ARC MAG - Instalatii electrice si masuratori pram

ARC MAG - Instalatii electrice si masuratori pram
Vizitati ARC MAG!! APASA!!
 

Info electric Info electric Author
Title: CALITATE ÎN ALIMENTAREA CU ENERGIE ELECTRICĂ
Author: Info electric
Rating 5 of 5 Des:
. CALITATE ÎN ALIMENTAREA CU ENERGIE ELECTRICĂ A CONSUMATORILOR              Pentru buna functionare a receptoarelor, alimentarea cu ...
.CALITATE ÎN ALIMENTAREA CU
ENERGIE ELECTRICĂ A CONSUMATORILOR
            Pentru buna functionare a receptoarelor, alimentarea cu energie electrica trebuie sa îndeplineasca o serie de conditii referitoare la tensiune, frecventa, putere si continuitate. Prezentarea detaliata a acestor conditii se sistematizeaza în cele ce urmeaza.
            a. Tensiunea constanta, ca valoare si forma, constituie o prima conditie penrtu orice tip de receptoare.
            Este recomandabil ca tensiunea la bornele receptoarelor sa fie constanta si egala cu cea nominala sau variatiile posibile sa se încadreze în limitele precizate pentru fiecare receptor în parte. În exploatarea instalatiilor electrice apar variatii de tensiune, cauzate de consumator, datorita variatiilor de sarcina sau scurtcircuitelor. Aceste variatii pot fi lente, cauzate de modificarea în timp a încarcarii receptoarelor, sau rapide - cauzate de scurtcircuite sau de modificari rapide ale sarcinii (de exemplu cuptoare cu arc, utilaje de sudare, laminoare, compresoare, masini cu cuplu pulsatoriu s.a), inclusiv cele datorate conectarilor - deconectarilor de receptoare.
            Se foloseste denumirea de gol de tensiune pentru orice scadere a valorii eficace a tensiunii unei retele electrice cu o amplitudine cuprinsa între o valoare minima sesizabila (circa 0,2 Un) si Un si o durata de cel mult 3 s.
            Dintre receptoarele si instalatiile sensibile la goluri de tensiune fac parte urmatoarele:
            - motoarele si compensatoarele sincrone;
            - motoarele asincrone (în functie de caracteristica cuplului rezistent);
            - echipamentele electronice, inclusiv redresoarele comandate;
            - contactoarele de 0,4 kV si cele din circuitele secundare;
            - automatica, protectia, blocajele si reglajele din circuitele tehnologice.
O diminuare cu caracter permanent a valorii tensiunii poate fi consecinta subdimensionarii sectiunii conductoarelor, situatie cu urmari negative ca: distrugerea izolatiei electrice, nefunctionarea echipamentului si suprasolicitarea termica a receptoarelor si conductelor.
            Tensiunile de alimentare mai mari decât cele nominale determina functionarea în suprasarcina a unor receptoare de forta si reducerea duratei de viata a receptoarelor de iluminat. Scaderea tensiunii sub valoarea nominala atrage dupa sine solicitarea termica (la motoarele electrice), functionarea la parametri inferiori (la cuptoarele electrice) sau chiar nefunctionarea unor receptoare sau instalatii (desprinderea electromagnetilor, a motoarelor asincrone s.a).
            Problema formei tensiunii se pune atât în cazul receptoarelor alimentate de curent continuu, cât si în cazul celor alimentate în curent alternativ.
            Tensiunea continua la bornele receptoarelor de curent continuu poate avea o serie de armonici, mai ales daca sursa de tensiune este un redresor semicomandat sau comandat. Continutul de armonici este limitat în functie de efectele acestora asupra receptoarelor, prin precizarea coeficientului de distorsiune admis.
            Abaterea de la forma sinusoidala a undei de tensiune determina functionarea receptoarelor de curent alternativ în regim deformant. În timp ce la unele receptoare, cum sunt cuptoarele cu inductie, prezenta armonicilor în unda de tensiune nu deranjeaza, la altele - printre care si motoarele electrice - prezenta armonicilor de tensiune trebuie limitata tot prin precizarea coeficientului de distorsiune admis.
            Coeficientul de distorsiune kd al undei de tensiune se defineste ca raportul dintre valoarea eficace a reziduului deformant Ud si valoarea eficace U a undei de tensiune,
                                                                       ,                                                               (1.1)
în care reziduul deformant are expresia
                                                                                                                               (1.2)
unde Ui este valoarea eficace a armonicii i, iar n poate fi limitat la = 13 pentru calculele practice.
            Coeficientul de distorsiune total, rezultat din functionarea receptoarelor consumatorului si din conditiile din sistemul electroenergetic, se limiteaza [45] la valoarea:
                                                                                                                                      (1.3)
adica la 5%.
            Cauzele distorsiunii undei sinusoidale de tensiune se gasesc în cea mai mare parte la consumator. În timp ce o serie de echipamente, cum sunt bobinele cu miez feromagnetic, receptoarele cu arc electric si mutatoarele reprezinta surse de armonici de tensiune si curent, elementele reactive de circuit ca bobinele si condensatoarele constituie amplificatoare de armonici de tensiune, respectiv de curent. În cadrul instalatiilor electrice la consumator, trebuie luate masuri pentru reducerea efectelor deformante si a influentei asupra retelei de alimentare.
            b. Frecventa constanta a tensiunii de alimentare constituie un deziderat major atât pentru buna functionare a receptoarelor, mentinerea preciziei aparatelor de masura, cât si pentru masinile de lucru antrenate prin motoare de curent alternativ. Variatiile frecventei pot fi cauzate de variatii importante de sarcina sau de avarii grave în sistem, originea unor asemenea cauze putând fi si consumatorii de energie electrica.
            Mentinerea constanta a frecventei industriale (50 Hz) este o problema la nivel de sistem energetic, fiind legata de puterea în rezerva din centralele electrice ale sistemului si de operativitatea dispeceratului. În anumite situatii, când posibilitatile de producere a energiei electrice în centrale sunt limitate, se decide întreruperea alimentarii unor consumatori (sacrificarea distribuitorilor), în scopul mentinerii frecventei în sistem.
            Abaterile maxim admise ale frecventei sunt de ±0,5 Hz.
            c. Simetria tensiunilor este conditia în baza careia sistemului tensiunilor de faza trebuie sa-i corespunda trei fazori egali si defazati cu 1200.
            Cauzele nesimetriei sunt pe de o parte instalatiile de producere si transport, independente de consumator, iar pe de alta parte sarcinile dezechilibrate ale consumatorilor.
            Consecintele nesimetriei tensiunilor se studiaza prin metoda componentelor simetrice, când se determina pe lânga componentele directe si componentele inverse si homopolare. Ultimele sunt cauzele unor cupluri de frânare, respectiv încalzire si vibratii la motoarele de cuerent alternativ.
            Nesimetria tensiunilor se exprima printr-un coeficient de nesimetrie , dat de relatia
                                                                                                (1.4)
în care UAUBUC reprezinta fazorii tensiunilor de faze, în V;
                                                 Un - tensiunea nominala a retelei, în V;
                                                          - operatorul de rotatie.
            Nesimetria tensiunii este admisa în limitele de pâna la 2%
                                                                                                                                      (1.5)
pe o durata îndelungata, la bornele oricarui receptor electric simetric, trifazat [45].
            d. Puterea necesara este o conditie globala a consumatorilor si unul dintre criteriile esentiale în proiectare.
            În functie de puterea maxima absorbita în punctul de racordare, conform normativului [45], se stabilesc patru clase de consumatori de energie electrica din sistemul electroenergetic, prezentate în tabelul 1.1.
            În acelasi tabel, se indica treapta de tensiune minima care trebuie sa existe în statia de racord, posibilitatile de alimentare din aceasta statie si momentul sarcinii.
            Consumatorii cu puteri absorbite maxime de 50 kVA se alimenteaza din reteaua de joasa tensiune.
            Sarcina maxima de durata se stabileste pentru un interval de cerere de 15, 30 sau 60 min, stând la baza calculelor de dimensionare a elementelor retelei din conditii termice si de determinare a pierderilor de putere.
                                                                                                                                                                                           Tabelul 1.1
Clasele de consumatori si recomandari de alimentare cu energie electrica a acestora [45]
Posibilitati de alimentare
Clasa
Puterea ceruta
[MVA]
Treapta de tensiune minima în punctul de racord, [kV]
Direct la tensiunea de [kV]
Prin transformatoare de
Momentul sarcinii
[MVA, km]
D
0,05-2,5
6*
10
20
6*-20
6/0,4 kV*
10/0,4 kV
20/0,4 kV
max.3
max.8
C
2,5-7,5
20*
110
20
110
20/0,4 kV
20/6 kV
110/MT
30...80
B
7,5-50
110
110
110/MT
max.1500
A
peste 50
110*
220
400**
110
220
-
110/MT
220/MT
220/110 kV
400/110 kV
peste 1500
            *   Trepte de tensiune admise în cazuri justificate;
            ** Pentru puteri cerute mai mari de 250 MVA.
            Exista si sarcini maxime de scurta durata (de vârf), care pot dura 1...10 s  si care se iau în considerare la calculul fluctuatiilor de tensiune din retea, la reglajul protectiilor maximale s.a.
            Modul în care necesitatile de consum de energie electrica sunt asigurate în timp consumatorului de catre furnizor este caracterizat prin gradul de satisfacere a alimentarii consumatorului în punctul de delimitare. Aceasta marime, notata cu C, se defineste ca raportul dintre durata probabila de alimentare si durata de alimentare ceruta
                                                                                                                          (1.6)
în care Tc este intervalul de timp din cadrul unui an calendaristic în care consumatorul solicita
            criteriul de siguranta;
            Tn - durata probabila de nealimentare în perioada considerata.
            Gradul de satisfacere în alimentare poate fi determinat pentru diferite nivele de puteri cerute [45].
            Alimentarea cu energie electrica a consumatorilor apartinând diverselor clase se poate realiza din sistemul electromagnetic la urmatoarele niveluri de siguranta:
            - nivelul 1, prin doua cai de alimentare independente, dimensionate fiecare pentru puterea ceruta la consumator (rezerva de 100% în cai de alimentare) si prin doua puncte distincte de racord (rezerva de 100% în surse). Realimentarea consumatorilor, în caz de avarie a unei cai, se prevede a se realiza prin comutarea automata a consumului pe calea neavariata, cu o discontinuitate de maximum 3 s;
            - nivelul 2, prin doua cai de alimentare care nu sunt în mod obligatoriu independente (rezerva de 100% în linii electrice) si de regula, printr-un singur punct de racord. Realimentarea consumatorului în caz de întrerupere simpla (avaria a unei cai) se poate face numai dupa identificarea defectului si efectuarea unor manevre manuale de izolare a acestuia, dupa o întrerupere de 0,5...8 h, în functie de clasa consumatorului, structura retelei de alimentare si pozitia centrului de interventie în raport cu locul manevrelor;
            - nivelul 3, printr-o singura cale de alimentare. Realimentarea consumatorului în caz de avarie se poate face numai dupa repararea sau înlocuirea elementelor defecte.
            Caracteristicile complete ale nivelurilor de siguranta sunt concentrate în tabelul 1.2.
                                                                                                                                                                                           Tabelul 1.2
Duratele de realimentare a consumatorilor în raport cu clasa
acestora si nivelele de rezervare
Nivelul de
Gradul
Consum asigurat
Clasa
rezervare
de satisfacere minim
în caz de întrerupere simpla
A
B
C
D
Observatii
1
99,8
Integral (100 %)
3 s
Durata de actionare a automaticii de sistem
2
99,5
Integral (100 %)
0,5 h
2 h
2...8 h
Durata necesara efectuarii de manevre pentru izolarea defectului si realimentarea pe calea de rezerva: prin comanda manuala din statiile de personal permanent - 0,5 h; idem, fara personal permanent - 2 h; pentru consumatorii dispersati 2...8 h.
3
98,0
Nimic
Se stabileste de la caz la caz, în functie de conditiile locale si structura schemei de alimentare.
            În situatii justificate, consumul asigurat în caz de întrerupere simpla poate fi mai mic decât sarcina maxima de durata, iar calea de alimentare se dimensioneaza în consecinta. Exista un nivel de siguranta optim pentru alimentarea unui consumator, care se stabileste în conformitate cu criteriile expuse în [45].
            e. Continuitatea alimentarii cu energie electrica a consumatorilor reprezinta cea mai importanta conditie calitativa.
            În functie de natura efectelor produse de întreruperea alimentarii cu energie electrica, receptoarele se încadreaza în urmatoarele categorii:
            - Categoria zero, la care întreruperea în alimentarea cu energie electrica poate duce la explozii, incendii, distrugeri grave de utilaje sau pierderi de vieti omenesti.Încadrarea receptoarelor în aceasta categorie se admite în cazul în care nu se dispune de alte forme de energie, în cazul în care acestea nu sunt justificate tehnic sau sunt prohibitive economic în comparatie cu actionarea electrica, precum si în situatiile în care masurile de prevenire de natura tehnologica nu sunt eficiente.
            Se încadreaza în categorie zero instalatii si echipamente ca: iluminatul de siguranta, instalatiile de ventilatie si evacuarea a gazelor nocive sau a amestecurilor explozive, pompele de racire ale furnalelor si cuptoarelor de otelarii, calculatoarele de proces s.a.
            - Categoria I, la care întreruperea alimentarii duce la dereglarea proceselor tehnologice în flux continuu, necesitând perioade lungi pentru reluarea activitatii la parametrii cantitativi si calitativi existenti în momentul întreruperii, la rebuturi importante de materii prime, materiale auxiliare, scule, semifabricate s.a., la pierderi materiale importante prin nerealizarea productiei planificate si imposibilitatea recuperarii acesteia, la repercursiuni asupra altor unitati importante sau la dezorganizarea vietii sociale în centrele urbane.
            Receptoarele de categoria I sunt incluse în instalatii tehnologice organizate pentru productia în serie mare, în flux continuu, în instalatii de ventilatie, de cazane, de transport al clincherului etc.
            - Categoria a II-a, la care întreruperea alimentarii determina nerealizari de productie, practic numai pe durata întreruperii, care pot fi, de regula, recuperate. În aceasta categorie se încadreaza majoritatea receptoarelor din sectiile, prelucratoare.
            - Categoria a III-a, cuprinde receptoarele care nu se încadreaza în categoriile precedente (ex. magazii, depozite).
            La stabilirea categoriei receptoarelor se tine seama de:
            - cerintele de continuitate în alimentarea receptoarelor;
            - cerintele speciale în ceea ce priveste calitatea tensiunii si a frecventei;
            - indicatorii valorici ai daunelor provocate de întreruperile în alimentarea cu energie electrica.
            Clasificarea receptoarelor pe categorii, cu stabilirea duratei de realimentare, adica a duratei întreruperilor admisibile în alimentare, se efectueaza de catre proiectantul general, dupa consultarea furnizorilor de echipamente, a beneficiarului investitiei si a proiectantului de specialitate. Indicatii orientative sunt cuprinse în lucrarile [1, 15, 45].
            Durata de realimentare se situeaza deasupra unei valori minime de 3 secunde (la receptoarele de categoria O sau I), corespunzând duratei de actionare a automaticii de sistem, putând atinge chiar câteva ore (la receptoare din categoriile II si III), fara a depasi însa 24 ore.
            Conditiile referitoare la putere si continuitate se coreleaza conform datelor din tabelul 1.2. Astfel, clasa consumatorului si categoriile receptoarelor din compunerea sa determina în primul rând durata de realimentare si consumul asigurat, ceea ce conduce la stabilirea celorlalte caracteristici ale nivelurilor de siguranta, ca modalitatile de rezervare în cai si surse si gradul de satisfacere minim.
            În caz de întrerupere dubla la consumatorii cu doua cai de alimentare, realimentarea se asigura numai dupa timpul necesar repararii unei cai. La fel, în cazul unor defectiuni provocate de fenomene imprevizibile, durata de realimentare este determinata de posibilitatile de reparare a instalatiilor avariate [45].


            Cunoasterea structurii unui consumator pe categorii de receptoare are o importanta deosebita pentru proiectantul de instalatii electrice, aceasta influentând unele din etapele de baza ale proiectarii cum sunt: stabilirea schemei de racordare si distributie în înalta tensiune, organizarea posturilor de transformare, alegerea schemei de distributie în joasa tensiune etc. Categoriile de receptoare se precizeaza în chestionarul energetic, prin care se cere acordul prealabil si care se anexeaza la nota de comanda fiind semnat de beneficiar (v.tab.2.1).

About Author

Advertisement

Trimiteți un comentariu

Site-ul tau preferat!

 
Top