Instalatii electrice ale statiilor si posturilor de transformare - Consideratii generale asupra instalatiilor electrice ale statiilor si posturilor de transformare

1.1.Consideratii generale asupra instalatiilor electrice ale statiilor si posturilor de transformare

Sistemul energetic cuprinde ansamblul instalatiilor care servesc pentru producerea energiei intr-o forma utilizabila, conversia acesteia in energie electrica si uneori combinat in energie electrica si energie termica, transportul, transformarea, distributia si utilizarea energiei electrice sau termice. Toate elementele unui sistem energetic sunt caracterizate printr-un proces coordonat de producere, transport, distributie si consum de energie electrica sau termica.

Sistemul electroenergetic este un ansamblu de centrale, statii, posturi de transformare si receptoare de energie electrica, conectate intre ele prin liniile unei retele electrice. Sistemul electroenergetic reprezinta partea electrica a sistemului energetic si cuprinde instalatiile de producere a energiei electrice (generatoarele), instalatiile de transformare a acesteia de la o tensiune la alta (statii si posturi de transformare), instalatiile de transport si distributie a energiei electrice (retele de inalta, medie si joasa tensiune) si instalatiile de utilizare a acesteia.

Energia electrica produsa de centralele electrice sufera mai multe transformari ale tensiunii pentru a putea fi transportata cu pierderi cat mai mici la distante cat mai mari si apoi utilizata de consumatori. Transportul energiei electrice la distante mari si foarte mari (de ordinul zecilor respectiv sutelor de kilometri) trebuie deci facut pe linii electrice de inalta si foarte inalta tensiune (110, 220, 400, 750 kV). Transportul energiei electrice la distante relativ 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 distante foarte mici (de ordinul sutelor de metri), pe linii de joasa tensiune (0,4 kV). Cu cat tensiune este mai mare cu atat curentul este mai mic si ca urmare pierderile (consumul propriu tehnologic, C.P.T.) pentru transportul energiei electrice, scad foarte mult deoarece sunt proportionale cu patratul curentului.

Transformarea nivelurilor de tensiune (necesare transportului energiei electrice cu pierderi cat mai mici cu ajutorul liniilor electrice), au loc in statiile si posturile de transformare, care sunt noduri ale sistemului electroenergetic si la care sunt racordate liniile electrice.

Instalatiile electrice ale statiilor si posturilor de transformare pot fi impartite in urmatoarele categorii:

a)      circuite primare (numite si principale)

b)    circuite secundare

c)      servicii proprii (consumatorii proprii tehnologici) si instalatii auxiliare Circuitele primare  ale statiilor electrice sunt cele parcurse de energia electrica care

circula dinspre centralele electrice spre consumatori. In aceasta categorie a circuitelor primare sunt incluse si circuite care nu sunt parcurse de fluxul principal de energie dar care sunt racordate in derivatie la diverse circuite primare pe care le deservesc, cum sunt circuitele transformatoarelor de tensiune sau ale descarcatoarelor cu rezistenta variabila (DRV).

Circuitele primare functioneaza obisnuit la tensiuni relativ ridicate si sunt parcurse de curenti mari in regim normal de functionare (cu exceptia circuitelor legate in derivatie) si in special in regim de scurtcircuit.

Alegerea (verificarea) aparatelor electrice din circuitele primare ( ca de altfel tot echipamentul electric) ale statiilor electrice, se face comparandu-se caracteristicile partii din instalatie unde urmeaza sa fie montate (sau sunt montate) cu caracteristicile de catalog (ca si pentru instalatiile electrice ale centralelor electrice).

Alegerea (verificarea) aparatelor electrice, conform normativelor, se face pe baza unor criterii generale care se aplica tuturor tipurilor de aparate si pe baza unor criterii specifice fiecarui tip de aparat in parte.

Criteriile generale se impart in doua mari grupe:

a)      conditiile de mediu

b)    conditiile electrice

Conditiile de mediu se refera la altitudine, conditii climatice, nivel de poluare etc., iar conditiile electrice se refera la frecventa, tensiune si curent.

Circuitele electrice secundare deservesc circuitele electrice primare si se caracterizeaza prin faptul ca nu sunt parcurse de fluxul principal de energie care circula spre consumatori precum si prin niveluri reduse ale tensiunii (de exemplu U_n=220 V, curent continuu) si foarte reduse ale curentilor (de exemplu I_n=5 A, in secundarul transformatoarelor de curent).

Circuitele secundare se impart in circuite de comanda si circuite de control. Circuitele de comanda servesc la actionarea voita (de la fata locului sau de la distanta) a diverselor mecanisme apartinand aparatelor de conectare (intreruptoare, separatoare) si de reglaj. Circuitele de control sunt cele care deservesc instalatiile de informare (semnalizare, masura, inregistrari diverse), blocaj (pentru evitarea manevrelor gresite - blocaje operative, protejarii personalului de exploatare - blocaje de siguranta, protejarii instalatiilor tehnologice - blocaje tehnologice), sincronizare, protectie prin relee si automatizare.

Principalele aparate ale circuitelor secundare dintr-o statie electrica sunt amplasate intr-o camera (ce poate fi camera de comanda, camera de supraveghere sau cabina de relee), pe panouri sau pe pupitre, ansamblul acestor panouri si pupitre formand tabloul de comanda. Legatura aparatelor circuitelor secundare cu aparatele din circuitele primare pe care le deservesc, se realizeaza cu ajutorul unui foarte mare numar de cabluri speciale de circuite secundare (fiecare cablu are mai multe conductoare izolate corespunzatoare nivelului de tensiune redus), conductoare care datorita curentilor relativ mici, au sectiune ce obisnuit nu depaseste 2,5 mm². Cablurile de circuite secundare sunt pozate in canale speciale de cabluri.

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

Serviciile proprii de curent alternativ sunt formate din instalatiile de racire ale transformatoarelor (autotransformatoarelor), instalatiile de reglaj ale transformatoarelor (autotransformatoarelor), instalatiile de incarcare ale bateriei de acumulatoare, instalatie de ventilatie a incaperii bateriei de acumulatoare, dispozitivele de actionare ale intrerupatoarelor si separatoarelor, instalatia de aer comprimat, instalatia de stingere a incendiilor, instalatia de telecomunicatii, instalatia de iluminat, etc. Serviciile proprii de curent continuu sunt formate din iluminatul de siguranta, unele dispozitive de actionare a aparatelor, consumatorii ce nu admit intreruperi in functionare, etc.

Instalatiile auxiliare din statiile electrice sunt formate din instalatiile mentionate anterior la servicii proprii (sunt atat servicii proprii cat si instalatii auxiliare) precum si din: bateria de acumulatoare, instalatia de legare la pamant, instalatia de protectie impotriva loviturilor directe de trasnet, etc.

1.2. Terminologie, definitii

Conform definitiilor din normative: -    statie electrica este un ansamblu de instalatii electrice si constructii anexe, destinat conversiei energiei electrice si/sau conectarii a doua sau mai multe surse de energie electrica ori a doua sau mai multe cai de curent;

statia de transformare este o statie electrica care realizeaza transformarea energiei electrice prin transformatoare de putere;

statia de conexiuni este o statie electrica, care primeste si distribuie energie electrica la aceeasi tensiune si frecventa, tensiunea intre faze fiind mai mare de 1 kV;

post de transformare este o statie de transformare mica, destinata alimentarii in joasa tensiune (pana la 1 kV inclusiv) a consumatorilor;

punct de alimentare este o statie de conexiuni de medie tensiune, destinata alimentarii unor posturi de transformare;

instalatie electrica de tip deschis este o instalatie electrica in care persoanele sunt protejate numai impotriva atingerilor accidentale a partilor sub tensiune, prin ingradiri de protectie sau prin amplasarea echipamentului la inaltime corespunzatoare in zone inaccesibile atingerilor accidentale;

instalatie electrica de tip inchis este o instalatie electrica in care echipamentul electric este dispus in carcase inchise (neetanse fata de aerul atmosferic), astfel incat nici o parte sub tensiune din instalatie nu poate fi atinsa;

instalatie electrica capsulata este o instalatie la care echipamentul este complet inchis in carcasa de protectie, etansa fata de aerul atmosferic (in general metalica, legata la pamant). Izolatia electrica a echipamentului in interiorul carcasei se realizeaza prin diverse fluide, in general la presiuni superioare celei atmosferice. Instalatia electrica capsulata poate fi instalata fie in exterior (in aer liber), daca este construita corespunzator, fie in interior (intr-un spatiu inchis);

instalatie electrica de conexiune si distributie (sub 1 kV) se numeste acea instalatie care serveste la primirea si distribuirea energiei electrice si care cuprinde ansamblul tablourilor electrice de forta (principale si secundare) si a aparatelor, inclusiv caile de curent pentru alimentarea lor;

aparate electrice se considera toate obiectele principale, exclusiv (auto) transformatoarele de putere cu care se echipeaza instalatiile electrice si anume:

aparate de conectare - intreruptoare, separatoare, separatoare de sarcina, sigurante, etc. (inclusiv dispozitivele lor de actionare);

transformatoare de masura;

bobine de compensare si de reactanta;

descarcatoare;

bobine de blocare si condensatoare de cuplare pentru instalatii de inalta frecventa.

materiale electrice se considera toate obiectele care servesc la asamblarea (auto)
transformatoarelor de putere si a aparatelor electrice din instalatiile electrice ca:

conductoare izolate sau neizolate;

izolatoare;

cleme, armaturi, etc.

echipamentul electric reprezinta totalitatea (auto) transformatoarelor, aparatelor si materialelor electrice cu care se echipeaza instalatiile electrice;

marimi nominale (tensiune nominala, curent nominal, putere nominala, frecventa nominala) sunt caracteristici de dimensionare a echipamentului si a instalatiei. Tensiunea nominala (U_n) este valoarea eficace a tensiunii intre faze, dupa care se denumeste instalatia;