statorului) determinatŸ de eventuale arcuri electrice cŸtre pŸmÊnt. AceastŸprotecÍie poate detecta condiÍiile de defect din faza incipientŸ prin funcÍionarea Áncazul scurgerilor de curent, Án gama de la 300 mA la 30 A, Án funcÍie de mŸrimeamotorului (sensibilitate aproximativŸ: 5% In);n reducerea riscului de incendiu: sensibilitate i 500 mA.De exemplu, releul RH99M (Merlin Gerin) (vezi Fig. N64) asigurŸ:n 5 nivele de sensibilitate (0,3; 1; 3; 10 Ûi 30 A);n posibilitŸÍi de realizare a selectivitŸÍii protecÍiilor prin utilizarea unor posibilitŸÍi defuncÍionare particulare, Án virtutea a trei posibile temporizŸri (0; 90 Ûi 250 ms);n funcÍionarea automatŸ dacŸ circuitul cuprins Ántre transformatorul de curent Ûireleu este Ántrerupt;n protecÍia Ámpotriva funcÍionŸrii Án caz de defect;n izolaÍia componentelor circuitului de c.c: clasa A.



N49

5 Motoare asincrone

TotuÛi, chiar Án zonele alimentate de un singur furnizor, existŸ porÍiuni slabeÛi porÍiuni puternice ale reÍelei Ûi, de aceea, este recomandabil ca, Ánainte deachiziÍionarea unui motor pentru un proiect nou, sŸ se solicite acceptul furnizoruluide electricitate.ExistŸ Ûi alte metode (Án general, mai costisitoare) pentru pornirea motoarelor care

genereazŸ curenÍi de pornire de valori sensibil mai mici; de exemplu, stea-triunghi,motoare cu inele, dispozitive electronice de pornire tip soft-starter, etc.

5.5 Compensarea energiei reactive (corecÍiafactorului de putere)Metodele pentru compensarea energiei reactive sunt indicate Án capitolul L.

ImportanÍa limitŸrii cŸderii de tensiune la motor pe perioada porniriiPentru ca un motor sŸ porneascŸ Ûi sŸ accelereze la turaÍia normalŸ Ántr-un timpcorect, cuplul motorului trebuie sŸ depŸÛeascŸ cuplul de sarcinŸ cu cel puÍin 70%.

TotuÛi, curentul de pornire este mult mai mare decÊt curentul nominal al motorului.Ca rezultat, Án cazul Án care cŸderea de tensiune este foarte mare, cuplul motoruluiva fi redus Án mod semnificativ (fiind proporÍional cu U2) Ûi, prin urmare, la extrem,pornirea este ratatŸ.Exemplu:n la o tensiune menÍinutŸ de 400 V la bornele motorului, cuplul sau ar fi de 2,1 oricuplul de sarcinŸ;n Á n cazul unei cŸderi de tensiune de 10% pe perioada pornirii, cuplul motorului ar fi2,1 x 0,92 = 1,7 ori cuplul de sarcinŸ, prin urmare, motorul va accelera pÊnŸ la turaÍiasa nominalŸ Án mod normal;n Á n cazul unei cŸderi de tensiune de 15% pe perioada pornirii, cuplul motorului arfi 2,1 x 0,852 = 1,5 ori cuplul de sarcinŸ, astfel ÁncÊt, timpul de pornire va fi mai lungdecÊt cel normal.

În general, Án timpul perioadei de pornire a motorului, este recomandatŸ o cŸderemaximŸ de tensiune de 10% Un.

5.4 Puteri nominale maxime ale motoarelorasincrone alimentate la joasŸ tensiunePerturbaÍiile determinate Án reÍelele de distribuÍie de joasŸ tensiune Án timpul porniriidirecte a unor motoare de puteri mari pot avea, ocazional, influenÍe negativeimportante asupra consumatorilor vecini, astfel ÁncÊt, autoritŸÍile furnizoare aureguli stricte Án vederea aducerii acestor perturbaÍii la nivele acceptabile. Nivelulde perturbaÍii creat de un motor depinde de puterea reÍelei, adicŸ de valoareacurentului de scurtcircuit Án punctul respectiv. Cu cÊt aceasta este mai mare, cuatÊt mai puternicŸ este reÍeaua Ûi influenÍele sunt mai scŸzute (Án special cŸdereade tensiune) asupra consumatorilor vecini. Pentru reÍelele de distribuÍie din multeÍŸri, valorile tipice admisibile pentru curenÍii de pornire Ûi, corespunzŸtor, puterilenominale maxime admisibile pentru motoare cu pornire directŸ sunt indicate ÁnTabelele N65 Ûi N66 de mai jos.

Tab. N65: Valorile maxime admisibile pentru curenÍii de pornire Án cazul motoarelor cu porniredirectŸ alimentate la joasŸ tensiune (230/400 V).

Tab. N66: Puterile nominale maxim admisibile pentru motoarele cu pornire directŸ alimentate la joasŸ tensiune.

Tipul de motor Amplasare Curentul maxim de pornire (A)

ReÍea aerianŸ ReÍea subteranŸ

Monofazat LocuinÍe 45 45Altele 100 200

Trifazat LocuinÍe 60 60Altele 125 250

Amplasare Tipul de motor

Monofazat 230 V Trifazat 400 V

(kW) Pornire directŸ la Alte metode desarcinŸ nominalŸ (kW) pornire amelioratŸ (kW)

LocuinÍe 1,4 5,5 11Altele ReÍea aerianŸ 3 11 22

ReÍea subteranŸ 5,5 22 45




N50



P1

Capitolul PZone rezidenÍiale Ûi alte spaÍiispeciale

Cuprins

Zone de locuit Ûi similare P2 1.1 General P2

1.2 Componentele tablourilor de distribuÍie P2

1.3 ProtecÍia persoanelor P4

1.4 Circuite P6

1.5 ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor Ûi loviturilor de trŸsnet P7

Camere de baie Ûi duÛuri P8 2.1 Clasificarea zonelor P8

2.2 LegŸtura echipotenÍialŸ P11

2.3 CerinÍe pentru fiecare zonŸ P11

RecomandŸri aplicabile instalaÍiilor P12

Ûi locaÍiilor speciale

3

2

1



P - Zone rezidenÍiale Ûi alte spaÍii speciale

P2

1 Zone de locuit Ûi similare

Autoritatea de distribuÍie a energiei electriceleagŸ punctul neutru de JT al transformatoruluiMT/JT la pŸmÊnt. În consecinÍŸ, toateinstalaÍiile de JT trebuie protejate prindispozitive RCD (1). Toate masele care,accidental pot fi puse sub tensiune, trebuieconectate ÁmpreunŸ Ûi la priza de pŸmÊnt.(1) RCD (Residual Current Device - Dispozitivde curent diferenÍial rezidual).

Calitatea echipamentului electric utilizat Án locuinÍe se asigurŸ printr-o marcŸ deconformitate situatŸ pe placa frontalŸ afiecŸrui obiect.

InstalaÍiile electrice pentru zonele de locuitnecesitŸ un standard ridicat de siguranÍŸ Ûi

fiabilitate.

Fig. P1: Prezentarea componentelor unui tablou de distribuÍie.

1.1 GeneralStandarde de referinÍŸ

Cele mai multe ÍŸri au reglementŸri Ûi standarde naÍionale care cer respectareastrictŸ a regulamentelor privind proiectarea Ûi realizarea instalaÍiilor electricepentru zonele de locuinÍe sau similare. Standardul internaÍional Án acest sens estepublicaÍia CEI 60364.

ReÍeaua de alimentare În majoritatea cazurilor, furnizorii de energie electricŸ leagŸ punctul de neutru pepartea de JT al transformatorului de distribuÍie MT/JT la pŸmÊnt. ProtecÍia la Ûoculelectric al persoanelor depinde, Án acest caz, de principiile enunÍate Án capitolul F.MŸsurile de protecÍie necesare depind de tipul schemei de tratare a neutrului aleasŸ,respectiv TT, TN sau IT.Pentru instalaÍiile Án scheme TT sau IT sunt esenÍiale utilizarea dispozitivelor RCD,

Án timp ce pentru Ántreruperea punerilor la pŸmÊnt Án schemele TN, sunt utilizatedispozitive ultrarapide. În orice caz, Án situaÍii deosebite sunt recomandate releeleRCD pentru instalaÍiile alimentate Án schema TN, fiind singurul mijloc de protecÍie la

Ûocuri electrice, atunci cÊnd dintr-o prizŸ se alimenteazŸ conductoare foarte lungi,de secÍiune redusŸ.

1.2 Componentele tablourilor de distribuÍie(vezi Fig. P1)Tablourile de distribuÍie (Án general, unul singur Án zonele de locuit) includ de obiceiaparatul (aparatele) de mŸsurŸ Ûi, Án unele cazuri (Ándeosebi acolo unde autoritŸÍileimpun schemaTT Ûi/sau condiÍii de tarifare care limiteazŸ consumul de curent lao valoare maximŸ permisŸ) un Ántreruptor automat cu protecÍie diferenÍialŸ, careinclude un declanÛator de supracurent. Acest Ántreruptor automat este accesibilpentru manevre Ûi consumatorului.



P3


DacŸ, Ántr-o schemŸ TT, valoareacorespondentŸ a 80 Ω pentru rezistenÍa dedispersie a prizei de pŸmÊnt nu poate fi atinsŸ,atunci un RCD de 30 mA trebuie instalatpentru a prelua funcÍia de protecÍie Ámpotrivapunerilor la pŸmÊnt de la Ántreruptorul automatde alimentare.

Întreruptorul automat principal sosire (de branÛament)

(vezi Fig. P3)Consumatorului Ái este permis, ca Án caz de necesitate, sŸ acÍioneze acest Ántreruptor (de exemplu pentru reanclanÛare atunci cÊnd consumul de curenta depŸÛit limita autorizatŸ; pentru deconectare Án caz de urgenÍŸ sau Án scopulrealizŸrii separaÍiei).DeclanÛatorul diferenÍial al Ántreruptorului automat (de intrare) de alimentare trebuiereglat la 300 mA.DacŸ instalaÍia este TT, priza de pŸmÊnt trebuie sŸ aibŸ rezistenÍa de dispersie mai

micŸ decÊt R

50 V

300 mA166� � . În practicŸ rezistenÍa de dispersie a unei instalaÍii

noi trebuie sŸ fie mai micŸ decÊt 80 Ω ( R

2) .

Tablou de distribuÍie Ûi control (la consumator) (vezi Fig. P4)Acest tablou cuprinde:n un panou de comandŸ pe care este montat, acolo unde este cazul, Ántreruptorulautomat sosire (de alimentare) Ûi auxiliarele necesare;n un panou de distribuÍie care conÍine 1, 2 sau 3 rÊnduri (pentru 24 module deMulti9) sau unitŸÍi similare de Ántreruptoare automate sau siguranÍe fuzibile, etc.;n accesorii pentru fixarea conductoarelor Ûi Ûinelor pentru montarea Ántreruptoarelorautomate, soclurilor de siguranÍe, barei de neutru Ûi barei de legare la pŸmÊnt, etc;n canale sau tuburi de protecÍie pentru cablurile de serviciu, montate aparent sau Áncanale de cablu Áncastrate Án perete.NotŸ: pentru a facilita modificŸri ulterioare Án instalaÍie se recomandŸ pŸstrareatuturor documentelor relevante (fotografii, scheme, caracteristici, etc.) Ántr-un loccorespunzŸtor din apropierea tabloului de distribuÍie.Tabloul va fi instalat la o astfel de ÁnŸlÍime, ÁncÊt butoanele de operare, cadraneleindicatoare ale aparatelor de mŸsurŸ sŸ se situeze Ántre 1 m Ûi 1,80 m faÍŸ depardosealŸ (sau 1,30 m Án situaÍiile care privesc persoane handicapate sau ÁnvŸrstŸ).

DescŸrcŸtoareInstalarea descŸrcŸtoarelor Ántr-o instalaÍie electricŸ de JT este recomandatŸ Án moddeosebit pentru acele instalaÍii care conÍin consumatori sensibili (ex. electronice).Aceste dispozitive trebuie sŸ se autodeconecteze singure Án mod automat Áncaz de defect, sau trebuie protejate de un MCB. În cazul instalaÍiilor din locuinÍe,utilizarea pe sosire a unui Ántreruptor automat cu diferenÍial de 300 mA, tip S (uÛortemporizat) va furniza Án mod efectiv protecÍia de punere la pŸmÊnt Ûi, Án acelaÛitimp, nu va declanÛa de fiecare datŸ cÊnd descŸrcŸtorul va descŸrca un curent (sauo supratensiune tranzitorie) la pŸmÊnt.

RezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt. În cazul Án care rezistenÍa de dispersie a prizei de pŸmÊnt depŸÛeÛte 80 Ω, unulsau mai multe RCD-uri de 30 mA trebuiesc utilizate Án locul protecÍiei de punere lapŸmÊnt a Ántreruptorului automat de sosire.

Fig. P2: Componente ale unui tablou electric de distribuÍie Ûi control.

Fig. P3: Întreruptor automat sosire (de branÛament).

Fig. P4: Tablou electric de distribuÍie Ûi control.

La instalaÍiile cu legare la pŸmÊnt Án schema TN autoritŸÍile protejeazŸ Án modobiÛnuit instalaÍia printr-o siguranÍŸ sigilatŸ, care este montatŸ imediat Án amonte deaparatele de mŸsurŸ (vezi Fig. P2). Consumatorul nu are acces la aceste siguranÍe.




P4

În schemele de alimentare cu energie electricŸde tip TT se impune prin standard, pentruprotecÍia persoanelor, utilizarea dispozitivelorRCD.

Fig. P5: InstalaÍie cu Ántreruptorul automat sosire echipat cu protecÍie diferenÍialŸ instantanee.


1.3 ProtecÍia persoanelor În schema de tratare a neutrului TT protecÍia persoanelor este asiguratŸ prin

urmŸtoarele mŸsuri:n ProtecÍie contra atingerii indirecte prin RCD (vezi Fig. P5) de sensibilitate medie(300 mA), montate la intrarea instalaÍiei (Áncorporate Án Ántreruptorul automat deintrare Án tablou sau la intrarea alimentŸrii Án tabloul de distribuÍie). AceastŸ mŸsurŸse asociazŸ cu instalarea unei prize de pŸmÊnt la consumator la care se vorconecta conductoarele de protecÍie (PE) de la pŸrÍile conductoare expuse ale tuturorechipamentelor cu izolaÍie de clasŸ I, precum Ûi cele ale contactelor de legare lapŸmÊnt ale tuturor prizelor;n Atunci cÊnd Ántreruptorul automat de la intrarea instalaÍiei nu este prevŸzut cuprotecÍie RCD, protecÍia persoanelor va fi asiguratŸ printr-un nivel de izolaÍie clasŸ II,

Án toate circuitele situate Án amonte de primele dispozitive RCD. În cazul Án caretabloul de distribuÍie este metalic trebuie avut grijŸ ca toate pŸrÍile active sŸ fie dubluizolate (distanÍe de izolaÍie sau izolaÍii suplimentare, utilizarea capacelor, etc.) Ûicablurile sŸ fie fixate Án mod corespunzŸtor;n ProtecÍia obligatorie prin dispozitive RCD sensibile (30 mA) a circuitelor de prizŸ acircuitelor de alimentare a bŸilor, spŸlŸtoriilor, etc. (detalii Án acest sens Án tabelul de

la subcapitolul 3 din acest capitol).

Intreruptor automat de sosire prevŸzut cu releu diferenÍialinstantaneu

În acest caz:n un defect de izolaÍie la pŸmÊnt poate duce la scoaterea din funcÍiune a Ántregii

instalaÍii;n acolo unde sunt instalate descŸrcŸtoare, funcÍionarea acestora (descŸrcarea unui Ántreruptor automat spre pŸmÊnt) poate apare pentru RCD ca o punere la pŸmÊnt,avÊnd drept urmare scoaterea din funcÍiune a instalaÍiei.

RecomandŸri de componente adecvate marca Merlin Gerinn Ántreruptor automat principal de sosire Án tablou de 300 mA Ûin RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, Ántreruptor automat diferential 1P+N,tip DPNA Vigi) pe circuitele care alimenteazŸ prize de racord;n RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, separator diferenÍial de sarcinŸ tipRCCB-ID) pe circuitele aferente bŸilor, camerelor de duÛ, spŸlŸtorii, etc.) pentrucircuitele de luminŸ, ÁncŸlzire, prize de racord.



P5

300 mA - tip S

30 mA30 mA 30 mA

Fig. P6: InstalaÍie cu Ántreruptorul automat sosire cu protecÍie diferenÍialŸ de tip S, cutemporizare redusŸ.

Întreruptor principal de intrare fŸrŸ protecÍie diferenÍialŸ În acest caz, protecÍia persoanelor trebuie asiguratŸ prin:n nivel de izolaÍie clasŸ II, pÊnŸ la bornele din aval ale dispozitivelor RCD;n toate circutele de plecare din tabloul de distribuÍie trebuie sŸ fie protejate prindispozitive RCD de 30 mA sau 300 mA, Án conformitate cu tipul circuitului respectiv,aÛa cum s-a aratat Án capitolul F. Acolo unde este instalat un descŸrcŸtor, Ánamonte de tabloul de distribuÍie, pentru a proteja echipament electronic (ca:microprocesoare, Ánregistratoare video, televizoare, aparate de marcat, etc.) esteimperativ ca dispozitivul sŸ se deconcteze automat de la instalaÍie Án urma uneidefectŸri (rarŸ, dar Ántotdeauna posibilŸ). Unele dispozitive de acest tip utilizeazŸelemente de Ánlocuire fuzibile, totuÛi metoda recomandatŸ este de a utiliza un

Ántreruptor automat (vezi Fig. P7).

RecomandŸri de componente adecvate marca Merlin Gerin În Fig. P7 se prezintŸ urmŸtoarele componente:1 Întreruptor principal de intrare tablou, fŸrŸ protecÍie diferentialŸ.2 Dispozitiv de deconectare automatŸ (dacŸ este instalat un descŸrcŸtor).3 RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu Ántreruptor diferenÍial P+N, tipDPNA-Vigi) pe fiecare circuit care alimenteazŸ unul sau mai multe circuite tip prizŸ.

4 RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu: separator diferenÍial de sarcinŸ, tipID) pe circuitele aferente bailor, camerelor de duÛ, etc. (iluminat, ÁncŸlzire, prize deracord) sau cÊte un Ántreruptor diferenÍial de 30 mA pentru fiecare circuit.5 RCD de tipul DDR-HS 300 mA (de exemplu separator diferenÍial de sarcinŸ) petoate celelalte circuite.

Fig. P7 :InstalaÍie cu Ántreruptorul automat sosire fŸrŸ protecÍiediferenÍialŸ.


Întreruptor automat de sosire tip S cu releu diferenÍialtemporizat (de branÛament)

Acest tip de Ántreruptor automat oferŸ protecÍie la defectele de izolaÍie faÍŸ depŸmÊnt, ÁnsŸ datoritŸ unei temporizŸri cu duratŸ redusŸ, asigurŸ un gradde selectivitate faÍŸ de releul de curent rezidual (RCD) instantaneu din aval.DeclanÛarea Ántreruptorului de intrare Án tablou Ûi consecinÍele acesteia (asupracongelatoarelor, de exemplu) devine prin aceasta mai puÍin probabilŸ Án cazulunui trŸsnet sau supratensiuni de altŸ naturŸ. În acest fel, amorsarea la pŸmÊnt acurentului datorat supratensiunii prin descŸrcŸtor nu va afecta Ántreruptorul.

RecomandŸri de componente adecvate marca Merlin Gerin (vezi Fig. P6)n Ántreruptor automat principal de sosire Án tablou (de branÛament) de 300 mA cudiferenÍial de tip S Ûin RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, Ántreruptor automat diferenÍial 1P+N,tip DPNA Vigi) pe circuitele care alimenteazŸ maÛini de spŸlat rufe Ûi maÛini despŸlat vase;n RCD de tipul DDR-HS 30 mA (de exemplu, separator diferenÍial de sarcinŸ tipRCCB-ID) pe circuitele aferente bŸilor, camerelor de duÛ, spŸlŸtorii, etc.) pentrucircuitele de luminŸ, ÁncŸlzire, prize de racord.




P6

Ramificarea Ûi separarea circuitelor asigurŸ oexploatare comodŸ Ûi faciliteazŸ o localizare

rapidŸ a avariilor.

Fig. P8: Separarea circuitelor Án funcÍie de utilizare.

Instalarea Án toate circuitele (Án special deforÍŸ) a unui conductor de protecÍie, estecerutŸ de CEI Ûi de multe standarde naÍionale.

Fig. P10: Întreruptor automat FazŸ + Nul, gabarit 2 x 9 mm.


1.4 CircuiteSubdivizarea circuitelor

În mod frecvent standardele naÍionale recomandŸ subdivizarea circuitelor Ánconformitate cu categoriile de utilizare din instalaÍia respectivŸ (vezi Fig. P7):n cel puÍin 1 circuit pentru iluminat. Fiecare circuit alimenteazŸ maxim 8 locuri delampŸ;n cel puÍin 1 circuit pentru prize racord de 10/16 A. Fiecare circuit alimenteazŸmaxim 8 prize de racord. Prizele pot fi elemente simple sau duble (un elementdublu reuneÛte douŸ socluri de 10/16A montate pe un postament comun Ántr-o cutie

ÁncastratŸ, identicŸ cu cea a unui element simplu);n 1 circuit pentru fiecare echipament electric (ÁncŸlzitor electric de apŸ, maÛinŸ despŸlat rufe, maÛinŸ de spŸlat vase, maÛinŸ electricŸ de gŸtit, frigider, etc.). În tabelulde mai jos sunt indicate numŸrul recomandat de prize de racord de 10/16 A (sausimple) Ûi numŸrul de locuri de lampŸ, Án funcÍie de utilŸrile diferitelor camere dinlocuinÍa avutŸ Án vedere.

Conductoare de protecÍieCEI Ûi cele mai multe standarde naÍionale cer ca fiecare circuit sŸ includŸ unconductor de protecÍie. AceastŸ uzanÍŸ este recomandatŸ cu precŸdere acolounde sunt instalate echipamente Ûi aparate electrocasnice izolate de clasŸ I, carereprezintŸ cazul general.Conductoarele de protecÍie trebuie sŸ fie conectate la contactul de legare la pŸmÊnta fiecŸrei prize de racord, iar bornele de legare la pŸmÊnt ale echipamentului izolatde clasŸ I, la borna principalŸ de legare la pŸmÊnt a instalaÍiei.

În plus, prizele de racord de 10/16A (sau de valori similare) trebuie prevŸzute cuorificii de contact obturabile (cu clapetŸ).

SecÍiunea conductoarelor (vezi Fig. P10)SecÍiunea conductoarelor Ûi curentul nominal al dispozitivului de protecÍie asociat,depind de mŸrimea curentului din circuit, de temperatura mediului, de genulinstalaÍiei Ûi de influenÍa circuitelor din apropiere (menÍionate Án capitolul G).

În plus, conductoarele de fazŸ, de neutru Ûi de protecÍie aferente unui circuit, trebuiesŸ fie de aceeaÛi secÍiune (presupunÊnd cŸ se utilizeazŸ acelaÛi material conductor,adicŸ cupru sau aluminiu).

Tab. P9: NumŸrul minim de locuri de lampŸ Ûi prize Án aplicaÍiile casnice.

DestinaÍia ÁncŸperii NumŸrul minim de NumŸrul minim delocuri de lampŸ prize de racord 10/16 A

Living, sufragerie 1 5Dormitor, hol, birou, 1 3loc de luat masaBucŸtŸrie 2 4(1) Camera de baie/duÛ 2 1 sau 2Hol intrare, garderoba 1 1WC, spaÍii de depozitare 1 -SpŸlŸtorie - 1

(1) Din care 2 deasupra suprafeÍelor de lucru Ûi 1 pentru un circuit specializat; Ánplus, o prizŸ independentŸ de 16 A sau 20 A pentru maÛina electricŸ de gŸtit Ûi ocutie de joncÍiune sau o prizŸ pentru un circuit special de 32 A.



P7

1.5 ProtecÍia Ámpotriva supratensiunilor Ûi loviturilorde trŸsnetAlegerea descŸrcŸtoarelor este aratatŸ Án capitolul J.

Reguli de instalare În acest sens, trebuie respectate trei reguli de instalare:1 Este absolut necesar ca fiecare din cele trei lungimi de conductoare utilizate pentruinstalarea descŸrcŸtorului sŸ fie mai micŸ de 50 cm, adicŸ:

n conductoarele sub tensiune conectate la separatorul de izolare;n conductorul de la separatorul de izolare la descŸrcŸtor;n conductorul de la descŸrcŸtor spre priza de pŸmÊnt a tabloului de distribuÍieprincipal (TP) (a nu se confunda cu conductorul de protecÍie principal (PE)sau cu borna prizei principale de pŸmÊnt, aferentŸ instalaÍiei). Bara de legarela pŸmŸnt a tabloului de distribuÍie principal Ûi descŸrcŸtorul trebuie sŸ fielocalizate Án acelaÛi panou.

2 Este necesarŸ utilizarea unui separator de izolare de tipul recomandat defabricantul descŸrcŸtorului Án vederea unei bune continuitŸÍi a alimentŸrii.3 Se recomandŸ ca Ántreruptorul de putere ce protejeazŸ descŸrcŸtorul sŸ fie de tipultemporizat sau selectiv.


Tabelul P11 indicŸ secÍiunea necesarŸ pentru aparatele electrocasnice de uzgeneral. Dispozitivele de protecÍie pentru FazŸ + Nul de dimensiune 2 x 9 mm,satisfac cerinÍele pentru izolaÍie precum Ûi pentru marcarea curentului nominal al

circuitului Ûi a dimensiunilor conductorului.

Tab. P11: SecÍiunea conductoarelor Ûi curentul nominal al dispozitivelor de protecÍie Án instalaÍiile casnice (secÍiunea conductoarelor de aluminiu este arŸtatŸÁn paranteze).

Circuit monofazat SecÍiunea Puterea maximŸ Dispozitiv230 V, F + N sau F + N + P conductoarelor de protecÍieLoc de lampŸ fix 1,5 mm2 2.300 W Întreruptor automat 16 A

(2,5 mm2) Fuzibil 10 A

10/16 A 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A(4 mm2) Fuzibil 20 A

Circuite cu sarcini individuale, 10/16 ABoiler 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A

(4 mm2) Fuzibil 20 A

MaÛinŸ de spŸlat vase 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A(4 mm2) Fuzibil 20 A

MaÛinŸ electricŸ de gŸtit 2,5 mm2 4.600 W Întreruptor automat 25 A(4 mm2) Fuzibil 20 A

Cuptor sau maÛinŸ 6 mm2 7.300 W Întreruptor automat 40 AelectricŸ de gŸtit(1) (10 mm2) Fuzibil 32 A

Aparat de ÁncŸlzit electric 1,5 mm2

2.300 W Întreruptor automat 16 A(2,5 mm2) Fuzibil 10 A

(1) Pentru un circuit trifazic 230/400 V, secÍiunea conductoarelor este de 4 mm 2 pentru cupru Ûi 6 mm 2 pentru aluminiu, iarpentru protecÍie se utilizeazŸ Ántreruptor automat 32 A sau fuzibili de 25 A.




P8

Camerele de baie Ûi cele de duÛuri sunt zone de risc Ánalt, din cauza rezistenÍeifoarte mici a corpului uman, atunci cÊnd este umed sau cufundat Án apŸ. ÎnconsecinÍŸ, precauÍiile care trebuie luate sunt riguroase, iar reglementŸrile sunt mult

mai severe decÊt acelea pentru alte amplasamente.Standardul relevant Án acest domeniu este CEI 60364-7-701.PrecauÍiile de respectat se bazeazŸ pe trei aspecte:n definirea zonelor, numerotate 0, 1, 2 Ûi 3 Án care plasarea (sau excluderea)oricŸrui aparat electric este strict limitatŸ sau interzisŸ Ûi, acolo unde este permisŸ,este obligatorie protecÍia electricŸ Ûi mecanicŸ;n stabilirea unei legŸturi echipotenÍiale Ántre toate pŸrÍile metalice expuse Ûi celeexterioare din zona respectivŸ;n stricta respectare a cerinÍelor permise pentru fiecare zonŸ specificŸ, aÛa cumrezultŸ din tabelul de la subcapitolul 3.

2.1 Clasificarea zonelorSubcapitolul 701.32 al CEI 60364-7-701 defineÛte zonele 0, 1, 2 Ûi 3 aÛa cum esteindicat Án schiÍele urmŸtoare (vezi Fig. P12 pÊnŸ la Fig. P18).

2 Camere de baie Ûi duÛuri

Fig. P12: Zonele 0, 1, 2 Ûi 3 Án proximitatea unei cŸzi de baie.

(*) Zona 1 este deasupra cŸzii aÛa cum este arŸtat Án secÍiunea verticalŸ.



P9


Fig. P13: Zonele 0, 1, 2 Ûi 3 Án proximitatea unui duÛ cu cŸdiÍŸ.

Zona 2

2,25 m

Zona 1

Zona 3

2,40 m

0,60 m

Zona 1

Zona2

Zona 3Zona 3

Zona 2

Zona 1

2,40 m

0,60 m

0,60 m 0,60 m

Capul fixal duÛului

Capul fixal duÛului

(1)(1)

Fig. P14: Zonele 0, 1, 2 Ûi 3 Án proximitatea unui duÛ fŸrŸ cŸdiÍŸ.

Fig. P15: Nici o prizŸ sau Ántreruptor nu sunt permise la 60 de cm de uÛa unei cabine de duÛprefabricate.

(1) CÊnd capul fix al duÛului este la capŸtul unui tub flexibil, axa centralŸ verticalŸ trece princapŸtul fix al tubului flexibil.




P10

Fig. P16: DuÛuri comune cu spaÍii pentru ÁmbrŸcat comune.

Zona 3 AD 3BB 2BC 3

AD 3BB 2BC 3

DuÛuri individuale (zona 1)

SpaÍii pentru ÁmbrŸcat (zona 2)

WC

Clase deinfluenÍŸexternŸ

AD 3BB 2BC 3

AD 3BB 3BC 3

AD 7BB 3BC 3


Zona 2

AD 3BB 2BC 3

WCAD 7BB 3BC 3

h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25 mAD 3BB 3BC 3

Zona 1

AD 5h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25AD 3BB 3BC 3

AD 5



SpaÍii pentru ÁmbrŸcat

Fig. P17: DuÛuri individuale cu spaÍii separate pentru ÁmbrŸcat.

Fig. P18: DuÛuri comune cu spaÍii pentru ÁmbrŸcat comune.

Zona 2

AD 7BB 3BC 3

AD 3BB 2BC 3

Zona 2

CamerŸ de ÁmbrŸcat

Zona 1

h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25 mAD 3BB 3BC 3

AD 5

h < 1,10 m

1,10 m < h < 2,25AD 3BB 3BC 3

AD 5



NotŸ: Pentru clasele de influenÍŸ externŸ vezi Fig. E46 .




P11

2.2 LegŸtura echipotenÍialŸ (vezi Fig. P19)

Fig. P19: Centura suplimentarŸ echipotenÍialŸ Ántr-o camerŸ de baie.

2.3 CerinÍe pentru fiecare zonŸTabelul de la capitolul 3 descrie aplicarea principiilor menÍionate mai sus.





P12

3 RecomandŸri aplicabileinstalaÍiilor Ûi locaÍiilor speciale

Tab. P20: Principalele cerinÍe ale multor standarde naÍionale Ûi internaÍionale (continuare pe pagina urmŸtoare).

Tabelul P20 de mai jos sintetizeazŸ principalele cerinÍe ale multor standardenaÍionale Ûi internaÍionale.NotŸ: SecÍiunile Án paranteze se referŸ la secÍiuni ale standardului CEI 60364-7.

LocaÍia Principiul protecÍiei Nivel Cablaj Ûi Aparataj de Circuit MaterialeIP conductoare comutaÍie de prize de instalaÍii

SpaÍii de locuit n Sistem TT sau TN-S 20 Manete de operare ale ProtecÍie prinn ProtecÍie diferenÍialŸ aparatelor de comutaÍie, RCD de 30 mAo 300 mA dacŸ rezistenÍa de dispersie precum Ûi dispozitivea prizei de pŸmÊnt este i 80 Ω sau similare montate ÁntemporizatŸ de tip S tabloul electric Ántre 1 mv 30 mA dacŸ rezistenÍa de dispersie Ûi 1,8 m deasupra soluluia prizei de pŸmÊnt este u 500 Ω n DescŸrcŸtori Án amontele instalaÍieidacŸ:v alimentarea este printr-o reÍeaaerianŸ cu conductoare clasicev indicele keraunic > 25n Conductor de protecÍie (PE)pentru toate circuitele

Camere de baie sau CenturŸ suplimentarŸ echipotenÍialŸduÛuri (secÍiunea 701) Án zonele 0, 1, 2 Ûi 3Zona 0 Numai TFJS 12 V 27 ClasŸ II AplicaÍii speciale

strict limitatŸZona 1 TFJS 12 V 25 ClasŸ II AplicaÍii speciale

strict limitatŸ ÎncŸlzirea apeiZona 2 TFJS 12 V sau RCD 30 mA 24 ClasŸ II AplicaÍii speciale

strict limitatŸ ÎncŸlzirea apeiCorpuri de iluminat

clasŸ IIZona 3 21 Numai prize protejate de:

n RCD 30 mA saun SeparaÍie electricŸ, saun TFJS 50 V

Spatii pentru inot CenturŸ suplimentarŸ echipotenÍialŸ(secÍiunea 702) Án zonele 0, 1 Ûi 2Zona 0 TFJS 12 V 28 ClasŸ II AplicaÍii speciale

strict limitatŸZona 1 25 ClasŸ II AplicaÍii speciale

strict limitatŸZona 2 22 Numai prize protejate de:

(Ánauntru) n RCD 30 mA sau24 n SeparaÍie electricŸ, sau(afarŸ) n TFJS 50 V

SaunŸ 24 ClasŸ II Adaptate temperaturii(secÍiunea 703)Ateliere Tensiunea UL redusŸ la 25 V 44 Protejate ProtecÍie prin(secÍiunea 704) mecanic RCD de 30 mAAgriculturŸ, Tensiunea UL redusŸ la 25 V 35 ProtecÍie prinhorticulturŸ ProtecÍie antiincendiu cu RCD, 500 mA RCD de 30 mA(secÍiunea 705)

LocaÍii constructive 2x ProtecÍia:(secÍiunea 706) n Uneltelor portabile:

o TFJS sauo separaÍie electricŸn LŸmpilor portabile:o TFJSn Echipamentelor fixe:o TFJSo separaÍie electricŸo RCD de 30 mAo centurŸ suplimentarŸechipotenÍialŸ

NotŸ: TFJS - Tensiune Foarte JoasŸ de SiguranÍŸ.



P13

3 RecomandŸri aplicabileinstalaÍiilor Ûi locaÍiilor speciale

LocaÍia Principiul protecÍiei Nivel Cablaj Ûi Aparataj de Circuit MaterialeIP conductoare comutaÍie de prize de instalaÍii

FÊntÊni Protejate prin RCD 30 mA Ûi

(secÍiunea 702) centurŸ echipotenÍialŸ pentrupŸrÍile expuse Ûi conductoareProcesare date Sistem TN-S recomandat(secÍiunea 707) Sistem TT dacŸ curentul de scurgere

este limitat. Conductor de protecÍie min.10 mm2 (aluminiu). MŸrimile mai mici(cupru) trebuie dublate

ParcŸri 55 Cabluri flexibile Prizele trebuiesc(secÍiunea 708) de 25 m lungime plasate la ÁnŸlÍimi

cuprinse Ántre 0,8Ûi 1,50 m de solProtecÍie prin RCDde 30 mA (unul pentru6 locuri de prizŸ)

AmbarcaÍiuni Ûi vase de Lungimea cablurilor pentru ProtecÍie prin RCDplŸcere (secÍiunea 709) alimentarea acestora nu trebuie de 30 mA (unul pentru

sŸ depŸÛeascŸ 25 m 6 locuri de prizŸ)

SpaÍii medicale Sistem medical IT ProtecÍie prin RCD(secÍiunea 710) CenturŸ echipotenÍialŸ 30 mAExpoziÍii, standuri Sistem TT sau TN-S 4x ProtecÍie prin RCD(secÍiunea 711) de 30 mABalneoterapie IndividualŸ: vezi secÍiunea 701(tratamente) (volumele 0 Ûi 1)

ColectivŸ: vezi secÍiunea 702(volumele 0 Ûi 1)

StaÍii alimentare Riscuri de explozie LimitatŸ la cu carburant minim necesar Motoare de vehicule Protejate prin RCD sau

separare electricŸInstalaÍii de iluminat 23 ProtecÍie prin RCDexterior (secÍiunea 714) de 30 mAUnitŸÍi mobile sau Utilizarea sistemului TN-C nu este ProtecÍie prin RCDtransportabile permisŸ Án aceste unitŸÍi de 30 mA pentru(secÍiunea 717) prizele alimentÊnd

echipamentulexterior acestora

Tab. P20: Principalele cerinÍe ale multor standarde naÍionale Ûi internaÍionale (sfÊrÛit).




P14



Q1

Capitolul QGhid pentru CompatibilitateElectromagneticŸ (EMC)

Cuprins

DistribuÍie electricŸ Q2

Principiile Ûi structura sistemelor de legare la pŸmÊnt Q3

Implementare Q5 3.1 LegŸturi echipotenÍiale Án interiorul Ûi Án exteriorul clŸdirilor Q5

3.2 ÎmbunŸtŸÍirea condiÍiilor de echipotenÍialitate Q5

3.3 Separarea cablurilor Q7

3.4 Pardoseli false Q7

3.5 Instalarea (pozarea) cablurilor Q8

3.6 Instalarea cablurilor ecranate Q11 3.7 ReÍele de comunicaÍie Q11

3.8 Instalarea descŸrcŸtoarelor Q12

3.9 Cablarea tabloului electric Q13

3.10 Standarde Q13

Mecanisme de interferenÍŸ Ûi mŸsuri de contracarare Q14 4.1 GeneralitŸÍi Q14

4.2 Cuplajul impedant de mod comun Q15

4.3 Cuplajul capacitiv Q16

4.4 Cuplajul inductiv Q17

4.5 Cuplajul radiant Q18

RecomandŸri pentru realizarea cablŸrii Q20 5.1 Clase de semnal Q20

5.2 RecomandŸri pentru realizarea cablŸrii Q20

1

2

3

4

5



Q - Ghid pentru Compatibilitate ElectromagneticŸ(EMC)

Q2

1 DistribuÍie electricŸ

Tab. Q1: Principalele caracteristici ale diferitelor sisteme de tratare a neutrului.

În cazul Án care o instalaÍie cuprinde echipamente de puteri mari (motoare, aparatepentru aer condiÍionat, lifturi, electronicŸ de putere, etc.) este bine sŸ se instalezeunul sau mai multe transformatoare, special pentru aceste echipamente. DistribuÍiaelectricŸ trebuie organizatŸ Án sistemul de conexiune stea, iar toate circuitele deplecare trebuie sŸ fie alimentate din tabloul general de joasŸ tensiune (TGJT).Sistemele electronice (de comandŸ/monitorizare, reglare, instrumente de mŸsurare,etc.) trebuie alimentate cu ajutorul unui transformator dedicat, Án sistemul TN-S.Figura Q2 de mai jos prezintŸ aceste recomandŸri.

Fig. Q2: RecomandŸri referitoare la separarea distribuÍiei.

Sistemul de tratare a neutrului trebuie ales astfel ÁncÊt sŸ se asigure siguranÍapersoanelor Ûi a bunurilor. Comportarea acestor tipuri de sisteme din punct devedere al compatibilitŸÍii electromagnetice (EMC) trebuie de asemenea luatŸ Án

considerare. Tabelul Q1 prezintŸ o recapitulare a caracteristicilor lor principale.Standardele europene (a se vedea EN 50174-2 § 6.4 Ûi EN 50310 § 6.3) recomandŸsistemul TN-S care prezintŸ cele mai mici probleme din punct de vedere al EMCpentru instalaÍii care conÍin echipamente de tehnica informaÍiei (inclusiv echipamentede telefonie).

TT TN-S IT TN-CSiguranÍa persoanelor BunŸ BunŸ Dispozitive de curent Continuitatea conductorulului de protecÍie, PE, trebuie asiguratŸ Án Ántreaga instalaÍie diferenÍial rezidualSiguranÍa bunurilor BunŸ SlabŸ BunŸ SlabŸ

CurenÍi de defect de valori CurenÍi de defect mari CurenÍi de defect mici Án cazul primului CurenÍi de defect marimedii (< cÊÍiva zeci (cca. 1 kA) defect (< cÊÍiva zeci de miliamperi), dar (cca. 1 kA)de amperi) mari Án cazul celui de-al doilea defect

Continuitatea Án BunŸ BunŸ ExcelentŸ BunŸfurnizarea energieiComportarea din BunŸ Excelent SlabŸ (de evitat) SlabŸ (nu ar trebui utilizatŸ punct de vedere al n Risc de supratensiuni n PuÍine probleme de n Risc de supratensiuni niciodatŸ) compatibilitŸÍii n Probleme de echipotenÍialitate n Pentru tensiuni fazŸ-fazŸ trebuie n Nulul de lucru Ûi cel deelectromagnetice echipotenÍialitate n NecesitŸ utilizarea dispozitivelor utilizate filtre de mod comun protecÍie sunt unul Ûi acelaÛi n NecesitŸ utilizarea cu curenÍi mari de scurgere la Ûi descŸrcŸtoare n CirculaÍia curenÍilor armonici

dispozitivelor cu pŸmÊnt n Dispozitivele de curent diferenÍial din pŸrÍile conductoare activecurenÍi mari de n CurenÍi de defect de valori mari rezidual pot declanÛa intempestiv Án ale instalaÍiei (radiaÍii mariscurgere la pŸmÊnt (perturbaÍii tranzitorii) cazul existenÍei unor condensatoare ale cÊmpului magnetic)

cuplate Án mod comun n CurenÍi de defect de valorin Echivalent cu sistemul TN Án cazul mari (perturbaÍii tranzitorii)celui de-al doilea defect



Q3

2 Principiile Ûi structura sistemelorde legare la pŸmÊnt

AceastŸ secÍiune se referŸ la sistemul de legare la pŸmÊnt Ûi la legŸturile echipotenÍialeale dispozitivelor de tehnicŸ a informaÍiei Ûi a altor dispozitive similare care impuninterconectŸri Án scop de semnalizare.

ReÍelele de legare la pŸmÊnt sunt proiectate sŸ ÁndeplineascŸ un numŸr de funcÍiuni.Ele pot fi independente sau pot funcÍiona ÁmpreunŸ pentru a realiza una sau mai multedin urmŸtoarele:n siguranÍa persoanelor din punct de vedere al accidentelor de naturŸ electricŸ;n protecÍia echipamentelor din punct de vedere al accidentelor de naturŸ electricŸ;n o valoare sigurŸ de referinÍŸ pentru semnale de ÁnaltŸ calitate;n performanÍe satisfŸcŸtoare din punct de vedere al EMC.Sistemul de tratare al neutrului este Án general proiectat Ûi realizat Án vederea obÍineriiunei impedanÍe scŸzute Án faÍa diverÛilor curenÍi de defect Ûi ai curenÍilor de scurgere de

ÁnaltŸ frecvenÍŸ ai dispozitivelor Ûi sistemelor electronice. ExistŸ diferite tipuri de sistemede tratare a neutrului, ÁnsŸ, unele dintre acestea impun condiÍii speciale de Ándeplinit.Aceste condiÍii nu sunt totdeauna Ándeplinite Án instalaÍiile tipice. RecomandŸrileprezentate Án aceastŸ secÍiune se referŸ la astfel de instalaÍii.

În cazul instalaÍiilor profesionale Ûi industriale, poate fi necesarŸ o reÍea comunŸ deechipotenÍialitate (CBN) pentru a se asigura performanÍe mai bune din punct de vedereal compatibilitŸÍii electromagnetice, cu referire la urmŸtoarele puncte:n sisteme digitale Ûi tehnologii noi;n conformitatea cu cerinÍele de compatibilitate electromagneticŸ ale EEC 89/336(emisie Ûi imunitate);n o gamŸ largŸ de aplicaÍii;n un nivel ridicat de siguranÍŸ, securitate, Áncredere Ûi/sau disponibilitate.

În cazul aplicaÍiilor casnice totuÛi, acolo unde utilizarea dispozitivelor electriceeste limitatŸ, o reÍea de echipotenÍialitate izolatŸ (IBN) sau, mai bine, o reÍea deechipotenÍialitate izolatŸ Án formŸ de plasŸ poate fi o soluÍie.Este de acum recunoscut faptul cŸ, prizele de pŸmÊnt independente, dedicate, realizatefiecare pentru cÊte un sistem de legare la pŸmÊnt separat sunt o soluÍie de neacceptatdin punct de vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice, Ûi reprezintŸ de asemenea unrisc serios privind siguranÍa. În anumite ÍŸri, reglementŸrile naÍionale Án construcÍiiinterzic astfel de sisteme.Utilizarea unei reÍele de legare la pŸmÊnt “curate” pentru echipamentele electronice Ûi auneia “poluate” pentru scopuri pur electrice nu este de recomandat Án vederea obÍinerii

unei compatibilitŸÍi electromagnetice corecte, chiar dacŸ este utilizatŸ doar o singurŸprizŸ de pŸmÊnt (vezi Fig. Q3 Ûi Fig. Q4). În eventualitate unei lovituri de trŸsnet, prininstalaÍie pot circula curenÍi de defect sau perturbaÍii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ sub forma unorcurenÍi tranzitorii. În consecintŸ, pot apŸrea tensiuni tranzitorii care sŸ genereze cŸderisau deteriorŸri ale instalaÍiei. DacŸ exploatarea Ûi ÁntreÍinerea instalaÍiei sunt realizateadecvat, aceastŸ soluÍie poate fi acceptabilŸ, dar Án general nu este potrivitŸ din punctde vedere al compatibilitŸÍii electromagnetice Ûi nu este recomandatŸ pentru uz general.

Fig. Q3: Prize de pŸmÊnt independente, o soluÍie Án general neacceptatŸ din motive de siguranÍŸÛi de compatibilitate electromagneticŸ.

Fig. Q4: InstalaÍie cu o singurŸ prizŸ de pŸmÊnt.




Q4

ConfiguraÍiile recomandate pentru reÍelele de legare la pŸmÊnt Ûi pentru prizele depŸmÊnt sunt douŸ sau trei (vezi Fig. Q5). AceastŸ abordare este recomandabilŸpentru uz general, atÊt din punct de vedere al siguranÍei cÊt Ûi al compatibilitŸÍii

electromagnetice. Aceasta nu exclude, ÁnsŸ, alte configuraÍii speciale care, corect ÁntreÍinute, pot fi, de asemenea, adecvate.

Fig. Q5: InstalaÍie cu prize de pŸmÊnt multiple.

2 Principiile Ûi structura sistemelorde legare la pŸmÊnt

Fig. Q6: Fiecare nivel are o plasŸ iar plasele suntinterconectate Án cÊteva puncte Ántre nivele. Anumite

plase de la parter sunt ÁntŸrite pentru a ÁndeplinicerinÍele din diferite zone.

În cazul instalaÍiilor tipice pentru clŸdiri cu mai multe nivele, fiecare nivel ar trebuisŸ aibŸ propria sa reÍea de legare la pŸmÊnt (Án general din plasŸ), iar toate acestereÍele trebuie sŸ fie deopotrivŸ interconectate Ûi conectate la priza de pŸmÊnt. Seimpun cel puÍin douŸ conectŸri (construite Án redundanÍŸ) pentru a se asigura faptul

cŸ, dacŸ unul din conductoare se Ántrerupe, nici o parte a instalaÍiei nu va rŸmÊneizolatŸ.Practic vorbind, pentru a se obÍine o simetrie mai bunŸ Án ceea ce priveÛte circulaÍiade curenÍi sunt realizate mai mult de douŸ conectŸri, reducÊndu-se astfel diferenÍele

Án tensiune Ûi Án impedanÍa totalŸ Ántre diferitele nivele ale clŸdirii.Mai multe cŸi paralele au frecvenÍe de rezonanÍŸ diferite. DacŸ una dintre cŸi areo impedanÍŸ de valoare mai mare, aceasta va fi, probabil ÛuntatŸ de cealaltŸ caleavÊnd o frecvenÍŸ diferitŸ de rezonanÍŸ. Prin urmare, considerÊnd un spectru larg defrecvenÍe (zeci de Hz pÊnŸ la MHz), un numŸr mare de cŸi determinŸ un sistem deimpedanÍŸ scazutŸ (vezi Fig. Q6).Fiecare camerŸ din clŸdire trebuie sŸ aibŸ conductoare de legare la pŸmÊnt pentrulegŸturile echipotenÍiale ale dispozitivelor sau sistemelor, canalelor de cabluri,sistemelor de bare Ûi structurŸ. Acest sistem poate fi ÁntŸrit prin conectarea de tuburidin metal, de jgheaburi, de suporÍi, schelete metalice, etc. În cazuri speciale precumcele ale camerelor de comandŸ sau a calculatoarelor instalate pe pardoseli false

pot fi utilizate suprafeÍe plane de referinÍŸ sau benzi de legare la pŸmÊnt pentru ÁmbunŸtŸÍirea legŸrii la pŸmÊnt a dispozitivelor sensibile Ûi a cablurilor de protecÍieinterconectate.



Q5

3 Implementare

3.1 LegŸturi echipotenÍiale Án interiorul Ûi Ánexteriorul clŸdirilorScopurile fundamentale ale legŸrii la pŸmÊnt Ûi ale legŸturilor echipotenÍiale constau

Án urmŸtoarele:n SiguranÍŸPrin limitarea tensiunii de atingere Ûi prin crearea traseului de Ántoarcere a curenÍilorde defect.n Compatibilitate electromagneticŸ (EMC)Prin evitarea diferenÍelor de potenÍial Ûi crearea efectului de ecranare.CurenÍii vagabonzi se propagŸ Án mod inevitabil prin reÍeaua de ÁmpŸmÊntare. Pede altŸ parte, este imposibil sŸ se elimine toate sursele generatoare de perturbaÍiidintr-o reÍea. Buclele de punere la pŸmÊnt sunt, de asemenea, inevitabile. CÊnd uncÊmp magnetic afecteazŸ o zonŸ de reÍea, de exemplu, un cÊmp creat de loviturilede trŸsnet, diferenÍele de potenÍial apar Án bucle create de cŸtre diferite conductoare,iar curenÍii circulŸ prin Ántregul sistem de legare la pŸmÊnt. În consecinÍŸ reÍeaua delegare la pŸmÊnt este direct afectatŸ de cŸtre mŸsura luatŸ Án exteriorul clŸdirii.AtÊt timp cÊt curenÍii circulŸ prin reÍeaua de legare la pŸmÊnt Ûi nu prin circuiteleelectronice, aceÛtia nu produc nici o pagubŸ. TotuÛi, atunci cÊnd reÍelele de legare

la pŸmÊnt nu sunt echipotenÍiale, de exemplu, atunci cÊnd ele sunt conectate Ánstea cŸtre priza de pŸmÊnt, curenÍii vagabonzi de ÁnaltŸ frecvenÍŸ vor circula pestetot unde este posibil, inclusiv prin conductoarele de comandŸ. Echipamentele pot fiperturbate, afectate sau chiar distruse.Singurul mijloc mai puÍin costisitor de a micÛora curenÍii prin sistemul de legarela pŸmÊnt Ûi de a menÍine caracteristici satisfŸcŸtoare de echipotenÍialitate estede a interconecta reÍelele de legare la pŸmÊnt. Aceasta contribuie la realizareaunor legŸturi echipotenÍiale mai bune Án sistemul de legare la pŸmÊnt, dar nueliminŸ necesitatea unor conductoare de protecÍie. Pentru a Ándeplini cerinÍelelegale referitoare la siguranÍa persoanelor, Ántre fiecare echipament Ûi borna de

ÁmpŸmÊntare trebuie sŸ existe conductoare de protecÍie uÛor identificabile Ûi corectdimensionate. Suplimentar, cu excepÍia clŸdirilor cu structurŸ metalicŸ, un numŸrmare de conductoare de la descŸrcŸtoare sau de la reÍele de protecÍie Ámpotrivaloviturilor de trŸsnet trebuie sŸ fie conectate direct la priza de pŸmÊnt.DiferenÍa fundamentalŸ dintre un conductor de protecÍie (PE) Ûi conductorul decoborÊre al descŸrcŸtoarelor este aceea cŸ primul conduce curenÍii interni cŸtre

neutrul transformatorului MT/JT Án timp ce al doilea conduce curenÍi externi (dinafara instalaÍiei) cŸtre priza de pŸmÊnt.

Într-o clŸdire, este recomandabil sŸ se conecteze sistemul de legare la pŸmÊnt latoate structurile conductoare accesibile, Ûi anume: benzi metalice, rame de uÛi, Íevi,etc. În general, este suficient sŸ se conecteze barele metalice capsulate, canalelede cabluri, Íevile, tubulatura de ventilaÍie, etc. Án cÊt mai multe puncte posibile. Înlocurile Án care existŸ o cantitate mare de echipamente iar dimensiunea plasei reÍeleide legare la pŸmÊnt este mai mare de patru metri, trebuie adŸugat un conductor deechipotenÍialitate. Dimensiunea Ûi tipul conductorului nu sunt de importanÍŸ majorŸ.Este imperativ necesar sŸ se conecteze reÍelele de legare la pŸmÊnt Án cazulclŸdirilor care au conexiuni de cabluri. Interconectarea reÍelelor de legare la pŸmÊnttrebuie sŸ se realizeze cu ajutorul unui numŸr de conductoare Ûi a tuturor structurilormetalice interne ale clŸdirilor sau al celor care leagŸ clŸdirile (cu condiÍia sŸ asigurecontinuitatea electricŸ).

Într-o clŸdire datŸ, diferitele reÍele de legare la pŸmÊnt (electronice, de calculatoare,de telecomunicaÍie, etc.) trebuie sŸ fie interconectate pentru a alcŸtui o singurŸ reÍea

echipotenÍialŸ de legare la pŸmÊnt.AceastŸ reÍea de legare la pŸmÊnt trebuie sŸ aibŸ cÊt mai multe bucle. DacŸ reÍeauade ÁmpŸmÊntare este echipotenÍialŸ diferenÍele de potenÍial Ántre dispozitivelede comunicaÍie vor fi scŸzute, iar un numŸr mare de probleme de compatibilitateelectromagneticŸ vor dispŸrea. DiferenÍele de potenÍial sunt, de asemenea,reduse Án eventualitatea unui defect de izolaÍie sau a unei supratensiuni de origineatmosfericŸ.DacŸ condiÍiile de echipotenÍialitate dintre clŸdiri nu pot fi Ándeplinite sau dacŸdistanÍa dintre clŸdiri este mai mare de 10 m, pentru legŸturile de comunicaÍieeste recomandat sŸ se utilizeze fibrŸ opticŸ, iar pentru mŸsurŸri Ûi sisteme decomunicaÍie, izolatori galvanici.Aceste mŸsuri sunt obligatorii dacŸ furnizorul de electricitate utilizeazŸ sistemele detratare a neutrului IT sau TN-C.

3.2 ÎmbunŸtŸÍirea condiÍiilor de echipotenÍialitateReÍele de echipotenÍialitateChiar Ûi Án cazul unei reÍele de echipotenÍialitate ideale realizate din foi sau plasemetalice experienÍa aratŸ faptul cŸ, pentru majoritatea perturbaÍiilor, o plasŸ de cca.3 metri este suficientŸ pentru realizarea unei reÍele de echipotenÍialitate.Exemple de diferite reÍele de echipotenÍialitate sunt prezentate Án Figura Q7.Structura minimŸ recomandatŸ cuprinde un conductor (de exemplu un cablu sau obandŸ de cupru) care ÁnconjoarŸ camera.




Q6

Fig. Q7: Exemple de reÍele de echipotenÍialitate.

Lungimea conexiunilor dintre un element de structurŸ Ûi reÍeaua de echipotenÍialitatenu trebuie sŸ depŸÛeascŸ 50 cm Ûi o conexiune suplimentarŸ trebuie instalatŸ Ánparalel la o anumitŸ distanÍŸ de prima. InductanÍa conexiunii dintre bara de

ÁmpŸmÊntare a tabloului electric aferent unui set de echipamente Ûi reÍeaua deechipotenÍialitate (a se vedea mai jos) va fi mai micŸ de 1 µH (0,5 µH, dacŸ esteposibil). De exemplu, este posibil sŸ se utilizeze un singur conductor de 50 cm saudouŸ conductoare Án paralel de 1 metru lungime, instalate la o distanÍŸ minimŸ unulde celŸlalt (de cel puÍin 50 cm) pentru reducerea inductanÍei mutuale dintre celedouŸ conductoare.Acolo unde este posibil, conectarea la reÍeaua de echipotenÍialitate trebuie sŸ serealizeze la o intersecÍie Án scopul divizŸrii curenÍilor de ÁnaltŸ frecvenÍŸ la patru, fŸrŸlungirea conexiunilor. Profilul conductoarelor de legare la pŸmÊnt nu este important,

ÁnsŸ ar fi preferabil un profil plat. Conductorul trebuie sŸ fie cÊt mai scurt posibil.

Conductoare paralele de legare la pŸmÊntScopul conductoarelor paralele de legare la pŸmÊnt este acela de a reduce curentulde mod comun care circulŸ Án conductoare care, de asemenea, conduc semnale demod diferenÍial (impedanÍa de mod comun Ûi suprafaÍa buclei sunt reduse).Conductoarele paralele de legare la pŸmÊnt sunt utilizate pentru protecÍia Ámpotriva

supratensiunilor de origine atmosfericŸ sau pentru curenÍi de defect mari. CÊndpentru conductoarele paralele de legare la pŸmÊnt este utilizat ecranul cablului,acesta nu poate accepta astfel de curenÍi de valori mari, Ûi prin urmare soluÍia estede a instala un cablu suplimentar de-a lungul elementelor metalice ale structurii saua canalului de cabluri, care funcÍioneazŸ ca un alt conductor paralel de legare lapŸmÊnt pentru Ántregul cablu.O altŸ posibilitate este de a utiliza cablul ecranat alŸturi de un conductor de legare lapŸmÊnt de secÍiune mare, ambele conectate la capete la borna de ÁmpŸmÊntare aechipamentului sau dispozitivului.Pentru distanÍe foarte lungi pentru conductoarele paralele de legare la pŸmÊnt suntrecomandate conexiuni suplimentare la reÍeaua de ÁmpŸmÊntare, la distanÍeneregulate Ántre dispozitive. Aceste conexiuni suplimentare formeazŸ o cale de

Ántoarcere mai scurtŸ pentru curenÍii perturbatori care circulŸ prin conductorul paralelde legare la pŸmÊnt.Pentru canale de cabluri Án formŸ de “U”, ecrane Ûi tuburi conexiunile suplimentaretrebuie sŸ fie exterioare pentru a menÍine separarea cu interiorul (efect de ecranare).

Conductoare de echipotenÍialitateConductoarele de echipotenÍialitate pot fi benzi metalice, Ámpletituri plate sauconductoare de secÍiune circularŸ. În cazul sistemelor de frecvenÍŸ ÁnaltŸ, suntpreferabile platbandele metalice sau Ámpletiturile plate (efect pelicular) deoareceun conductor de secÍiune circularŸ are o impedanÍŸ mai mare decÊt cea a unuiconductor plat cu aceeaÛi secÍiune. Acolo unde este posibil raportul lungime/lŸÍimenu va depŸÛi valoarea 5.

3 Implementare

BN: ReÍea de echipotenÍialitate (Bonding network)CBN: ReÍea comunŸ de echipotenÍialitate (Common bonding network)IBM: ReÍea de echiponteÍialitate izolatŸ (Isolated bonding network)



Q7

3 Implementare

3.3 Separarea cablurilorSepararea fizicŸ a cablurilor de curenÍi tari Ûi slabi este foarte importantŸ din punct

de vedere al EMC, Án mod deosebit dacŸ cablurile de curenÍi slabi nu sunt ecranatesau dacŸ ecranul acestora nu este conectat la pŸrÍile conductoare accesibile.Sensibilitatea echipamentelor electronice este Án mare mŸsurŸ determinatŸ desistemul de cabluri care le conecteazŸ.DacŸ nu existŸ nici o separare (diferite tipuri de cabluri instalate Án canale de cabluriseparate, distanÍe minime Ántre cablurile de curenÍi tari Ûi slabi, tipuri de canale decabluri, etc.), influenÍa electromagneticŸ este la valoarea maximŸ. În aceste condiÍii,echipamentele electronice sunt sensibile la perturbaÍiile electromagnetice princablurile respective.Utilizarea sistemelor de bare capsulate precum Canalis sau a ghenelor de cabluri Áncazul puterilor mari este puternic recomandatŸ. Nivelul cÊmpului magnetic radiant,utilizÊnd aceste tipuri de sisteme de transport este de cca. 10 - 20 de ori mai micdecÊt Án cazul cablurilor sau conductoarelor standard.RecomandŸrile din secÍiunile “instalarea cablurilor” Ûi “recomandŸri de conexiuni”trebuie luate Án considerare.

3.4 Pardoseli falseIncluderea pardoselilor Án structura plasei contribuie la echipotenÍialitatea zonei Ûi, ÁnconsecinÍŸ, la o distribuÍie Ûi diminuare a curenÍilor perturbatori de joasŸ frecvenÍŸ.Efectul de ecranare al unei pardoseli false depinde de echipotenÍialitatea sa.DacŸ contactul dintre dalele pardoselii este slab (joncÍiuni antistatice de cauciuc,de exemplu) sau dacŸ contactul dintre suporÍii metalici este fragil (poluare,coroziune, mucegai, etc, sau nu exista suporÍi) este necesar sŸ se adauge plasede echipotenÍialitate. În acest caz, este suficient sŸ se asigure conexiunea electricŸefectivŸ Ántre suporÍii metalici ai coloanelor. Pe piaÍŸ sunt disponibile elemente defixare cu arc pentru a conecta coloanele metalice la plasa de echipotenÍialitate.

În mod ideal ar trebui conectatŸ fiecare coloanŸ, dar este adesea suficient sŸ seconecteze fiecare coloanŸ cu cea apropiatŸ, Án fiecare direcÍie. O plasŸ cu ochiuri dela 1,5 pÊnŸ la 2 metri este adecvatŸ Án majoritatea cazurilor. SecÍiunea recomandatŸpentru cupru este de 10 mm2 sau mai mult. În general, este utilizatŸ o ÁmpletiturŸ

platŸ. Pentru a reduce efectele de coroziune este recomandat sŸ se utilizeze cupruplat cositorit (vezi Fig. Q8).PlŸcile perforate de pardosealŸ falsŸ se comportŸ ca o pardosealŸ normalŸ atuncicÊnd au o structurŸ metalicŸ celularŸ.O datŸ la cca. 5 ani sunt necesare mŸsuri de ÁntreÍinere preventivŸ pentru plŸcile depardosealŸ falsŸ (Án funcÍie de tipul de pardosealŸ Ûi de mediu, adicŸ de umiditate,praf Ûi coroziune). JoncÍiunile antistatice de cauciuc sau din polimeri trebuie sŸ fie

ÁntreÍinute similar cu suprafaÍa pardoselii false (curŸÍate cu produse adecvate).

Fig. Q8: Implementarea pardoselii false.




Q8

Fig. Q10: Instalarea diferitelor tipuri de cabluri.

Fig. Q9: InfluenÍele electromagnetice ale diferitelor tipuri de paturi metalice de cabluri.

3 Implementare

3.5 Instalarea (pozarea) cablurilorAlegerea materialului Ûi a formei depinde de urmŸtoarele criterii:n

severitatea mediului ambiant din punct de vedere al compatibilitŸÍiielectromagnetice de-a lungul cablului (vecinŸtatea cu surse de perturbaÍiielectromagnetice radiante sau de conducÍie);n nivelul permis al emisiilor radiante sau de conducÍie;n tipul de cablu (ecranat, torsadat, fibrŸ opticŸ);n capacitatea de Íinere la emisii electromagnetice a echipamentului conectat lasistemul de cablare;n alte cerinÍe de mediu (chimice, mecanice, climatice, foc, etc.);n extinderi viitoare planificate pentru sistemul de cablare.Canalele nemetalice pentru cabluri sunt adecvate Án urmŸtoarele situaÍii:n Á n medii cu emisii electromagnetice continue de nivel scŸzut;n Á n cazul sistemelor de cablare cu un nivel scŸzut de emisii;n Á n cazurile Án care canalele metalice de cabluri trebuie evitate (medii chimice);n Á n cazul sistemelor utilizÊnd fibre optice.Pentru canalele metalice de cabluri caracteristicile de impedanÍŸ sunt determinatemai curÊnd de forma lor (platŸ, Án forma de “U”, tubular, etc.) decÊt de secÍiune.

Formele Ánchise sunt mai potrivite decÊt cele deschise deoarece acestea reducinfluenÍele Án mod comun. Canalele (paturile) de cabluri prezintŸ deseori decupŸripentru fixarea cablurilor. Cu cÊt sunt mai mici, cu atÊt este mai bine. Tipurile dedecupŸri care aduc cele mai mici probleme sunt cele situate Án paralel cu cablurileÛi la o oarecare distanÍŸ de acestea. DecupŸrile perpendiculare pe cabluri nu suntrecomandate (vezi Fig. Q9).

În anumite situaÍii, un canal de cabluri nesatisfŸcŸtor din punctul de vedere alcompatibilitŸÍii electromagnetice poate fi acceptat, dacŸ emisiile electromagneticeale mediului sunt reduse datoritŸ utilizŸrii unor cabluri ecranate, dacŸ este utilizatŸfibrŸ opticŸ sau dacŸ sunt utilizate canale de cabluri separate pentru diferite tipuri decabluri (de putere, de date, etc.).Este o idee bunŸ sŸ existe o rezervŸ Án interiorul unui canal de cabluri pentru unanumit numŸr de cabluri viitoare. ÎnŸlÍimea cablurilor trebuie sŸ fie mai micŸ decÊt

ÁnŸlÍimea canalului de cabluri, aÛa cum este indicat mai jos. Capacele ÁmbunŸtŸÍescperformanÍele Án ceea ce priveÛte compatibilitatea electromagneticŸ a canalelor decabluri.

În cazul canalului de cabluri Án formŸ de “U” cÊmpul magnetic descreÛte cŸtre celedouŸ colÍuri. Aceasta explicŸ de ce sunt preferate canalele de cabluri mai adÊnci.

Diferite tipuri de cabluri (de putere, de curenÍi slabi) nu trebuie instalate Án acelaÛiloc sau pe acelaÛi canal de cabluri. Canalele de cabluri nu trebuie niciodatŸ sŸ fieumplute mai mult de jumŸtate din capacitate.



Q9

Fig. Q11: RecomandŸri privind instalarea grupurilor de cabluri pe canale metalice de cabluri.

Fig. Q12: RecomandŸri privind instalarea cablurilor Án interiorul grinzilor de oÍel.

Ambele capete ale canalului de cabluri trebuie, Ántotdeauna, sŸ fie conectate la prize

de pŸmÊnt locale. Pentru canale de cabluri foarte lungi, sunt recomandate conectŸrisuplimentare la sistemul de legare la pŸmÊnt, Ántre dispozitivele conectate. Acolounde este posibil, distanÍele dintre aceste conectŸri la sistemul de legare la pŸmÊnttrebuie sŸ fie neregulate (Án cazul sistemelor de cablare simetrice) pentru evitarearezonanÍei la frecvenÍe identice. Toate conectŸrile la sistemul de legare la pŸmÊnttrebuie sŸ fie scurte.Sunt disponibile canale de cabluri metalice Ûi nemetalice. SoluÍiile metalice oferŸcaracteristici mai bune din punct de vedere al EMC. Un canal de cabluri (pat decablu, tuburi, console, etc.) trebuie sŸ reprezinte o structurŸ metalicŸ continuŸ de la

Ánceput pÊnŸ la sfÊrÛit. Un canal de cabluri din aluminiu are o rezistenÍŸ Án curentcontinuu mai micŸ decÊt un canal de cabluri din oÍel de aceeaÛi dimensiune, darimpedanÍa de transfer (Zt) a oÍelului scade la frecvenÍa mai joasŸ, Án mod special Áncazul Án care oÍelul are o permeabilitate relativŸ (µ) mare. Trebuie avut grijŸ atuncicÊnd se utilizeazŸ diferite tipuri de metale deoarece conectarea electricŸ directŸnu este permisŸ Án anumite cazuri, Án scopul evitŸrii coroziunii. Acesta poate fi undezavantaj din punct de vedere al EMC.

CÊnd dispozitivele conectate prin cabluri neecranate nu sunt afectate de perturbaÍiilede joasŸ frecvenÍŸ, compatibilitatea electromagneticŸ a canalelor nemetalice decabluri poate fi ÁmbunŸtŸÍitŸ prin adŸugarea unui conductor paralel de legare lapŸmÊnt Án interiorul canalului de cabluri. Ambele capete trebuie sŸ fie conectate lasistemul local de legare la pŸmÊnt. Conectarea trebuie realizatŸ la o parte metalicŸde micŸ impedanÍŸ (de ex.: partea metalicŸ a tabloului electric). Conductorul paralelde legare la pŸmÊnt trebuie sŸ fie proiectat pentru a face faÍŸ curenÍilor de defectmari Ûi curenÍilor Án mod comun.

3 Implementare

Este recomandabilŸ separarea din punct de vedere electromagnetic al grupurilor,unul de celalŸlt, fie utilizÊnd ecrane de protecÍie fie prin instalarea cablurilor pecanale de cabluri diferite. Calitatea ecranŸrii determinŸ distanÍa dintre grupuri.

În cazul Án care nu existŸ ecranare, amplasarea trebuie sŸ se facŸ la o distanÍŸcorespunzŸtoare (vezi Fig. Q11).

Componentele metalice ale clŸdirilor pot fi folosite ca suport pentru cabluri, Án scopuride compatibilitate electromagneticŸ. Grinzile de oÍel (Án formŸ de L, H, U sau T)alcŸtuiesc deseori o structurŸ neÁntreruptŸ legatŸ la pŸmÊnt cu secÍiuni transversalemari Ûi suprafeÍe cu numeroase conectŸri intermediare la pŸmÊnt. Cablurile trebuie,dacŸ este posibil, sŸ fie instalate de-a lungul acestor grinzi. Pozarea cablurilor Án

interiorul colÍurilor este mai potrivitŸ decÊt pozarea pe suprafeÍele exterioare (veziFig. Q12).




Q10

Fig. Q13: AsamblŸri de canale metalice de cabluri.

Fig. Q14: RecomandŸri pentru trecerea printr-un perete a canalului de cabluri.

De fiecare datŸ cÊnd se produce o modificare sau o extensie, este foarte importantsŸ se asigure cŸ aceasta este realizatŸ Án conformitate cu regulile privindcompatibilitatea electromagneticŸ (de ex.: a nu se Ánlocui niciodatŸ un canal metalicde cabluri cu unul din plastic!).Capacele pentru canalele de cabluri trebuie sŸ ÁndeplineascŸ aceleaÛi cerinÍe ca Ûicele care se aplicŸ la canalul de cabluri. Un capac trebuie sŸ aibŸ un numŸr mare depuncte de contact de-a lungul Ántregii lungimi a canalului de cabluri. DacŸ aceasta

nu este posibil, capacul trebuie conectat la canalul de cabluri cel puÍin la celedouŸ capete ale sale utilizÊnd elemente de conectare scurte (de ex. elemente deconectare Ámpletite sau tip plasŸ).CÊnd canalul de cabluri trebuie sŸ fie Ántrerupt pentru a trece printr-un perete (deex. pereÍi antifoc) Ántre cele douŸ pŸrÍi trebuie utilizate elemente de conectare deimpedanÍŸ micŸ (vezi Fig. Q14).

3 Implementare

InstalareaCÊnd un canal de cabluri este realizat dintr-un numŸr de bucŸÍi trebuie avutŸ

Án vedere realizarea continuitŸÍii prin conectarea corectŸ a diferitelor pŸrÍi.Este preferabil ca bucŸÍile sŸ fie sudate de-a lungul tuturor marginilor. Nituirea,conectarea cu buloane sau cu Ûuruburi sunt acceptabile atŸta timp cÊt suprafeÍelede contact conduc curentul (fŸrŸ vopsire sau acoperiri izolante) Ûi sunt protejate

Ámpotriva coroziunii. Cuplul de strÊngere trebuie sŸ fie corespunzŸtor, Án scopulrealizŸrii unei bune presiuni pe suprafaÍa de contact electric dintre douŸ pŸrÍi.CÊnd este aleasŸ o anumitŸ formŸ pentru canalul de cabluri, aceasta trebuie utilizatŸpe Ántreaga lungime. Toate interconectŸrile trebuie sŸ fie de micŸ impedanÍŸ. OsingurŸ conectare cu fire Ántre douŸ pŸrÍi ale unui canal de cabluri determinŸ oimpedanÍŸ localŸ mare care anuleazŸ performanÍele din punct de vedere al EMC.Pornind de la cŸÍiva MHz o conectare de 10 centimetri Ántre douŸ pŸrÍi ale unui canalde cabluri reduce factorul de atenuare de mai mult de 10 ori (vezi Fig. Q13).



Q11

Fig. Q15: Instalarea cablurilor ecranate.

3.7 ReÍele de comunicaÍieReÍelele de comunicaÍie acoperŸ distanÍe mari Ûi interconecteazŸ echipamenteinstalate Án ÁncŸperi care pot avea sisteme de distribuÍie avÊnd diferite sisteme detratare a neutrului. În plus, dacŸ diferite zone nu sunt echipotenÍiale, Ántre diverseechipamente conectate Án reÍea pot apŸrea curenÍi tranzitorii de valori mari Ûiimportante diferenÍe de potenÍial. AÛa cum s-a menÍionat anterior, acesta este cazulapariÍiei defectelor de izolaÍie sau descŸrcŸrilor electrice atmosferice. Capacitateade Íinere dielectricŸ (Ántre conductoarele active Ûi pŸrÍile active accesibile) acartelelor de comunicaÍie instalate Án computere sau automate programabile nu

depŸÛeÛte, Án general, 500 V. În cel mai bun caz, capacitatea de Íinere poate atinge1,5 kV. În instalaÍiile Án buclŸ cu sistemul TN-S Ûi cu reÍele de comunicaÍie relativmici, acest nivel al capacitŸÍii de Íinere este acceptabil. TotuÛi, Án toate cazurileeste recomandatŸ protecÍia Ámpotriva descŸrcŸrilor electrice (Án mod comun saudiferenÍial).

3 Implementare

3.6 Instalarea cablurilor ecranateCÊnd se hotŸrŸÛte utilizarea cablurilor ecranate, este necesar sŸ se determine cum

pot fi conectate la pŸmÊnt ecranele (tipul de legare la pŸmÊnt, conectori, intrareacablului, etc.), altfel avantajele sunt considerabil reduse. Efectiv, ecranele trebuielegate pe 360°. Figura Q15 de mai jos aratŸ diferite moduri de legare la pŸmÊnt acablurilor ecranate.

În cazul echipamentelor de calcul Ûi a legŸturilor digitale ecranele trebuie conectatela fiecare capŸt al cablului.Conectarea ecranelor este foarte importantŸ din punct de vedere al EMC Ûi trebuieurmŸrite considerentele de mai jos.DacŸ cablul ecranat conecteazŸ echipamente amplasate pe aceeaÛi zonŸ a reÍeleide legare la pŸmÊnt, ecranul trebuie conectat la pŸrÍile active conductoare la ambelecapete.DacŸ echipamentele conectate nu sunt amplasate pe aceeaÛi zonŸ a reÍelei delegare la pŸmÊnt, sunt mai multe posibilitŸÍi:n Conectarea unui singur capŸt la sistemul de legare la pŸmÊnt este periculoasŸ. LaapariÍia unui defect de izolaÍie, tensiunea la nivelul ecranului poate fi fatalŸ pentrupersonalul de exploatare sau poate distruge echipamentul. Mai mult, la frecvenÍe

Ánalte ecranul nu este eficient;n Conectarea ambelor capete ale ecranului la sistemul de legare la pŸmÊnt poate fipericuloasŸ la producerea unui defect de izolaÍie. În acest caz, un curent de valoaremare va circula prin ecran Ûi Ál va putea distruge. Pentru a limita acest risc, unconductor paralel de legare la pŸmÊnt poate fi amplasat alŸturi de cablul ecranat.Dimensiunea acestui conductor paralel de legare la pŸmÊnt depinde de curentul descurtcircuit din acel punct al instalaÍiei.Este evident faptul cŸ, dacŸ instalaÍia are o reÍea de legare la pŸmÊnt de tip plasŸaceastŸ problemŸ nu mai apare.




Q12

Fig. Q16: Dispozitivul protejat trebuie sŸ fie conectat la bornele descŸrcŸtorului.

Fig. Q17a: Exemple de ansambluri cu descŸrcŸtoare (SA) Ûi Ántreruptoare de deconectare pentru a reduce impedanÍele de mod comun Ûi suprafaÍa bucleiamonte-aval.

3 Implementare

Tipul de cablu de comunicaÍie utilizat este un parametru important. Acesta trebuiesŸ fie adecvat tipului de transmisie. Pentru a crea o legŸturŸ de transmisie solidŸ,trebuie urmŸriÍi urmŸtorii parametrii:

n impedanÍa caracteristicŸ;n perechi torsadate sau de alt tip;n rezistenÍa Ûi capacitatea pe unitatea de lungime;n atenuarea semnalului pe unitatea de lungime;n tipul (tipurile) de ecranare utilizat(e).Mai mult, este important sŸ se utilizeze legŸturi de transmisie simetrice (diferenÍiale)deoarece acestea oferŸ performanÍe superioare din punct de vedere al EMC.TotuÛi, Án medii cu condiÍii severe privind compatibilitatea electromagneticŸsau Án cazul reÍelelor de comunicaÍie extinse, Ántre instalaÍii Án care nu existŸechipotenÍialitate sau unde acesta este foarte slabŸ, coroborat cu sistemele IT, TTsau TN-C, este recomandabil sŸ se utilizeze legŸturi cu fibrŸ opticŸ.Din motive de siguranÍŸ, fibra opticŸ nu trebuie sŸ aibŸ pŸrÍi metalice (risc de Ûocelectric Án cazul Án care fibra opticŸ conecteazŸ douŸ zone cu potenÍiale diferite).

3.8 Instalarea descŸrcŸtoarelorConectarea descŸrcŸtoarelor este la fel de importantŸ ca Ûi ÁnsŸÛi alegerea lor.Figurile Q16 Ûi Q17a de mai jos indicŸ faptul cŸ, pentru a se asigura mŸsuri efectivede protecÍie, cablurile de legŸturŸ ale descŸrcŸtorului Ûi Ántreruptorului sŸu nu trebuiesŸ depŸÛeascŸ 50 cm.



Q13

3.10 StandardeEste absolut necesar sŸ se specifice standardele Ûi recomandŸrile care trebuie luate

Án considerare pentru realizarea instalaÍiilor.Pot fi utilizate documentele enumerate mai jos:n EN 50174-1 Tehnologia informaÍiei - Instalarea cablurilor. Partea 1: SpecificaÍii

Ûi asigurarea calitŸÍii.n EN 50174-2 Tehnologia informaÍiei - Instalarea cablurilor. Partea 2: Planul de

instalare Ûi metode Án clŸdiri.

3 Implementare

3.9 Cablarea tabloului electricFiecare tablou electric trebuie sŸ fie echipat cu o barŸ sau o placŸ metalicŸ de

ÁmpŸmÊntare.Toate cablurile ecranate Ûi circuitele de protecÍie externe trebuie sŸ fie conectate Ánacest punct.Oricare dintre plŸcile metalice ale tabloului sau Ûinele DIN pot fi utilizate Án scop de

ÁmpŸmÊntare.Tablourile din material plastic nu sunt recomandate. În acest caz Ûina DIN trebuieutilizatŸ ca barŸ de ÁmpŸmÊntare.

Fig. Q17b: Dispozitivul protejat trebuie conectat la bornele descŸrcŸtorului.

Contactul electric trebuie stabilit pentru

toate circuitele. A se ÁndepŸrta vopseauadin punctul de contact.

CuÛcŸ electromagneticŸÌinŸ DIN + carcasŸ de

ÁmpŸmÊntare

Montaj cu contact electricConductor de protecÍie

BarŸ de ÁmpŸmÊntareConductor de protecÍie

PlacŸ de potenÍialde referinÍŸ

BarŸ de ÁmpŸmÊntare

BandŸ ÁmpletitŸde ÁmpŸmÊntare

DANU




Q14

4 Mecanisme de interferenÍŸÛi mŸsuri de contracarare

Fig. Q18: Fenomenul de interferenÍŸ electromagneticŸ.

4.1 GeneralitŸÍiFenomenul de interferenÍŸ electromagneticŸ poate fi explicat ca Án Figura Q18 de

mai jos.

Diferitele surse de perturbaÍii sunt:n Emisiile de radio-frecvenÍŸ:o sistemele de comunicaÍie fŸrŸ fir (radio, televizor, telefoane cu unde radio,telecomenzi),o radarele;n Echipamentele electrice:o echipamentele industriale de mare putere (cuptoare cu inducÍie, maÛini de sudurŸ,sistemele de comandŸ statice),o echipamentele de birou (calculatoare Ûi circuite electronice, maÛini de copiat,monitoare mari),o lŸmpile cu descŸrcŸri (tuburi fluorescente, tuburi cu neon, flash, etc.),o componentele electromecanice (relee, contactoare, solenoizi, dispozitive de

Ántrerupere a curentului);n Sistemele de putere:o sistemele de transmisie de putere Ûi de distribuÍie,o sistemele de transport de energie;n DescŸrcŸrile electrice (trŸsnete);n DescŸrcŸrile electrostatice;n Pulsurile nucleare electromagnetice.PotenÍialele “victime” sunt:

n Receptoarele radio Ûi TV, radarele, sistemele de comunicaÍie fŸrŸ fir;n Sistemele analogice (senzori, sisteme de achiziÍie prin mŸsurŸri, amplificatoare,monitoare);n Sisteme digitale (calculatoare, reÍelele de comunicaÍie date, echipamenteperiferice).Diferitele tipuri de cuplaje sunt:n Cuplaj impedant de mod comun (galvanic);n Cuplaj capacitiv;n Cuplaj inductiv;n Cuplaj radiant (cablu cu cablu, cÊmp cu cablu, antenŸ cu antenŸ).



Q15

Exemple (vezi Fig. Q20)n Dispozitive conectate printr-un conductor comun de referinÍŸ (adicŸ PEN, PE)afectat de variaÍii importante de curent (di /dt) (curent de defect, descŸrcŸriatmosferice, scurtcircuit, variaÍii de sarcinŸ, circuite de chopare, curenÍi armonici,baterii de compensare a energiei reactive).n ExistŸ o singurŸ cale comunŸ de curent pentru un numŸr de surse.

Fig. Q19: DefiniÍia cuplajului impedant de mod comun (galvanic).

PŸrÍile conductoare accesibile (PCA) ale dispozitivelor 1 Ûi 2 sunt conectate la obornŸ de ÁmpŸmÊntare comunŸ prin conexiuni de impedanÍe Z1 Ûi Z2.Supratensiunea parazitŸ circulŸ cŸtre pŸmÊnt prin Z1. PotenÍialul dispozitivului 1creÛte la valoarea Z1 I1. DiferenÍa de potenÍial faÍŸ de dispozitivul 2 (de potenÍial

iniÍial = 0) determinŸ apariÍia curentului I2.Z1 I1 = (Zsemnal + Z2)I2 ⇒ I2 = Z1

I1 (Zsemnal + Z2)

Curentul I2 prezent pe linia de semnal perturbŸ dispozitivul 2.

Fig. Q20: Exemplu de influenÍŸ prin cuplaj impedant de mod comun (galvanic).


4.2 Cuplajul impedant de mod comunDefiniÍie

DouŸ sau mai multe dispozitive sunt interconectate prin cabluri de alimentare Ûi decomunicaÍie (vezi Fig. Q19). Atunci cÊnd curenÍi externi (de descŸrcare atmosfericŸ,curenÍi de defect, perturbaÍii) circulŸ prin aceste impedanÍe de mod comun, Ántrepunctele A Ûi B care se presupun a fi echipotenÍiale, apare o tensiune nedoritŸ.AceastŸ tensiune parazitŸ poate perturba circuitele de tensiune foarte joasŸ saucircuitele electronice rapide.Toate cablurile, inclusiv conductoarele de protecÍie, au o impedanÍŸ, care devineimportantŸ la frecvenÍe Ánalte.




Q16

DacŸ impedanÍa conductorului paralel de legare la pŸmÊnt PEC (Z sup)este foarte micŸ Án comparatie cu Zsemnal, cea mai mare parte a curenÍilorperturbatori vor circula prin PEC, deci nu prin linia de semnal, ca Án cazulprecedent.DiferenÍa de potenÍial Ántre dispozitivele 1 Ûi 2 devine foarte micŸ, iar

perturbaÍia acceptabilŸ.

Fig. Q21: MŸsuri de contracarare pentru cuplajul impedant de mod comun.

Fig. Q22: Rezultate tipice ale cuplajului capacitiv (cross-talkcapacitiv).

MŸsuri de contracarare (vezi Fig. Q21)DacŸ nu pot fi eliminate, impedanÍele de mod comun trebuie, cel puÍin, sŸ fie cÊt maimici posibil. Pentru a reduce efectele impedaÍelor de mod comun este necesar:n sŸ se reducŸ valoarea acestor impedanÍe;n sŸ se interconecteze referinÍele comune;n sŸ se utilizeze cabluri de lungimi mici sau plate, care la secÍiune egalŸ cu cablurilerotunde au o impedanÍŸ mai micŸ;n sŸ se instaleze legŸturi echipotenÍiale funcÍionale Ántre dispozitive;n sŸ se reducŸ nivelul curenÍilor perturbatori prin adŸugarea unor filtre de modcomun Ûi a unor bobine de inducÍie Án mod diferenÍial.

4.3 Cuplajul capacitivDefiniÍieNivelul perturbaÍiilor depinde de variaÍia de tensiune (dv /dt) Ûi de valoarea capacitŸÍiide cuplaj dintre sursa de perturbaÍii Ûi “victimŸ”.Cuplajul capacitiv creÛte cu:n frecvenÍa;n gradul de apropiere a sursei de perturbaÍii cu victima Ûi cu lungimea cablurilorparalele;n Á nŸlÍimea cablurilor faÍŸ de planul de referinÍŸ al pŸmÊntului;n impedanÍa de intrare a circuitului “victimŸ“ (circuitele avÊnd o impedanÍŸ de intraremare sunt mai vulnerabile);n izolaÍia cablului “victimei” (εr al izolaÍiei cablului), Án mod special Án cazul perechilorcuplate.Figura Q22 indicŸ rezultatele cuplajului capacitiv (cross-talk) dintre douŸ cabluri.

Exemple (vezi Fig. Q23)n Cabluri apropiate supuse unei variaÍii rapide de tensiune (dv /dt);n Aprinderea lŸmpilor fluorescente;n Cuplarea/decuplarea alimentŸrii echipamentelor (de tip fotocopiatoare, etc.);n CapacitŸÍi de cuplaj Ántre ÁnfŸÛurŸrile primarŸ Ûi secundarŸ ale unui transformator;n Cross-talk Ántre cabluri.




Q17

MŸsuri de contracarare (vezi Fig. Q24)n Limitarea lungimii cablurilor paralele ale sursei de perturbaÍii Ûi ale “victimei” lastrictul necesar;n CreÛterea distanÍei dintre sursa de perturbaÍii Ûi “victimŸ”;n În cazul conexiunii Án douŸ fire, apropierea celor douŸ fire cÊt mai mult posibil;n PoziÍionarea unui conductor de protecÍie paralel legat la borna de ÁmpŸmÊntare laambele capete, Ántre sursa perturbatoare Ûi “victimŸ”;n Utilizarea de preferinÍŸ a cablurilor cu douŸ sau patru conductoare Án loc de

conductoare individuale;n Utilizarea sistemelor de transport simetrice pe sisteme de cablare simetrice corectinstalate;n Ecranarea cablurilor sursei perturbatoare, a cablurilor “victimei” sau a amÊndurora(ecranul trebuie legat la pŸmÊnt);n Reducerea di /dt a sursei perturbatoare prin mŸrimea duratei (dt) de creÛtere asemnalului, dacŸ este posibil.

4.4 Cuplajul inductivDefiniÍieSursa perturbatoare Ûi “victima” sunt cuplate printr-un cÊmp magnetic. Nivelul deperturbare depinde de variaÍia de curent (di /dt) Ûi de inductanÍa mutualŸ de cuplaj.Cuplajul inductiv creÛte cu:n frecvenÍa;n gradul de apropiere a sursei de perturbaÍii cu victima Ûi cu lungimea cablurilorparalele;n Á nŸlÍimea cablurilor faÍŸ de planul de referinÍŸ al pŸmÊntului;n impedanÍa sarcinii circuitului perturbator.

Exemple (vezi Fig. Q25)n Cabluri apropiate supuse unei variaÍii rapide de curent (d i /dt);n Scurtcircuite;n CurenÍi de defect;n DescŸrcŸri atmosferice;n Sistemele de comandŸ statice;n MaÛini de sudurŸ;n Motoare asincrone.

Fig. Q23: Exemplu de cuplaj capacitiv.

Fig. Q24 : Cablurile ecranate perforate reduc cuplajul capacitiv





Q18

Fig. Q25: Exemplu de cuplaj inductiv.

Fig. Q26: DefiniÍia cuplajului radiant.


MŸsuri de contracararen Limitarea lungimii traseelor paralele ale cablurilor sursei perturbatoare Ûi ale“victimei” la minimum necesar;n CreÛterea distanÍei dintre sursa perturbatoare Ûi “victimŸ”;n În cazul conexiunii cu douŸ fire, apropierea celor douŸ fire cÊt mai mult posibil;n Utilizarea cablurilor multifilare sau a cablurilor unifilare care se ating, aÛezate,preferabil Án formŸ de treflŸ;n PoziÍionarea unui conductor de protecÍie paralel legat la borna de ÁmpŸmÊntare laambele capete, Ántre sursa perturbatoare Ûi “victimŸ”;n Utilizarea sistemelor de transport simetrice pe sisteme de cablare simetrice corectinstalate;n Ecranarea cablurilor sursei perturbatoare, a cablurilor “victimei” sau a amÊndurora(ecranul trebuie legat la pŸmÊnt);n Reducerea dv /dt a sursei perturbatoare prin mŸrimea duratei (dt) de creÛtere asemnalului, dacŸ este posibil (Ánserierea de rezistenÍe sau de rezistoare PTC pecablul perturbator, inele de feritŸ pe cablul perturbator Ûi/sau pe cablul “victimei”).

4.5 Cuplajul radiantDefiniÍieSursa perturbatoare Ûi “victima” sunt cuplate printr-un mediu (de exemplu: aerul).Nivelul de perturbaÍie depinde de puterea sursei radiante Ûi de eficacitatea antenelorde emise Ûi de recepÍie. Un cÊmp electromagnetic este alcŸtuit dintr-un cÊmpelectric Ûi un cÊmp magnetic. Cele douŸ cÊmpuri sunt corelate. Este posibil sŸ seanalizeze separat cele douŸ componente, electricŸ Ûi magneticŸ.CÊmpul electric (cÊmpul E) Ûi cÊmpul magnetic (cÊmpul H) sunt cuplate Án sistemeleconectate prin conductoare Ûi bucle (vezi Fig. Q 26).



Q19

Fig. Q27: Exemple de cuplaj radiant.

MŸsuri de contracararePentru a minimiza efectele cuplajului radiant se impun mŸsurile menÍionate mai jos.

Pentru cuplajul cÊmp - cablun Reducerea efectului de antenŸ a “victimei” prin reducerea ÁnŸlÍimii (h) a cablului Ánraport cu planul de referinÍŸ al pŸmÊntului;n Plasarea cablului Án interiorul unei protecÍii metalice continue legatŸ la pŸmÊnt(tub, canal de cabluri, pat de cablu);n Utilizarea cablurilor ecranate care sunt corect instalate Ûi legate la pŸmÊnt;n Utilizarea de conductoare de protecÍie paralele;n Amplasarea de filtre sau de inele de feritŸ pe cablul “victimŸ”.

Pentru cuplajul cÊmp - buclŸn Reducerea suprafetei buclei “victimŸ” prin reducerea ÁnŸlÍimii (h) Ûi a lungimiicablului. Utilizarea de soluÍii similare celor din cazul cuplajului cÊmp - cablu.

Utilizarea principiului cuÛtii lui FaradayCuplajul radiant poate fi eliminat utilizÊnd principiul cuÛtii lui Faraday. O soluÍieposibilŸ este un cablul ecranat cu ambele capete ale ecranului conectate la carcasametalicŸ a dispozitivului. Pentru creÛterea eficienÍei la frecvenÍe Ánalte, pŸrÍileconductoare accesibile trebuie sŸ fie legate la pŸmÊnt.Cuplajul radiant scade odatŸ cu distanÍa Ûi, de asemenea, atunci cÊnd se utilizeazŸlegŸturi de transmisie simetrice.


CÊnd un cablu este supus unui cÊmp electric variabil, prin el este generat un curentelectric. Acest fenomen este numit cuplaj cÊmp - cablu.

În mod similar, cŸnd o buclŸ este parcursŸ de un cÊmp magnetic variabil, acesta

creazŸ o forÍŸ electromotoare care determinŸ o tensiune Ántre cele douŸ capete alebuclei. Acest fenomen este numit cuplaj cÊmp - bucla.

Exemple (vezi Fig. Q27)n Echipamente de radio - transmisie (staÍii radio, transmiÍŸtoare radio Ûi TV, serviciitelefonice mobile);n Radare;n Sistemul de pornire al automobilelor;n MaÛini de sudurŸ cu arc;n Cuptoare de inducÍie;n Sisteme de comutaÍie de putere;n DescŸrcŸri electrostatice;n Iluminat.




Q20

5 RecomandŸri pentru realizareacablŸrii

Fig. Q28 : Semnalele interne pot fi grupate in patru clase

Fig. Q29: RecomandŸri de realizare a cablŸrii pentru cabluripurtÊnd semnale diferite.

Fig. Q30: Utilizarea cablurilor Ûi a cablurilor panglicŸ.

Cele patru clase de semnal sunt:n Clasa 1AlimentŸrile electrice, circuite de putere cu variaÍii di /dt mari, convertizoare Án modulde comutare, dispozitive de reglaj Ûi comandŸ de putere.AceastŸ clasŸ nu este foarte sensibilŸ dar perturbŸ alte clase (Án special Án modcomun).n Clasa 2Contacte de releu.AceastŸ clasŸ nu este foarte sensibilŸ dar perturbŸ alte clase (comutaÍii, arcurielectrice la deschiderea contactelor).n Clasa 3

Circuite digitale (comutaÍii de ÁnaltŸ frecvenÍŸ)AceastŸ clasŸ este sensibilŸ la pulsaÍii Ûi, de asemenea, perturbŸ alte clase.n Clasa 4Circuite de intrare/ieÛire analogice (mŸsurŸri de nivel redus, circuite de alimentaresenzori activi). AceastŸ clasŸ este sensibilŸ.O idee bunŸ este sŸ se utilizeze conductoare de culori diferite pentru fiecare clasŸpentru a facilita identificarea Ûi separarea acestora. Aceasta este utilŸ la proiectareainstalaÍiei Ûi la depistarea problemelor apŸrute Án timpul exploatŸrii.

5.2 RecomandŸri pentru realizarea cablŸriiCablurile aferente diferitelor tipuri de semnale trebuie fizic separate (vezi Fig. Q29).Cablurile perturbatoare (clasa 1 Ûi 2) trebuie sŸ fie amplasate la distanÍŸ faÍŸ decablurile sensibile (clasa 3 Ûi 4) (vezi Fig. Q30).

În general, o distanÍŸ de 10 cm Ántre cablurile amplasate pe canale metalice de

cabluri este suficientŸ (atÊt Án mod comun cÊt Ûi Án mod diferenÍial). DacŸ existŸspaÍiu suficient, este preferabilŸ o distanÍŸ de 30 cm. În cazul Án care cabluriletrebuie sŸ se intersecteze, aceasta trebuie sŸ se realizeze sub un unghi drept (90°)pentru evitarea cross-talk (chiar dacŸ se ating). Nu existŸ recomandŸri Án ceea cepriveÛte distanÍa, Án cazul Án care cablurile sunt separate cu ajutorul unor despŸrÍiturimetalice echipotenÍiale la care sunt conectate pŸrÍile conductoare accesibile aleinstalaÍiei.TotuÛi, ÁnŸlÍimea despŸrÍiturilor metalice trebuie sŸ fie mai mare decÊt diametrulcablurilor.

5.1 Clase de semnal (vezi Fig. Q28)



Fig. Q32: Ecranare Ûi supraecranare pentru cablurile perturbatoare Ûi/sau sensibile.

A se evita utilizarea unui singur conector pentru diferite grupe (vezi Fig. Q33)Cu excepÍia cazurilor unde este necesar pentru clasele 1 Ûi 2 ( mod diferenÍial).DacŸ este utilizat un singur conector atÊt pentru semnalele analogice cÊt Ûi pentrucele digitale, cele douŸ clase trebuie separate cel puÍin printr-un set de contacteconectate la 0 V, folosit ca o barierŸ.

Conductoarele libere (rezerve) trebuie Ántotdeauna sŸ fie legate la pŸmÊnt laambele capete (vezi Fig. Q34)Referitor la clasa 4 de semnale, aceste conexiuni nu sunt recomandate Án cazulliniilor de foarte joasŸ tensiune Ûi frecvenÍŸ (risc de apariÍie a unor semnale de

5 RecomandŸri pentru realizareacablŸrii

Un cablu trebuie sŸ transporte semnale ale unei singure clase (vezi Fig. Q31)DacŸ este necesar sŸ se utilizeze un singur cablu pentru a transporta semnale aleunor clase diferite sunt necesare ecrane interne pentru a limita cross-talk (mod

diferenÍial). În cazul claselor 1, 2 Ûi 3, ecranarea este preferabil sŸ fie realizatŸ cubandŸ ÁmpletitŸ, Ûi trebuie sŸ fie legatŸ la pŸmÊnt la fiecare capŸt.

Este recomandabilŸ supraecranarea cablurilor perturbatoare Ûi sensibile(vezi Fig. Q32)Supraecranarea actioneazŸ ca o protecÍie la ÁnaltŸ frecvenÍŸ (Án mod comun Ûi Ánmod diferenÍial) dacŸ este legatŸ la pŸmÊnt la fiecare capŸt al cablului utilizÊnd unconector circumferenÍial, un guler sau un dispozitiv de fixare prin strÊngere. TotuÛi osimplŸ legare la pŸmÊnt nu este suficientŸ.

Manualul Schneider

Documents