Calculul si dimensionarea retelelor electrice de repartitie si distributie

CALCULUL SI DIMENSIONAREA RETELELOR ELECTRICE DE REPARTITIE SI DISTRIBUTIE

Principiile de baza ale calculului retelelor electrice de repartitie si distributie

La dimensionarea retelelor electrice de repartitie si distributie trebuie sa se respecte urmatoarele principii :

Planificarea dezvoltarii retelelor electrice de inalta tensiune se face in functie de scopul urmarit, pe etape de studiu, dupa cum urmeaza :

etapa de studiu de la 1 an pana la 5 ani;

- etapa de studio de la 6 ani pana la 15 ani;

- etapa de studiu de la 16 ani pana la 25 de ani;

Studiile cu etape de analiza de la 1 an pana la 5 ani au ca scop analiza concreta a conditiilor de functionare a retelelor electrice in perspectiva urmatorilor 5 ani si stabilirea definitive a retelelor electrice ce urmeaza a fi construite in aceasta perioada, inclusive instalatiile de compensare a puterii reactive, automatica si protectie prin relee.

Studiile de dezvoltare a retelelor electrice cu etapa de analiza de pana la 5 ani sau pana la 15 ani se elaboreaza corelat cu programul de dezvoltare si localizare geografica a consumului si productiei de energie electrica.

Aceste studii au ca scop stabilirea cinceptiei generale si a investitiilor necesare pentru dezvoltarea optima din punct de vedere tehnico- economic a configuratiei retelei electrice, avand in vedere si incadrarea intr-o strategie optima de evolutie pana la 15 ani.

Studiile cu etapa de analiza de la 16 ani pana la 25 de ani stabilesc tendinta de evolutie a cerintelor de retele electrice pentru evidentierea necesitatilor unor noi tipuri de echipamente, a caror realizare necesita un process indelungat de asimilare( noi trepte de tensiuni, plafoane superioare de scurtcircuit etc.). De asemenea, in cadrul acestor studii, in functie de variantele de amplasamente de centrala electrice si de prevederile de evolutie a consumului zonal de energie electrica, se analizeaza solutiile optime de culoare de linii, avandu-se in vedere optimizarea si utilizarea rationala a teritoriului.

Este necesar ca studiile asupra dezvoltarii retelei electrice sa fie periodic reactualizate, in functie de modificarile intervenite asupra premiselor de baza privind resursele energetice, amplasamentele de surse si/ sau consumatori.

Lucrarile necesare in diferite etape se vor stabili corelat cu solutia rezultata pentru etapa de perspective.

Pentru stabilirea solutiei de alimentare se vor analiza mai multe variante, din care sa rezulte varianta optima, pe baza calculelor tehnico-economice, conform PE 011 si PE 135/91.

Instalatiile proiectate trebuie sa satisfaca gradul de siguranta in alimentare, cerute de consumatori.

Se va asigura rezerva necesara in cabluri si transformatoare pentru situatiile de avarie, corespunzator cu schema adoptata.

Liniile de 110 Kv, MT, JT, se dimensioneaza, la functionarea normala, pe baza densitatii enonomice de current, conform normativului PE 135/91, si la functionarea la avarie, in functie de curentul maxim admisibil, cu asigurarea nivelului de tensiune stabilit prin STAS 930/89.

1 Calculul tehnico- economic

Criteriul pentru alegerea solutiei este costul total actualizat minim, calculat conform PE011, si o analiza cost- beneficiu.

De regula, timpul de utilizare a puterii maxime pentru consumatorii alimentati din retelele de distributie publica este T PM= 3500- 4500 h/an, la care corespunde un timp de calcul al pierderilor:

= T PM 10000+ T PM/ 27500 - T PM

Se vor compara economic numai variantele echivalente din punct de vedere ethnic.

La retelele electrice urbane, compararea tehnico- economica se va face numai pentru solutiile care prezinta indicatori de siguranta superiori celor recomandati de PE 013 pentru acest gen de retele.

In cazul obtinerii unor costuri totale actualizate apropiate ca valoare (diferente pana la   5 %) la mai multe variante analizate.

2 Protectiile prin relee, automatizar, telecomanda

La proiectarea retelelor electrice de distributie publica se va avea in vedere asigurare protectiei elementelor constitutive ale acestora, la aparitia urmatoarelor regimuri anormale:

- scurtcircuit intre faze si puneri la pamant;

- suprasarcini;

- supratensiuni.

Proiectarea instalatiilor de protectie prin relee se face conform PE 501.

La proiectarea protectiei prin relee e retelelor electrice de distributie publica se va urmari:

- asigurarea sensibilitatii, in special pentru protectia de rezerva;

- asigurarea selectivitatii intre protectiile montate la diferite niveluri ale instalatiei;

- coordonarea protectiei retelelor de distributie cu protectia instalatiilor din amonte( sistemul de alimentare) si din aval( instalatiile consumatorilor);

- alegerea protectiei corespunzatoare conceptiei de realizare si de functionare a schemei retelelor.

Proiectarea instalatiilor de protectie impotriva supratensiunilor de comunicatie si a supratensiunilor atmosferice se va face conform PE 109.

Statiile de transformare de distributie publica se realizeaza fara personal de exploatare, fiind prevazute cu instalatiile de telemecanica si conducere de la punctual central.

Se va analiza, de la caz la caz, necesitatea prevederii instalatiilor de teleconducere a retelelor de MT si JT.

Pentru aprinderea si stingerea centralizata a iluminatului public se prevad instalatii de telemecanica si de automatizare. Realizare acestor instalatii trebuie facuta astfel, incat pentru arterele centrale sa se creeze posibilitatea reducerii iluminatului in timpul orelor de noapte cu circulatie redusa.

3 Elementele constructive ale

retelelor electrice de repartitie si distributie

Statiile de transformare

Statiile de transformare pentru distributie publica se vor realiza cu partea de 110 kv montata in exterior.

Pentru cazurile bine justificate( ca, de exemplu, lipsa de teren pentru constructia statiei, prezenta unui mediu foarte poluat sau considerente de sistematizare a zonei in care se amplaseaza statia de transformare), se vor alege, pentru solutia constructive, si montaje in interior ale partii de 110 kv din statie sau montaje mixte, in care o parte din instalatii ( transformatoarele ) se monteaza in exterior.

De asemenea, in cazuri identice cu cele aratate mai inainte, se pot folosi instalatii capsulate, isolate in SF6 montate in exterior sau in interior.

Retelele de 110 kv

Retelele de repartitie de 110 kv se realizeaza aerian. Solutia de cablu subteran se va adopta numai in situatii speciale( zone urbane si industriale dens construite).

Realizarea liniilor electrice subterane de 110 kv se face pe baza de proiecte unicat, elaborate conform cu datele stebilite prin protocolul tehnic incheiat cu firma furnizoare de cabluri si accesorii.

Posturile de transformare

In functie de solutia constructiva, posturile de transformare pot fi:

- aeriene, montate pe stalpi, cu transformator de platforma sau agatat;

- in constructii tip cabana supraterane, independente, cu alimentare aeriana sau subterana;

- inglobate in constructii servite;

- de exterior, montate la sol, cu alimentare aeriana sau subterana;

- in cabine metalice;

- constructii subterane.

Posturile de transformare in cabina metalica se vor folosi pentru instalatiile provizorii ( alimentari pentru organizari de santier).

Posturile de transformare in constructii subterane se vor folosi numai in cazuri cu totul speciale.

Posturile de transformare de consumator se vor realize in mediul urban- cu aparatajul in interiorul unor incaperi construite, in mediul rural- cu aparatajul montat la sol.

Retele de medie si joasa tensiune

In sistemul de distributie urban, retelele de medie tensiune sunt realizate in cablu.

In sistemul de distributie rural, reteaua de medie tensiune esre realizata lin liniile electrice aeriene.

Reteaua de joasa tensiune subterana se realizeaza in zone ultracentrale, cu densitate mare de constructii cu regim de inaltime mai mare de P+1.

Reteaua de joasa tensiune aeriana se realizeaza in mediul rural si in zonele urbane cu constructii cu regim de inaltime P si P+1.

Reteaua de joasa tensiune aeriana se realizeaza cu conductoare izolate torsadate.

4 Alimentarea cu energie electrica

1.Definitii specifice:

Sistem electroenergetic: ansamblul instalatiilor de producere, transport distributie si utilizare a energiei electrice, avand un regim comun si continuu de productie si consum de energie electrica.

Sistem de alimentare extern al unui consumator: ansamblul instalatiilor necesare pentru alimentarea cu energie electrica din sistemul electroenergetic, din amonte de punctual de delimitare cu consumatorul.

Puncte de delimitare distincte: doua puncte de delimitare se considera distincte daca prin fiecare din ele se poate asigura continuitatea alimentarii consumatorilor in caz de disparitie a tensiunii in celalalt punct.

Cale de alimentare: totalitatea elementelor dintre sursa si punctual de delimitare.Astfel, o cale de alimentare poate cuprinde linii aeriene, cabluri, intrerupatoare etc.

Surse proprii: centralele electrice sau alte mijloace ale consumatorului prin generarea de energie electrice.

Sursa de interventie : sursa proprie care asigura continuitatea alimentarii unui grup restrans de receptoare la caderea celorlaltor surse.

Receptor electric: element de circuit electric care absoarbe energie electrica in scop util.

Puterea maxima simultan absorbita : cea mai mare valoare a sarcinii medii de durata intr-o perioada considerata.

Intreruperea cailor de alimentare poate fi:

- intrerupere simpla, in cazul intreruperii unei singure caii de alimentare;

- intrerupere dubla, in cazul intreruperii accidentale pe a doua cale de alimentare a consumatorului pe durata in care una din caile de alimentare este intrerupta.

2. Clase de consumatori si categorii de receptoare

In functie de puterea maxima absorbita de consumatori, se stabilesc urmatoarele clase de consumatori:

Clasa A : consum peste 50 MVA

Clasa B : consum intre 7,5 si 50 MVA

Clasa C : consum intre 2,5 si 7,5 MVA

Clasa D : consum sub 2,5 MVA.

In functie de natura efectelor produse de intreruperea in alimentere cu energie electrice pot exista urmatoarele categorii de receptoare:

-Categoria zero, la care intreruperea in alimentarea cu energie electrica poate duce la explozii, incendii, distrugerii de utilaje.

-Categoria I-a, la care intreruperea alimentarii duce la dereglarea proceselor tehnologice in flux continuu; rebuturi importante de materii prime; pierderi materiale.

- Categoria a II-a, la care intrruperea alimentarii duce la nerealizarea de productie, numai pe durata intreruperii .

-Categoria a III-a cuprinde receptoarele care nu se incadreaza in categoriile precedente.

Pierderi de tensiune in retelele electrice

Variatiile de tensiune intr-o retea electrica sunt urmare a :

- influentei consumatorilor ce isi modifica in permanenta curba de sarcina;

- influentei retelei electrice, in functie de materialul si sectiunea acesteia.

In cazul alimentarii de la posturii de transformare sau din centrale proprii , pierderile de tensiune maxime admise in raport cu tensiunea nominala a sursei, vor avea valorile:

- 8%, in instalatiile electrice de iluminat;

- 10%, in instalatiile elctrice de alimentare ale altor tipurii de receptoare.

Scheme de conexiuni ale retelelor electrice

Pentru alegerea schemei de conexiuni a unei retele electrice trebuie sa se aiba in vedere urmatoarele :

- amplasarea in teren a sursei de alimentare si a consumatorilor;

- puterea consumatorilor si variatia acestora;

- importanta consumatorilor ;

- posibilitatea de extindere in viitor;

- eficienta economica a retelei.

Calculul electric al retelelor de energie

I. Generalitati. Criterii tehnico-economice

Calculul electric al retelelor de energie se face in scopul de :

- a se asigura o tensiune corespunzatoare la consumatori;

- a se evita supraincalzirea conductoarelor;

- a se realiza o protectie electrice eficienta in caz de scurtcircuit.

II.Determinarea incarcarilor lectrice

1. Incarcarea medie.

1.1 Incarcarea medie dupa coeficientul de incarcare.

Pm=KuPn

unde:

Pm- putere medie in KW

Ku- coeficient de utilizare al grupei de receptoare, reprezentand raportul dintre puterea medie activa si puterea ei nominala

Pn- puterea instalata a grupei de receptoare in KW.

1.2. Incarcarea activa medie dupa puterea medie anuala

Pm= Pman

unde:

- coeficient anual de folosire a energiei electrice;

Pman- puterea medie anuala care se detremina dupa :

Pman= ω M/T=W/T,

unde:

- consum specific de energie elctrice

M- productia anuala

W- consum anual de energie activa

T- timpul de lucru anual.

1.3 Incarcarea reactiva medie

Q= Qman/ α = V/T

unde:

V- consum anual de energie reactiva.

1.4. Curentul mediu

Pentru curentul alternativ monofaza:

Imc= 1000Pm/P cos φm =1000/ U

Pentru curentul alternativ trifazat:

Imc=1000Pm / U cos φm= 1000 / U

Pentru curent continuu:

Imc= 1000 Pm /U,

unde:

Imc- curent mediu de calculat, in A

Pm- puterea medie activa in KW

Qm- puterea medie reactiva in Kvar.

cos φm- factor de putere mediu.

2. Incarcarea maxima

2.1. In faza proiectului de studiu, se utilizeaza relatia :

PM=KMPm=KM Pman/α= KMW/ Tα,

unde:

PM- putera maxima a grupei de receptoare, in KW

KM- coeficientul maximului puterii active;KM=11,05

2.2. In faza proiectului de executie, se utilizeaza relatia :

PM=KM Pm =KM Ku Pm

unde:

PM- putera maxima a grupei de receptoare, in KW

KM- coeficientul maximului puterii active.