Proiectare stație de transformare 35 10.5 kV

INTRODUCERE

Sistemul energetic cuprinde ansamblul instalaţiilor care servesc pentru producerea energiei intr-o formă utilizabilă, conversia acesteia in energie electrică şi uneori combinat in energie electrică şi energie termică, transportul, transformarea, distribuţia şi utilizarea energiei electrice sau termice. Toate elementele unui sistem energetic sunt caracterizate printr-un proces coordonat de producere, transport, distribuţie şi consum de energie electrică sau termică.

Sistemul electroenergetic este un ansamblu de centrale, staţii, posturi de transformare şi receptoare de energie electrică, conectate intre ele prin liniile unei reţele electrice. Sistemul electroenergetic reprezintă partea electrică a sistemului energetic şi cuprinde instalaţiile de producere a energiei electrice (generatoarele), instalaţiile de transformare a acesteia de la o tensiune la alta (staţii şi posturi de transformare), instalaţiile de transport şi distribuţie a energiei electrice (reţele de inaltă, medie şi joasă tensiune) şi instalaţiile de utilizare a acesteia.

Energia electrică produsă de centralele electrice suferă mai multe transformări ale tensiunii pentru a putea fi transportată cu pierderi cat mai mici la distanţe cat mai mari şi apoi utilizată de consumatori. Transportul energiei electrice la distanţe mari şi foarte mari (de ordinul zecilor respectiv sutelor de kilometri) trebuie deci făcut pe linii electrice de inaltă şi foarte inaltă tensiune (110, 220, 400, 750 kV). Transportul energiei electrice la distanţe relative mici (de ordinul kilometrilor sau cel mult cateva zeci de kilometri), se face cu ajutorul liniilor de medie tensiune (6, 10, 20 kV) iar la distanţe foarte mici (de ordinul sutelor de metri), pe linii de joasă tensiune (0,4 kV). Cu cat tensiune este mai mare cu atat curentul este mai mic şi ca urmare pierderile (consumul propriu tehnologic, C.P.T.) pentru transportul energiei electrice, scad foarte mult deoarece sunt proporţionale cu pătratul curentului. Transformarea nivelurilor de tensiune (necesare transportului energiei electrice cu pierderi cat mai mici cu ajutorul liniilor electrice), au loc in staţiile şi posturile de transformare, care sunt noduri ale sistemului electroenergetic şi la care sunt racordate liniile electrice.

Instalaţiile electrice ale staţiilor şi posturilor de transformare pot fi impărţite in următoarele categorii:

a) circuite primare (numite şi principale)

b) circuite secundare

c) servicii proprii (consumatorii proprii tehnologici) şi instalaţii auxiliare

Circuitele primare ale staţiilor electrice sunt cele parcurse de energia electrică care circulă dinspre centralele electrice spre consumatori. In această categorie a circuitelor primare sunt incluse şi circuite care nu sunt parcurse de fluxul principal de energie dar care sunt racordate in derivaţie la diverse circuite primare pe care le deservesc, cum sunt circuitele transformatoarelor de tensiune sau ale descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă (DRV).

Circuitele primare funcţionează obişnuit la tensiuni relativ ridicate şi sunt parcurse de curenţi mari in regim normal de funcţionare (cu excepţia circuitelor legate in derivaţie) şi in special in regim de scurtcircuit.

Alegerea (verificarea) aparatelor electrice din circuitele primare ( ca de altfel tot echipamentul electric) ale staţiilor electrice, se face comparandu-se caracteristicile părţii din instalaţie unde urmează să fie montate (sau sunt montate) cu caracteristicile de catalog (ca şi pentru instalaţiile electrice ale centralelor electrice).

Alegerea (verificarea) aparatelor electrice, conform normativelor, se face pe baza unor criterii generale care se aplică tuturor tipurilor de aparate şi pe baza unor criterii specific fiecărui tip de aparat in parte.

Criteriile generale se impart in două mari grupe:

a) condiţiile de mediu

b) condiţiile electrice

Condiţiile de mediu se referă la altitudine, condiţii climatice, nivel de poluare etc., iar condiţiile electrice se referă la frecvenţă, tensiune şi curent.

Circuitele electrice secundare deservesc circuitele electrice primare şi se caracterizează prin faptul că nu sunt parcurse de fluxul principal de energie care circulă spre consumatori precum şi prin nivelurireduse ale tensiunii (de exemplu Un=220 V, curent continuu) şi foarte reduse ale curenţilor (de exemplu In=5 A, in secundarul transformatoarelor

de curent).

Circuitele secundare se impart in circuite de comandă şi circuite de control. Circuitele de comandă servesc la acţionarea voită (de la faţa locului sau de la distanţă) a diverselor mecanisme aparţinand aparatelor de conectare (intreruptoare, separatoare) şi de reglaj.

Circuitele de control sunt cele care deservesc instalaţiile de informare (semnalizare, măsură, inregistrări diverse), blocaj (pentru evitarea manevrelor greşite – blocaje operative, protejării personalului de exploatare – blocaje de siguranţă, protejării instalaţiilor tehnologice – blocaje tehnologice), sincronizare, protecţie prin relee şi automatizare.

Principalele aparate ale circuitelor secundare dintr-o staţie electrică sunt amplasate intr-o cameră (ce poate fi cameră de comandă, cameră de supraveghere sau cabină de relee), pe panouri sau pe pupitre, ansamblul acestor panouri şi pupitre formand tabloul de comandă.

Legătura aparatelor circuitelor secundare cu aparatele din circuitele primare pe care le deservesc, se realizează cu ajutorul unui foarte mare număr de cabluri speciale de circuite secundare (fiecare cablu are mai multe conductoare izolate corespunzătoare nivelului de tensiune redus), conductoare care datorită curenţilor relativ mici, au secţiune ce obişnuit nu depăşeşte 2,5 mm2. Cablurile de circuite secundare sunt pozate in canale speciale de cabluri.

Serviciile proprii ale staţiilor electrice (consumatorii proprii tehnologici) se impart in servicii de curent alternativ şi servicii de curent continuu.

Serviciile proprii de curent alternativ sunt formate din instalaţiile de răcire ale transformatoarelor (autotransformatoarelor), instalaţiile de reglaj ale transformatoarelor (autotransformatoarelor), instalaţiile de incărcare ale bateriei de acumulatoare, instalaţie de ventilaţie a incăperii bateriei de acumulatoare, dispozitivele de acţionare ale intrerupătoarelor şi separatoarelor, instalaţia de aer comprimat, instalaţia de stingere a incendiilor, instalaţia de telecomunicaţii, instalaţia de iluminat, etc. Serviciile proprii de curent continuu sunt formate din iluminatul de siguranţă, unele dispozitive de acţionare a aparatelor, consumatorii ce nu admit intreruperi in funcţionare, etc.

Instalaţiile auxiliare din staţiile electrice sunt formate din instalaţiile menţionate anterior la servicii proprii (sunt atat servicii proprii cat şi instalaţii auxiliare) precum şi din: bateria de acumulatoare, instalaţia de legare la pămant, instalaţia de protecţie impotriva loviturilor directe de trăsnet, etc.

1 ELABORAREA SCHEMEI PRINCIPALE DE CONEXIUNE A CENTRALEI ELECTRICE

1.1 Analiza sarcinii

Întocmirea schemei de conexiune a centralei electrice se efectuează ţinînd cont de:

- particularităţile procesului tehnologic;

- amplasarea centralei electrice în sistem;

- numărul şi puterea instalată a transformatoarelor şi a liniilor de evaluare a puterii;

- tensiunea nominală şi schema de conexiune a centralei electrice în sistem;

- absenţa sau existenţa consumătorilor locali şi puterea cerută de ei;

- valorile maximale a curenţilor de scurtcircuit, existenţa echipamentului cu parametrii necesari.

Întocmirea schemei de conexiune a centralei electrice se efectuează în baza schemelor întocmite a dezvoltării sistemului energetic pe o perioadă de dezvoltare de 5-10 ani în avansare.

1.2 Prelucrarea curbelor de sarcină

Se construieşte curba de sarcină pentru ziua de iarnă şi de vară, curba de sarcină anuală şi se determină parametrii curbei de sarcină :

• energia anuală consumată

• timpul de utilizare a puterii maxime

• puterea medie

• puterea maximală din graficul curbei de iarnă Pmax , MW

• coeficientul de umplere a curbei de sarcină

• timpul utilizării pierderilor maxime

Tabelul 1- Curba de sarcină pentru ziua de iarnă

t, h 0-5 5-8 8-10 10-14 14-19 19-24

P,% (iarna) 50 60 80 70 80 60

Sarcina pentru ziua de vară constituie 80% din valoarea sarcinii de iarnă.

Puterea electrică a centralei P = 64 MW.

Tabelul 2 - Curba de sarcină pentru ziua de iarnă şi vară în MVA

t, h 0-5 5-8 8-10 10-14 14-19 19-24

P,MW(iarna) 32 38.4 51.2 44.8 51.2 38.4

P,MW(vară) 25.6 30.72 40.96 35.84 40.96 30.72.