FACULTATEA ENERGETICACATEDRA ENERGETICA PROIECT LA RETELE
ELECTRICE 2013/2014Cuprins:1. Dimensionarea posturilor de
transformare.2. Dimensionarea tromsoanelor de medie tensiune.2.1.
Alegerea sectiunii economice.2.2. Alegerea sectiunii tehnice.2.3.
Schema echivalenta a retelei de distributie.3. Calculul regimului
de functionare prin utilizarea metodei de tip
"ascendent-descendent".4. Compensarea puterii reactive la factorul
de putere neutral.4.1. Eficienta economica a compensarii puterii
reactive.5. Calculul curentilor de scurtcircuit. 1.Dimensionarea
posturilor de transformare Proiectarea unei retele de distributie
Retea electrica - ansamblu de linie electrica si transformatoare.
Consumator - ansamblu de mai multe receptoare. Post de transformare
- transformator ce face legatura ntre medie si joasa tensiune
alimentnd consumatorii. Statie de transformare - transformator ce
face legatura ntre foarte nalta tensiune si nalta tensiune,sau
nalta tensiune si medie tensiune.
Caracteristicile consumatorilor si lungimile tronsoanelor
liniilor de medie tensiune sunt prezentate n tabelul 1.P.T. S (kVA(
p (kW( q (kVAr( l (km( cos(
1. 759.03 630 423.4 1.5 0.83
2. 2205.1 1820 1245.1 1.8 0.82
3. 576.9 525 239.2 3.42 0.91
Pentru postul de transformare PT1 : Si = pi +jqi cos(1 = 0.83 (
(1 = arccos 0.83 ( (1 = 0.59. tg (1 =( q1 = p1 tg (1 . tg (1 = 0.67
( q1 =630(0.672 = 423.4 kVArs1 = = = 759.03 kVAPentru postul de
transformare PT2:cos(2 =0.82 ( (2 = arccos 0.82 ( (2 = 0.6tg (2 = (
q2 =p2 tg (2 = 1820(0.684 = 1245.1 kVArs2 = = 2205.1 kVAPentru
postul de transformare PT3:cos(3 =0.91 ( (3 = arccos 0.91 ( (3 =
0.42tg (3 = ( q3 = p3 tg (3 =525(0.46 = 239.2 kVArs3 = = 576.9 kVA.
Dimensionarea posturilor dr transformare consta n stabilirea
puterii nominale aparente a transformatoarelor si a numarului
acestora pentru fiecare post de transformare. Se vor folosi
transformatoare trifazate cu doua nfasurari cu bobinaje din
Aluminiu , de tip TTU - NL. Puterile nominale fac parte dintr-o
progresie geometrica cu ratia ( 1.6. Scara domenilor
transformatoarelor produse n Romnia : 100kVA;
160kVA;250kVA;400kVA;630kVA;1000kVA;1600kVA. Pentru dimensionarea
posturilor de transformare se utilizeaza lucrarea RE - 3Ip 51/2 -
93 : " Instructiuni privind stabilirea puterilor nomi-nale
economice pentru transformatoarele din posturi ". Conform acestei
lucrari se au n vedere urmatoarele :- gradul de siguranta al
utilizatorului;- putere maxima aparenta ceruta de consumator n
primul an de functionare sM ;- durata de utilizare a puterii maxime
anuale : TSM.Se considera ca puterea maxima ceruta n primul an nu
se modifica n anii urmatori. n lucrarea mentionata anterior este
prezentat n tabelul 1 domeniul de ncarcare optima , economica
pentru fiecare tip de transformator n functie de TSM. n functie de
ncadrarea lui sM n aceste domenii se determina SM si numarul de
transformatoare pentru fiecare post de transformare. Domeniile de
ncarcare pentru fiecare transformator sunt pentru TSM multiplu de
1000. Tabel 2 Sn [kVA] TSM [h/an]TSM([4000 5000]
4000 5000 6000
400 232 - 333 211 - 333 193 - 303218.7 - 344.8
630 365 - 625 333 - 570 303 - 520344.8 - 590.3
1000 625 - 785 570 - 717 520 - 650590.3 - 742.1
1600 785 - 1600 717 - 1600 650 - 1600742.1 - 1600
TSM = 4150 +60 ( 8 = 4630 h/an. n cazul n care TSM este diferit
de multiplu de 1000 pentru determinarea domeniului de ncarcare
pentru transformatoare corespunzator acestui TSM se utilizeaza
interpolare liniara. 1. Sn = 211+7.7 =218.7 kVA 2. Sn = 333 + 11.8
= 344.8 kVA 3. Sn = 570 + 20.3 = 590.3 kVA 4. Sn = 717 + 25.1 =
742.1 kVA n urma calculelor am ales urmatoarele tipuri de
transformatoare pentru posturile de transformare :
- pentru PT 1 ( TTU cu Sn = 1000 kVA - 1 transformator- pentru
PR 2 ( TTU cu Sn = 1600 kVA - 2 transformatoare- pentru PT 3 ( TTU
cu Sn = 1000 kVA - 1 transformatorCalculul parametrilor
transformatoarelor Parametrii nominali ai transformatoarelor
folosite n posturile de transformare sunt urmatorii,si se iau din
lucrarea "Retele electrice probleme" - Ed. Didactica si Pedagogica
Bucuresti 1977 - de G.H.Iacobescu si altii. Sn (kVA( Usc ( ( ( io (
( ( (Psc ( kW ( (Po,nom ( kW (
630 6 2.4 9.72 1.92
1000 6 2 13.5 2.7
1600 6 1.7 20.2 4.35
Aceste transformatoare au Un =20/0.4 kV. Pentru reprezentarea
transformatoarelor din punctele de transformare se utilizeaza
schema echivalenta n ( cu operator de transformare. Folosirea
acestei scheme este justificata de faptul ca tranzitul de putere
prin transfor-matoare se realizeaza antotdeauna de la medie
tensiune la joasa tensiune.
N - raport de transformare;
Y - admitanta; Z - impedanta; ZPT = Rpt + jXpt YPT = GPT + jBpt
ZPT - se calculeaza raportata la Unom JT ;YPT - se calculeaza
raportata la Unom MT. Calculul parametrilor longitudinali si
transversali.Pentru postul de transformare PT 1 : Sn = 1000 kVA RT
= = = 2.16 m( ZT = = = 9.6 m( XT = = = 9.35 m( ZPT = RT + jXT = (
2.16 + j9.35 ) m( GT = = = 6.75 (s YT = (s BT = = = 49.5 (s YPT =
(6.75 - j49.5) (s N = Pentru postul de transformare PT 2 : Sn =
2(1600 kVA
Z1 = Z2ZPT = ; YPT = 2YT RT = m(ZT = m(XT = m(ZPT = RT + jXT =
(1.2 + j5.9) m( = (0.6 +j2.95 ) m(YT = (sGT = (sBT = (sYT = 2 ( 10
- j67.1 ) = 2YT = (20 - j134.2 ) (sN = 2. Dimensionarea
tronsoanelor de medie tensiune . Prin aceasta se urmareste
stabilirea sectiunii conductoarelor pe fiecare faza si a numarului
de circuite n paralel. Pentru dimensionarea sectiunii
conductoarelor tronsoanelor de medie tensiune se fac urmatoarele
ipoteze : a) se considera aceeasi sectiune pe toate tronsoanele (
s=ct. );b) se neglijeaza pierderile de putere pe tronsoanele de
medie tensiune.c) se considera ca tensiunea pe barele de medie
tensiune ale posturilor de transformare este egala cu Un a retelei
( 20 kV ) ; n vederea alegerii sectiunii conductoarelor se
calculeaza circulatia de puteri n posturile de transformare si se
determina curentii pe barele de medie tensiune ale posturilor de
transformare. (PPT =n (Pnom + (SPT = (PPT + j(QPT (QPT = n
Pentru postul de transformare PT 1 :Sn = 1000 kVA( = (Ppt =
1*2.7 + kW(Qpt =1* kVAr(Spt = ( 10.5 + j54.7 ) kVA Pentru postul de
transformare PT 2 :( = (Ppt = 2*4.35 + kW(Qpt = 2* kVAr(Spt = (
27.6 + j145.8 ) kVA Pentru postul de transformare PT 3: Sn = 1000
kVA ( = (Ppt = 1*2.7 + kW(Qpt 1* kVAr(Spt = ( 7.6 + j41.6 ) kVA.s'
= s +(Spt PT (Spt [ kVA ]
1 10.5 + j 54.7
2 27.6 + j 145.8
3 7.6 + j41.6
s'pt1 = (630 + j 423.4 ) + ( 10.5 + j 54.7 ) = ( 640.5 + j 478.1
) kVAs'pt2 = ( 1820 + j 1245.1 ) + ( 27.6 + j 145.8 ) = (1847.6 + j
1391 ) kVAs'pt3 = ( 525 + j 239.2 ) + ( 7.6 + j 41.6 ) = (532.6 + j
280.8 ) kVA. Pentru aceasta retea se transforma puterile s'1 , s'2
, s'3 n curenti :
i'k =i' = i1' = Ai2' = Ai3' = A Prin aplicarea teoremei I
Kircckof succesiv n fiecare nod se obtine circulatia de curenti pe
tronsoanele de medie tensiune. I3 = i3' = 15.4 - j 8.1 = A I2 = i2'
+ i3' = 53.3 - j40.2 + 15.4 - j8.1 = 68.7 - j48.3 = A I1 =
i1'+i2'+i3' = 68.7 - j48.3 + 18.5 - j13.8 =87.2 - j62.1 = A 2.1
Alegerea sectiunii economice Pentru alegerea sectiunii economice se
utilizeaza normativul PE 135/91 - "Instructiuni privind
determinarea sectiunii economice a conductoarelor n instalatii
electrice de distributie pe 1 110 kV.n functie de
tensiunea,TSM,materialul conductor si tipul liniei electrice (LEC
sau LEA)din tabelul 1,pagina 12 se determina densitatea economicade
curent notata cu jec. [A/mm2]. TSM 4000 5000 6000
LEA 0.80 0.72 0.66
LEC 0.77 0.70 0.63
1.Pentru TSM diferit de multiplu de 1000 jec se calculeaza prin
interpolare liniara. Jec = 0.7 + 2. Se calculeaza sectiunea
economica de calcul : scec = Iech. = Ascec = mm2 3. Se alege ca
sectiune a conductoarelor sectiunea standardizata,imediat
superioara valorii scec. Conform tabelului se alege scec = 95mm2.
snom [mm2]
50
70
95
120
150
4. Se calculeaza numarul optim de calcul al circuitelor n
paralel : Nc = KjNc - reprezinta coeficient de crestere a
densitatii economice de curent pentru determinarea numarului
economic de conductoare fazice al unui circuit. (tabel 2,pag.13).
Tip KjNc smax [mm2]
LEA 1.34 120
LEC 1.57 150
Nc = Deoarece NC < 1.41 rezulta un singur circuit 1(3(95mm2 (
sec = 1(3(95mm2 2.2 Alegerea sectiunii tehnice. Se utilizeaza
criteriul ncalzirii n regim permanent de lunga durata.Pentru
determinarea sectiunii tehnice prin acest criteriu,pleaca de la
conditia : ,unde :Imax. - curentul maximprin tronsoanele de medie
tensiune;Iadm - curentul admisibil pentru tipul de conductor
folosit;K - coeficient de corectie pentru abaterea conditiilor de
functionare fata de conditiile normate.Pentru LEC kLEC = k1*k2*k3 ,
unde :k1 - coeficient de corectie n functie de rezistivitatea
termica a solului ( conditii normate (t = 70 ( 100 );k2 -
coeficient de corectie n functie de numarul de cabluri pozate
alaturat. (pentru n = 1 ( k2 = 1);k3 - coeficient de corectie n
functie de temperatura solului (pentru t = 20(C ( k3 = 1 ).
Considernd conditii normate de pozare ( (t = 7(100(C cm/w ) si
temperatura mediului 20(C,k1 si k3 = 1,si k2 pentru un circuit egal
cu 1,pentru alegerea sectiunii tehnice se pleaca de la valorile
curentului admisi-bil n functie de sectiunea nominala Iadm = f
(snom) si se cauta prima valoare a lui Iadm>Imax; Imax = 1.
Parametrii LEC :sn [mm2] r0 [(/km] x0 [(/km] b0 [(s/km] Iadm
[A]
50 0.703 0.106 58 135
70 0.502 0.101 58 165
95 0.370 0.098 58 195
120 0.293 0.095 58 225
150 0.234 0.092 58 250
Imax = I1 =107.1 Ak1 = k2 = k3 = 1. ( st 50 mm2 sec = 1(3(95 mm2
st = 1(3(50 mm2 ( s = 1(3(95 mm2. 2.3 Schema echivalenta a retelei
de distributie. Pentru reprezentarea liniilor electrice se
foloseste schema echivalenta n (,iar pentru reprezentarea
posturilor de transformare se foloseste schema echivalenta n (.
Cap. III Calculul regimului de functionare prin utilizarea
metodei de tip "ascendent - descendent". n urma proiectarii retelei
electrice este necesara verificarea functionarii.Se impune
respectarea urmatoarelor restrictii : I 0 ( investitie rentabila
(obtin profit). Investitie rentabila daca Tr ( [0,8]. 5.Calculul
curentilor de scurtcircuit. Pentru calculul scurcircuitului
trifazat se foloseste doar schema de secventa directa : U1 = 0 I2 =
I0 = 0I1 = Ia = Ib = Ic = Schema de calcul :
I1 = I2 = I0 = Ia = I1 + I2 + I0 = ( = ( [1,3]. n cazul
proiectului se va calcula curentii de scurtcircuit trifazat pe
barele de medie tensiune si joasa tensiune ale fiecarui post de
transformare. Schema se compune din nodul de alimentare de la
sistem,tronsoane de linii electrice si transformatoare.Calculul
curentiilor de scurtcircuit se realizeaza n unitati relative prin
considerarea unor marimi de baza. m = Starea electrica a unui nod
este caracterizata de patru marimi : S,U,I,Z. Doua se aleg ca
marimi independente,iar celelalte doua rezulta pe baza relatiilor
care exista ntre acestea. Se aleg ca marimi independente : Sb = 104
MVA. n particular : Sb = 100 MVA. Ub = 1.05 Undefect. Sistemul se
echivaleaza printr-o tensiune electromotoare e = 1 si o reactanta
de secventa directa care se calculeaza cu formula : X1s = Pentru
cazul nostru Ssc = 1000 MVA. Liniile electrice se reprezinta
printr-o reactanta de secventa directa : x1l = x0 ( l ( Umed,n =
1.05 ( Un. Transformatoarele se reprezinta : x1T =
SSC = 1000 MVA.Xo = 0.098 [(/km]usc1000 = 6%usc1600 = 6%sb = 100
MVA.ub = 1.05 Un 1.05 ( 20 kV = 21 kVIb = kAX1s = u.r.X1l1 =
u.r.X1l2 = u.r.X1l3 = u.r.X11000 = X11600 = Pentru scurtcircuitul
(1) :
i1 = u.r.Ia = I1 = i1 ( Ib = 7.51 ( 2.75 = 20.7 kA Pentru
scurtcircuitul (2) : Ib = kA Schema echivalenta : i2 = Ia = I2 = i2
( Ib = 137.5 ( 0.16 =22 kAISC PT1JT = kA Pentru scurtcircuitul (3)
: Schema echivalenta : i3 = Ia = I3 = ib ( Ib = 5.8 ( 2.75 = 16
kA
Pentru scurtcircuitul (4) : Schema echivalenta :
i4 = kAIa = I4 = i4 ( Ib = 0.5 ( 137.5 = 69 kAISC PT2JT = kVA..
Pentru scurtcircuitul (5) : Schema echivalenta :
I5 = kA Ia = I5 = i5 ( Ib = 4 ( 2.75 = 11 kA Pentru
scurtcircuitul (6) : Schema echivalenta : i6 = kAIa = I6 = i6 ( Ib
= 0.16 ( 137.5 =22 kAISCPT3JT = kA. Bibliografie :1. Bercovici
M.,Arie A.,Poeata Al. : ( Retele electrice.Calcul electric.(
Editura Tehnica Bucuresti 1974.2. Poeata Al.,Arie A. etc. : (
Transportul si distributia energiei electrice ( - Editura Didactica
si Pedagogica Bucuresti 1981.3. Balaurescu D.,Ieremia M. : (
mbunatatirea factorului de putere ( - Editura Tehnica Bucuresti
1981.4. Rucareanu C. si altii : ( Linii electrice aeriene si n
cablu ( - Editura Tehnica Bucuresti 1989.5. Iacobesu G.H. si altii
: ( Retele elctrice probleme ( - Editura Didactica si Pedagogica
Bucuresti 1977.Prescriptii energetice :6. PE 135/91 - (
Instructiuni privind determinarea sectiunii economice n instalatii
electrice de distributie pe 1 ( 110 kV.7. RE - 3IP 51/2 - 93 : (
Instructiuni privind stabilirea puterilor nominale economice pentru
transformatoarele din posturi.