DIMENSIONAREA RETELELOR ELECTRICE DE JOASA SI MEDIE TENSIUNE

Cablurile electrice de joasa si medie tensiune se vor poza in pamant, de regula in partea necarosabila a strazilor, sub trotuare sau in anumite conditii in zonele verzi.

Cablurile pozate in partea carosabila, trebuie sa aiba protectie mecanica corespunzatoare. In orice situatie se impune sa se pastreze distantele fata de instalatiile editate in plan vertical sau orizontal, care sunt date in PE 107/95.

3.1. Dimensionarea retelei electrice de joasa tensiune

Dimensionarea se realizeaza tinand seama de natura receptoarelor, de regimul normal de functionare a acestora, de incarcarea retelelor de distributie si consta pe de-o parte in determinarea sectiunii conductoarelor pe baza unor criterii tehnice, iar pe de alta parte in verificarea conditiilor economice de functionare a retelelor.

In acest capitol se va analiza doar sectiunea economica, urmand ca cea tehnica sa se ia in discutie in capitolele urmatoare.

3.1.1. Stabilirea sectiunii economice a conductoarelor

Sectiunea economica a unui conductor este sectiunea pentru care se realizeaza un regim de functionare optim economic, corespunzator unor cheltuieli totale minime, pentru linia respectiva, intr-o perioada de functionare data.

Folosind metoda densitatii economice de curent, rezulta urmatoarea relatie de calcul pentru sectiunea economica:

.

Daca , sectiunea economica se va alege prin rotunjire la cea mai apropiata valoare de pe scara standardizata a conductoarelor.

Daca , se calculeaza numarul de cabluri necesare, folosind relatia:

L - lungimea totala a liniei;

l - lungimea tronsonului;

I - curentul de tronson.

Pentru fiecare consumator se calculeaza curentul corespunzator puterii sale, dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate in functie de numarul de consumatori de pe bucla

j - factor de putere: cosj

U_n - tensiunea nominala: U_n = 0,4 kV.

In tabelul 9 se trec pentru fiecare consumator: puterea activa de calcul, coeficientul de simultaneitate si curentul corespunzator.

Bucla /Linia

Consumator

Puterea activa de calcul

P_c [kW]

Coeficientul de simultaneitate

K_s

Curentul

I[A]

X_1-2

A

0,6 555b14f

B

0,6 555b14f

C

0,6 555b14f

D

0,6 555b14f

E

0,6 555b14f

F

0,6 555b14f

X_3-4

G

0,6 555b14f 5

H

0,6 555b14f 5

I

0,6 555b14f 5

X_5-6

J

0,6 555b14f 5

K

0,6 555b14f 5

L

0,6 555b14f 5

X_7-8

M

0,6 555b14f

N

0,6 555b14f

O

0,6 555b14f

P

0,6 555b14f

Q

0,6 555b14f

R

0,6 555b14f

Y_1-2

G^'

0,6 555b14f 5

H^'

0,6 555b14f 5

I^'

0,6 555b14f 5

Y_3-4

J^'

0,6 555b14f 5

K^'

0,6 555b14f 5

L^'

0,6 555b14f 5

X₉

Complex comercial

X₁₀

Banca

Y₅

Benzinarie

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei X_1-2

Pe linia X_1-2 se alimenteaza vilele: D, A, B, C, F, E.

141,086A 104,463A 89,746A 73,746A 50,6 555b14f 53A 22,512A

X_{1 160m 30m 42,5m 45m 35m 50m 189m} X₂

D A B C F E

36,623A 14,665A 16,052A 23,093A 28,141A 22,512A

Curentul maxim pe linie este:

Sarcina maxima se atinge timp de aproximativ 4h/zi seara, in cazul consumatorilor casnici. Durata de utilizare la sarcina maxima este:

Densitatea economica de curent corespunzatoare lui , conform tabelelor (Indrumare de calcul si proiectare - Linii electrice subterane 1-220 kV) este:

Sectiunea economica de calcul a conductorului este:

Deoarece , din scara standardizata a conductoarelor se alege sectiunea economica: , deci tipul cablului va fi: ACYABY (3x150+70)mm².

A - conductor de aluminiu;

Y - izolatie cu manta de PVC.

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei X_3-4

Pe linia X_3-4 se alimenteaza vilele: G, H, I.

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei X_5-6

Pe linia X_5-6 se alimenteaza vilele: J, K, L.

X₅ 146,848A 88,882A 42,509A X₆

197m    67m 69m 242m

J K L

57,966A 46,373A 42,509A

Curentul maxim pe linie este:

Densitatea economica de curent este:

Sectiunea economica de calcul a conductorului este:

Deoarece S_ec > S_max, se calculeaza numarul de conductoare ale unei faze:

Pentru ca este indeplinita conditia: , se va folosi un singur conductor pe faza, deci N_c = 1.

S_ec=150mm². Tipul cablului este ACYABY (3x150+70)mm².

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei X_7-8

Pe linia X_7-8 se alimenteaza vilele: M, N, O, P, Q, R.

X₇ 124,365A 111,523A 86,761A 61,999A 37,604A 12,824A X₈

132m 32m 30m 27m 31m 37m 69m

M N O P Q R

12,842A 24,762A 24,395A 34,395A 24,762A 12,842A

Curentul maxim pe linie este:

Densitatea economica de curent este:

Sectiunea economica de calcul a conductorului este:

Deoarece S_ec < S_max, se alege din scara sectiunilor standardizate S_ec=150mm², deci tipul cablului este: ACYABY (3x150+70)mm².

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei Y_1-2

Pe linia Y_1-2 se alimenteaza vilele: G', H', I'.

Y₁ ^{157,251A 105,726A 44,414A} Y₂

304m 48m 39m 198m

G' H' I'

51,525A 61,315A 44,441A

Curentul maxim pe linie este:

Densitatea economica de curent este:

Sectiunea economica de calcul a conductorului este:

Deoarece S_ec>S_max, se calculeaza numarul de conductoare ale unei faze.

Pentru ca este indeplinita conditia: N_c1,41, se va folosi un singur conductor pe faza, deci N_c=1.

Sectiunea economica a conductorului se alege din scara sectiunilor standardizate ca fiind: S_ec=150mm².

Tipul cablului este: ACYABY (3x150+70)mm².

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei Y_3-4

Pe linia Y_3-4 se alimenteaza vilele: J', K', L'.

Y₃ 146,848A 88,882A 42,509A Y₄

313m 41,5m 47m 398m

^{J' K' L'}

^{57,966A 46,373A 42,509A}

Curentul maxim pe linie este :

Densitatea economica de curent este:

Sectiunea economica de calcul a conductorului este:

Deoarece , se calculeaza numarul de conductoare ale unei faze.

Pentru ca este indeplinita conditia: , se va folosi un singur conductor pe faza, deci .

Sectiunea economica a conductorului se alege din scara sectiunilor standardizate ca fiind: .

Tipul cablului este:ACYABY(3x150+70)mm².

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei X₉

Pe linia X₉ se alimenteaza complexul comercial, care are o rezervare 100%, deci puterea sa este furnizata pe doua cai plecand de pe cele doua tablouri ale postului de transformare PT1. Dimensionarea cablului se face pentru toata puterea ceruta de consumator deoarece in caz de avarie acesta va fi alimentat pe un singur cablu.

Curentul maxim pe linie este:

Densitatea economica de curent este aleasa in functie de durata de utilizare la sarcina maxima anuala:deoarece sarcuna maxima se atinge aproximativ 6h/zi in cazul acestui abonat

Sectiunea economica de calcul a conductorului este:

Deoarece , se calculeaza numarul de conductoare ale unei faze.

Pentru ca este indeplinita conditia:, se va folosi un singur conductor pe faza, deci N_C=1.

Sectiunea economica a conductorului se alege din scara sectiunilor standardizate ca fiind: S_ec=150mm²

Tipul cablului este: ACYABY(3*150+70)mm²

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei X₁₀

Pe linia X₁₀ se alimenteaza banca, ea fiind alimentata pe doua cai deoarece are rezervare 100%. Dimensionarea cablului se face pentru toata puterea necesara consumatorului deoarece, in caz de avarie, alimentarea se face pe un singur cablu.

Curentul maxim pe linie este:

Calculul sectiunii economice a conductoarelor liniei Y5

Pe linia Y5 se alimenteaza benzinaria, pentru care nu se asigura rezervare.

Curentul maxim pe linie este:

Densitatea economica de curent se alege in functie de durata de utilizare la sarcina maxima anuala, T_SM = 2700h/an, deci valoarea acesteia este:

j_ec = 0,6 555b14f 1A/mm²

Sectiunea economica de calcul este:

Deoarece S_ec>S_max, se calculeaza numarul de conductoare ale unei faze:

Pentru ca este indeplinita conditia: , se poate folosi un singur conductor pe faza, deci N_c=1.

Sectiunea ecnomica a conductorului se alege din scara sectiunilor standardizate ca fiind: S_ec = 150mm².

Tipul cablului este: ACYABY(3x150+70)mm².

3.1.2. Determinarea sectiunii conductoarelor in practica

In cazul unei retele buclate cu functionare radiala se va folosi pe toata lungimea liniei acelasi tip de cablu, deoarece se incarca o uniformizare a retelei de joasa tensiune.

Sectiunea conductorului se determina conform I₇,in functie de curentul pe care trebuie sa-l transporte acesta.

Se folosesc cabluri cu conductoare de Al, cu izolatie de PVC, montate in tub. Se alege Al ca material al conductoarelor deoarece este mult mai eftin, chiar daca conductivitatea electrica si rezistenta mecanica ale cuprului sunt mult mai bune, dar pretul lui este foarte ridicat.

F.D.F.E foloseste cabluri cu conductoare de Al si sectiunea maxima de 150mm², care teoretic este proiectat sa reziste la un curent de 200A, dar in realitate trebuie solicitat doar la un curent de 150A, pentru o crestere a sigurantei in alimentare cu energie electrica.

Curentul ce trece prin cablu se determina cu relatia:

U_n-tensiunea nominala pe j.t.: U_n=0,4kV;

- factorul de putere: ;

P_c - puterea activa de calcul dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate.

Calculul sectiunii conductoarelor liniei X_1-2

Pe linia X_1-2 se alimenteaza vilele: D,A,B,C,F,E.

Puterea activa de calcul a vilelor dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate este:

P_C=85,425kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte cablul este:

Sectiunea conductorului se alege din I₇, astfel incat sa corespunda unui curent mai mare decat cel rezultat din calcule, pentru ca acesta sa poata face fata si la o putere mai mare in cazul unei extinderi a retelei.

S=150mm²,

Tipul cablului este:ACYABY(3x150+70)mm².

Calculul sectiunii conductoarelor liniei X_3-4 .

Pe linia X_3-4 se alimenteaza vilele: G,H,I.

Puterea activa de calcul a vilelor dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate este:

P_c=95,238kW.

Curentul pe care sa-l transporte cablul este:

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului, se alege: S=150mm².

Tipul cablului este:ACYABY(3x150+70)mm²

Calculul sectiunii conductoarelor liniei X_5-6

Pe linia X_5-6 se alimenteaza vilele: J,K,L.

Puterea activa de calcul a vilelor dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate este: P_c=88,92.

Curentul pe care trebuie sa-l teansporte cablul este:

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului, se alege: S=150mm².

Tipul cablului este: ACYABY(3x150+70)mm²

Calculul sectiunii conductoarelor liniei X_7-8

Pe linia X_7-8 se alimenteaza vilele: M,N,O,P,Q,R.

Puterea activa de calcul a vilelor dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate este: P_c=75,444A

Curentul pe care trebuie sa-l transporte cablul este:

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului, se alege: S=95mm². Tinand cont de faptul ca in cazul abonatilor casnici este posibila o extindere a relatiei in viitor si ca pe joasa tensiune din posturile de transformare ale S.D.B. pleaca in general cabluri de sectiune S=150mm², se va folosi tot un cablu de tip: ACYABY(3x150+70)mm². Daca s-ar folosi un cablu de sectiune mica, corespunzatoare curentului calculat, acesta nu ar rezista la un curent mai mare datorat aparitiei unor noi consumatori, caz in care se impune schimbarea cablului cu unul de sectiune mai mare, aceasta solutie nefiind convenabila din punct de vedere economic.

Tipul cablului este ACYABY(3x150+70)mm².

Calculul sectiunii conductoarelor liniei Y_1-2

Pe linia Y_1-2 se alimenteaza vilele: G^',H^',L^'.

Puterea activa de calcul a vilelor dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate este: P=95,238kW

Curentul pe care trebuie sa-l teansporte cablul este:

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului, se alege: S=150mm².

Tipul cablului este:ACYABY(3x150+70)mm²

Calculul sectiunii conductoarelor liniei Y_3-4

Pe linia Y_3-4 se alimenteaza vilele: J',K',L'.

Puterea activa de calcul a vilelor dupa aplicarea coeficientului de simultaneitate este: P=88,92kW

Curentul pe care trebuie sa-l teansporte cablul este:

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului, se alege: S=150mm².

Tipul cablului este:ACYABY(3x150+70)mm².

Calculul sectiunii conductoarelor liniei X₉

Pe linia X₉ se alimenteaza complexul comercial, direct din tablourile postului de transformare PT₁, pe doua cai.

Puterea activa de calcul este: P=80kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte cablul, se calculeaza pentru intreaga putere ceruta de consumator deoarece, in caz de avarie,alimentarea se face pe un singur cablu.

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului impusa de o eventuala extindere se alege: S=150mm².

Tipul cablului este:ACYABY(3x150+70)mm².

Complexul comercial este format din mai multe magazine, care vor fi alimentate prin coloane din nisa.

Coloanele trebuie dimensionate asemenea cablurilor, cu deosebirea ca acestea au 5 conductoare: 3 faze, un nul de lucru si un nul de protectie. Nulul de lucru este din Al, iar pentru nulul de protectie se foloseste Cu.

a). Calculul sectiunii conductoarelor pentru coloana prin care se alimenteaza alimentara si macelaria.

Puterea activa de calcul este:

P_c=35kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte este:

Sectiunea conductoarelor este:

S=35mm²

Tipul coloanei este: ACYABY(3x35+16)mm²+FY16mm².

b). Calculul sectiunii conductoarelor pentru coloana prin care se alimenteaza casa de moda.

Puterea activa de calcul este:

P_c=15kV

Curentul pe care trebuie sa-l suporte coloana este:

Sectiunea conductoarelor este:

S=10mm²

Tipul coloanei este: ACYABY(3x10+6)mm²+FY6mm².

c).Calculul sectiunii conductoarelor pentru coloana prin care se alimenteaza magazinul de chimicale.

Puterea activa de calcul este:

Pc=8kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte coloana este:

Sectiunea conductoarelor este:

S=4mm²

Tipul coloanei este: ACYABY(3x4+2,5)mm²+FY2,5mm².

d.) Calculul sectiunii conductoarelor pentru coloana prin care se alimenteaza sala Internet-Caffe.

Puterea activa de calcul este:

P_c=4kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte coloana este:

Sectiunea conductoarelor este:

S=2,5mm²

Tipul coloanei este: ACYABY(3x2,5+1,5)mm²+FY1,5mm².

e). Calculul sectiunii conductoarelor pentru coloana prin care se alimenteaza coaforul.

Puterea activa de calcul este:

P_c=10kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte coloana este:

Sectiunea conductoarelor este:

S=6mm²

Tipul coloanei este: ACYABY(3x6+4)mm²+FY4mm².

f). Calculul sectiunii conductoarelor pentru coloana prin care se alimenteaza magazinul de electrice.

Puterea activa de calcul este:

P_c=8kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte coloana este:

Sectiunea conductoarelor este:

S=4mm²

Tipul coloanei este: ACYABY(3x4+2,5)mm²+FY2,5mm².

Calculul sectiunii conductoarelor liniei X₁₀

Pe linia X₁₀ se alimenteaza banca, direct din tablourile postului de transformare PT₁, pe doua cai.

Puterea activa de calcul este: P=120kW

Curentul pe care trebuie sa-l suporte cablul, se calculeaza pentru intreaga putere ceruta de consumator deoarece, in caz de avarie,alimentarea se face pe o singura cale, deci curentul va fi de doua ori mai mare decat in cazul functionarii in conditi normale.

Teoretic se poate folosi un cablu de tip ACYABY(3x150+70)mm², dar practic acesta nu poate suporta decat 150A. De aceea este necesar sa se foloseasca doua conductoare pe faza, dar de sectiune mai mica.

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului impusa de o eventuala extindere se alege: S=120mm².

Tipul cablului este:ACYABY(3x120+70)mm².

Calculul sectiunii conductoarelor liniei Y₅

Pe linia Y₅ se alimenteaza benzinaria, direct din postul de transformare PT₂, printr-un singur cablu, fara sa i se asigure rezervare.

Puterea activa de calcul este: P=60kW.

Curentul pe care trebuie sa-l suporte cablul este:

Sectiunea conductoarelor corespunzatoare curentului calculat tinand cont de o supradimensionare a cablului se alege: S=70mm².

Tipul cablului este:ACYABY(3x70+35)mm².

Tipurile de cabluri rezultate in urma calculului de determinare a sectiunii economice si a celui de determinare a sectiunii conductoarelor in practica, sunt expuse in tabelul 10.

Tabelul 10

Dintre cele doua solutii se alege tipul de cablu ale carui conductoare au sectiunea mai mare. Urmeaza sa se verifice sectiunea conductoarelor din punct de vedere al caderilor de tensiune si al incalzirii maxime admise.

3.1.3. Dimensionarea barelor

Barele sunt folosite pentru a creste siguranta in alimentare, ele avand o rezistenta mecanica mai mare decat cea a cablurilor.

Se folosesc bare de aluminiu, dreptunghiulare si vopsite.

In locul acestora se pot folosi coloane de cupru, ele avand o siguranta mai mare in exploatare, dar se prefera varianta cu bare de Al pentru ca, in caz de defect, ele se pot inlocui imediat, fiind usor de procurat.

Barele se aleg in functie de intensitatea curentului de care vor fi parcurse.

Inainte de stabilirea curentului maxim admis in bare, valorile din tabel (date pentru: temperatura mediului ambiant de +25⁰C, altitudinea maxima de 1000m, montaj pe muchie de distanta una de alta, pe traseu orizontal si vertical) vor fi conectate, functie de alte conditii de pozare, prin inmultirea lor cu un coeficient:

unde: k₁ - corectia de temperatura a mediului ambiant;

k₂ - corectia de racire artificiala;

k₃ - corectia la montarea barelor pe lat;

k₄ - corectia de traseu vertical mai lung de 3 m;

k₅ - corectia de altitudine mai mare de 1000 m;

k₆ - corectia pentru bare nevopsite;

k₇ - corectia functiei de numarul de bare pe pol (aplicata numai barele de otel).

Valorile pentru corectii si sectiunea barelor se gasesc in tabele in "Agenda electricianului "- E. Pietreanu

Pentru tipul de bara folosit, indiferent de sectiune, valorile corectiilor sunt:

k₂=1 - racirea se face artificial in cazul postului de transformare suprateran, iar k₂ se ia in discutie doar in cazul racirii fortate;

k₄=0,85 - toate barele folosite au lungimea mai mare de 3 m;

k₅=1 - Bucurestiul este situat la o altitudine mai mica de 1000 m;

k₆=1 - barele utilizate sunt vopsite;

K₇=1 - barele folosite sunt de aluminiu, iar k₇ se aplica doar barelor de otel.

In cazul de fata se constata o reducere a relatiei de calcul a coeficientului cu care se corecteaza curentul ce strabate barele, astfel:

Dimensionarea barelor de legatura intre transformatoare si tablourile de joasa tensiune ale posturilor PT1 si PT2

In ambele posturi de transformare se foloseste acelasi tip de bare deoarece transformatoarele cu care sunt echipate acestea sunt identice: TTU - AI - 630kVA(10(20)/0,4kV).

Coeficientul de corectie k_b va fi acelasi pentru ambele posturi, valoarea sa depinzand de corectiile k₁ si k₂.

Corectia de temperatura a mediului ambiant se alege din tabel pentru,

q=45⁰C

k₁=0,75

Corectia la montarea barelor pe lat este:

k₃=0,9

Curentul corespunzator puterii transformatorului este:

Curentului rezultat din calcul I se aplica corectia k_b, acesta fiind curentul maxim la care trebuie sa reziste bara. In primul an de exploatare a transformatorului, curentul va fi mai mic deoarece incarcarea acestuia rezulta din calcule nu depaseste 50%.

In cazul unei posibile extinderi a retelei, cand transformatorul va functiona cu o incarcare aproape de 100%, barele trebuie sa reziste solicitarilor, de aceea dimensonarea se face in cele mai defavorabile conditii.

In functie de acest curent I_b, se alege sectiunea unei bare, conform tabelului:

Acest tip de bara, , poate rezista pana la o intensitate a curentului electric de 1815A, deci transformatoarele pot functiona si supraincarcate, din acest considerent.

Dimensionarea barelor de derivatie catre centrala telefonica

Coeficientul de corectie k_b este acelasi ca mai sus:

Puterea activa de calcul pentru care se calculeaza curentul este:

Curentul rezultat dupa aplicarea corectiei k_b este:

In functie de acest curent I_b, se alege sectiunea unei bare, conform tabelului

S= (50x10)mm²

Acest tip de bara, Al (100x10)mm², poate rezista pana la o intensitate a curentului electric de 975A.

3.2. Dimensionarea retelei electrice de medie tensiune

Reteaua de medie tensiune este reprezentata in plansa 2 si are o distributie in bucla cu functionare radiala. Cablul folosit va fi de acelasi tip pe toata lungimea buclei. In cazul unei distributii radiale, sectiunea cablului variaza pe fiecare tronson, scazand odata cu puterea. In cazul de fata pe bucla se practica o separatie convenabil pozitionata din punct de vedere economic si electric, alimentarea facandu-se in regim permanent de functionare pe doua cai, o parte din posturi se alimenteaza pe o cale si restul posturilor pe cealalta cale.

In cazul cel mai grav de avarie, defectul este inlaturat si toti consumatorii vor fi alimentati pe o singura cale, deci cablul trebuie sa reziste si la puteri mai mari decat cele caracteristice regimului permanent de functionare. In Bucuresti, in general se foloseste cablu de sectiune 150mm², chiar daca puterea posturilor alimentate pe bucla este suportata de un cablu cu sectiune mai mica deorece se are in vedere posibilitatea aparitiei unor posturi, care trebuie racordate la aceeasi bucla. Astfel cablul va face fata acestei cresteri de puteri, deci nu va fi necesara o inlocuirea lui cu unul performant (sectiune mai mare).

Dintr-o statie de transformare 110/10kV se alimenteaza posturile PT1, PT2, din bucle diferite.

3.2.1. Stabilirea sectiunii economice a conductoarelor

Se foloseste metoda densitatii economice de curent, de unde rezulta pentru sectiunea economica urmatoarea relatie:

K_c - coeficient de corectie, K_c = 1;

I_M - sarcina maxima de calcul;

j_ec - valoarea normata a densitatii economice de curent pe linia considerata.

Pentru determinarea sectiunii economice a conductoarelor de aluminiu monofazate de medie tensiune, cu izolatie XLPE, valorile densitatii economice de curent se gasesc in tabele (Linii electrice subterane 1-220kV - Indrumar de calcul si proiectare - G. Ionita) in functie de durata de utilizare a sarcinii maxime anuale, iar sectiunea maxima pentru acest tip de cablu este: S_M=150mm².

Daca , solutia constructiva se va determina prin rotunjirea (in plus sau in minus) sectiunii economice de calcul la valoarea cea mai apropiata, pe scara standardelor, a conductoarelor.

Daca , se calculeaza numarul de cabluri necesare folosind relatia:

Se alege: , daca ;

, daca .

Daca N_c>2,5, N se alege prin rotunjirea lui N_c la cel mai apropiat numar intreg. Sectiunea economica totala pe faza va fi realizata cu N conductoare de sectiune S, adica S_ec=SxN.

Pentru calculul sectiunii economice trebuie sa se cunoasca curentul maxim pe linie, in conditiile in care sarcina maxima nu variaza in decursul perioadei de analiza fata de sarcina din primul an.

Curentul maxim pe linie este dat de relatia:

Pentru fiecare post de transformare se calculeaza curentul corespunzator puterii totale cerute de abonatii alimentati din acesta.

Exemplu de calcul:

Pentru postul PT3 se cunosc:

Ø      puterea activa de calcul: P_c=217,391kW;

Ø      factorul de putere: cosj

Ø      tensiunea nominala: U_n=10kV.

Curentul este:

In acelasi mod se calculeaza curentul pentru fiecare post de transformare, iar rezultatele sunt date in tabelul 11.

Tabelul 11

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei a-b

Pe linia a-b se alimenteaza posturile de transformare PT3, PT4, PT1, PT5 si PT6.

a 102,831A 89,189A 68,301A 32,24A 12,066A b

375m 427m 251m 392m 230m 361m

PT3 PT4 PT1 PT5 PT6

13,642A 20,888A 36,061A 20,174A 12,066A

Curentul maxim pe linie este:

Durata maxima de functionare la sarcina maxima este:

T_SM=4700h/an

Densitatea economica de curent este:

j_ec=0,43A/mm²

Sectiunea economica a conductoarelor este:

Deoarece S_ec>S_max, se calculeaza numarul de conductoare ale unei faze.

Pentru ca este indeplinita conditia: , se foloseste un singur conductor pe faza, deci N_c=1.

Sectiunea economica a conductorului se alege din scara sectiunilor standardizate ca fiind: S_ec=150mm².

Cablul este de 20kV, monofazat, cu izolatie XLPE (3x1x150)mm², cu conductoare de aluminiu.

Polietilena reticulara XLPE este un material izolant foarte bun, avand o rezistenta de izolatie ridicata, permitivitate si pierderi ale dielectricului.

Calculul sectiunii economice pentru conductoarele liniei c-d

Pe linia c-d se alimenteaza posturile de transformare PT7, PT8, PT2 si PT9.

c 86,974A 73,59A 61,962A 30,324A d

PT7 PT8 PT2 PT9

13,384A 11,628A 31,638A 30,324A

Curentul maxim pe linie este:

Durata de functionare la sarcina maxima este:

T_SM=5000h/an

Densitatea economica de curent este:

j_ec=0,41A/mm²

Sectiunea economica a conductoarelor este:

Deoarece S_ec>S_max, se calculeaza numarul de conductoare ale unei faze.

Pentru ca este indeplinita conditia: Pentru ca este indeplinita conditia: , se foloseste un singur conductor pe faza, deci N_c=1.

Sectiunea economica a conductorului se alege din scara sectiunilor standardizate ca fiind: S_ec=150mm².

Cablul este de 20kV, monofazat, cu izolatie XLPE (3x1x150)mm², cu conductoare de aluminiu.

3.2.2. Determinarea sectiunii conductoarelor in practica

Sectiunea conductoarelor se determina in functie de suma curentilor corespunzatori puterii aparente a fiecarui transformator. Din I₇ se alege sectiunea conductoarelor pe medie tensiune tinandu-se seama de curentul care-l strabate in cele mai nefavorabile conditii.

Calculul sectiunii conductoarelor liniei a-b

Pe linia a-b se alimenteaza posturile: PT3, PT4, PT1, PT5, PT6.

Postul PT3 este echipat cu un transformator de putere aparenta S_nT=250kVA, careia ii corespunde curentul:

U_n - tensiunea nominala: U_n=10kV;

Postul PT4 este echipat cu un transformator de putere aparenta S_nT=400kVA, careia ii corespunde curentul:

Postul PT1 este echipat cu doua transformatoare de putere aparenta S_nT=630kVA, careia ii corespunde curentul:

Postul PT5 este echipat cu un tranformator de putere aparenta S_nT=400kVA, careia ii corespunde curentul:

Postul PT6 este echipat cu un tranformator de putere aparenta S_nT=250kVA, careia ii corespunde curentul:

Curentul ce trebuie suportat de cablul de medie tensiune in cazul incarcarii transformatoarelor 100% este:

In functie de acest curent calculat tinandu-se seama de o posibila extindere a retelei electrice, sectiunea conductoarelor este: S=150mm².

Cablul este de 20kV, monofazat cu izolatie XLPE (3x1x150)mm², cu conductoare de aluminiu.

Postul PT7 este echipat cu un transformator de putere aparenta S_nT=250kVA, careia ii corespunde curentul:

Postul PT8 este echipat cu un transformator de putere aparenta S_nT=250kVA, careia ii corespunde curentul:

Postul PT2 este echipat cu doua transformatoare de putere aparenta S_nT=630kVA, careia ii corespunde curentul:

Postul PT9 este echipat cu doua transformatoare de putere aparenta S_nT=630kVA, careia ii corespunde curentul:

Curentul maxim ce strabate cablul de medie tensiune este:

In functie de acest curent absorbit de cablu tinand seama de posibilitatea construirii de noi posturi in zona, care trebuie alimentate pe bucla d-c, sectiunea conductoarelor este:

Cablul este de 20kV, monofazat cu izolatie XLPE (mm², cu conductoare de aluminiu.

Intre celulele de transformator si transformatoare (TTU-Al-630kVA), legatura se face mereu printr-un cablu de 20kV, cu izolatie XLPE(3x1x120)mm², cu conductoare de aluminiu.