Instalații electrice

Definiţii, clasificări:

Instalaţia electrică defineşte un ansamblu de echipamente electrice interconectate într-un spaţiu dat, formând un singur tot şi având un scop funcţional bine determinat.

Echipament electric:-orice dispozitiv întrebuinţat pentru producerea, transformarea, distribuţia, transportul sau utilizarea energiei electrice (scopul final al intregului proces de P.T.D. - defineste o categorie distincta de echipamente, denumite receptoare).

Receptoarele electrice:-dispozitive care transformă energia electrică în altă formă de energie utilă, si se impart in:-receptoare de iluminat:-corpurile de iluminat prevăzute cu surse electrice de lumină;

-receptoare de forţă:-electromecanice (motoare electrice, electromagneţi, electroventile);

-electrotermice (cuptoare electrice, agregate de sudură); -electrochimice (băi de electroliză).

Clasificarea Instalatiilor Electrice:

a. După rolul funcţional:

-de producere a energiei electrice, aferente diferitelor tipuri de centrale electrice sau unor grupuri electrogene;

-de transport a energiei electrice, incluzând linii electrice (racord, distribuitor, coloană şi circuit);

-de distribuţie a energiei electrice - staţii electrice, posturi de transformare şi tablouri de distribuţie;

-de utilizare a energiei electrice, care la rândul lor se diferenţiază în raport cu tipul receptoarelor, în instalaţii de forţă şi instalaţii de iluminat;

-auxiliare, din care fac parte instalaţiile cu funcţie de menţinere a calităţii energiei electrice (reducerea efectului deformant, compensarea regimului dezechilibrat, reglajul tensiunii), de asigurare a unei distribuţii economice a acesteia (compensarea puterii reactive), pentru protecţia personalului împotriva electrocutărilor (legarea la pământ, legarea la nul etc.), pentru protecţia clădirilor şi a bunurilor (instalaţiile de paratrăsnet, de avertizare de incendiu), precum şi instalaţiile de telecomunicaţii,monitorizare si control.

b. După poziţia ocupată în raport cu procesul energetic la care concură:

-instalaţii de curenţi tari-elementele primare implicate în procesul de P.T.D. şi U. a energiei electrice;

-instalaţii de curenţi slabi-concură la realizarea în condiţii corespunzătoare a proceselor energetice-instalaţiile de automatizare, măsură şi control (AMC), de avertizare de incendii, de telecomunicaţii etc.

-Asemănător, instalaţiile complexe se compun din:-circuite primare(de forţă) şi circuite secundare(de comandă),cele două se diferenţiaza funcţional ca şi instalaţiile de curenţi tari, respectiv slabi.

c. În raport cu locul de amplasare:-pe utilaj, un caz deosebit reprezentându-l amplasarea pe vehicule;

-în interiorul clădirilor, în diferite categorii de încăperi;-în exterior, în diferite condiţii de mediu.

d. După nivelul tensiunii:

- instalaţii de joasă tensiune (JT),Uln 1kV; - instalaţii de medie tensiune (MT), Uln (1 35) kV;

-instalaţii de înaltă tensiune (IT), Uln [35 220) kV;-instalaţii de foarte înaltă tensiune(FIT),Uln 220 kV.

e. După frecvenţa tensiunii:- de curent continuu(c.c.);- de curent alternativ(c.a.), care pot fi:

-de frecvenţă joasă [0,1 50 Hz); -de frecvenţă industrială (50 Hz);

-de frecvenţă medie (100 10.000 Hz); -de înaltă frecvenţă (peste 10.000 Hz).

f. Din punct de vedere al modului de protecţie:

-de tip deschis-persoanele sunt protejate numai împotriva atingerilor accidentale a părţilor aflate sub tensiune;

-de tip închis-componente sunt protejate contra atingerilor, pătrunderii corpurilor străine peste 1 mm, a picăturilor de apă şi a deteriorărilor mecanice;

-de tip capsulat-elementele componente sunt protejate contra atingerilor, pătrunderii corpurilor străine de orice dimensiuni, a stropilor de apă din toate direcţiile şi contra deteriorărilor mecanice.

Compunerea instalatiilor electrice la consumatori:

SSE-statia sistemului energetic;

ST(SD)-statia de transformare(distributie);

PT-post de transformare;

TG-tablou general de distributie;

TD-tablou de distributie;

TU-tablou de utilaj;

Mi-receptor inalta tensiune;

Mj-receptor JT; 1-racord IT(LEA sau LES);

2-distribuitor; 3-coloana; 4-circuit utilaj;

5-circuit receptor;

2. CONDIŢIILE DE CALITATE ÎN ALIMENTAREA CU ENERGIE ELECTRICĂ A CONSUMATORILOR:

-Alimentarea cu energie electrică-să îndeplinească condiţii referitoare la tensiune, frecvenţă, putere şi continuitate.

a.Frecventa constanta a tensiunii de alimentare este importanta:-pentru buna functionare a receptoarelor si a masinilor de lucru antrenate prin motoare de c.a.;-mentinerea preciziei aparatelor de masura.

-Variatiile frecventei pot fi cauzate de:-variatii importante de sarcina sau ale puterii centralelor electrice(CE);-avarii grave in sistem.

-mentinerea constanta a frecventei industriale(50Hz)-problema la nivel de sistem energetic,fiind legata de puterea inrezerva din CE ale sistemului si de operativitatea dispeceratului.

(cand posibilitatile de producere a energiei electrice in centrale sunt limitate, se decide intreruperea alimentarii unor consumatori)

-Abaterile maxim admise ale frecventei:-de0,5 Hz (1 %), timp de 95 % din an;- între limitele (47,0052,00) Hz, timp de 100 % din an:

b. Tensiunea constantă, ca valoare şi formă, constituie o primă condiţie pentru orice tip de receptoare.

b1.-Valoarea tensiunii-este recomandabil ca tensiunea la bornele receptoarelor să fie constantă şi egală cu cea nominală sau variaţiile posibile să se încadreze în limitele precizate pentru fiecare receptor în parte.

-Variatiile de tensiune sunt cauzate de:-consumator:-datorita variatiilor de sarcina;-scurtcircuitelor. -dispecer/furnizor:-datorita unor modificari ale sistemului de distributie;-reglajul tensiunii pe ploturile transformatoarelor sau AT de putere;-compensarea puterii reactive.

-Variatiile de tensiune pot fi:-PERIODICE sau NEPERIODICE.

-Variatiile periodice pot fii:-lente, ,cauzate de modificarea în timp a încărcării receptoarelor;

-rapide(fluctuaţii)-cauzate de modificări rapide ale sarcinii, inclusiv cele datorate conectărilor-deconectărilor de receptoare.

-Variatiile neperiodice pot fii:-gol de tensiune-orice scădere a valorii efective a tensiunii unei reţele cu o amplitudine cuprinsă în intervalul (0,10,9] Un şi o durată de [10 ms3 s];-supratensiuni de scurtă durată-creşteri ale valorii efective ale tensiunii în domeniul (1,11,8]Un, pentru durate de [20 ms1 min].

b2.-Problema formei tensiunii:-receptoare alimentate în (c.c.);-receptoare alimentate în (c.a.).

-Tensiunea continuă la bornele receptoarelor de c.c. poate avea o serie de armonici, mai ales dacă sursa de tensiune este un redresor semicomandat sau comandat.Conţinutul de armonici este limitat în funcţie de efectele acestora asupra receptoarelor, prin precizarea coeficientului de distorsiune admis.

-Abaterea de la forma sinusoidală a undei de tensiune determină funcţionarea receptoarelor de c.a. în regim deformant.

-În timp ce la unele receptoare, cum sunt cuptoarele cu inducţie, prezenţa armonicilor în unda de tensiune nu deranjează, la altele(motoarele electrice)-prezenţa armonicilor de tensiune trebuie limitată tot prin precizarea coeficientului de distorsiune admis.

-Coeficientul de distorsiune kd al undei de tensiune,de c.a.-raportul dintre valoarea eficace a reziduului deformant Ud şi 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 n = 13 pentru calculele practice.

-Coeficientul de distorsiune total al undei de tensiune: ,pt.JT şi MT(1.3);U%Max=3 % - în IT.

-Cauzele distorsiunii undei sinusoidale de tensiune se găsesc în cea mai mare parte la consumator.

-bobinele cu miez feromagnetic, receptoarele cu arc electric şi mutatoarele reprezintă surse de armonici de curent;

-elementele reactive de circuit(bobinele şi condensatoarele)constituie amplificatoare de armonici de tensiune, respectiv de curent.

c. Simetria tensiunilor este condiţia în baza căreia sistemului tensiunilor de fază trebuie să-i corespundă trei fazori egali şi defazaţi sccesiv cu 1200 grd. el

-Cauzele nesimetriei sunt:instalaţiile de P.T.D.(independente de consumator);sarcinile dezechilibrate ale consumatorilor.

Indicatorii de regim nesimetric:FARA

Factorul de disimetrie, denumit şi factor de nesimetrie negativă (1.4)

Factorul de asimetrie, denumit şi factor de nesimetrie zero (1.5)

Factorul de succesiune inversă (1.6) FARA

d. Puterea necesară:-condiţie globală a consumatorilor;-criteriu esenţial în proiectare;-criteriu de tarifare.

e. Continuitatea alimentării cu energie electrică a consumatorilor reprezintă cea mai importantă condiţie calitativă -Receptoare vitale pentru securitatea muncii (RVSM-categoria zero), la care întreruperea în alimentarea cu energie electrică poate duce la pierderi de vieţi omeneşti, explozii, incendii, sau distrugeri grave de utilaje.