|
|
|
CIRCUITE ELECTRICE DE ALIMENTARE - REDIMENSIONAREA UNUI CIRCUIT CARE ALIMENTEAZA UN POLIZOR PENTRU ALIMENTAREA UNUI SRUNG
CUPRINS
ARGUMENT
In contextual in care informatia se reinoieste continuu, scoala este un element cheie in pregatirea profesionala cat si in dezvoltarea capacitatii si a dorintei de a invata pe tot parcursul vietii.
Pregatirea fortei de munca in conformitate cu standardele europene presupune demonstrarea insusirii competentelor cerute de standardele de pregatire profesionala.
Prin realizarea proiectului am dovedit insusirea unor arii extinse de cunostinte , la exigentele societatii contemporane , la nivel European. Am dovedit insusirea competentelor profesionale conform cu standardul de pregatire profesionala nivel II de calificarea pentru calificarea electromecanic utilaje si instalatii industriale.
Tematica problemelor din fiecare capitol contine , aproape in totalitate elemente, situatii si informatii specifice domeniului electromecanic.
Studiul de caz a fost stability astfel incat sa cuprinda cat mai complt aspectele teoretice tehnice specifice temei de proiect.
Pentru intocmirea proiectului am tinut seama de notiunile teoretice si practice accumulate pana in acest moment , precum si de reglementarile actuale in vigoare.
Continutul proiectului a fost realizat prin selectarea si sistematizarea unui bogat material bibliografic.
NOTIUNI GENERALE
1. Instalatii de forta
Se vor face referiri numai la instalatiile electrice pentru alimentarea motoarelor electrice asincrone care sunt cele mai reprezentative dintre instalatiile de forta.
INTOCMIREA SCHEMELOR SI PLANURILOR INSTALATIEI
DE FORTA
Pozitia in plan a motoarelor electrice este hotarata de pozitia masinii sau utilajului pe care-l antreneaza . Acestea se amplaseaza la o distanta suficienta intre ele , sau intre ele si perete , pentru a permite manevrarea usoara la montare sau demontare , pentru a inlesni accesul usor in timpul verificarilor si intretinerii.
Fiecare motor trebuie sa fie alimentat pe un circuit electric propriu sis a fie prevazut cu:
Relee termice pentru protectie la supra sarcina;
Sigurante fuzibil pentu protectie la scurtcircuit;
Un aparat de actionare (manual sau automat).
Pentru a limita curentii mar ice sunt absorbiti din retea la pornire ( care provoaca caderi de tensiune pe linia de alimentare ). Motoarele cu puterea mai mare de 5,5 kW trebuie pornite in stea. In felul acesta , curentul de pornire se micsoreaza de trei ori fata de pornirea prin legare directa la retea (legarea in triunghi). In cadrul instalatiilor de forta sunt cuprinse si instalatiile pentru prizele electrice de forta , mono si trifazate, de current continuu sau de tensiune redusa. Pentru o identificare usoara , atunci cand astfel de prize se gasesc impreuna, ele se executa de forme diferite sau de culori diferite si sunt prevazute cu placute pe care este inscrisa tensiunea de utilizare.Pentru intocmirea schemelor si planurilor instalatiei de forta se procedeaza la fel ca in cazul instalatiilor de lumina, adica:
Se stabileste pozitia fiecarui receptor de forta(motor sau priza) in planul de arhitectura, este exemplificat acest lucru pentru un punct termic. Caracteristicile motoarelor sunt determinate de conditiile tehnologice iar caracteristicile prizelor se stabilesc astfel ca la acestea sa poata fi racordate unele receptoare portabile necesare reparatiilor, intretinerii, cum ar fi : aparate de sudare, masini de gaurit , polizoare , lampi portabile la tensiune redusa(24V)
Se intocmeste schema de distributie a fiecarui tablou de forta din cladire . Tabloul de forta se prevede pentru alimentarea unui grup de receptoare care se afla intr-o unitate functionala , cum ar fi receptoarele dintr-un punct termic , dintr-o statie de hidrofor dintr-o centrala termica dintr-un laborator de incercari, dintr-un atelier mechanic. Numarul de receptoare ce pot fi alimentate dintr-un tablou de forta este variabil. El este limitat de regula de dimensiunile pe care le poate avea tabloul electric. De aceea tablourile de forta pot avea puterea instalata de valori de la cativa kW pana la zeci si chiar sute de kW.
Se intocmeste schema generala de distributie a instalatiei de forta. Aceasata se intocmeste dupa aceleasi principii ca si schema generala a instalatiei de lumina , motiv pentru care s-a considerat ca nu este necesara o exemplificare a acesteia.
Se trece apoi la transpunera in planuri a schemelor elaborate. Circuitele de forta sunt mult mai simplu de trasat decat cele de lumina deoarece pe un circuit se afla un singur motor , iar circuitele de prize nu difera de cele de priza din instalatia de lumina. Circuitele se pot executa:
- apparent , pe elementele de constructie. Aceasta este solutia cel mai des intalnita , montarea circuitelor facandu-se pe peretii incaperii. Deoarece tuburile de protectie sunt mult mai expuse la lovituri mecanice, in astfel de incaperi acestea se executa de regula din metal (PEL sau teava);
- ingropat in elementele de constructie . solutia ingropat se allege foarte des cand motoarele se afla departe de peretii incaperii sau cand distantele de la tablou la acestea de-a lungul peretilor este de asemenea mare.
In cazul in care pe langa perete se circula in mod frecvent , tuburile de protectie se ingroapa in pardoseala.
Ca si in cazul circuitelor pentru instalatia de iluminat , circuitele de forta nu trebuie sa strabata elementele de rezistenta ale constructiei si trebuie sa se gaseasca la distante corespunzatoare de celelalte conducte metalice pentru apa rece, calda pe ntru incalzire, gaze.
DIMENSIONAREA ELEMENTELOR INSTALATIEI ELECTRICE DE
FORTA
Calculul prezinta cateava particularitati fata de cel pentru iluminat , atat datorita naturii receptoarelor , cat si numarului mare de aparate de actionare si protectie ce se prevad.
Calculul circuitelor cuprinde :
- determinarea sectiunii conductoarelor de faza si a tubului de protectie ;
- alegerea contactorului pentru actionare ;
- alegerea releului termic pentru protectie la supra sarcina ;
- alegerea sigurantelor fuzibile pentru protectie la scurtcircuit.
Calculul circuitului pentru pornirea directa a motorului.
Determinarea sectinii conductelor de faza si a tubului de protectie. Se calculeaza curentul nominal al motorului cu relatia:
In = P / √3Uη ∙ cos φ (1)
unde U = 380 V este tensiunea de linie, P este puterea instalata a motorului(in W), cos φ este factorul de putere al motorului , iar η randamentul electric al acestuia. Caracteristicile η si cos φ se aleg in functie de puterea P si de turatia motorului din STAS 1764-74.
Sectiunea de faza se determina din conditia :
Ima ≥ In(2)
Unde Ima este curentul maxim admisibil al sectiunii alese.
Sectiunea aleasa se verifica la densitatea de current la pornire care trebuie sa fie:
δ ≤ 20 ∙A/ mmpentru aluminiu (3)
δ ≤ 35 ∙A/ mmpentru cupru
Densitatea de current la pornire se calculeaza cu relatia:
δ = Ip / s = K1 ∙ In / s (4)
unde raportul K1 = Ip / In este dat in STAS 1764-74
Daca conditia (3) nu este indeplinita , se mareste sectiunea pan ace aceasta este satisfacuta.
Alegerea contractorului pentru actionarea circuitului se face respectand conditia:
Inc ≥ In (5)
Unde Inc este curentul nominal al contractorului.
Alegerea releului termic pentru protectie la suprasarcina . Releele termice trifazate utilizate in mod current sunt relee tip TSA. Acestea sunt caracterizate prin curentul nominal al echipamentului (In)RT curentul de serviciu (Is) . Releul termic se echipeaza cu un grup de trei bimetale, care corespund unui anumit current de serviciu. Prin constructie , releul termic permite un reglaj al curentului intre (0,6 - 1,0) Is.
Alegerea releului termic consta in alegerea curentului de serviciu , astfel ca:
0,6 ∙ Is ≤ In ≤ Is (6)
Deoarece releul se regleaza ulterior la valoarea curentului nominal ce trebuie supravegheat si evident acesta trebuie sa se afle in domeniul de reglaj. Releul ales se exprima prin denumirea lui si marimea curentului de serviciu, de exemplu : TSA 10 A (Is = 3,3 A); TSA 32 P (Is = 10 A) etc.
Alegerea sigurantelor fuzibile pentru protectie la scurtcircuit. Valoarea fuzibilului (If) rezulta din conditiile:
If ≥ In
If ≥ Ip / 2,5
If ≤ (If)C (7)
If ≤ (If)RT
If ≥ 3 ∙ Ima
Unde In, Ima si Ip au semnificatiile cunoscute, iar (If)C si (If)RT sunt valorile maxime ale fuzibilului care protejeaza contractorului si reulul termic de curentul de scurtcircuit(in sensul ca siguranta fuzibila setopste mai repede decat ii este necesar curentului de scurtcircuit sa distruga aparatele).
Calculul circuitului pentru pornirea Y/∆ a motorului. In figura 3 este desenat desfasurat circuitul principal al motorului de 7,5 kW care porneste , cu comutator Y/∆ . Rezulta ca pe portiunea dintre barele tabloului si pornitor curentul este In iar intre pornitor si motor curentul este In / √3. Curentul In conduce la determinarea unei sectiuni s1, iar curentul In / √3 la o sectiune s2 mai mica decat s1 prin respectarea conditie (2).
La densitatea de current se va verifica numai sectiunea mica s2 si relatia (4) pentru cazul pornirii Y/∆ devine:
Δp = IpY/s2 =Ip/3 ∙ s2 = K1 ∙ In/3 ∙ s2 (8)
Unde IpY este curentul de pornire in stea , care este de trei ori mai mic deat curentul la pornirea directa (Ip). Contractoarele se vor allege din conditia:
Inc ≥ In/√3(9)
Iar curentul de serviciu al releului termic din conditia:
0,6 ∙ Is ≤ In/√3 ≤ Is (10)
Pentru siguranta fuzibila relatiile(7) devin :
If ≥ In
If ≥ If/2 = Ip/ 3 ∙ 2= K1 ∙ In /6
If ≤ (If)C (11)
If ≤ (If)RT
If ≥ 3 ∙ Ima2
Calculul coloanelor secundare cuprinde:
-determinarea sectiunii conductelor de faza si tbului de protectie;
-alegerea intreruptorului;
-alegerea sigurantelor;
-alegerea aparatelor de masurat.
Determinarea sectiunii conductelor de faza si tubului de protectie. Se calculeaza curentul nominal al coloanei curelatia:
In = cc ∙ Pi / √3U ∙ cos φm (12)
Unde U si P au semnificatiile cunoscute, cc este coeficientului de cerere al puterii pe coloana si cos φm factorul de putere mediu al tabloului.
Coeficientul de cere se calculeaza cu relatia:
Cc = Cs ∙ Ci / ηr ∙ ηm (13)
Unde Cs este ceficientul de simultaneitate si reprezinta raportul:
Cs = Pfs / Pt (14)
Unde Pfs este puterea in functionare simultana si Pt puterea totala instalata, n - numarul de receptoare in functionare simultana si N - numarul total al receptoarelor alimentate de tablou(motoare, prize). Valoarea lui n se apreciaza de catre tehnologul instalatiei prin analiza atenta a procesului de productie, in felul acesta coeficientul Cs se poate determina:
Ci - este coeficientul de incarcare alreceptoarelor, coefficient ce se poate determina numai daca se cunoaste modul concret cum a fost dimensionat fiecare receptor in parte. Cum acesta este greu de stiut pentru calculele practice se adopta c = 0,95 - 0,96;
ηr - randamentul retelei, care are valori de 0,98 - 1,0;
ηm - randamentul mediu al motoarelor in funciune simultana.
Cunoscand cele n motoare in functionare din definite randamentului rezulta:
(15)
Alegerea intreruptorului se face tot in functie de curentul nominal astfel:
-daca intreruptorul este manual , tip parghie, se va respecta conditia Ir ≥ In;
-daca intreruptorul este manual tip rotativ(PACO), se va respecta conditia Ini ≥ In;
-daca intreruptorul este automat, tip contactor, se va respecta conditia Inc ≥ In;
-daca intreruptorul este automat cu relee termice si relee electromagnetice (REM), se vor respecta conditiile Inc ≥ In, 0,6 ∙ Is ≤ In ≤ Is la care se adauga
Irem ≥ 1,2 ∙ Ic max (16)
Irem ≤ 4,5 ∙ Ima
Conditii necesare stabilirii dimensiunilor releelor electromagnetice.
Alegerea sigurantelor fuzibile se face punand conditiile:
If ≥ In
If ≥ Ic max / 2 (17)
If ≥ 3 ∙ Ima
Cand intreruptorul automat nu este prevazut cu REM. Daca intreruptorul automat are REM, sigurantele fuzibile se aleg cu doua trepte mai mari decat valoarea curentului de reglaj al REM stabilita cu relatiile(16).
Alegerea aparatelor de masura se face la fel ca la instalatiile pentru iluminat si prize, cu observatia ca instalatiile de forta fiind echilibrate pentru le este suficienta montarea unui singur ampermetru.
Calculul coloanei generale se face in mod identic ca si calculul coloanei secundare. Fiecare din coloanele secundare va fi asimilata la nivel TGF cu un circuit ai carui parametrii sunt cunoscuti.
STUDIU DE CAZ
Intr-un atelier se un polizor cu un strung. Stiind ca circuitul care alimenteaza polizorul are conductoare de aluminiu de 2,5 mm, sa se verifice daca prin acest circuit se poate alimenta si in casz contrar , sa se redimensioneze circuitul.
Se precizeaza :
- puterea electromotorului strungului 7 kW
- tensiunea de alimentare 380/220V
- cos φ = 0,8
- randamentul η = 0,9
- curentul de pornire Ip = 6/ nominali
- lungimea circuitului : 20 m si γ = 34
- pierdera de tensiune la pornirea electromotorului < 10 %
NOTIUNI TEORETICE STUDIU DE CAZ
Pierderea tensiunii se noteaza cu ∆U
Tensiunea scade in lungul unui conductor prin care trece current electric producandu-se cee ce numim pierdere de tensiune notata cu ∆U.
Aceasta pierdere de tensiune este direct proportionala cu rezistenta conductorului si cu intensitatea curentului care trece prin conductor ∆U = R*1
Concluzie
-vom avea pierderi de tensiune cu ata mai mari cu cat este mai lung si cu cat sectiunea acestuia este mai mica R= ρ = l / S∆U = R ∙ I
ρ - rezistivitatea
l - lungimea
S - sectiunea
Pentru buna functionare a receptoarelor trebuie sa avem la bornele acestora o tensiune de alimentare cat mai apropiata de cea nominala.
Deci pierderile sa fie cat mai mici .
Pierderile de tensiune maxim admise sunt:
a) in cazul alimentarii instalatiilor printr-o centrala proprie sau post de transformare : 8% . Instalatiile de iluminat 10% pentru celelalte instalatii.
b) In cazul alimentarii prin bransare directa la retea 3% pentru instalatiile de iluminat 5% pentru celelalte instalatii;
c) In cazul alimentarii lampilor cu tensiuni reduse ( sub 42 V) pierderea maxima admisa 10%
OBSERVATIE :
Mentinerea tensiunii la o valoare cat mai apropiata de cea nominala este foarte importanta deoarece la valori mai scazute electromotoarele trifazate pierd din putere, fierbatoarele si incalzitoarele electrice nu mai produc caldura precisa, iar becurile electrice pierd din intensitatea luminoasa.
APLICATIE :
Sa se determine pierderea de tensiune in volti si in procente pentru o portiune dintr-un conductor avand rezistenta de 0,5 Ω prin care trece un current de 8 A la tensiunea de alimentare de 220 V.
∆U = R ∙ I = 0,5 ∙ 8 = 4V
∆U = ∆U ∙ 100 / 100 = 4 ∙ 100 / 220 = 400 / 200 = 1,8 %
REZOLVARE
MASURI DE PROTECTIA MUNCII
Un mare numar de accidente de munca au drept cauza utilizarea unor unelte de mana necorespunzatoare. In aceasta categorie intra, in special accidentele mecanice de gravitate mica si mijlocie, cum sunt : lovituri, striviri, fracture, intepaturi, taieri. Pentru evitarea lor trebuie respectate o serie de masuri referitoare la alegerea utilizarii, intretinerii si pastrarii uneltelor manuale. In primul rand , uneltele de mana trebuie sa fie confectionate din materiale corespunzatoare operatiilor ce se executa.
In cazul activitatii in atmosfera cu pericol de explozie , se vor folosi unelte confectionate din materiale care nu produc scabtei prin lovire sau frecare , sau care in contact cu atmosfera , respective, nu produc compusi care ar putea initia explozii(de ex. Acetilura, cupru).
Uneltele manuale actionate electric sau pneumatic trebuie sa fie prevazute cu dispositive de fixare si cu dispositive care sa impiedice functionarea lor necomandata. Daca aceste unelte sunt dotate cu scule ce prezinta pericol de accidentae (pietre de polizor, panze de fierastrau, burghie) acestea vor fi protejate impotia atingerii accidentale cu mana sau alta parte a corpului.
La operatiile de prelucrare a materialelor cu ajutorul masinilor unelte(strunjire, frezare, debitare, rectificare, ambutisare) accidentele de munca se datoreaza in principal riscurilor mecanice generale de:
- organelle de masini in miscare , care pot provoca accidente , datorita antrenarii, strivirii, forfecarii, taierii, prinderii,
- proiectarea de corpuri sau particule;
- spatiile periculoase din constructia si amplasarea masinilor care nu permit efectuarea operatiilor de servire, intretinere si reparatiiin conditii de securitate.
Muncitorii care deservesc masinile-unelte (strunguri, freze, raboteze, prese, masini de gaurit si alezat, masini de debitat, masini de rectificat) trebuie instruiti cu prevederile normelor specifice de protectia muncii la aceste masini.
Principalele masuri generale de protectia muncii care vor fi respectate in activitatilecu masini-unelte sunt:
-oprirea masinilor unelte la schimbarea dispozitivelor , la fixarea si scoaterea pieselor la repararea , curatarea, ungerea si inlaturarea aschiilor sau la plecarea de langa masina;
-folosirea ecranelor ,dispozitivelor de protectie, ochelarilor si a altor mijloace individuale de protectie;
-intretinerea masinii, locului de munca si a sculelor in perfecta stare tehnica si de curatenie
-verificarea starii tehnice a masinii, utilajului, sculelor si dispozitivelor, atat inainte cat si dupa incetarea lucrului si anuntarea la predarea schimbului a tuturor defectiunilor constatate.
De asemenea, operatorii trebuie sa-si insuseasca masurile specifice de protectia muncii pentru fiecare categorie de masini-unelte.
BIBLIOGRAFIE
1. Manual pentru automatizarea electricienilor instalatori
- centrul de informare si documentare pentru energetica - Bucuresti, 1995 - ing. Ion Marin, ing. Dorin Merisca
2. Instalatii si echipamente electrice
- Manual pentru clasele a XI-a si a XII-a , licee industriale profilurile de electrotehnic si electronica, petrol, metalurgie, constructii-montaj, transporturi, gospodarirea apelor si scolii profesionale.
- Editura Didactic si pedagogica , R,A - Bucuresti, 1994 - dr. ing. Niculae Mira; dr. ing. Constantin Necus
3. Protectia muncii (pentru invatamantul preuniversitar)
- Editura Didactic si pedagogica, R,A - Bucuresti , 1994 - ing. Stefan Silviu Mitre; ing. Ion Barla; ing. Stefan Petre
