Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload




























PROIECT LA RETELE ELECTRICE

tehnica mecanica




UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI COLEGIU TDEE

FACULTATEA ENERGETICA

CATEDRA ELECTROENERGETICA


















PROIECT

LA

RETELE ELECTRICE
















Cuprins:



Dimensionarea posturilor de transformare.

Dimensionarea tromsoanelor de medie tensiune.

Alegerea sectiunii economice.

Alegerea sectiunii tehnice.

Schema echivalenta a retelei de distributie.

Calculul regimului de functionare prin utilizarea metodei de tip "ascendent-descendent".

Compensarea puterii reactive la factorul de putere neutral.

Eficienta economica a compensarii puterii reactive.

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 īntre medie si joasa tensiune alimentānd consumatorii.

Statie de transformare - transformator ce face legatura īntre foarte īnalta tensiune si īnalta tensiune,sau īnalta tensiune si medie tensiune.



Caracteristicile consumatorilor si lungimile tronsoanelor liniilor de medie tensiune sunt prezentate īn tabelul 1.

P.T.

S kVA

p kW

q kVAr

l km

cosj




















Pentru postul de transformare PT1

Si = pi +jqi

cosj j = arccos 0.83 j

tg j = q1 = p1 tg j

tg j q1 =630 0.672 = 423.4 kVAr

s1 = = = 759.03 kVA


Pentru postul de transformare PT2:

cosj j = arccos 0.82 j

tg j = q2 =p2 tg j 0.684 = 1245.1 kVAr

s2 = = 2205.1 kVA


Pentru postul de transformare PT3:

cosj j = arccos 0.91 j

tg j = q3 = p3 tg j 0.46 = 239.2 kVAr

s3 = = 576.9 kVA.


Dimensionarea posturilor dr transformare consta īn stabilirea puterii nominale aparente a transformatoarelor si a numarului acestora pentru fiecare post de transformare. Se vor folosi transformatoare trifazate cu doua īnfasurari cu bobinaje din Aluminiu , de tip TTU - NL. Puterile nominale fac parte dintr-o progresie geometrica cu ratia

Scara domenilor transformatoarelor produse īn Romānia : 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 īn vedere urmatoarele :

gradul de siguranta al utilizatorului;

putere maxima aparenta ceruta de consumator īn primul an de functionare sM ;

durata de utilizare a puterii maxime anuale : TSM.

Se considera ca puterea maxima ceruta īn primul an nu se modifica īn anii urmatori.

TSM multiplu de 1000.


Tabel 2


Sn

[kVA]

TSM [h/an]

TSM


























TSM = 4150 +60 8 = 4630 h/an.


Īn cazul īn care TSM este diferit de multiplu de 1000 pentru determinarea domeniului de īncarcare 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



Īn 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 transformator



Calculul parametrilor transformatoarelor


Parametrii nominali ai transformatoarelor folosite īn 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


DPsc

kW

DPo,nom

kW


















Aceste transformatoare au Un =20/0.4 kV.

Pentru reprezentarea transformatoarelor din punctele de transformare se utilizeaza schema echivalenta īn G 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 mW

ZT = = = 9.6 mW

XT = = = 9.35 mW

ZPT = RT + jXT = ( 2.16 + j9.35 ) mW

GT = = = 6.75 ms

YT = ms

BT = = = 49.5 ms

YPT = (6.75 - j49.5) ms

N =



Pentru postul de transformare PT 2 :

Sn = 2 1600 kVA

Z1 = Z2

ZPT = ; YPT = 2YT

RT = mW




ZT = mW

XT = mW

ZPT = RT + jXT = (1.2 + j5.9) mW = (0.6 +j2.95 ) mW

YT = ms

GT = ms

BT = ms

YT = 2 ( 10 - j67.1 ) = 2YT = (20 - j134.2 ) ms

N =



2. Dimensionarea tronsoanelor de medie tensiune .


Prin aceasta se urmareste stabilirea sectiunii conductoarelor pe fiecare faza si a numarului de circuite īn 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 ) ;


Īn vederea alegerii sectiunii conductoarelor se calculeaza circulatia de puteri īn posturile de transformare si se determina curentii pe barele de medie tensiune ale posturilor de transformare.


DPPT =n DPnom +

DSPT = DPPT + jDQPT


DQPT = n


Pentru postul de transformare PT 1 :

Sn = 1000 kVA

a =

DPpt = 1*2.7 + kW

DQpt =1* kVAr

DSpt = ( 10.5 + j54.7 ) kVA


Pentru postul de transformare PT 2 :

a =

DPpt = 2*4.35 + kW

DQpt = 2* kVAr

DSpt = ( 27.6 + j145.8 ) kVA


Pentru postul de transformare PT 3:

Sn = 1000 kVA

a =



DPpt = 1*2.7 + kW

DQpt 1* kVAr

DSpt = ( 7.6 + j41.6 ) kVA.

s' = s +DSpt


PT

DSpt [ kVA ]


10.5 + j 54.7




27.6 + j 145.8


7.6 + j41.6


s'pt1 = (630 + j 423.4 ) + ( 10.5 + j 54.7 ) = ( 640.5 + j 478.1 ) kVA

s'pt2 = ( 1820 + j 1245.1 ) + ( 27.6 + j 145.8 ) = (1847.6 + j 1391 ) kVA

s'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 īn curenti :



i'k =

i' =


i1' = A


i2' = A


i3' = A


Prin aplicarea teoremei I Kircckof succesiv īn 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 īn instalatii electrice de distributie pe 1÷ 110 kV.Īn 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




LEA




LEC





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. = A



scec = mm2


3. Se alege ca sectiune a conductoarelor sectiunea standardizata,imediat superioara valorii scec.

Conform tabelului se alege scec = 95mm2.

snom [mm2]







4. Se calculeaza numarul optim de calcul al circuitelor īn 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



LEC




Nc =

Deoarece NC < 1.41 rezulta un singur circuit 1 95mm2 sec = 1 95mm2


2.2 Alegerea sectiunii tehnice.


Se utilizeaza criteriul īncalzirii īn 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 īn functie de rezistivitatea termica a solului ( conditii normate rt

k2 - coeficient de corectie īn functie de numarul de cabluri pozate alaturat. (pentru n = 1 k2 = 1);

k3 - coeficient de corectie īn functie de temperatura solului (pentru t = 20 C k3 = 1 ).


Considerānd conditii normate de pozare ( rt 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 īn functie de sectiunea nominala Iadm = f (snom) si se cauta prima valoare a lui Iadm>Imax; Imax = 1.


Parametrii LEC :



sn [mm2]

r0 [W/km]

x0 [W/km]

b0 [ms/km]

Iadm [A]



























Imax = I1 =107.1 A

k1 = k2 = k3 = 1.

st 50 mm2

sec = 1 95 mm2

st = 1 50 mm2 s = 1 95 mm2.


2.3 Schema echivalenta a retelei de distributie.


Pentru reprezentarea liniilor electrice se foloseste schema echivalenta īn P,iar pentru reprezentarea posturilor de transformare se foloseste schema echivalenta īn G



Cap. III Calculul regimului de functionare prin utilizarea metodei de tip "ascendent - descendent".


Īn urma proiectarii retelei electrice este necesara verificarea functionarii.Se impune respectarea urmatoarelor restrictii : I<Iadm pentru fiecare tronson al liniei electrice,si DU<DUadm pentru cele trei tronsoanele de linie.

Calculul regimului permanent urmareste determinarea marimilor de stare necunoscute,asociate nodurilor si laturilor retelelei.

La nivelul nodurilor se cunoaste tensiunea nodului de alimentare (A) si se determina tensiunile la consumatori.La nivelul laturilor nu se cunosc curentii prin acestea. Ţinānd seama de caracterul arborescent al retelei de distributie,pentru calculul regimului permanent se utilizeaza metoda de tip ascendent - descendent. Īn cazul reprezentarii consumatorilor prin puteri complexe constante (s=ct) pentru calculul regimului permanent este necesara efectuarea mai multor iteratii.La fiecare iteratie se parcurg urmatoarele etape : a) etapa ascendent,īn care se pleaca de la nodul consumator cel mai īndepartat de nodul sursa si se merge catre nodul sursa calculānd circulatia de puteri.

b) etapa descendent,īn care plecānd de la nodul sursa si mergānd pāna la cel mai īndepartat nod consumator se calculeaza caderile de tensiune pe laturi si respectiv tensiunile la noduri.

La īnceputului calcului iterativ tensiunile la nodurile consumatoare se initializeaza cu valoarea tensiunii nodului sursa : UA. Pentru simplificare se considera doar tronsoanele de medie tensiune ale retelei considerānd puterile pe barele de medie tensiune ale postului de transformare calculate anterior.


Calculul parametrilor liniei :



UA = 21 kV

r0 = 0,370 [W/km faza]

x0 = 0,098 [W/km faza]

b0 = 58 [mS/km faza]

z1 = R1 + jX1 = r0l1 + jx0l1 = 0,370 1,5 + j0,098 1,5 = (0,56 + j0,15) W

z2 = R2 + jX2 = r0l2 + jx0l2 = 0,370 1,8 + j0,098 1,8 = (0,67 + j0,18) W

z3 = R3 + jX3 = r0l3 + jx0l3 = 0,370 3,42 + j0,098 3,42 = (1,27 + j0,34) W

B1 = b0l1 = 58 mS

B2 = b0l2 = 58 mS

B3 = b0l3 = 58 mS


. Initializarea tensiunilor la noduri :

U1o = U2o = U3o = UA = (21 + j0) kV










Etapa ascendenta (calculul circulatiei de puteri ) .

SB = s'3 - jQcap33

Qcap33 = kVAr

SB = 532,6 + j280,8 - j43,73 = (532,6 + j237,07) kVA

SC = SB + DS3


DS3 = kVA

SC = 532,6 + j237,07 + 0,97 + j0,26 = (533,6 + j237,3) kVA

SD = SC +s'2 - jQcap32 - jQcap22

Qcap32 = kVAr

Qcap22 = kVAr

SD = 533,6 + j237,3 + 1847,6 + j1391 - j43,73 - j23 = (2381,2 + j1561,6) kVA

SE = SD + DS2


DS2 = Z2

(0,67 + j0,18) 18387,1 = (12319,3 + j3309,6) VA = (12,31 + j3,3) kVA

SE = 2381,2 + j1561,6 + 12,31 + j3,3 =2393,5 + j1565) kVA

SF = SD + s'1 - jQcap21 - jQcap11

Qcap21 = kVAr

Qcap11 = kVAr

SF = 2381,6 + j1561,6 + 640,5 + j478,1 - j23 - j19,18 = (3022,1 + j1998) kVA

SG = SF + DS1

DS1 = Z1 (0,56 + j0,15)

16666,7 + j4464,3 = (16,6 + j4,4) kVA

SA = SG - jQcap1A

Qcap1A = kVAr

SA = 3038,7 + j2002,4 - j19,18 = (3038,7 + j1983,2) kVA

SG = 3022,1 + j1998 + 16,6 + j4,4 = (3038,7 + j2002,4) kVA


.Etapa descendenta (calculul tensiunilor la noduri ).

DUA1 = +

j95,3 - j31,7 = (0,095 - j0,031) kV


U1 =UA - DUA1 = 21 - 0,095 + j0,031 = (20,9 + j0,031) kV U1 =20,9 kV

DU12 = +

j90,2 - j30 = (0,09 - j0,03) kV

U2 = U1 - DU12 = 20,9 + j 0,031 - 0,09 + j0,03 = (20,8 + j0,061) kV U2 = 20

,8 kV

DU23 = +

j (36,5 - j5,8) V = 0,036 - j0,0058) kV

U3 = U2 -DU23 = 20,8 + j0,061 - 0,036 + j0,0058 = (20,7 + j0,066) kV.

Cap IV. Compensarea puterii reactive la factorul de putere neutral.


j =


Pi si Qi - reprezinta componentele puterii complexe a fiecarui receptor al consu-

Matorului;

Wa si Wr - energia activa,respectiv reactiva consumate īntr-un interval de timp.

Consecinte :

- functionarea la un factor de putere redus are urmatoarele consecinte :

a)     cresc caderile de tensiune;

b)    cresc pierderile de putere si energie;

c)     creste valoarea curentului de scurtcircuit;

d)    scade capacitatea de īncarcare a instalatiei cu putere activa.

Compensarea puterii reactive se face īn scopul obtinerii factorului de putere neutral,notat cos jn care reprezinta aceea valoare a factorului de putere la care marii consumatori de energie electrica platesc doar energia activa con-

Sumata.La o valoare a lui cos j < cos jn acesti consumatori platesc pe lānga energia activa si diferenta de energie reactiva pāna la cosjn. Valoarea lui cosjn depinde de nivelul de dezvolatre tehnica si economica al societatii. Pentru Romānia cosjn

Īmbunatatirea factorului de putere se poate face pe mai multe cai , respecti: - prin mijloace naturale;

- prin amplasarea de surse de putere reactiva.

Etapele compensarii puterii reactive prin amplasarea de noi surse de energie reactiva sunt :

Stabilirea puterii ce trebuie compensata :

tg j =

tgjn = Ptgjn

QC = Q - Ptgjn sau QC = P(tgj - tgjn

Alegerea tipului sursei de compensare.Se pot utiliza urmatoarele mijloace de compensare : bateriile de condensatoare, compensa-toarele statice (SVC),compeensatoarele sincrone (motoare sincro-

ne functionānd īn gol).

Utilizarea compensatoarelor sincrone este justificata din punct de vedere economic doar pentru puteri mari respectiv ordinul 10MV

Ar.Īn cadrul proiectului se vor utiliza baterii de condensatoare.Aces-

tea prezinta urmatoarele avantaje :

pierderi de putere mici;

- nu contribuie la cresterea puterii de scurtcircuit;

sunt instalatii relativ simple care nu necesita echipamente complicate pentru functionare si control.

De obicei functioneaza īn trepte.


Stabilirea locului de amplasare a sursei de compensare.

Īn functie de locul de amplasare a sursei de putere reactiva exista urmatoarele posibilitati :

a) Compensarea individuala pe barele de joasa si medie tensiune ale unui consumator;

b) Compensarea de grup pe barele de joasa si medie tensiune īn cazul īn care se alimenteaza mai multi consumatori;

tM = 0.15 TSM = 0.15

tMe = tM + f(TSM - tM) = 694.5 + 0.25(4630 - 694.5) = 1678.4

t = tMe +

t - durata de calcul a pierderilor de energie;

tM - timpul de functionare la sarcina maxima;

tMe - durata echivalenta de functionare.

DEar = (DP + DPinf) t DPo t

DEab = DPb TSM    DErb = DQb TSM

Eas = Eac + DEar + DEab Ercap = Qcap t




tgjs =

Erss = Eas (tgjs - tgjn

tgjscom. =

Ersscomp. = Eascomp.(tgjscomp. - tgjn

Investitii :

Ii = ai + biQbi

ai - investitii independente de marimea bateriei unde intra costul īntreuptoa-

relor si a echipamentelor de protectie.

bi - costul unui kVAr.

ai = 1600000 lei;

bi = 16000000 lei/kVAr

I = (a1 + b1Q1) + (a2 + b2Q2) + (a3 + b3Q3) = (1600000 + 16000000

Cheltuieli totale :

Ceas - costul energiei active de la sistem.

Ceas = cea Eas = 1000

Ceascomp. = cea Eascomp. = 1000

cea = 1000 lei/kWh

Cerss = cers Erss = 100

Cerss = cers Ersscomp. = 100

cers = 100 lei/kVArh

Cīntretinere = 0.11 I = 0.11

Ct = Ceas + Cerss + Cīntr. = 14136087100 + 325130000 + 1346928000 = 15808145100

Ct = Ceascomp. + Cersscomp. + Cīntr. = 14099087100 - 422972610 + 1346928000 =15023042490

Tr - durata de recuperare a investitiei.

Tr = [ani]

Solutii obtinute : - Tr < 0 investitie nerentabila;

- Tr > 0 investitie rentabila (obtin profit).

Investitie rentabila daca Tr


5.Calculul curentilor de scurtcircuit.


Pentru calculul scurcircuitului trifazat se foloseste doar schema de secventa directa :


U1 = 0    I2 = I0 = 0

I1 = Ia = Ib = Ic =


Schema de calcul :



I1 = I2 = I0 =

Ia = I1 + I2 + I0 =

g =


Īn 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 īn 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 īntre acestea. Se aleg ca marimi independente :

Sb = 104 MVA. Īn 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 [W/km]

usc1000 = 6%

usc1600 = 6%

sb = 100 MVA.

ub = 1.05 Un 1.05 20 kV = 21 kV

Ib = kA

X1s = 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 kA

ISC PT1JT = kA


Pentru scurtcircuitul (3) :

Schema echivalenta :


i3 =

Ia = I3 = ib Ib = 5.8 2.75 = 16 kA





Pentru scurtcircuitul (4) :

Schema echivalenta :


i4 = kA

Ia = I4 = i4 Ib = 0.5 137.5 = 69 kA

ISC PT2JT = kVA..


Pentru scurtcircuitul (5) :

Schema echivalenta :



I5 = kA


Ia = I5 = i5 Ib = 4 2.75 = 11 kA




Pentru scurtcircuitul (6) :

Schema echivalenta :


i6 = kA

Ia = I6 = i6 Ib = 0.16 137.5 =22 kA

ISCPT3JT = kA.




Bibliografie :

Poeata Al.,Arie A. etc. : Transportul si distributia energiei electrice - Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1981.

Balaurescu D.,Ieremia M. : Īmbunatatirea factorului de putere - Editura Tehnica Bucuresti 1981.

Rucareanu C. si altii : Linii electrice aeriene si īn cablu - Editura Tehnica Bucuresti 1989.

Iacobesu G.H. si altii : Retele elctrice probleme - Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1977.



Prescriptii energetice :

PE 135/91 - Instructiuni privind determinarea sectiunii economice īn instalatii electrice de distributie pe 1 110 kV.

RE - 3IP 51/2 - 93 : Instructiuni privind stabilirea puterilor nominale economice pentru transformatoarele din posturi.










Document Info


Accesari: 17511
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate




Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2022 )