Instalatii electrice in constructii; pt. licee de specialitate
137 97 29MB
Romanian Pages [213] Year 1969
Polecaj historie
Citation preview
ep e e e FR rel oii e
ION
=
VĂru
IANUS PETRE
f
.
ale
(fs
a
mi
ae
4
Instalatii
|
electrice A in
EDITURA DIDACTICĂ ;
ŞI PEDAGOGICĂ
BUCURESTI, 1969
construcții MANUAL
ANUL
PENTRU
IV
= a
IONESCU
LICEE DE SPECIALITATE =
. 4
:
Hi
f
;
Capitolul
i
INTRODUCERE Ca urmare a mereu crescînde raspindire care îi loc de frunte. Dezvoltarea și rii, transportului, la bază avantajele cu cheltuieli din
necesităţilor sporite de energie, izvorite din nevoile ale societăţii moderne, energia electrică a căpătat o conferă în stadiul actual al dezvoltării societăţii un diversificarea rapidă a instalațiilor necesare producedistribuţiei si utilizării acestei forme de energie, are sale deosebite, si anume : posibilitatea de a fi produsă ce în ce mai reduse, deci în condiţii economice su-
perioare, posibilitatea de a fi transportată mai comod şi cu pierderi mici, la distanțe oricît de mari si in fine, posibilitatea de a fi uşor si economic transformată în orice alte forme de energie, ca de exemplu:
energie termică, mecanică, luminoasă, chimică ete.
Primele forme de utilizare și de producere a energiei electrice, au fost legate de curentul continuu, energia produsă fiind distribuită unor consumatori ajlaţi la mici distanțe, în zona uzinei care producea energia. in anul 1890 s-a realizat prima instalaţie de producerea și distri-
buţia energiei electrice
în curent
alternativ.
De
atunci
se realizează
din
ce în ce mai multe asemenea instalații si o dată cu creşterea numărului centralelor electrice, crește și puterea lor instalată. Revoluţia tehnică impune necesitatea interconectării centralelor electrice, în sisteme electroenergetice, capabile să transporte energia elecirică la distanțe mari si să acopere necesitățile mereu crescinde de energie ale unor consumatori tot mai importanţi. În tara noastră, în anul 1944, puterea totală instalată în centrale electrice nu depăşea 740 MW, din care efectiv erau folosiţi numai 500 MW. Această putere era produsă de mici centrale, cu puteri sub 1000 kW fiecare ; cea mai mare dintre centralele electrice existente la începutul anului 1945 era centrala de la Grozăvești, care avea o putere instalată de 20 MW. Sprijinindu-se pe învăţătura marxist-leninistă, potrivit căreia electrificarea reprezintă o condiţie hotăritoare pentru succesul construcției socialiste, conducerea de partid si de stat, ţinînd seama de slaba dezvoltare a energeticii din tara noastră, a înscris problema dezvoltării ei înaintea celorlalte ramuri ale economiei nationale, ca o sarcină prin-
=
4
cipală
a politicii
sale
ec.
DOE
planuri de electrificare electrice de la Doicești, nesti, Hunedoara, Bicaz, d Pînă la sfirsitul primului pian d tura sistemului energetic national, : totalizind 23 000 km de linii de trans cu tensiuni de 110 kV. La sfîrşitul anului 1965, puterea instalată
n-a
IRI
4
trice interconectate în sistemul electroenergetic nations: si furniza economiei noastre nationale 17,7 miliara
slectrice în clădiri S-a elaborat = centralele ti, Comă-
MW
atinsese 3500 com ,
Consumul Pentru a se
perioada de 4000 în
Baa
O km. Au lipiile electrice au 4 1960—1965 În perioada fost electrificate 7000 sate: consumul de energie eiectrica pe locuitor și an, indice sintetic în aprecierea rezultatelor fehnico-economice ale unei economii, ajungea la 925 kWh. Conform prev ederilor planului actual, la sfirsitul anului 1975, productia anuală de energie electrică in tara noastră urmează să fie de 55-—60 miliarde kWh. Din întreaga putere instalată, o însemnată parte va fi distribuită din centralele electrice de termoficare, care vor furniza in acelasi timp 40—45 milioane kcal energie termica.
de energie electrică va atinge 2850 kWh/an şi locuitor. asigura energia necesară electrificării va fi instalată in
1965—1975, o putere de 10 000 MW, dintre care o prima MW va intra în funcţiune pînă la sfîrșitul anului 1970.
anii
.1970-—1971,
va
fi
pusă
în
funcţiune
hidrocentrala
parte
de
la
Portile de Fier, care va asigura pe partea românească, o putere instalată de 1000 MW si o producție anuală de energie de 5 miliarde kWh. Pe riurile interioare ale țării — Lotru, Siret — vor fi construite alte hidrocentrale,
lată de 1 500 MW.
Someş, Sebeș, Olt, Cris, totalizindo putere insta-
se va Socialistă România in Republica 1975 La sfirsitul anului produce în mai putin de 12 zile, întreaga energie produsă în țară în anul 1938. transportul acestei energii pînă în cele mai îndepărtate colPentru i economice a tuturor regiunilor sale, turi ale ‘Sri i, în vederea ridi vor fi executate si date în exploatare 3 000 km de linii cu tensiuni de
220...400 kV şi 30 000 km linii de 220.110 KV.
Capitolul
Forme
de
energie
existente
în
oO n N
si SIC.
Energia primară se existentă gia chimică
disponibilă
a apelor,
SUA mari categorii ; enerdiferite forme, si energie » formă primară tehnic, dintr-o
găsește în natură sub următoarele forme : enertitel), energia g (cărbuni, în combustibili
hidraulică
energia
—
așa-zisul
cărbune
procese
energia termică furnizată de Soare, energia disponibilă în ultima vreme energia rezultată din fisiunca atomului.
Din
a
alb
vintului
—.
şi
tehno-
de
energie
primară,
prin
diferit
energiei
la mari
distanţe,
prin
linii electrice de trans-
forme
aceste
ENERGIEI
natură
Formele de en gle primara, care se găseşte în natur proces obținută printr-un ecundară,
lee ie ener
£
TRANSPORTUL SI DISTRIBUȚIA ELECTRICE
PRODUCEREA,
1.
7
logice, se obţine energia electrică care este e forma de energie seÎn acest scop s-au creat centrale eiectrice corespunzătoare cundară. consumată : centrale termoelectrice, fiecărui gen de energie primară hidroelectrice, atomoelectrice, eoliene (folosind energia vinturilor) etc. "Dintre aceste genuri de centrale electrice, uneie au căpătat o largă utilizare (cum sînt cele termoelectrice si hidroelectrice), altele au rămas cu un caracter istoric, foarte putin aplicate (cum sint cele eoliene) iar altele cum sînt centralele atomoelectrice au perspective mari de dezoltare. este transformată cu aţutorul Energia obţinută în aceste centrale cu parametri ce inles~ electrică energie în electrice transformatoarelor
nesc
transportul
port, în condiţii. economice si cu randamente ridicate. Usurinta de a se transporta energia electrică la mari distanțe a atras după sine posibiliapropiate de sursele de tatea amplasăr ii cențralelor electrice în lacuri energie primară, disponibile (mine de cărbuni, resurse hidraulice etc.). 2. Centrale termoelecirice
Centralele
termoelectrice
folosesc
ca sursă primară
buni cu putere calorifică mică si medie, gazele rina, benzina etc, Centralele termoclectrice
de
energie:
căr-
combustibile, ţiţeiul, ți moto~ de putere instalată mica
ion)
Instalaţii
folosese
combustibili
cu
putere
calorifică
mare
—
electrice
in clădiri
motorină,
benzină,
gaze. Ele au costuri de exploatare mai ridicate si de aceea nu au o largă răspîndire, Sint însă folosite ca centrale de virf, functionind un număr redus de ore pe an și acoperind anumite virfuri accidentale de putere. Centralele termoelectrice de putere mare, constituie baza obţinerii
de
energie
elecirică
în
tara
noastră ; ele
folosesc
cărbunii
de
calitate
inferioară. Costul lor de investiţii pe unitatea de putere instalată nu este asa de mare ca cel al centralelor hidroelectrice, dar costul energiei obținute în acest gen de cen-
ft
Sp
.
cr
Cz
i
7
trale este mai mare decit cel obtinut in centrale hidroelectrice.
Ce =
Asemenea
C,
Cr
—
—
Schema de principiu a trale termoelectrice :
cazan;
conductă
Sp
de
—
supraincdlzitor
transport
tor-abur la turbine; cuplată pe acelaşi ax tric; Ge — generator
Ca — condensator; sat; P, — pompa zervor
care
începe
Pe de
de
un
pro-
abur cu temperaturi si presiuni ridicate. Aburul este supraincălzit mai departe in supra-
a 2.1.
au
bustibilul este ars în focarul cazanelor C,; în cazan, agentul motor, apa se transformă în
p
Fig.
centrale
ces tehnologic care este arătat simplificat in figura 2.1. Com-
T
T
cu de
—
a
unei de
agentului
încălzitorul Sp, talpia ridicată
cenabur
mo-
;
turbină de abur seneratorul elecenergie electrică;
— pompă de condenalimeniare; R — re=
condensat,
să debiteze
energie
olectrică.
de unde % este
cu entrimis
prin conductele de transportat abur Cr la turbine. Ajungind în
turbine,
aburul
se
destinde,
lovind paletele acestora primind o mișcare de
si imrotaţie
nează
curent,
arborelui turbinei ; acesta antre-
Astfel
generatorul
are
loc
de
o dublă
trans-
formare de energie : energia termică a aburului este transformată în energie mecanică de rotaţie la arborele turbinei iar aceasta este transformată apoi în energie electrică. După ce a cedat cea mai mare parte din energie, aburul iese din turbină și trece în condensatorul Cy, unde se răceşte și se condensează, pentru a putea fi mai departe vehiculat, cu
ajutorul pompelor P,
şi P, şi readus la cazanul C.; se închide astfel cir-
cuitul termic al centralei termoelectrice, Apa de răcire este adusă cu o pompă la condensatorul Cg, fie dintr-un rîu sau lac — în circuit deschis — fie dintr-un circuit închis prevăzut cu turnurile necesare pentru căcirea ei. Apa de răcire de la aceste centrale poate fi utilizată pentru furnizarea de energie termică (termoficare) consumatorilor industriali sau locuintelor și clădirilor social-culturale. Energia electrică se obține la centralele termoelectrice cu anumite pierderi. Randamentul centralei depinde de randamentele elementelor componente ale întregului ansamblu al instalaţiei. Astfel randamentul cazanului, al conductelor de abur, al turbinelor, al grupului turbo-ge-
transportul
Producerea,
nerator,
cătuiese
al
transformatorului,
un randament
Pentru
energiei
si distribuţia
general,
al
T
electrice
circuitului
se
termic,
cumulează
de circa 350/,
obţinerea energiei electrice la un randament
cu pierderi cît mai mici de energie, trebuie îmbunătăţirii randamentelor parţiale şi în special a ran5p damentului circuitului terlz mic; cu valoarea sa de sub 50%, acesta face să scadă mult randamentul general al centralei termoelectrice. Termocentrala de la Craiova, construită în anii socialismului are ca parametri iniţiali : presiunea la inSp trarea în turbină 185 ata si
să
al-
cit mai ridicat,
acţioneze
se
și
în
vederea
Si
2
temperatura 535°C, fiind echipată cu cazane de 1 020 t abur/ora si cu turbine de 315
MW. Tot în anii socialismuDie lui, au fost construite şi alte 4 termocentrale foarte mari eum sint cele de la Borzesti, Ludus, Ovidiu, Singeorgiu G de Pădure, Doicesti si acum LIP si ZO în urmă Bucuresti Sud şi Deva, Pentru ridicarea tema [ză peraturii si presiunii cu care Ce Co oz ~) aburul lucrează fin turbine, fără a se ridica aceste valori e lof oy la cazan, şi prin urmare fără a utiliza cazane scumpe, se utilizează supraîncălzirea inRig. 2.9. Scheme de supraîncălzire intermediară termediară a aburului între a aburului ; cazan si turbine. Aceasta se a — cu preîncălzire intermediară directă ; b — cu preîncălzitor de amestec; c — cu ciclu suprapus; utilizează după schemele din Sp — supraîncălzitor ; Cz — cazan ; 8; — supraîncăizitor intermediar ; T — turbină ; TI — turbină inaintasa ; figura 2.2. Avantajele utili— generator ; Cg — condensator ; P — pompă; zării acestei metode sînt: Se — schimbător de căldură; R — rezervor intercreşterea randamentului gemediar ; CIP — cazan de înaltă presiune. neral al centralei şi posibilitatea folosirii utilajului existent în centralele ce urmează a se moderniza,
reconstrui si extinde, într-o perioadă foarte scurtă. Preîncălzirea generativă a apei de alimentare, se face diul unor preîncălzitoare P, instalate în circuitul termic, sator
şi
cazan ;
ridicarea
temperaturii
apei
se
realizează
prin intermeîntre condencu
ajutorul
Instalaţii
aul
eT
luat din mai multe prize intermediare de o construcţie specială (fig. 2.3). Cu
int
YE
ee
-.
_
7
5
aly
eo
fer)
~
Pr
7
ale turbinelor 1, 2, 3, ajutorul acestor preîn-
—
12)
Pr
(e
Pe +)
=
ae
fa
d
Schema circuitului termic, cu călzitoare pentru apa de alimentare : călzitor ; T — turbină
=
at ini
G
—
cu
prize
generator; Cg — conPy — pompă de condens; călzitor ; Puya — pompe de con— pompă de alimentare a caza— cazan ; ad, ad, d; — debite de 2 preîncălzitoarelor apei de ali1, 2, 3 — prize intermediare de
abur
în
ta
ucuresti st, CET
C=rtrale
fiind
ridicată
cu
ajutorul
aburului preluat de la prizele intermediare ale turbinei. Atunci cînd cererea de căldură este mică, cenirala electrică de termoficare (CET) funcţionează cu un număr redus de
Pr
22.
clădire
matorilor energie electrică si energie termică. Encrgia electrică este produsă de generatoarele antrenate de turbine prevăzute cu prize, iar energia termică provine de la apa de răcire a condensatoarelor, temperatura.
acesteia
(Qj)
~
„3
în
să „apa de alimentare a cazanului ajunge la o temperatură de VC, iucerea mixtă de energie electrică si căldură este o altă metodă creșterea randamentului general al centralei. Centralele de termoficare produc și furnizează consu-
2
sO
electrice
cazane si turbine si produce
o canti-
tate mai mică de energie electrică, neacoperind nevoile consumatorilor racordati la ea. Centrala fiind însă interconecială într-un sistem energetic, acesta furnizează energia electrica neacoperită de centrală. Cînd necesarul de căldură este mare iar
CET
funcţionează
la
întreaga
sa
capacitate, surplusul de energie electrică rezultat este debitat în sistemul energetic la care centrala este turbină, racordată. funcţionează centralele electrice de termoficare : CET Grozăvești, CET Griviţa Rosie iar alte centrale în di-
hidroelectrice
-zciraiele hidroelectrice folosesc energia disponibilă — cinetică si — a apelor în mișcare, eum sînt cursurile de apă si marcele. “2 a se folosi această energie, în scopul transformării ei in ener7.> == că, se execută amenajările hidraulice necesare ; acestea asigură -: = tonstante de apă si presiuni corespunzătoare ; aceste amenajări ri foarte costisitoare.
transportul
si distribuția
energiei
electrice
După o formulă aproximativă, puterea turbine hidraulice este dată de relaţia : Po
9,81
se)
Producerea,
obţinută
Q-
Hen:
cota
apei
unde : FP; este puterea dată de turbină, în kW ; GJ — debitul de apă ce trece prin turbină,
HI
—
diferenţa
de
nivel
dintre
la
in
în
arborele
m/s ;
amonte
de
unei
centrală
si
axul turbinei, în m ; n, — randamentul turbinei, După mărimea cursului de apă, amenajările hidraulice pot fi mai mari sau mai mici, existind in mod obișnuit mai multe tipuri de centrale : cu baraj, cu derivație și mixte. Parajele se execută din pămînt, anrocamente sau beton armat si au drept scop crearea unui bazin, in care se acumulează apa necesară. funcţionării centralei, Un baraj, executat sub forma unui dig drept sau
concav,
închide
o vale,
ancorindu-se
puternic
cu ambele
capete
în ma-
lurile acesteia pentru a suporta presiunea apei. Bazinele sau lacurile de acumulare se întind pe distanţe mari inundînd porțiuni întinse de teren și necesitind în acest fel costuri mari de investiţie, în vederea amenajărilor hidraulice, a reconstrucției aşeză-
rilor ce trebuie evacuate, Toate acestea sînt însă amenajări și anume :
—
utilizarea
energiei
scoaterii din circuitele agricole a terenurilor etc.
compensate
de
hidraulice
avantajele
în scopul
pe
care
obţinerii
le
au
energiei
aceste:
electrice
cu un pret de cost scăzut; — înlesnirea circulaţiei fluviale — navigaţie si plutărit — pe țiunile de rîuri regularizate si pe lacurile de acumulare create ;
—
amenajări
eficiente
—
posibilitatea
pentru
dezvoltarea
faunei
si florei
por-
în
zonă ;,
— crearea unor rezerve de apă rezultate din acumularea apelor de: primăvară, ce pot fi folosite pentru irigare si alimentarea unor zone industriale sau a localităţilor si pentru îmbunătăţirea climei ;
de
asanare
a regiunilor
altădată
inundabile
mirarea calamitatilor provocate de viiturile de primăvară ; — amenajări turistice și crearea de zone de agrement. Amenajarile de baraje cu înălțime mică, pot crea lacuri
pensare
zilnică,
apa
acumulată
in
cursul
zilci,
fiind
unei perioade scurte de funcţionare. Aceste centrale in anumite ore de virf, cînd necesarul de energie
și
nu
poate
racordate.
fi
acoperit
economic
de
sistemul
folosită
si
cu
în
eli-
com-
cursul
funcţionează numai. electrică este mare
energetic
la
care
sînt
În figura 2.4 se văd principalele amenajări ale unei centrale hidroelectrice. Barajul 2 închide valea, creînd lacul de acumulare I. Apa este
dirijată
refine
prin
canalul
corpurile
amplasate
la
de
plutitoare
prizele
de
aducțiune
apă
—
arbori,
aflate
la
3,
prevăzut
crengi
intrarea
etc. în
cu
grătare
Aceste
canalul
pentru
grătare
de
a
sînt
aducțiune.
Instalaţii
t capăt
echilibru
al
canalului
4, care
de
aducțiune,
are rolul
de
la
ieșire,
a permite
electrice
apa
în clădire
trece
liniștirea
într-un
apei,
de
a
„loviturile de berbec“ (fenomene hidraulice provocate de însi deschiderea vanelor aflate pe canal) r precum și de a distribui uniform
apa
Fig.
in
24.
conductele
Amenajarea
fortate
5.
hidraulică
cu
7
Aceste
conducte,
?
exe-
baraj:
a — plan de situaţie; b — secţiune (profil) ; 1 — lac de acumulare ; 2 — baraj de beton armat; 3 — canal de aducțiune; 4 — castel de echilibru; 5 — conducte forțate; 6 — centrala hidroelectrică cu turbine ; 7 — canalul de tusă; 8 turbinele hidroelectrice
cutate din oţel sau beton puternic armat, sînt astfel calculate încît să reziste și ele la loviturile de berbec. Panta acestor conducte, foarte mare, asigură o mare cădere de nivel astfel că apa ajunsă în centrala 6, lovește cu putere în paletele turbinelor 8, ale căror rotoare se invirtese şi antrenează generatoarele de energie electrică. În acest fel se transforma energia cinetică si potenţială a apei, în energie mecanică de rotaţie şi apoi în energie electrică. După ce a cedat cea mai mare parte din energie, apa este evacuată în canalul de fugă 7, de unde
trece în albia cursului de apă. Centrala siunea apei
poate avea clădirea înglobată în baraj, nu este prea mare, rezultind o centrală
atunci cind prede importanţă si
Producerea,
transportul
si distribuţia energiei electrice
11
putere nu prea mare; clădirea poate fi însă si separată, în apropierea barajului, in cazul unor centrale de putere tanta
amplasată si impor-
mare.
În corpul barajului sînt practicate niște deversoare, care asigură scurgerea mai departe a unui debit constant de apă, necesar tuturor așezărilor din aval, cit si la irigare. La căderea apei prin deversor se amenajează un disipator hidraulic, care amortizează căderea apei
la picioarele barajului, impiedicind erodarea fundului.
În corpul barajului, la fundul său, sînt deschideri cu vane, necesare spălării periodice a aluviunilor ce se depun la picioarele barajului. Deschizind aceste vane, apa trece prin baraj și antrenează cu putere aluviunile, evacuindu-le în avai, evitind in acest fel depunerea lor
‘si colmatarea barajului. Turbinele
hidraulice
pot
fi cu
acţiune
şi reacțiune,
Din
prima
cate-
gorie fac parte turbinele Pelton şi Banky, utilizate pentru centrale de puteri reduse. Din cea de-a doua categorie fac parte turbinele Kaplan
si Francis; prima este utilizată în centrale cu debite mari, de apă dar cu căderi mici, cea de-a doua are largă utilizare atît în centrale de puteri mici cit si în centrale de puteri mari. În tara noastră centralele hidrociectrice cele mai importante s-au construit în anii puterii populare : la Bicaz — hidrocentrala V. I. Lenin —
la Arges, la Sadu si se află în lucru cea de ia Lotru si cea de la Porţile
de Fier. 4,
Centrale
atomoelectrice
Pentru obţinerea energiei electrice, in centralele atomice se folosește energia existentă în structura internă a atomilor materialelor fisionabile. Prin intermediul reactoarelor nucleare aceasta se transformă în energie termică, care se înmagazinează într-un agent motor, de exemplu abur ; acesta se transportă la turbine unde are loc transformarea clasică, de la centralele termoelectrice, în energie mecanică de rotație și apoi în energie electrică. De aceea, se poate considera o centrală atomoelectrică, ca o centrală termoelectrică, la care locul cazanului — deci al generatorului de energie termică — este luat de un reactor nuclear, care în fond are același rol. Deoarece însă, acest generator în activitatea sa degajă radiaţii periculoase pentru operatorii ce conduc si supraveghează procesele în ase-
menea
centrale,
el a fost realizat într-un
gura protejarea organismelor vii.
din
mod
special,
pentru
a se asi-
Combustibilui foiosit în reactoarele atomice în funcţiune, este unul materiale fisionabile din familia uraniului si a plutoniului, cu izo-
topii lor radioactivi.
Uraniul,
în starca
sa naturală I
este un
amestec de izotopi U24t, Us ominantă avind-o U2% (99,354).
Cel mai important este însă topul 12% deoarece prin bombardarea sa cu neutroni se poate dezlân tui o reacţie de fisiune în lant, cu declansarea puternică a energie i atomice. Prin această reacţie în lant, numărul ieiisii neutronilor care bom barăcază se măreşte cu neutronii rezultați din reactie, fisiunea luînd proporții din ce în ce mai mari, energia degajată cres-cînd
la
rîndul
ei
veriiginos
și
fiind
însoțită
de
radiaţii
4,
B
si
y.
Energia termică obţinută se înmagazinează in agentul motor, apăabur şi trece o dată cu acesta înspre turbine sau schimbătoare de
căldură. Cantitatea de energie termică astfel, dintr-un kilogram de U*" de milioane de ori mai mari ce
produsă în reactor este foarte mare ; se obţine energie termică în cantităţi. in cazul unui kilogram de cărbune,
combustibil obişnuit în centraicle termoelectrice. O centrală atomoelectrică cuprinde : sala reactoarelor
sala turbinelor,
sala schimbătoarelor
de căldură,
staţia
atomoelectrice,. si camera
electrică
de comandă. Caracteristic centralelor nucleare este aceea că prin procesul de fisiune, rezultă si un alt combustibil nuclear, plutoniu Pu®*, care
poate fi folosit în aceeași centrală sau în altele.
Elementele principale ale reactorului nuciear sint date în figura 2.5. Barele de uraniu 3, îmbogăţit cu un procent mai ridicat de izotopi U2, sînt dispuse paralel, îngiobate în moderatorul 5 care poate îi apă, apă
grea,
grafit
etc.,
izolate
împreună
într-o
cuvă
înconjurată
la
exterior
=
de un reflector 2, ce închide zona activă, înăuntrul căreia se desfășoară reacţia în lant. Capsulind întregul proces de fisiune, ecranul de protecție biologică 1 protejează mediul înconjurător de o iradiere prea puternică. și periculoasă. Procesul de fisiune se reglează cu aţutorul barelor de cadmiu sau bor 4, care au o mare putere de absorbţie a neutronilor ; barele acestea. pot fi introduse mai adinc sau scoase mai în afară, pentru a regla astfel din ce reacţia de fisiune nucleară în lant, din care rezultă un număr în ce mai mare de neutroni Rolul moderatorului este acela de a încetini viteza de deplasare a neutronilor, înlesnind prin aceasta acţiunea de bombardare a nucleelor. Moderatoarele utilizate în reactoarele cu neutroni lenji pot lipsi în cele cu neutroni rapizi. Reflectorui, care poate îi constituit din aceleași materiale ca moderatorul, are rolul de a reflecta către interiorul zonei active neutronii care tind să iasă în exterior, micsorind astfel pierderile de neutroni
Producerea,
transportul
si distributia
energiei electrice
13
Prin canalele practicate în reactor Și care vavensează zona centrală activă, trece agentul motor AM constitui heliu, mercur sau azot; acest agent răces 3 te reactorul absorbind energia
,
N
N
// :
A za —
—
N
f
Fe
Dai
Di
fe
3
|
TA
i
om
pt
oe
Fig.
4
7
SF
Re |
it
N
-
ATT fae
A
—
N
pi
AM
To
pl
2,5.
“4
Sectiune
printr-un
reactor
——
i
nuclear:
i — ecran de protecţie biologica din beton, fontă, and: 2 — reflector de grafit, apă sau apă grea; 3 — barele de uraniu îmbogăţit tn U5: 4 — barele de cadmiu sau bor pentru reglarea reacției de fisiune ; 5 — moderatorul din grafit, apă sau apă grea; AM — agentul motor! (bioxid de carbon, azot, apă etc),
termică rezultată o transportă mai
din procesul de fisiune atomică, o înmagazinează si departe către sala schimbătoarelor de căldură, unde
-o cedează altui agent motor.
Schemele
“după
natura
termice
ale unor centrale nucleare sînt de mai multe tipuri
agenţilor motori
care circulă în reactor si după
numărul
lor.
14
Instaiatii
electrice
în
clădiri
5. Producerea energiei electrice în alte feluri de centrale
a. Centrale eoliene. Pentru obținerea energiei mecanice o astfel de centrală folosește energia vînturilor, care punind
paletele
unei
elice
de
mărime
convenabilă
antrenează
prin
de rotaţie în mișcare
intermediul
unei axe şi al unor pinioane, un generator de energie electrică. Deoarece folosirea acestor centrale este condiţionată de frecvenţa, continuitatea, tăria si constanţa vînturilor, obţinerea energiei electrice cu acest gen de centrale este o soluție cu un caracter limitat, fără răs-
pindire.
b. Centrale cu motoare Diesel. Aceste centrale echipate cu motoare cu ardere internă folosind drept combustibil păcura sau ţiţeiul brut, sînt centrale în care randamentele sînt ridicate dar costul unui kilowattoră produs este ridicat. Pe lîngă acest dezavantaj păcura care este un combustibil superior, poate fi utilizată în alte scopuri, cu rezultate economice mult superioare. Acest fel de centrale se utilizează ca centrale provizorii de şantier sub forma grupurilor mobile sau pentru alimentarea obiectivelor industriale izolate precum si ca centrale de rezervă sub forma unităţilor fixe ; ele au avantajul că pot intra în funcţiune repede pentru a acoperi ia nevoie virfuri de consum ; în acest scop sînt conectate în sisteme energetice, dar acţionează o durată limitată. c. Centrale echipate cu turbine cu gaze. În figura 2.6 este dată schema de principiu a unei centrale folosind gazele combustibile si
functionind
in circuit
deschis.
Motorul
de pornire J pune in functiune agregatul compresor 2, care aspiră aer din atmosferă şi îl comprimă trimitindu-l în camera de ardere 5, unde ard gazele
combustibile ; rezultă gaze de ardere cu Fig. 2.6. Schema
de principiu
a unei
temperaturi sint
centrale cu turbine cu gaze, functio-
fiind
1 — 3 —
chis.
nind în circuit deschis:
motor de pornire; 2 — compresor; turbină de gaze; 4 — generator de
energie
electrică ;
5
dere,
—
cameră
de
ar-
conduse
apoi
foarte
ridicate.
si se destind
evacuate
în
Acestea
turbina
3,
în atmosferă ; cir-
cuitul de funcţionare este de tipul des. :
.
O parte a lucrului mecanic produs de turbină se consumă pentru antrenarea compresorului, care în funcţionare curentă nu mai este antrenat de motorul de pornire ci de turbină. Centralele, functionind în circuit închis, au în plus un recuperator de căldură pentru gazele care ieșind din turbină intră în compresor. Pe această parte a circuitului termic mai intervine si un răcitor, cu scopul de a asigura gazelor la intrarea în compresor, o anumită temperatură ; în acest fel se îmbunătățește randamentul de funcţionare a acestuia,
15:
electrice
energiei
si distributia
transportul
Producerea,
simplă, reduse,
Principalele avantaje ale turbinei cu gaze sînt: instalație ocupind un spaţiu redus, randamente ridicate chiar la sarcini instalaţie elastică urmărind cererea de energie.
Nu are prea mare răspîndire deoarece pretinde materiale speciale: rezistente la temperaturi ridicate pentru construcţia paletelor turbinelor, în contact direct cu gazele de ardere la temperaturi ridicate. 6. Exploatarea diferitelor cenirale în cadrul sistemului energetic
în Republica Socialistă România, toate centralele electrice au fost un sistem energetic. La acest sistem: interconectate, creîndu-se astfel sînt de asemenea legate centrele de consum : oraşe, combinate şi întreprinderi industriale, unităţi agricole și comerciale etc. în cadrul acestui sistem care cuprinde categorii diferite de centrale,
măsuri indici
se impune adoptarea unor realizîndu-se pentru ca
tehnico-organizatorice
de
exploatare,
tehnico-economici superiori, prețul de cost al energiei pe kWh produsă să fie cit mai coborit, iar investitia, folosită judicios, să poată
fi recuperată scurt.
Aceste
în
termen
măsuri
cît
mai
urmăresc
să
se obțină un pret de cost optim pentru energie, prin repartizarea judicioasă a puterii cerute centralelor, prin aplatisarea curbelor de sarcină, în scopul măririi numărului de ore de folosire a puterii maxime, printr-un raţional plan
de revizii și reparaţii de bază, întocmit
a utilajului
astfel încît să se
asigure
in
rintelor
consumatorilor.
N
.
deA
ra
putere
2.7
între nare
este
permanenţă
necesară
data
centrale, a
unui
A
.
acoperirii =
repartitia
într-o
sistem
rezerva
A
zi de
In
.
ce-
figu-
puterilor .
functio-
energetic,
la
Fig.
2.7.
Repartiția
24ore
20
16
12
8
4
2
economică
optimă
puterilor între centralele interconectate
,
—
, rundin sarcină Sistem preluată energetic dei
partea
hidoelectrice, fără lac de acumulare;
tea
de
ficare ;
jale
sarcină 3 —
preluată
partea
hidroelectrice,
partea
de
preluată
cu
de
centrale
sarcină
de
lacuri
centralele
2 — par-
de
preluată
de
centrajele
a:
în-
termo-
de
cen-
acumulare ; termoelec--
care sînt interconectate mai multe tipuri de centrale. Din diagramă rezultă că partea intii este preluată de centralele hidroelectrice fără lacuri de acumulare, care trebuie să functioneze la puterea maximă pe toată durata zilei pentru a nu se pierde nimic din energia disponibilă a cursurilor de apă respective. Partea a doua a sarcinii este preluată de centralele electrice de termoficare, a căror pro-
ductie de
energie
electrică
este
condiţionată
de
producţia
de
energie
a6
Instalaţii electrice în clădiri
termică ; prin urmare cantitatea de energie electrică produsă trebuie consumată integral căci altfel se pierde. Partea a treia este preluată de centralele hidroelectrice cu lacuri de acumulare, fiind sarcina cea mai mare, deoarece preţul de cost obţinut în aceste centrale este cel mai redus şi determină astfel, în cea mai mare măsură, scăderea prețului de cost mediu pe întregul ansamblu. Ultima parte este preluată de centralele termoelectrice mari şi mici, acestea din urmă functionind pe anumite perioade scurte si cu un număr corespunzător de agregate. O altă măsură tehnico-organizatorică şi anume aplatisarea curbelor de sarcină, se realizează prin urmărirea dezvoltării si planificarea func“ționării unor consumatori, în orele de gol de sarcină sau cu sarcină redusă. În această categorie intră în special consumatorii sezonieri : instapentru agregate de locale latii de aspersiune si irigații, exploatări i -constructii ete. O măsură stimulatorie pentru abonaţi este tarifarea energiei elec-
‘trice, cu anumite gie
raţional.
bonificatii, acordate
de ener-
celor care au un consum
7. Transportul și distribuţia energiei electrice
electrică
Energia
în
obţinută
centralele
clectrice
trebuie
să
asigure
trebuie electrică Energia "necesităţile energetice ale consumatorilor. transportată de la centrală pind la limita de proprietate a consuma‘torilor. Consumatorii si producătorii de energie electrică sînt legaţi între ei,
prin
toare,
căi
conductoare
datorită
efectului
de
curent.
termic,
La
trecerea
conductoarele
curentului
se
prin
încălzesc ; de-a
conduc-
lungul
liniilor au loc pierderi de energie electrică, care se transformă în energie
termică, împrăștiată în mediul înconjurător. Această energie picrduta “zrebuie produsă în centralele respective, peste cea necesară consumatorilor racordati. Energia electrică pierdută trebuie să fie cit mai Mică. Centralele de putere mică, avind un disponibil redus de energie, nu pot alimenta consumatori aflaţi la distanțe prea mari, iocniai pentru a se limita aceste pierderi. În aceste centrale, energia se obţine ia ten-siune joasă si de aceea, ea va fi distribuită consumatorilor aflați pe o rază de cel mult 1000 m prin linii de distribuţie de joasă tensiune
(fig. 2.8, a).
Centrala elecirică CE aflată în centrul de consum, alimentează con„sumatorii C printr-o rețea simplă de distribuţie radială. în cazul unor consumatori concentrați în anumite sectoare, se poate utiliza o schemă, care cuprinde în distribuţia sa radială puncte de ali-
“mentare
sectorizate,
legate
de
centrala
electrică
prin
linii
principale,
“Tără consumatori, numite fideri. Consumatorii sînt alimentati prin reţele -simple radiale din punctele de alimentare, așa cum arată schema reţelei
„de distribuţie în joasă tensiune cu puncte de alimentare din figura 2.8, b.
Fig. 2.8. Scheme
peniru rețele de distribuţie, pori
:
alimentare
și trans-
a — schema de distribuţie radială, de joasă tensiune; b — schema reţelei de distribuție de joasă tensiune, cu puncte de alimentare; c — schema unei reţele cu posturi de transformare, alimentate prin fideri de 6 kv; d — schema unei reţele cu staţii ridicătoare şi coboritoare şi cu linii de transport de înaltă tensiune; CE — centrală electrică ; F — fideri, linii de distribuţie fără consumatori racordati ; PA — punct de alimentare de sector; PT — posturi de transformare; SC — statii coboritoare de tensiune ; SR — staţii ridicătoare de tensiune ; S — stații de transformare ; LT — linie de transport de foarte înaltă tensiune; reţea de joasă tensiune, RIT —
se 710735 kr diy
1104
PT,
6704 4
RIT Phe
6/04Kv
B/O4K0
18
Instalaţii
Atunci cînd consumatorii se cu centrale electrice ce produc mai satisfac necesităţile, pe de siune, care devin prea mari si siune mai mică decît cea minim
pierderilor
în
care
prin
efect termic.
centrala
electrică
electrice
în clădiri
găsesc la distanțe mai mari, schemele energie electrică de joasă tensiune nu o parte din cauza pierderilor de tenlasă disponibilă la consumatori o tenadmisă și pe de altă parte din cauza
În această
produce
situaţie,
energie
se utilizează
electrică
la
o schemă
tensiune
înaltă,
energiei
de
de 6 000 sau 10 000 V (6—10 kV). Energia electrică este distribuită prin reţele de fideri la posturile de transformare PT aflate fie în incinta consumatorilor (fabrici, instituţii, blocuri mari de locuit), fie în centrul de greutate al consumatiei unei zone (fig. 2.8, c). Transportul energiei electrice pe linii de înaltă tensiune, prezintă. avantajul că la aceeaşi putere instalată, curenţii de transport sînt mai mici decît în cazul reţelelor de joasă tensiune si de aceca sint necesare conductoare cu secţiuni mai mici, iar pierderile, la rîndul lor, sînt mai reduse. Posturile
de
transformare
realizează
transformarea
tensiunea de 6 sau 10 kV, cu care a fost produsă
la
și distribuită pe fideri,
la tensiunea joasă a consumatorilor. în cazul cînd centralele electrice sînt amplasate în apropierea surselor de combustibili, energia, produsă tot sub tensiunea înaltă de 10 kV, este trecută prin staţii ridicătoare de tensiune unde, cu ajutorul transformatoarelor, tensiunea este ridicată ; apoi energia este transportată în condiţii economice la foarte mari distanțe, cu pierderi minime. În zonele de consum energia electrică este supusă unei coboriri de tensiune în cascadă, pînă la nivelul tensiunii necesare a consumatorilor
(fig. 2.8, d].
Energia produsă într-o centrală 10 kV, este trecută apoi prin staţia la tensiunea de transport de 110 kV.
hidroelectrică, în generatoare de ridicătoare SR, unde este ridicată De aici, prin linii de transport de
foarte înaltă tensiune LT,, LT» energia electrică este dusă multe regiuni ale ţării. La capătul fiecărei linii de transport, o
staţie
electrică
coboritoare
De la aceste staţii coboritoare, siune
de
35
kV
pina
la alte
de
tensiune
pornesc
staţii
S,
SC
de
la
110
linii de distribuţie
în
care
se
rire de tensiune de la 35 kV la tensiunea de distribuţie de înaltă tensiune de 6 kV se ajunge În
toate
Atunci
irebuie
să
cazurile
energia
arătate,
electrică
cînd consumatorii fie
asigurată
în
schemele
era furnizată
se
radiale
execută,
la
35
kV.
de înaltă teno altă
cobo-
6 kV. Apoi, printr-o la posturile de transși
consumatorului
sînt de o importanţă
continuu;
kV
realizează
formare PT, care aduc energia elecirică la joasă tensiune. figura 2.8, direcţie.
către mai există cite
arborescente dintr-o
deosebită,
în
din
singură
alimentarea
consecință,
linii
ce
Producerea,
transportul
si distribuţia
alimentare de rezervă. cente, nu mai satisfac
buclate,
ale căror
În si
contururi
energiei
18
electrice
aceste cazuri, schemele radiale sau arboresde aceea, se folosesc sisteme de distribuție
închise
permit
o alimentare
din
două
sau
mai multe direcţii. În cazul apariţiei unui defect pe una din alimentări, în mod automat sau chiar manual, se poate comuta cu ajutorul dispozitivelor speciale, alimentarea pe altă linie. Marile centrale electrice alcătuind sistemul energetic national sint astfel legate între ele prin linii de interconexiune, încit există în permanenta posibilitatea de transfer de energie dintr-o parte în cealaltă, cu scopul acoperirii unor nevoi accidentale. Aceste linii de transport şi distribuţie pot fi aeriene sau subterane. Cele mai multe sint aeriene, deoarece sînt mai ieftine, au o răcire mai bună si permit o densitate de curent (in amperi/mm?) mai mare. În centrele populate şi
locuri aglomerate însă, se preferă linii securitate cit şi din motive arhitecturale,
subterane,
atît
din
motive
de
Capitolul
CONSUMATORI
3
SI SARCINI
ELECTRICE
1, Sisteme de curent și tensiuni nominale folosite După felul curentului folosit, rețelele electrice se impart in: reţele curent alternativ si reţele de curent continuu. În reţelele de curent, alternativ, conform STAS 930-56, tensiunile nominale între faze, uniformizate în Republica Socialistă România, pen-
de
tru frecvenţa de 50 Hz, sînt.: 380, 500, 3 000, 6 000, 10 090, 15 000, 35 990,
110 000 si 220 000. Pentru tracţiune electrică si în alte scopuri speciale se pot folosi si reţele existente care funcționează cu alte tensiuni decit cele prevăzute. În instalaţiile miniere pentru extracția cărbunelui sînt de asemenea permise si rețele cu tensiunea nominală de 127 V între faze. În cazuri speciale în reţele locale din sisteme energetice regionale existente, în vederea dezvoltării acestora se admite și tensiunea de 1000 V între faze, acolo unde ea există. În locurile cu pericol de electrocutare,
de
exemplu
în
subsoluri,
la
lucrări
subterane
sau
în
reci-
piente metalice etc., este obligatorie folosirea unei tensiuni nepericuloase de 12 V, 24 V sau 36 V, cu atît mai mică, cu cit pericolul este mai mare. In tara noastră există însă si reţele functionind si cu alte tensiuni între faze, în afara celor arătate. Toate tensiunile nominale nestandardizate vor fi desfiinţate pe măsura ivirii posibilităţii, iar reţelele respective sînt trecute la tensiuni standardizate. Așa de exemplu, în unele cartiere ale municipiului Bucureşti sînt în funcţiune reţele cu tensiunea nominală de 110 V între fază si conductorul neutru, iar în alte părți ale ţării continuă sa existe și tensiuni de 208, 315, 5 000, 25 000 si 60000 V între faze. Rețelele trifazate, cu tensiune sub 1 000 V între faze, se execută fie cu patru conductoare — reţele de distribuţie de joasă tensiune de 380/220 V — fie cu trei conductoare, avînd tensiunea între faze de
500
V
sau
mai
mare.
Rețelele
cu
patru
fire
au
trei
conductoare
de
fază, al patrulea fiind conductorul neutru. Ele sînt cele mai folosite, prezentind mari avantaje economice în exploatare si investiţie. ' În această situaţie, motoarele electrice trifazate se racordează la cele irei conductoare de fază, legindu-se deci între faze la tensiunea de 380 V, iar lămpile si alți consumatori monofazati — motoare, resouri,
Consumatori
21
și sarcini electrice
frigidere etc. — se leagă între conductoarele de fază si conductorul neutru, deci la tensiunea 220 V. Rețelele de curent continuu, utilizate mai rar, se folosesc de obicei pentru deservirea unor procese electrochimice, pentru actionari electrice care necesită motoare de curent continuu, pentru încărcarea acumulatoarelor
etc.
În practică curentul continuu se obţine prin redresarea curentului alternativ cu ajutorul redresoarelor sau cu ajutorul grupurilor convertizoare, centralele electrice de curent continuu fiind tot mai rare. 2. Clasificarea receptoarelor sJectrice Orice aparat sau dispozitiv creat pentru a efectua un lucru mecanic sau o operaţie, folosind energia electrică, pe care o transformă într-o altă formă de energie, se numește receptor de energie electrică. Așa de exemplu, unele receptoare transformă energia electrică în energie mecanică de rotație, cum este cazul tuturor motoarelor electrice, altele în
energie
chimică,
ca de exemplu : băile de electroliză, galvanizare,
noplastie etc. Altele o transformă pur si simplu tot insă cu alte caracteristici decît cea primită.
în energie
galva-
electrică,
După felul curentului receptoarele electrice pot îi :
— de curent alternativ : lămpi, motoare, transformatoare etc.; — de curent continuu ; lămpi, motoare electrice de curent continuu, păi electrolitice etc. După felul tensiunii receptoarele electrice pot fi: — de înaltă tensiune — motoare cu tensiune de 5 kV pentru puteri mari ;
—
și
de joasă tensiune — majoritatea consumatorilor ;
--- de tensiune redusă : lămpi pentru iluminat de siguranță, unelte dispozitive speciale pentru lucrul în condiţii cu pericol de electro-
cutare.
După
scopul
în
care
sînt
utilizate
-— receptoare pentru iluminat ;
receptoareie
pot
fi:
— receptoare folosite în telecomunicaţii : radio, telegraf, telefon etc. ; ~~ receptoare folosite în transporturi ; —— receptoare generatoare de radiaţii cu lungimi diferite de undă:
aparate
—
electromedicale,
receptoare
de laborator
folosite
în
procedee
etc. ;
termice
—
cuptoare
termice ;
— receptoare folosite în procedee electrochimice : băi de galvanizare sau galvanoplastie, băi de electroliză, folosite la obiinerea pe cale electrochimică
—
a
motoare
clorului,
electrice
hidrogenului,
folosite
oxigenului
la acționarea
dustrie, construcţii, agricultură etc.
ete.;
diferitelor
utilaje
din
in-
NA
i)
Instalaţii electrice in clădiri
3. Clasificarea consumatorilor de energie electrică O locuinţă, un atelier, o întreprindere, un teatru, o fabrică, un combinat etc. este un consumator de energie electrică. Fiecare dintre aceşti consumatori are o instalaţie care cuprinde rețelele sale interioare și receptoarele sale de energie electrică. În locuinţe, energia electrică este folosită pentru a satisface nevoile celor care ocupă locuinţa. O întreprindere, o fabrică, un atelier, consumă energie electrică, cu scopul de a realiza anumite produse, bunuri sociale care sînt realizate pentru a satisface nevoile societăţii. Acestea ocupă în economia naţională o poziţie mai importantă sau mai puţin importantă.
Există
astiel consumatori
foarte importanţi,
a căror producţie
ocupă
un loc de frunte in economia naţională a unei tari, conditionind la rîndul lor producţia unor unităţi de mai mică importanţă. Așa de exemplu, producţia unui combinat siderurgic, cum este cel de la Hunedoara, Roman sau Galati, care furnizează tuturor întreprinderilor metalurgice prelucrătoare tagle, laminate, oţeluri etc., este un consumator de energie de cea mai mare importanţă. Încetarea alimentării cu energie
electrică
a
unui
asemenea
consumator,
nu
numai
că
împiedică
buna
desfășurare a producţiei sale proprii, dar produce perturbații si în activitatea tuturor celorlalte întreprinderi prelucrătoare. Economia natională ar suferi o pierdere mai mare sau mai mică, după timpul de stagnare a producţiei acestui combinat.
După felul în care trebuie asigurată continuitatea alimentării cu energie electrică, consumatorii se impart in: consumatori de categoria I, „de categoria a [l-a si de categoria a III-a. Consumatori de categoria I. În această categorie intră consumatorii cei mai importanți, pentru care întreruperea alimentării cu energie electrică atrage dupa sine : dezorganizarea producției proprii, perturbări în activitatea de producție a altor întreprinderi, sau chiar a centrelor mari populate, defectări grave ale echipamentului şi utilajului industrial, precum și punerea în pericol a vieţii personalului operator. Sînt cuprinse în această categorie: marile întreprinderi şi combinatele siderurgice furnale, cuptoare), întreprinderile si combinatele chimice, instalații miniere sau petroliere etc. Pentru acești consumatori, se aleg asemenea scheme, care să prevadă o dublă alimentare, de la două surse diferite, cu posibilități de comutare automată a alimentării. Consumatori de categoria a II-a. În această categorie sînt cuprinse unitati productive importante, pentru care întreruperea alimentării cu energie electrică atrage după sine stagnarea producţiei dar nu se periclitează nici viata personalului operator si nici starea echipamentului industrial.
Consumatori
şi sarcini
electrice
23
În această categorie intră majoritatea fabricilor prelucrătoare, de încălţăminte, ţesături, confecţii etc., săli de spectacole sau concerte, instituţii sociale, de cultură, de învățămînt etc. Alimentarea cu energie a acestor consumatori se realizează de la o singură sursă, fiind însă prevăzută o alimentare secundară fie printr-o legătură de rezervă făcută înaintea întrerupătorului general de pe racordul de alimentare, fie printr-o sursă auxiliară de energie, constituită dintr-o baterie de acumulatoare sau dintr-un grup electrogen, atunci cînd această soluţie este economică.
Consumatori
matori
mai
perturbații
puţin
de categoria
a III-a. Această
importanţi,
importante
de
la care
natură
categorie
întreruperea
economică
sau
cuprinde
alimentării
socială.
De
nu
consu-
produce
asemenea
stagnarea alimentării cu energie electrică nu periclitează viata oamenilor. În această categorie intră întreprinderi mici, ateliere, locuinţe, cluburi etc.
4, Determinarea puterii instalate și cerute de consumatori
sau
Instalaţiile mai
mare
determinat
electrice de
ale
consumatorilor
receptoare,
şi ca atare
fiecare
o anumită
dintre
putere
cuprind
acestea
nominală.
un
număr
avînd
Această
un
mai rol
putere
mic
bine
no-
minală stă scrisă pe placuta indicatoare a respectivului receptor şi este puterea utilă (de ex. puterea dezvoltată la axul motorului). Totalitatea puterilor receptoarelor alcătuiește puterea instalată a consumatorului, notată în general cu P;. Astfel, în cazul in care un consu-
mator are un atelier, al cărui iluminat este realizat prin 20 lămpi fluorescente, avînd fiecare cîte 40 W, puterea instalată pentru iluminat Pi
este :
Pj, — 20 - 40 = 800
Dacă in acest de 7 kW fiecare, ‘masini de găurit,
de 1,5 kW
W = 0,8 kW.
atelier sînt instalate trei strunguri cu putere instalată două freze cu putere instalată de 3 kW fiecare, patru avînd fiecare cite 5,5 kW si două polizoare cu motoare
fiecare, puterea instalată a atelierului, pentru forță
P;,
este :
Py=3-742-34 4-55 + 2.1521 + 6 + 22 4+ 3 = 52 kW. Considerind acum în atelier este :
Pi
=
atit iluminatul
Py
+
Py =
cit si forta,
08
+
52
—
puterea
52,8
instalata
totala
kW.
La rîndul său, fiecare dintre receptoare are un anumit randament, după mărimea, puterea si tipul său, ceea ce duce la un randament mediu pe întregul grup de receptoare, "m. Pe de altă parte instalaţia prin care sînt racordate receptoarele, are si ea un randament %%, determinat de
24
Instalaţii electrice în clădiri
materialele din care este realizată, de felul în care sînt răcite conductoarele, de starea si felul izolatiei, de distanţa dintre conductoare etc. Dacă se tine seama de aceste randamente si de puterea instalată 2; sursa trebuie să furnizeze o putere mai mare, dată de formula: Pj
P furnizată
Intr-un
toate
de
tan.
proces
receptoarele
simultaneitate, Acest
tehnologic,
tehnologic
să
care
coeficient
după
lucreze
felul
de
nu
Mm
este
in
același
probabil
caracterizează
simultaneitate
atelierului,
+ Ne
după
timp.
puterea
ca toate
Se
variază,
utilajele
si deci
funcţionează
simul-
definește
ce
după
specificul
un
natura
ramurii
coeficient
procesului
industriale
din care face parte atelierul, după înzestrarea tehnică a acestuia, după natura produselor etc. Coeficientul de simultaneitate C, este subunitar și exprimă procentul din puterea instalată care funcţionează în același timp; se exprimă prin relaţia :
Py
C, = Py unde : P; este suma puterilor instalate care funcţionează simultan ; P, — puterea totală instalată. Unele dintre motoare constituie o rezervă, care intră în procesul
nologic la o avarie
a motoarelor
de bază,
sau pe durata
efectuării
teh-
revi-
ziilor periodice sau reparațiilor capitale ale acestora. De exemplu, într-o staţie de pompare, sînt montate pompe de rezervă care nu funcţionează în mod obișnuit. Aceşti coeficienţi de simultaneitate variază foarte mult si sînt dati în tabele, în funcţie de ramura de producţie, de genul atelierelor ete. Pe de altă parte, trebuie să se ţină seama că motoarele, chiar dacă sînt în funcţiune, pot să nu fie încărcate la puterea lor nominală, co-
respunzătoare mersului în plină sarcină. Așa, de exemplu, un strung pornit poate să meargă în gol, în perioadele în care strungarul face verificări dimensionale, repetă cursa de aschiere sau face alte operaţii. Însuşi efortul maşinii variază, deci încărcarea motorului, după natura materialului ce se așchiază, după unghiul de atac al cutitului etc. De toate
acestea se tine seama printr-un coeficient de încărcare gradul de încărcare al motorului
unde : P, este puterea reală ;
P,
—
:
puterea nominală în funcţiune.
C;,
care exprimă
Consumatori
23,
şi sarcină electrice
Cu aceşti doi coeficienţi blice devine :
Pe
Ordonată
=
CL,
Cum
de
consumator
rețelei
pu--
Pi
.
Ma
Ne
altfel, aceeași formulă devine :
li p
c
Cy
Raportul
cerută
Pe
puterea
-
se notează cu C,
Ay
Ne
1
şi se numeşte
coeficient de cerere.
coeficienţii de simultaneitate și de încărcare
sînt foarte greu de-
determinat, date fiind conditiile extrem de diferite necesare stabilirii unei aprecieri cit mai apropiate de realitate, din activitatea practică a fost. mai ușor să se determine valori globale pentru coeficientul de cerere.. Astfel, au fost întocmite, pe baze statistice şi pentru valori medii, tabelecu coeficienţi de cerere, care pot fi găsiţi în literatura de specialitate, Metoda coeficientului de cerere este aplicabilă în întreprinderi ale au un număr mare de motoare de putere recăror secţii productive
lativ redusă.
Pentru întreprinderile în care motoarele au puteri mari, prin metoda. coeficientului de cerere se obţin rezultate nu întotdeauna juste. în acest
caz se utilizează o metodă bazată pe doi coeficienţi stabiliți și ei statistic, dar cu posibilităţi de compensare. În acest caz puterea
cerută
de consumator
P,=b-P,
unde
te
se obține
cu relația :
Pas
:
b si c sînt coeficienţi luaţi din tabela 3.4 3 P; — puterea instalata totala ;
P,,—
număr k din motoarele cele mai puterea instalată într-un dere. Valoarea indicelui k este întreprin sau mari din atelier
Sa
3.5 motoare. Asa cum rezultă si din tabela 3.1, coeficienții b şi ce stabiliți statissa tic, pe baza experienţelor practice, țin seama de felul atelierului în întreprinderii, de felul si volumul producţiei, de iehnologia aplicată producție, de seria produselor etc. De aici se vede că valoarea coeficientului b scade o dată cu scăderea volumului producţiei și cu scăderea tehnicitatii procesului tehnologic. Acelaşi lucru se poate spune si despre coeficientul c,
KS a
Instalaţii electrice in clădiri Tabela Valorile
coeficienţilor
5
și c
pentru
diferite
categarii
de
consumatori
b Atelier de prelucrare la cald a metalelor, cu o productie de mare serie, pe
banda Dispozitive
de
nare individuală şinilor-unelte
actio-
ductie
de
banda
mare
serie,
pe
Ateliere de prelucrare a metalelor cu productie de se-| rie mică și individuală
Mecanisme
pompe,
grupuri
motor-generator,
Săli
Da
Macarale
putere)
A
trans-
de transport continuu de
reparaţii «de
(în P
cazane,
si
liere mecanice
funcţie
raportate
cos
Li
de caleul
0.26 ,
0.50 ,
0,65 ;
0,14
0,50
0,50
0,14
0,40
9,50
0,65
0,25
0,80
0,40
0.40
0,75
0,06
0,20
0,50
0,09
0,30
0,50
0,18
0.30
0,50
,
a ma-| Ateliere de prelucrare la pentru|rece a metalelor, cu o pro-
‘prelucrarea metalelor
Ventilatoare, misii
3.1
la
Ateliere
de
ateliere
montaj,
de
ate-|
de turndtorie
Laminoare
ia
~
La stabilirea puterii Pi, , se aleg dintre toate motoarele instalate un număr de 3—5 motoare, care avînd cea mai mare putere proprie instaiată, constituie receptoarele individuale cu cel mai mare consum de energie. Aceste receptoare solicită la pornire puteri si curenţi mari. Exemplul de calcul ‘8 secţie de lăcătușărie cu
motoare
de
4,5
kW,
3.1. Un atelier industrial dotată cu patru polizoare două
grupuri
de
sudură
de prefabricarea instalaţiilor are cu motoare de 1,7 kW, 4 prese cu
putere
instalată
de
10
kW,
patru aeroterme de 0,6 kW, două masini de găurit cu motoare de 4,5 kW si alte două cu motoare de 3 kW, două pompe cu motoare de 2.8 kW fiecare, două strunguri cu motoare de 7 kW fiecare. Atelierul are o producţie de serie mică de articole tehnice necesare şantierelor. Factorul de putere de calcul este cos gp = 0.58. Cum dispozitivele de acţionare a maşinilor unelte sînt individuale, atelierul ‘se încadrează între ateliere de prelucrare a metalelor cu producție de serie mică
Şi
individuală ; din
tabela
3.1
rezultă
valorile:
b
—
0,14
sic
=
0,4,
Consumatori
$i sarcini
27
electrice
Se aleg, pentru determinarea puterii Pin, 4 motoare cu puterea cea mai mare. Acestea sînt: 2 grupuri de sudură de 10 kW si 2 strunguri a 7 kW, Cu acestea
puierea
cerută va fi:
Pin Pi, = b+» Pit
(2-10) + 0-7)
= 34 kW
c Pi,= (0,14 - 81,8) + (0,4 : 34) = 25,1 kW
5. Determinarea consumului de energie Consumul de energie in ateliere si uzine, pe o anumita perioada de functionare, se determina pe baza consumului specific. Cu ajutorul acestui indice, se poate aprecia măsura în care instalaţiile sînt exploatate economic, putindu-se analiza acest lucru, comparativ cu
alte
unităţi
similare.
Reducerea
consumului
specific
atrage
după
sine
economii importante în exploatare, determinind o importantă economie la preţul de cost. În același timp o parte din energia electrică poate Ti folosită pentru producerea unor bunuri suplimentare.
Energia consumată pentru a produce un volum oarecare de bunuri X ‘este exprimată matematic printr-o formulă simpliticată : W—a + bă;
unde
:
W este energia consumată ; a si b — constante pentru unitatea respectivă ;
x
—
cantitatea de bunuri produse.
Aceeași expresie mai poate fi scrisă si astfel : I
Wo este raportul obținută cu această
.
dintre energia consumată si valoarea producţiei energie, adică energia consumată pe unitatea de
produs — deci consumul specific de energie. Pentru ca acest consum specific să fie cit mai de vedere matematic, mai multe posibilităţi : — producţia obținută X consumul specific de energie 1
primului termen, ay — stante
constanta
a
a termenului
mic, există din punct
trebuie să fie cit mai mare, Wy va fi cît mai mic (X este
în care caz, la numitorul
);
trebuie
să
fie
cit
mai
mică
in
cazul
păstrării
con-
b ;
— constanta b trebuie să fie cît mai mică. Constanta a este o parte a consumului de energie,
tatii respective, independentă sumează consumul de energie
de la
volumul mers în
de gol
a secţiei sau uni-
produse obținut. al utilajelor Wa,
Ea înconsu-
Instalaţii electrice în clădiri
28
mul de energie pentru regimuri nestationare, W, (încălzirii ale căptuselii cuptorului electric după o perioadă de nefuncţionare, energia necesară accelerării maselor în mişcare rotativă, ca universale de strung etc.)
şi
consumurile
tie etc.). Deci :
W,
auxiliare
serviciilor
a=W,
+W,
ventila-
încălzit,
(iluminat,
+ Ws.
Reducind la minimum mersul in gol, organizind rational productia, fluxurile tehnologice, aprovizionarea etc., se poate acţiona pentru scăderea termenului a. Valoarea constantei b este dependentă de volumul de produse ce trebuie obținut, fiind proporţională cu energia ce se consumă pentru obţinerea acestora. Acest termen se poate micșora, prin alegerea unor regimuri tehnologice raţionale, cu randamente ridicate, prin economia materialelor şi a lucrărilor cu mare consum de energie. Volumul producţiei X constituie principalul element care determină scăderea masivă a consumului specific de energie Wo. Cu cit volumul producţiei X este mai mare, cu atit se micșorează consumul specific. Acest lucru reiese din însăşi formula matematică a acestuia:
Wea.x
În consecinţă, luînd toate măsurile de a mări volumul producţiei, păstrind constantă energia consumată sau chiar micsorind-o, consumul specific se micşorează. Consumul de energie se mai poate calcula și pe baza consumului specific,
concretizat
în
indici
indici sint dati in iiterai tabela 3.2 sînt dati indicii
de
de
consum
specific
aproximativi;
acesti
specialitate pe specific de industrie. În de consum specific pentru anumite produse.
cusum
specific
[ci
[ap]
&
zl
si a bane &ie
Tabela de
Industrie
Fabricarea
artificiale Fabricarea
Măcinarea
Ghiaţă
matasii hirtiei
griului
artificiala
Pielărie Cherestea (pe m’)
energie kWh
Industrie
Filaturi de bumbac 'Pesătorii de bumbac
rie
1,45 i | |
5 15
—2
6,05 —0,07
0,048
G4 10
—O0,5
| |
de
de
Topirea aramei
|
Topirea
bronzului
Topirea plumbului carbidului Fabricarea
Fabricarea
pe
kg
produs
fontă
Fabricarea otelului special de scule
| |
3.2
aluminiului
II
—
0,3
—
0,2 —
18
0,35 0,45
0,2 — 0,35 —10 Q
30
:Constunatari
şi sarcini electrice B r
Cunoscindu-se von sumul specific iW o Gust in unităţile caracteri stice ramurii indust riale Can
titatea de energie co nsumată cu formula : Exemplul
cu
motoare
Prese
cu
electrice
du-se
cu
WX.
de
de
motoare
de
seama
309
de
22 W
calcul de
3.2.
KW,
cite
trei
fiecare.
7
coeficientul
într-un
atelier
strunguri
kW.
SA
de
se
CU
Iluminarea
29
din
mecanice
motoare
există
de
atelierului
calculeze
puterea
cerere
Tinind
seama
da Cor, puterea pentru
Puterea
ceruia
entru
55)
ceruta pentru
ituminat
4
cîte
se
corută de
două
mașini
55
EW
de
acest
realizează
forţă
Coy,
de
fiecare prin
10
atelier,
cara
găurit
și
&sie
trei
lămpi
tininegal
(3-7);
totală
fortă
va
este -
Pa => 10-03 = 3 kw.
iluminat,
Pui = Ca
atelier
3+
aprecia
Pot= Cops Pip 05 + 419 = 2544 RW,
instalata
Acest
+
oaie
Pir = 44 + 165 + 21 = 419 KW.
Puterea
Puterea
(2-22)
si producţia X
Wy.
ja instalația 0,6 iar la lumină Cel cu 0,9, Puterea instalată în instalația de forță asta -
Pip=
tabele)
respectiy
cerută
pe
țin înd Ey
Py
atelier
seama
de
Ca, €
este:
= 00.8 p entru
forta’
si;
lumind
agite -
764 kW, întră
în Categoria atelie ‘ductie de serie mic relor 2 prelucrar ă și individuală, cu disp Zliive ude acț e a metalelor cu pro“Şinilor, Deci, dacă ionarea individua se calculează putere lă a maa necesară pe baza coeficienţil or, atunci 4 b = Dia şio — 0,4 si
“Acestea
irei
În aceasiă
Pip
cele
motoare
80-29-40.
Mai
de
mari
7 KW
Pip situaţie -
si
55) + (3-7)
motoare
două
situaţie.
“situatia
motoare
de
(2-55) + (8. 7)
Pop = b+ Pig + e. Pa
Rezulta deci -da cerere Cp = a daua situaţie,
cele
(04
= ai ky. 7
de
kw 5
sj
5,5 e
99 joy.
kW şi luînd obtine :
dintre
410) + 04. 39)
Por= 6 + 198 — 188 ww. 7
că, în prima situaţie , unde mate 0,6, a rezultat O putere cerută puterea rezulială a fest da 18,8
folosit coeficientul pe cînd în cea de
¢
Şi
Considerind
decît
Aceasta se explic ă prin faptul că aces cocficient da mare : valoarea car ere de de 045 este mai apropiată toarelor i fiind deoarece mic, simultaneitatea Probabil unctio
nare
0,6
în
este
prima prea
numărul moeste mai mică,
30
Instalații electrice în clădiri
6. Tarifarea energiei electrice Întreaga cantitate de energie electrică livrată consumatorilor este înregistrată la punctul de alimentare al fiecăruia, cu ajutorul contoarelor electrice. Evidenţa cantităților de energie electrică este necesară, înainte de toate, pentru decontarea costurilor energiei, între întreprinderea de ex-ploatare a reţelelor publice, care furnizează energia electrică si consumatorul care folosește energia înregistrată. Evidenta cuprinde atit energia activa cit si energia reactivă, care pentru tarifare este tot atit de importantă ca si prima, îndeosebi pentru: aplicarea penalizărilor (majorărilor) sau a bonificatiilor. Majorările sau bonificaţiile se acordă în funcţie de factorul de putere ce se realizează în instalația consumatorilor. Majorarea se aplică pentru un factor de: putere mai mic decit cel fixat de întreprinderea furnizoare de energie:
și de normativele în vigoare, care este pentru realizarea unui factor de putere
cos q — 0,75, iar bonificatia, mai mare decit acesta.
Pentru o grupă de consumatori, evidenţa energiei livrate are si o: altă semnificaţie. Întreprinderea furnizoare livrează energia pe baza. unor planuri de producţie aprobate, Evidenţa energiei electrice trebuie să asigure posibilitatea unui control asupra respectării condiţiilor fixate: de întreprinderea furnizoare. Evidenţa, care are ca scop determinarea cantităţii de energie livrata consumatorilor, pe baza căreia se face decontarea costurilor,, se numește evidenţă de calcul. Locul de instalare a contoarelor destinate măsurărilor se fixează de:
către întreprinderea furnizoare în conformitate cu ,,Prescriptiile pentru proiectarea si executarea coloanelor de alimentare cu energie electrică a blocurilor de locuinţe“ si cu Normativul 1.7—68 privind instalaţiile: electrice (de utilizare) pind la 1000 V, în construcţiile civile si industriale. Pentru îmbunătăţirea factorului de putere, cu scopul de a evita pe-
nalizările, se folosesc măsuri tehnico-organizatorice, precum şi anumite: mijloace, cum sint condensatoarele siatice. Notind cu W, indicaţia contorului de energie activă pe o durată anumită, de exemplu, o lună, si cu W,, indicatia contorului de energie reactivă în același interval de timp, factorul mediu de putere pe intervalul de timp ales este :
Majorările
măsurată.
sau
bonificatiile
se
aplică
costului
energiei
pe
perioada:
Capitolul
ALIMENTAREA
mai
Transportul
4
REȚELELOR ELECTRICE LA CONSUMATOR
energiei
electrice
la distanță
DE JOASĂ TENSIUNE
se face la tensiuni
mari, cu cit distanţa si puterea transportată este mai mare. Alimentarea consumatorilor cu energie electrică la tensiuni
înalte.
nu este practic posibilă. În consecinţă,
tensiunii, cu una sau mai ajutorul transformatoarelor,
mare.
apare
necesitatea
multe trepte, coborire montate în staţii sau
În afara transformatoarelor sigură
si continuă
sau altor echipamente cu energie
foarte:
coboririi.
ce se realizează cu posturi de transfor-
transformarea energiei, în posturile de transformare de distribuţie, de comandă și instalaţii auxiliare.
Alimentarea
cu atît
electrică
electrice pentru:
există
si
instalaţii.
depinde
de
ale-
gerea corectă a unei scheme potrivite pentru alimentarea consumatorului, de numărul și de amplasarea posturilor de transformare, de schema lor de comutare, de alegerea metodelor si a echipamentului de protecţie: a elementelor postului etc. Schemele de distribuţie și alimentare se aleg în funcţie de importanta consumatorilor. De exemplu, pentru consumatorii din prima categorie, este necesar a se alege acele scheme, care pentru asigurarea unei alimentări continue, au prevăzute circuite de rezervă, folosindu-se, de:
asemenea, si scheme speciale cu conectarea automată a rezervei. După sursa de energie la care se racordează consumatorii există două
mari categorii de alimentare : — alimentarea de la o centrală electrică proprie, care poate furniza energie numai consumatorului respectiv sau poate fi și interconectată.
într-un sistem energetic ; —
alimentarea
treprinderi speciale, Întreprinderile
din
se
reţelele
publice
alimentează
de
dintr-o
distribuţie, centrală
cînd nu există posibilitatea racordării la un sistem cînd procesul său În acest caz este
exploatate
proprie
numai
energetic,
de
în-
atunci
sau atunci
tehnologic necesită mari cantităţi de abur industrial. mai economic si deci justificat, să se construiască o:
centrală electrică proprie de termoficare,
racordată la sistemul energetic..
ca
be
Instalaţii electrice în clădiri
om energetic, in general, interconectarea centralei proprii într-un a acesrațională mai e exploatar o are avantaje foarte mari, permitind ii cu alimentăr atea continuit de şi siguranţă de mărite teia, in condiţii energie electrică a consumatorului. Cea mai generală însă dintre soluţii este aceea a alimentării consumatorilor din reţelele publice, numărul acelor care au centrale proprii fiind mult mai mic. In
lutiei
ceea
priveste
ce
ţină
să
trebuie
distributia
seama
de
interioară
repartiţia
la
legat de aceasta de densitatea sarcinii. De obicei, se poate alege soluţia cu o distribuţie tensiune,
atunci
cînd întinderea
nu este
de receptoare
prea
suprafeţei
mare
(de
ocupată
exempiu
alegerea
consumator,
teritorială
1.3
de
a
receptoareior
interioară
consumator
km?)
de
so-
și
joasă
și deci
si la densități
pe 1 km”. de sarcină, ce nu depășesc 300 kVA e depășește această valoare si în distribuit sarcinii Cind densitatea mai mare, atunci distribuţia suprafaţă o ocupă orul consumat timp acelaşi oare. Pierderile de cnersatisfăcăt cu curent de joasă tensiune nu mai este
crescind prea mult,
gie (si de tensiune)
o dată cu acestea
creşte si con-
mai sumul de metal pentru conductoare, care trebuie să aibă secțiuni în mici. fie să energie) de mari pentru ca pierderile de tensiune (deci curent cu i distribuți unei alegerea abilă această situaţie este recomand „de înaltă tensiune (6 ; 10 sau chiar 15 kV). Alegerea tensiunii în reţeaua de distribuţie interioară mai depinde de tende procesul tehnologic, de mărimea puterii motoarelor și implicit siunea acestora. Astfel in normativul 1.7—68 se prevede că pentru puteri peste 200 kW se
| il
[i
PT
Fig. 4.1 Consumator racordat la centrala electrică proprie
de joasă tensiune.
pată
cu mai
multe
tea functionind,
folosesc motoare de înaltă tensiune.
in figurile ce urmează sînt date scheme soluţiile cu cende alimentare cuprinzind trală proprie sau cu alimentare din sisteme energetice. Consumatorul care nu ocupă o suprafaţă Mare și nu este de categoria I si a ll-a, se alimentează dintr-o centrală proprie, legată
distribuţie
la reţeaua
sa de
în rezervă,
în revizie
de
joasă
siune (fig. 4.1). Centrala electrică este generatoare cu tensiuni de 0,5 kV, unele dintre
altele fiind
ten-
echiaces-
sau reparaţie capitală.
Această soluţie, astăzi, cînd în tara noastră există un sistem energetic foarte dezvoltat, este utilizată din ce în ce mai rar și numai pentru alimentarea unor consumatori izolaţi, imposibil de racordat în sistemul energetic; alimentarea aceasta este o soluţie temporară, cu o durată limitată. În figura 4.2 este arătată schema de alimentare a unui consumator de la o centrală electrică proprie, echipată cu generatoare de înaltă tensiune de 6...10 kV, avînd staţie de transformare proprie SDP, în care se realizează o coborire a tensiunii de la 6...10 kV, la 0,4/0,23 kV, tensiunea
„Alimentarea
rețelelor
electrice
de joasă
tensiune
la consumatori
33
reţelei de distribuţie la care este racordată staţia centrală de distribuţie. În centrală tabloul general este prevăzut cu două secţiuni 1, legate între ele cu o cuplă 2, fiecare secţiune primind cite un racord de alimentare. Staţia poate funcţiona cu un racord de alimentare, celălalt fiind în rezervă ; toate receptoarele celeilalte secții sînt alimentate din secţia al !
CE
——
oo
“|
7,
6-10 Kv
fool |
CONISUPTONOTT
94/023
|
/
za Jt OF Kit
SDA Fig.
4.2.
Consumator
alimentat
de
la
o
centrală
electrică
proprie cu generatoare de înaltă tensiune, prin două racorduri de alimentare si sistem propriu de bare sectionat cu cuplă : 1 2
— —
întrerupător automat în staţia proprie si la tabloul general; cupla; M — motoare electrice; SDP — staţie de distribuţie proprie ; CE — centrala electrică. |
cărui racord este în funcţie, În cazul scurtcircuitului pe un racord, se comută alimentarea pe celălalt. În cazul scurtcircuitului pe secţie, este întreruptă numai funcţionarea secţiei de bare defecte. Centrala poate debita energie electrică și altor consumatori sau si sistemului energetic. Schema reprezintă o siguranţă sporită în alimentarea față de cea de la figura 4.1. În figura 4.3 se arată alimentarea unui consumator racordat la două centrale proprii de înaltă tensiune ; fiecare centrală îl alimentează prin cite o linie în joasă tensiune. Siguranţa si continuitatea alimentării este mai mare. În figura 4.4, a se arată o schemă de alimentare a unui consumator, dintr-un sistem energetic existent. Alimentarea se face printr-o linie 3, prevăzută cu întrerupătoarele 2 si 4 atît în staţia sistemului, cit si in postul de transformare de la consumator 5. În cea de a doua variantă (fig. 4.4, b) s-a înlocuit întrerupătorul 4 din postul de transformare 5 cu un separator de sarcină 6, deoarece în cazul defectarilor, atît ale fiderului de alimentare 3 cit si ale echipamentului postului, declanșează întrerupătorul 2 al staţiei sistemului, asigurindu-se în orice caz limitarea avariei ; în acest fel se face și o economie în in-
vestitie,
sarcină,
întrerupătorul
in figura
fiind
mult
mai
4.5 staţia de distribuţie
scump
decît
a consumatorului
un
separator
SDC
de
este legată
la sistemul energetic prin doi fideri F,, F» cintre care unul de rezervă; acesta poate asigura astfei o continuitate sporită a alimentării fata de schema cu un fider, utilizată la consumatorii de mică importanţă. 3 —
Cc. 521
Instalații electrice în clădiri
_
LEA
AY
EMI Ky
i d i
G 4/083kv,
2 oo,
% fst Ht 0
LEE.
;
é
ESO Ke |
1
An.
24, 2234
My
Fig.
4.3. Consumator racordat la două centrale electrice proprii de înaltă tensiune :
CEA
şi
CEB — formator
centrale electrice de la 6.10 KV
de 6/10 kV cu la 0,4/0,23 kv.
¢
4
trans-
8-10 ky,
1 2.
5
a,
o
1
2
Fig.
|
4.4.
energetic,
Schema
pentru
, PTs, iar cablul 3, zerva se realizează printr-o linie
introduce
în
toate
posturile,
prin
cu separatoare deschise.
La
unuia
avaria
un
cablul
număr
1
posturile PT, PTs, principală comună,
bare
colectoare de
cabluri
cabluri
restrîns
de
de
posturile
PT; si cablul
PT. Re2, ce se
speciale,
prevăzute (1
sau
3),
după
care
se
alimentare
se separă prin acţiunea întrerupătorului aflat în SCD. Se intii separatoarele de pe racordul de rezervă — cablul 2 —
cablul defect cuplează mai
la toate
4.8
două
cele
dintre
alimentind
posturile
ce se alimentau
din
fiderul
defect,
anclanșează întrerupătorul cablului 2 — rezervă — în SCD. În felul acesta, posturile primesc tensiunea din linia de rezervă. În figura 4.9 este dată schema radială cu anclanşare automată a rezervei (AAR), in care fiecare post de transformare este alimentat din circuite si secţii diferite de bare. La apariţia unui defect pe unul din
fiderii
de
clanşează
A
alimentare la
și,
comanda
B,
sau
automată
întrerupătorul a AAR,
secţiei
sau
/,
cuplă
întrerupătorul
Ig
3,
de-
an-
clanșează, restabilind alimentarea prin fiderul bun. AAR este un sistem complex si automat de relee, actionind în caz de defect asupra întrerupătoarelor, cu scopul de a conecta pe cele aflate în rezervă, comutind astfel! alimentarea pe racordul aflat în rezervă. Elementul de pornire este comandat fie de protecţia racordului principal, fie de contactele auxiliare ale întrerupătorului racordului principal, fie de un element principal — de exemplu releu de tensiune minimă — aflat pe barele asigurate.
i= ii dili a alten . OLD
Fig.
TTT
4.8
Schema
electrică 1,
cu
linie principală
2,
3
—
cabluri posturi
7
E
aS)
cat
I
aL 2
& Rb
:)
O :©
liniile
tis
de alimentere principale
de de
comună,
cu energie
separate
si o
de rezervă :
alimentare; PT,...PT; transformare.
—
Alimentarea
rețelelor electrice de jcasd tensiune
la consumatori
37
Anclansarea automată a rezervei trebuie să îndeplinească mai multe condiții, dintre care principalele sînt : — să fie cit mai rapidă pentru a împiedica întreruperea funcționării receptoarelor ; — să se producă numai după deconectarea racordului principal de alimentare, defect ; defecte persistente ; — nu trebuie să funcţioneze decît o data. Anclanşarea automată a rezervei constituie unul din mijloacele de automatizare a sistemelor energetice. Anclansarea are drept scop asigurarea continuității alimentării cu energie a receptoarelor ; ea este o operaţie prin care se realizează comu-
SE.
Sih
A
\ fe i
‘A ;
Sectia22
Fig. sare
5
n
| sete 2”
aka
4.9. Schema radială cu anclanautomată a rezervei (cu sistem AAR):
SE — sistemul energetic; A, B — linii de alimentare ; 4 Tp — întrerupătoare ; 3 — întrerupător cuplă longitudinală; PT — posturi de transformare.
2
linii
ve
de
alimentare.
tarea rapidă a alimentării de pe o linie normală ce s-a detectat, pe o line aflată în rezervă, sub acţiunea instantanee a dispozitivelor de protectie. În figura 4.10 este arătată o schemă in H, folosită pentru consuma-
tori importanţi,
ea
put ind fi utilizată numai
laa aliment ările cu linii duble ;
permite multe posibilităţi de funcţionare în caz de avarie. Cu ajutorul cuplei 2 pot fi separate oricare cin secţiile de bare I sau îl în caz de defect, comutindu-se în același timp alimentarea pe racordul secţiunii respective de bare.
Este
posi! bi} ca un
primească sau
Instalații electrice în clădir
:
28
B,
bilitate.
tensiune
fiecare
transformator
din
din
sistem
pe
al acestui
oricare
transformatoarele
Ty
din
racord,
liniile
sau
To,
de
de
exemplu
avînd
7),
alimentare această
să
A
posi-
continuitatea Prin aceste posibilități de manevră se mărește mult si siguranţa alimentării. Schema mai are o variantă, cu transformatoarele J, şi Ty legate pe partea liniilor de alimentare, adică înaintea punctelora și b. Din schemele arătate, reiese că pentru consumatori din ce în ce mat
importanţi
se
folosesc
de investiţie din ce mobilitate sporite
în
scheme ce
mai
din
mari
ce
dar
în
ce
si cu
mai
complexe,
o stabilitate,
cu
costuri
siguranţă
și
Capitolul
INSTALAȚII
ELECTRICE
6
INTERIOARE
DE
A. CLASIFICAREA TNCAPERILOR DIN PUNCT DE VEDERE AL DE INCENDIU
LUMINĂ
ȘI FORŢĂ
SI A CLĂDIRILOR PERICOLULUI
La executarea lucrărilor electrice la consumator, trebuie să se ţină seama de natura şi starea fizică a atmosferei în care se montează aceste instalaţii în măsura în care procesul tehnologic poate să genereze explozii sau incendii.
În funcţie
de
pericolul
de
in-
Tabela 5.1
'cendiu, sînt necesare anumite materiale, aparataje, dispozitive etc. şi o anumită tehnologie de execuţie a instalatiilor electrice, cu scopul dea a
..
„7
Categoriile
de
încăperi
caracteristicile
E
..
Simboiul
după
mediului
iai
Caracteristica
evita incendiile si exploziile. În normativele in vigoare
categoriei
scriptii în legătură cu clasificarea în-
Va
‘ate
dului de pericol de incendiu. În tabela 5.1 se arată categoriile de încă-
Us P
Ude | _ Cu degajari
ambiant, stabilite de normativul 7.1.68, pentru proiectarea si executa-
T CE
N.P.CI.
şi
I. 7.68,
sînt
date
pre-
U,
căperilor din punct de vedere al gra-
ri, peri,
după p
.
caracteristicil racteris e
t:
rea instalaţiilor eu tensiuni pind
Categoriile
.
ediului mean
.
de
încăperi
sau
de pericol
de electrocutare, definite prin STAS — — —
Ke
.
electrice interioare la 1000 V.
locuri, în raport cu gradul
U,
BE
— 8275-68 sînt:
puţin periculoase la electrocutare ; periculoase la electrocutare ; foarte periculoase la electrocutare.
Uscate Umede
ra
principală
a mediului
|
cu
intermide
prat
temperaturi duct
ridi-
in Cu com medii DUSDIcorosive
Cu cate
une
conductoare
Speciale pentru pamente electrice
echi-
vb
Instalaţii
electrice
în
clădiri
În categoria încăperilor uscate Uy sînt cuprinse încăperile în care nu se produc condensatii pe pereţi sau ceaţă, umiditatea relativă a aerului nedepășind în mod obișnuit 750/,. Aceste încăperi se încadrează în categoria încăperilor cu grad mic de pericol de electrocutare. Astfel de încăperi sînt: camerele de locuit, birourile, magazinele, sălile de clasă din școli, teatrele, cinematografele, muzeele, încăperile industriale cu procese tehnologice uscate etc, Categoria încăperi umede cu întermitenţă U, cuprinde încăperile in. care, umiditatea aerului se poate manifesta, datorită destinaţiei încăperii respective, sub formă de ceață sau condensatii pe pereţi, dar numai pentru perioade scurte de timp. Printr-o aerisire normală, încăperea.
se
usucă
repede.
În
aceste
încăperi
umiditatea
relativă
a
aerului
nu
depășește timp îndelungat 75%. În această categorie intră şi spaţiile din exterior, acoperite, in care nu ajung stropii de ploaie. Încăperile umede cu intermitență se încadrează in categoria încăperilor periculoase la electrocutare. Astfel de încăperi sînt : bucătăriile, WC-urile individuale din apartamentele de locuit, călcătoriile, uscătoriile, terasele acoperite, pivnițele aerisite etc. În categoria încăperi umede Uy sînt cuprinse încăperile în care umiditatea aerului se manifestă frecvent sub formă de ceaţă sau condensatii
pe pereți,
fara
apariţia
însă
a picăturilor
mari
si fără
ca pereţii
să fie
imbibati cu apă. În aceste încăperi umiditatea relativă a acrului este cuprinsă între 75 si 97%, aceste încăperi incadrindu-se în categoria încăperilor periculoase la electrocutare.
Astfel
de
încăperi
sînt ; camerele
de
băi
din
apartamentele
de
lo-
cuit, spălătorii familiale, bucătăriile din cantine şi restaurante, săli de pompe, încăperile industriale cu procese tehnologice umede etc. Categoria încăperi ude U cuprinde încăperile în care umiditatea aerului este permanentă sau pe perioade lungi fie sub formă de ceaţă, fie sub formă de vapori. În aceste încăperi, apar în mod frecvent picături mari de apă, datorită condensatiilor, pereţii fiind astfel îmbibaţi de apă. Umiditatea relativă a unor asemenea încăperi depăşeşte curent 9704. În această categorie intră si acele încăperi în care pardoselile şi pereţii se stropesc cu apă, pentru curățirea lor. Din punct de vedere al pericolului de electrocutare, acestea sînt incăperi foarte periculoase. În această categorie intră camerele de băi, dusuri, spălătorii, comune sau industriale, WC-uri publice, camere frigorifice, încăperi pentru spălarea vehiculelor, încăperi din industrii cu. procese tehnologice ude etc. Încăperile în care au loc degajări de praf incombustibil P sînt din punct de vedere al pericolului de electrocutare, fie încăperi puţin periculoase la electrocutare, atunci cînd praful nu este bun conducător de electricitate, fie încăperi „periculoase“ sau „foarte periculoase“, cînd praful este bun conducător de electricitate. Praful ce se degajă în aceste încăperi se depune în cantităţi mari pe elementele instalaţiilor electrice, putind afecta buna funcţionare a acestora.
Instalaţii
electrice
interioare
de
lumină
si forță
4h
Încăperile „periculoase“ sau „foarte periculoase“ adică cele încadrate în categoria K sînt: încăperi în care, datorită proceselor tehnologice, se degajă vapori, gaze, lichide, praf etc., acestea avînd o acțiune distructivă asupra materialelor utilizate la execuţia instalaţiilor electrice. Exemple de asemenea încăperi ; încăperile industriale in care sint bai galvanice, încăperile pentru acumulatoare, grajduriie, WC-urile publice etc. Încăperile sau părțile din încăperi cu temperaturi foarte ridicate T sînt acelea în care temperatura mediului ambiant, depăşeşte frecvent.
+40 “C,
mentinindu-se
rior
bune
permanent
o
temperatură
de
peste
35°C.
Ele
se încadrează in categoria încăperilor „foarte periculoase“ la eiectrocutare. Categoria de încăperi bune conducătoare de electricitate CE cuprinde acele încăperi, în care pardoseala, pereţii si obiectele din intesînt
conducătoare
de
electricitate,
fie
că
sînt
impregnate
fie
că sînt acoperite cu substanţe conducătoare de electricitate. Acestea sînt încăperi periculoase la electrocutare, în măsura în care masele metalice: în legătură cu pămîntul, nu depășesc 60% din suprafața zonei de manipulare. Peste 609, determină încadrarea in categoria „încăperilor:
foarte periculoase“.
Locurile de muncă pentru controlul, reparația, revizia şi curățirea. cazanelor termice sau a rezervoarelor metalice sînt considerate foarte periculoase la electrocutare. Încăperile servind exclusiv la exploatarea instalaţiilor electrice, inaccesibile persoanelor necalificate, sînt considerate extrem de periculoase şi denumite încăperi speciale pentru echipamente electrice ; ele fac parte din categoria E.E. În această categorie intră: camerele destinate: tablourilor electrice, bateriilor de condensatoare, bateriilor de acumulatoare, transformatoarelor, redresoarelor, camerele motoarelor ascensoarelor, ale laboratoarelor de încercări electrice etc.
B. REPARTIZAREA SARCINILOR ELECTRICE PE CIRCUITE DE LUMINĂ ȘI FORŢĂ Problemele care trebuie rezolvate la împărţirea sarcinilor pe circuite, în instalaţiile electrice, sînt următoarele : — repartizarea cit mai uniformă a receptoarelor pe cele trei faze, astfel încît acestea să fie cît mai egal încărcate ; — limitarea căderilor de tensiune, pentru ca tensiunea rămasă disponibilă la bornele receptoarelor, să nu coboare sub o anumită limită.
sub care, receptoarele riscă să se defecteze.
printr-o
—
justă
echilibrare
posibilitatea
si
detectării
o
raţională
rapide
în instalaţii pe durata exploatării.
si
Acest
alegere
lucru se poate
a traseelor
a localizării
realiza.
circuitelor ;
defectelor
apărute
-42
Instalații
electrice
în
clădiri
În acest scop, pentru instalaţiile electrice pind la 1000 V, normati17-68 impune prevederea circuitelor separate pe categorii de receptoare : de iluminat, de forță, de semnalizare.
Lampile
puţin
oarece
două
dacă
ritia unui îngreuind
mărfurilor,
din
magazine,
circuite,
în
magazii
vederea
toate lămpile
şi depozite,
asigurării
ar îi repartizate
se vor
unui
defect, prin arderca sigurantelor, reparația si mai ales iluminatul
iluminat
pe un
singur
repartiza
pe
cel
permanent,
de-
circuit, la apa-
toate lămpile se vor stinge, necesar securităţii si pazei
Se recomandă ca lămpile din vitrine să fie dispuse pe circuite in«dependente de celeialte lămpi, din interiorul si exteriorul magazinelor. În clădirile de locuit trebuie să existe circuite pentru locurile fixe de iluminat si circuite de prize, complet separate. Priza pentru transformatorul de sonerie si pentru amplificator se poate alimenta de la circuitul cel mai apropiat, indiferent de felul acestuia — de iluminat sau de prize, În cu apartamente tip, compuse din col muit a 3 pendintele respective, avind o putere instalată de cel mult 1,9 kW, sint permise instalaţiile „mononul“ în care circuitul
de lumină şi circuitul de prize au un
AP [~ |
| 3
— Le |
Fie, 3.1 mente
nul comun. O asemenea cuprinde trei conductoare
,
i
acelaşi tub. Toate cele trei conductoare sint asigurate cu sigurante fu-
L __*%
i
zibile, dispuse pe tablou, cele de fază
cu sigurante de 6 A iar conductorul de nul cu siguranţă de 10 A (fig. 5.1). Fiecare încăpere cu suprafaţă
H
AI
ce depășește
_
cu
Instalaţie mononul în. apari
UD,
a ws
cel puţin
5 m?, trebuie prevăzută un
loc fix
de
iluminat
şi un loc de priză. În ce privește pri-
°
i, 2 — conductoare de fază: 2 — conductor de nul comun circuitelor de lumină si prize ; L — loc de lampă: P — loc de priză; Su, Sa — sigurante de 6 A, pe conductoarele de fază ; S; — siguranţă de 10 A, pe conduc-
torul de nul,
instalaţie pozate in
zele, acestea nu se vor monta
pe co-
ridoare, în cămări de alimente, re de baie sau vestiare.
came-
.
cuite
La .
stabilirea .
numărului
si repartizarea
de
cirLoon
receptoarelor
in
locuinţe,se tine seama că în cazul tensiunilor de Ja 110 la 220 V pe fiecare cireuit de lumină se pot monta pina la 12 lămpi, insumind o putere totala instalată de maximum 1000 W, iar pe circuitele de prize se pot prevedea pînă la opt prize monofazice simple sau duble (fig. 5.2). Circuitele electrice speciale de lumină, monofazate sau trifazate, alimentind corpuri de iluminat incandescente sau fluorescente, poi avea
un
număr
punzător.
ma
30
lămpi
fiecare,
fiind
însă
dimensionate
cores-
| PY
FA
BUCATARIE 18/15
fi
of
CAMERA DE ZI
IPS 18118
Da
7
|
|
Fx ID 7
Ti
N i
Hf ef20) m
TN
ws
a
“
Yo
st
NI
IE
|
a
Atl
£08-bbw | SA
|
_
Br BEALL HPS EM
45-87
VESTIBUL
A PP
/
{_____
—
fi
JN = ~ 2 îi A029
N
rq
TK ¢
¢ | x EDS
PA
ary
2x BAP I ef 6 FF
£08-b0w
2125 479 IPS ERG
777 1574
ee.
ox 2
IPS I2/284 [he hyming
Sond .
/ 4x25 AtS IPS EG EB Ir5%w 7
DORMITOR
. Instalatia
electrică
a unui pe
apartament,
circvite
cu repartizarea
separate,
lămpilor
si prizelor,
44
Instalaţii
Circuitele
aprecia
monofazate
cu exactitate
de
prize
încărcarea,
dard de 800 W pe circuit.
se
din
locuinţe,
socotesc
Pentru circuitele de priză cărora li se poate tura, nu se ia în nici un caz o sarcină mai mică
C.
PUNEREA
ÎN
cărora
încărcate
cu
electrice
nu
în clădiri
li se
o sarcină
poate
stan-
aprecia exact incarca— de 800 W/circuit.
FUNCȚIE A MOTOARELOR ASINCRONE
ELECTRICE
Motoarele electrice asincrone cu rotorul în scurtcircuit (în colivie; absorb la pornire directă, curenţi mari, acest lucru putind să deranjeze funcţionarea celorlalte receptoare. Acest deranjament este cu atit mai mare, cu cît puterea motorului ce se pornește direct, fără mijloace de micsorare a curentului de pornire, este mai mare. În consecinţă, punerea în funcţie a motoarelor legate direct la reţea trebuie să se facă astfel încît să nu ducă la variaţii de tensiune periculoase pentru celelalte receptoare, care pot funcţiona numai avînd la borne o anumită tensiune minimă. Motoarele electrice se aleg pentru a funcţiona la tensiunea reţelei la care se racordează, aceasta putînd fi: 220, 380, 500 V între faze. În cazul reţelelor de 208 V se utilizează motoare construite pentru ten-
siuni de 220 V.
Punerea in funcţie a motoarelor legate direct la reţea se face după cum urmeaza : — motoarele electrice asincrone trifazate cu rotorul in scurtcircuit, eu puteri pînă la 3 kW inclusiv, pentru tensiunea de 220 V a reţelei şi pînă la 5,5 kW, pentru tensiunea de 380 V, sînt pornite direct fără mijloace de micsorare a curentului de pornire ; — motoarele electrice asincrone trifazate cu rotorul în scurtcircuit, cu puteri peste 3 kW pentru tensiunea de 220 V si 5,5 kW, la tensiunea de 380 V a reţelei, sînt prevăzute neapărat cu dispozitive de pornire
speciale
care micşorează
valoarea
curentului
de
pornire.
În acest scop aparatele de pornire ce se pot utiliza, sînt comutatoarele de pornire stea-triunghi şi autotransformatoarele — utilizate in cazul motoarelor cu rotorul în scurtcircuit — si rezistentele de pornire, pentru motoarele au rotorul bobinat şi cu inele colectoare. Cînd alimentarea este făcută din centrale electrice sau posturi de transformare proprii, se admite si pornirea directă, fără aparate speciale de micşorarea valorii curenților de pornire, a motoarelor cu puteri
ce
nu
depăşesc
20¢/
din
puterea
transformatoarelor
functionind
în
lua
îm
paralel și încărcate aproape de limită. Pentru dimensionarea liniilor individuale de alimentare se va calcul coeficienţii de simultaneitate C,;, după cum urmează :
Instalații
—
electrice
interioare
de
lumină
pentru iluminat normal turale, comerciale etc.)
—
45
în clădiri
industriale si civile C, == 0,8...0,9 ;
pentru iluminat de siguranta
—
pentru
clădiri
Pentru
circuitele
nominal
să fie verificată
C, =
de locuit coeficienţii
trivit prevederilor STAS
“rentul
de
forţă
al receptorului,
20 A/mm?.
de
234-67.
se
consideră
urmînd
atît la densitatea
'rea de tensiune la pornire. În cazul conductoarelor nu trebuie să depăşească 35
niu
şi ferță
de curent
de cupru, A/mm? iar
1,00;
simultaneitate
în
ca
(social-cul-
cazul
secţiunea
unui
se aleg
po-
receptor,
cu-
rezultată
la pornire,
din
calcul
cît și la pierde-
densitatea maximă la conductoarele de
admisă alumi-
Pierderea de tensiune la pornire nu trebuie să fie mai mare decit ‘cea maximă indicată de fabrica de motoare electrice. Pentru dimensionarea coloanelor, trebuie să se tind seama de coeficientul de cerere, corespunzător naturii receptoarelor și felului industriei respective.
Pentru
a
evita
pilpiirile
produse
în
circuitele
de
iluminat
de
că-
în
in-
derile de tensiune ce iau naștere la pornirea motoarelor, tablourile sînt separate în tablouri de distribuţie de forță si tablouri de distribuţie de
lumină.
Acest
lucru
inlesneste
si aplicarea
stalaţiile industriale. La un tablou se recomandă
iași
proces
tehnologic
precum
să fie
cazul avariei provenite de la un celorlalte procese tehnologice.
Tablourile
de
distribuţie
și
tarifelor
racordate
macaralele
motor
să nu
diferenţiate
numai
motoarele
respective,
se
împiedice
alimentind
receptoare
ADMISIBILE
DE
pentru
acelu-
ca
în
funcţionarea
importante
(pompe
de incendiu, compresoare, ventilatoare) ca şi cele care deservesc servicii auxiliare ale sălilor de cazane, trebuie să aibă și coloane de ali-
Jmentare de rezervă.
D. In
PIERDERI
conformitate
cu
regulamentul
de
TENSIUNE
exploatare
a energiei
electrice,
pierderea maximă în reţelele publice este limitată la £5% din valoarea tensiunii nominale utilizate. În ceea ce privește instalaţiile electrice la consumator pierderile de tensiune nu trebuie să depășească : — 30/ pentru iluminat între tabloul general sau contor si cea mai îndepărtată dintre lămpi, la sarcina maximă a instalaţiei pentru care s-a dimensionat coloana de alimentare; — 504 pentru alte receptoare în afara celor pentru iluminat, între tabloul general sau contor si cel mai îndepăriat receptor, de asemenea, la sarcina maximă a instalaţiei pentru care s-a dimensionat coloana de alimentare.
46
Instalaţii electrice în clădiri
În
cazul
alimentării
mare proprii, tensiune de la consumator să — 804 din cina maximă
din
centrale
electrice
sau
posturi
de
transfor-
se admite ca pierderea de tensiune pe partea de joasă sursa respectivă — post sau centrală — pina la ultimul ajungă pina la : tensiunea nominală de utilizare pentru iluminat, la sar-
a coloanei
de alimentare
;
— 10%/ din tensiunea nominală de utilizare, pentru alte receptoare în afara celor pentru iluminat, tot la sarcina maximă a instalaţiei pentru care s-a dimensionat coloana de alimentare. Normativul I.7-68 mai prevede că pierderea maximă de tensiune să nu fie mai mare ca 1004 din tensiunea nominală de utilizare, atit pentru alimentarea lampilor de iluminat, aflate izolat si indepartate, cit si în cazul ituminatului cu tensiune redusă sub 42 V.
E. SECȚIUNI
MINIME
Conductoarele instalaţiilor electrice sînt supuse eforturilor mecanice, atit la execuţie cit si la exploatare. La tragerea conductoarelor pe tuburi, frecarea pe pereţi a acestora impune conductoarelor, o secțiune minimă care să preia eforturile astfel încît conductoarele la montaj să nu se alungească si deci să nu se subtieze. În instalaţiile aeriene, conductoarele sînt solicitate de eforturi suplimentare, date de vînt, chiciură, polei etc., eforturi care le pot alungi si. deci subtia. Această subţiere este însoţită de o creştere a rezistentelor electrice a conductorului, pe porţiunea subtiata, ceea ce duce la o încălzire locală mai mare, si la topirea conductorului, în acea zonă. Normativul I.7-68 prevede atît pentru conductoare montate în exterior
cât
si în
interior
secțiuni
din calculul electric rezultă cureniul în condiţii economice
F.
SCHEME
DE
minime
care
trebuie
secțiuni mai mici, (tabela 5.2 si 5.3).
DISTRIBUȚIE
respectate,
capabile
să
chiar
dacă
transporte
INTERIOARĂ
Consumatorii de energie electrică posedă instalaţii electrice, cuprinzind mai multe receptoare de forté şi de lumină. Distribuţia şi concentraţia acestora pe teritoriul consumatorului, este foarte diferită, specifică ramurii industriale din care acesta face parte, ca de exemplu, industria grea, industria uşoară, industria alimentară etc.. specifica gradului de tehnicitate a proceselor tehnologice etc. precum si produselor ce se fabrică şi materiilor prime ce intra în procesul de fabricație.
Instalaţii electrice interioare de lumină si forță
Sectiunile
minime
admisibile în
Nr
.
ale
interiorul
. Destinația
conductoarelor
montate
clădirilor
Secțiunea în mm a conductoarelor de:: i
conductoarelor
cupru 1
9
aluminiu
3
4
1
Pentru interiorul corpurilor de iluminat
0,75
—
3
Pentru alimentarea
i
2.8
— de 1.2 m
1,5
4
—
3,5
6
3
4
Pentru
instalaţii
aeriene,
montate ‘pe izolatoare tante între ele:
interiorul
exterior,
clădirilor, cu
dis-
— de 6.15 m
4
10
6
16
peste
15 m
Pentru așezare în tuburi, circuitele locurilor iampă de la tablou si pînă la ultima ramificaţie Pentru
alimentarea
Pentru
circuitele
9
in
pentru
—
5
8
tip
de 2.6 m
6
7
unui singur loc de lampă
Pentru circuite gaze rarefiate Pentru
unei
singure
prizelor
primare,
+5 forţă la aşezare
de
1,5
prize
1,5
2,5
1,5
2,5.
2,5
4
în apartamente
ce
alimentează
în tuburi
Ty
firmele
cu
3 a 25
R
ing
„5
*
yO?
Pentru circuite monofazice. conductorul de nul avea aceeaşi secțiune ca si cel de fază. La trib cu patru conductoare pentru iluminat, pi ia On țiunea de 16 mm? a conductoarelor active, secțiunea
conductorului de nul este acecași relor de fază. La distribuţia cu
ca și a conductoapatru conductoare
pentru iluminat, începînd cu secțiunea conducioru lui activ de 25 mm2, se adoptă următoarele sectiuni minime, pentru conductorul de nul de lucru:
—
pentru 25 mm2
16
—
pentru
35 mm2
15
16.
—
pentru
50 mm?
25
25
—
pentru
70 mm2
35
35
—
pentru
95 mm2
56
59
—
pentru
120 şi 150 mm?
70
76
185 mm?
95
99
pentru 240 mm2
120
129:
— pentru —
1g
Instalaţii
elecirice
în clădiri
(Continuare) Secțiunea Nr
Destinatia
conductoarelor
cuprii
I
10 i]
9
Pentru
cundar, butie
al
determina nea de:
12
coloane,
între
tabloul
legătura
între
contor
instalaţiei prin
interioare,
calcul,
—
220 V minimum
—
120 V minimum
La
instalaţiile
si
mononul
a) conductor
de fază de nul
conductor
de
distributie
Pentru
însă
tabloul
pentru
avînd
secţiunile
de
locuinţe
retele
cu
se-
pentru
legătură in
butie și automatizare :
se
vor
iluminat
între
interiorul
contor
si prize
„5
si tabloul de
de
b) legături cu cleme la borne
15
Pentru alimentarea utilajelor mobile sau portative, secţiunea cordonului peniru un consum de curenţi al aparatului trebuie să fie:
transformatoarelor
A
b) delaGAlal0A c) dela dia
16
2.5
2,
2,5
2,5
4
distri-
Pentru circuitele secundare de curent pentru măsură
la6
6 16
fi :
tablourilor
ale
4
va
14
pind
2,5
4
tenşiu-
a) legături lipite
a)
aluminiu
distri-
comun
al instalatiei
legături
si
cel
10
b)
c) conductor 13
principal
a
de :
3
se va determina prin calcul, însă minim
Pentru
în mm
conductoarelor
16 A
i
—
1,5
2,5
2,5
—
9,75
_
1,00
—
1,3
—
d)
de la 16 la 95 A
25
—
e)
de la 25 la 82 A
4
_
f)
de
6
—
g)
de la 40 la 52 A
10
—
CS
—
la 32 la 40 A
Pentru alimentarea corpurilor de iluminat portative, secţiunea cordonului pentru un consum de curent
al aparatului trebuie să fie: a) pînă la 4 A b)
dela4
A
pînă
la l0 A
Instalaţii
electrice
interioare
de
lumină
st forţă
49 Tabela
Sectiunile
(diametrele)
minime
admisibile ale conductoarelor clădirilor, pe izelatoare
montate
în
3.3
exteriorul
Sectiunile (diametrele) minime peniri ‘condtctoare masive si muliifilare
Np
Destinatia
|
conductoarelor
Cupru
|
1.|
2.
i
Aluminiu
Al-Al
mm?
mir?
mn?
Pentru
|
|
instalaţii
aericne
clădirilor
montate
pe
ia distanta
:
în
interiorul
izolatoare
pind la 4 m
2,5
de la 4la6m
4
19
—
dela6lalim
4
—
peste
6
15 m corpului
de
mm?
așezate
—
interiorul
Otel
|
|
—
Pentru
|
iluminat
6
1
|
—
23
—
(33
10
—
3
16
16
Da
—
—
—
|
Cu toată diversitatea, instalaţiile electrice la consumator au cîteva clemente comune. Unele dintre acestea sînt comune tuturor instalaţiilor, altele numai în grupe mari de instalaţii. Așa, de pildă, toate instalaţiile electrice interioare sînt alimentate, fie din rețele publice, de înaltă sau joasă tensiune, fie din staţii centrale sau posturi de transformare proprii. De la acestea, energia ajunge printr-unul sau mai multe racorduri de alimentare, la un tablou general, care o primește şi o distribuie mai departe. Felul în care energia electrică este distribuită în interiorul consumatorului, depinde în primul rînd de suprafața ocupată și în al doilea rînd, de distribuirea si concentrarea receptoarelor de energie.
Cunoscîndu-se faptul că trecerea curentului prin conductoarele liniilor
electrice,
termic
—
este
care
însoțită
atrage
si
de
după
alte
fenomene,
sine pierderi
de
ca
de
energie,
exemplu,
mai
fenomenul
mari
sau
mai
mici — alegerea traseelor, lungimea acestora, grosimea conductoarelor și telul instalaţiei sînt factori care se determină cu deosebită atenţie. La alegerea acestor elemente se tine seama de criterii economice legate şi de securitatea şi continuitatea in exploatare. Pentru a se reduce costul instalațiilor ca investiţie si cheltuielile de exploatare se aleg trasee scurte și conductoare cu secţiuni corespunzătoare. Pornindu-se de la aceste consideraţii, în instalaţiile electrice interioare se pot folosi mai multe tipuri caracteristice de scheme de distributie.
instalaţii electrice in clădiri
50
O schemă de distribuţie interioară cu coloanele distribuite radial, utilizată în halele industriale, cuprinde un tablou general care prin coloane separate alimentează tablouri de distribuţie, amplasate în centrele de greutate ale unor vrocese tehnologice. Fiecare tablou deserveşte utilajele
unui
tehnologic
proces
ridicat
de
şi mijloacele
legate
şi transportat
de
procesul tehnologic respectiv. Tablourile sînt alimentate în cascadă. Fiecare dintre tablourile din schemă au prevăzute circuite asigurate cu al receptorului curentului nominal sigurante fuzibile corespunzătoare pe care urmează a-l proteja. În figura 5.3 este arătată o schemă de distribuţie de joasă tensiune cu linie principală, utilizată în instalaţiile electrice din întreprinderile
industriale. Aceasta cuprinde un tablou general TG, o linie principala LP, din care sînt alimentate tablourile de distribuţie T prevăzute cu circuitele necesare receptoarelor. Tablourile sînt alimentate principală prin coloanele C, putind îi legate în cascadă.
LLP
7
RR
[A Lp
din
linia.
7
[A
7 Fig
5.3.
Figura
5.4
borescentă,
cu
Schema
linie
de
reprezintă
avînd
Cistribuţie
Fig.
5.4.
distribuţie
de
principală.
o schemă
tablouri
de
Schema
de
dis-
tributie interioară de joasă tensiune, arborescentă, cu tablouri principale şi secundare.
de
distribuţie
principale
joasă
TP
si
tensiune,
tablouri
ar-
de
distribuţie secundare 7S. Dintre toate tablourile, numai cele secundare sînt prevăzute cu circuite pentru receptoare, tablourile principale alimentind doar tablourile secundare şi eventual consumatori importanţi cum sînt: macarale puternice, benzi transportoare, atunci cînd motoarele sînt amplasate în apropierea acestor tablouri, Tabloul general TG este amplasat în apropierea postului de trans-
formare, avînd pe el circuitele de alimentare ale tablourilor principale. Acestea din urmă se amplasează în secţii diferite de produciie, în cen-
trul de greutate al consumului pe secţie.
Instalaţii electrice interioare de lumină şi forță
51
În figura 5.5, este reprezentată o schemă arborescentă utilizată în clădirile civile cu mai multe niveluri, fiecare nivel avind același număr de apartamente, sau încăperi cu aceeaşi destinaţie si aceeași împărţire. Din tabloul general TG de la parter sînt alimentate prin coloanele ce urcă pe casa fiecărei scări, tablourile principale TP, amplasate la fiecare nivel. Din tablourile principale sînt alimentate tablourile montate în fiecare apartament. © altă schemă cu o alimentare mai sigură este arătată în figura 5.6.
De
la tabloul
pe
etaje,
urcă
spre
general
etajele
TG,
aflat
la parter,
în
acest
fel
superioare,
alcătuindu-se
trecînd
Scara L
Scara i
Scara if
=a
fe
=
TP
TP
i
TP
=} TP
TP
eta] iit
a
[Pp
Co,
Ca
si Cy,
închise
pe
fiecare
scară
7
|
amplasate
Scara I
J 7
A
i 7
7
T
Ze 7
T
elay 7
fi
of 7
ARE,
Abie
Gy
Te
T
LLM
TP | etaj
TP
Cy,
tablourile
Scara 1
=
7P
+o
etaj m
coloanele
toate
circuite
7 IP
He
TP
IP
prin
parter
til
4 &e
“FG
_|
TG
Fig. 5.5. Schema arborescentă utitizată în clădiri, avind un tablou general la parter şi tablouri principale de distribuţie la fiecare etaj.
Let
Parter
Fig. 5.6. Schema de distribuţie buclată, în blocuri de locuințe sau clădiri industriale ori comerciale.
(Ci-Ca; Cs-C,). De reţinut că între tablourile de pe același nivel, există un circuit de legătură care oferă posibilitatea transferului de energie în acelaşi nivel. Schema este folosită în instituţii administrative cu o instalaţie mai pretențioasă si cu un cost de investiţie mai mare. La alegerea schemelor se tine seama ca investiţia să aibă un pret
de cost
minim,
amplasează
în
fără
a se neglija
centrele
de
costurile
greutate
ale
de
exploatare.
consumului
de
Tablourile
energie
şi
se
sînt
ND
[Si]
Instalaţii
electrice
la un
coeficient
prevăzute cu circuite de alimentare, dimensionate punzător de cerere (simultaneitatea si încărcarea).
Tablourile
trebuie
să
alimenteze
receptoarele
legate
între
în clădiri
ele
cores-
prin
procesul tehnologic, pentru ca la apariţia unui defect, staționarea utilajului defectat, care în orice caz stinjeneste funcţionarea liniei tehnologice respective, să nu stinjeneasca si alte linii tehnologice. De asemenea, la alegerea schemei se are în vedere posibilitatea localizării si limitării defectului, precum şi rapida sa depistare în vederea eli-
minării.
G. INSTALAȚII DE ILUMINAT DE SIGURANȚĂ, DE EVACUARE ȘI DE LUCRU IN REGIM DE AVARIE În anumite situaţii, în care instalaţiile de iluminat normal încetează de a mai funcționa, este necesar a se ilumina spaţiile cu ajutorul unui iluminat special, chemat să asigure o iluminare corespunzătoare locului respectiv, pe o anumită perioadă, în care este necesar a se realiza evacuarea persoanelor ori continuarea lucrului sau executarea unor manevre necesare opririi unor procese tehnologice. Acest fel de iluminat se cheamă iluminat de siguranţă si poate fi: iluminat pentru continuarea lucrului și iluminat de evacuare.
Acolo unde datorită întreruperii iluminatului normal pot să se ivească
condiţii, care să genereze explozii, incendii, răniri sau otrăviri de persoane, acolo unde este necesară efectuarea unor manevre obligatorii în vederea opririi utilajelor sau dispozitivelor care pot duce la asemenea accidente, ca si în locurile unde se desfășoară o activitate importantă
si care
nu
poate
fi întreruptă,
este
obligatoriu
a se asigura
iluminatul
pentru continuarea lucrului. Locurile unde este necesar a se executa aceste instalaţii sînt: — atelierele, spaţiile industriale, laboratoarele etc., unde utilajele: necesită o supraveghere permanentă ; — grupurile operatorii ale spitalelor și clinicilor cuprinzind săli de
pregatire
pentru
bolnavi
lizări, săli de operaţii ;
—
camerele
mari
si corp
de
aeraj
medical,
minier
sau
săli
săli
de
pansamente
de
cazane
în
si stericentrale
electrice şi centrale de termoficare, în serviciile interne ale acestor centrale și staţiile electrice. În toate aceste cazuri energia electrică necesară este asigurată din surse independente, sau prin racordare la tabloul stației de pompe de incendiu
etc.
|
Lămpile utilizate pentru iluminatul de siguranță se repartizează: pe un număr corespunzător de circuite, acestea urmînd de regulă alte trasee decît circuitele de iluminat normal. Se recomandă ca distanţa
instalații electrice interioare de lumină și forță
dintre
traseele
circuitelor
de
iluminat
53
normal
siguranță să nu fie mai mică de 10 cm. Corpurile de iluminat folosite în instalaţia trebuie să se distingă de celelalte corpuri de joare, marcare etc.
La
iluminatul
de siguranţă
si
cele
de
iluminat
de
de iluminat de siguranţă iluminat prin formă, cu-
pot fi «utilizate si lămpi
fluorescente
dar
numai de tipul cu aprindere instantanee (fără starter) și numai dacă corpurile au cel putin două tuburi fluorescente. Iluminatul de siguranţă pentru continuarea lucrului în regim de
avarie din grupurile operatorii din clinici și spitale, se asigură circuite separate de cele care alimentează iluminatul de evacuare
prin prin
puncte luminoase indicatoare. Pentru marcarea celor mai scurte trasee de evacuare a persoanelor din spaţiile cu mare aglomerare, în cazuri de întrenupere a iluminatului normal si pentru evitarea intrării acestora în panică, se folosește un iluminat de evacuare executat sub forma unor puncte indicatoare de lumină, alcătuind o rețea separată alimentată dintr-o sursă indepen-
dentă de energie. Acest iluminat de evacuare este obligatoriu la :
— teatre, cinematografe, circuri, săli de concert, săli de conferinţe si cămine culturale cu mai mult de 400 locuri, localuri publice — restaurante, magazine etc. — care au o suprafață desfășurată de cel putin 1 000 m? (exclusiv depozite si dependinţe), crese, grădiniţe şi că-
mine de copii ; — afara
|
în spitale și sanatorii, încăperilor: auxiliare ca
în încăperi, coridoare, scări şi oficii, depozite de medicamente,
de rechizite și echipament etc. ; — —
blocuri de locuit cu mai mult de şase nivele ; ieşirile încăperilor în care prin. destinaţia lor
număr mai mare de 50 persoane. Alimentarea
natului necesar
iluminatului
pentru
de
continuarea
siguranță.
lucrului,
Pentru
se
pot
ieşiri în depozite aduna
alimentarea
care trebuie
un
ilumi-
să fie asigurat
corespunzător consumatorilor din categoria I, se adoptă soluţia cu surse independente de energie ; acestea pot fi, ca şi în cazul iluminatului de evacuare realizat prin indicatoare luminoase :
—
baterie centrală de acumulatoare ;
— acumulatoare locale (luminoblocuri) ; — grup electrogen, preferabil cu intrare automata în funcțiune; — transformator de putere, diferit de cel utilizat pentru alimentarea iluminatului obișnuit ; — tabloul general de distribuţie, înaintea întrerupătorului general de joasă tensiune ; — tabloul de forță, înaintea întrerupătorului general de joasă ten-
siune ; . — branşament normal ;
diferit de cel care
alimentează
circuitele
de iluminat
54
.
Instalații
electrice
în ctădir:
— în cazul unui singur bransament la clădirea respectivă, racordarea iluminatului de siguranţă. înaintea întrerupătorului de la intrarea în tabloul general, sau înaintea sigurantelor generale. pe în cazul alimentării dintr-o baterie centrală de acumulatoare, automata, tabloul principal este prevăzut un dispozitiv de comutare
care
punind
din baterie,
mentarea
iluminatului
funcționării
întreruperea
la
normal,
iluminatul
în funcţiune
anclanșează
de siguranţă.
ali-
Capacitatea bateriei de acumulatoare se alege astfel incit să asigure energie necesară punctelor luminoase din circuitele de iluminat de siguranţă, prevăzute a funcţiona în regim de avarii, cel puţin o ora
de funcţionare pentru iluminatul de evacuare și trei ore pentru iluminatul de continuarea lucrului (acolo unde este cazul). Iluminatul de evacuare prin puncte indicatoare luminoase, poate să sau poate concomitent cu iluminatul normal, funcţioneze permanent, normal. iluminatului a avarie prin întreruperea la automat fi cuplat puncte prin evacuare de iluminatului a parte o numai ca Se admite indicatoare luminoase să funcţioneze în acelaşi timp cu iluminatul normal, cu condiţia însă ca cealaltă parte să intre automat în funcţie la întreruperea iluminatului normal în caz de avarie. În sălile de spectacol, în care prin natura destinaţiei, apar mari
de persoane,
concentrări
iluminatului
lămpile
de
evacuare
prin
puncte
indicatoare luminoase, trebuie prevăzute pe traseele de evacuare, începind cu uşile de evacuare ale sălilor si continuind cu sălile, coridoarele, scările și ieșirile din clădire. Ele trebuie astfel amplasate încît să fie vizibile tot timpul, fără însă a-și trimite lumina, în cazul sălilor de spectacol, direct către spectator, deranjindu-l în vizionarea spectacolului. De asemenea, este obligatoriu să se prevadă puncte luminoase în in-
teriorul
publice ficială,
trebuie
de
hidrantilor
pentru
incendiu,
marcarea
acestora,
în
clădirile
cu regim de funcţionare în timpul nopţii sau la lumină artiacolo unde pot apărea aglomerări de persoane. Aceste lămpi,
drantului
protejate să
nu
mecanic,
fie
pentru
distruse
si
ca la manevrarea
nici
să
nu
se
echipamentului
provoace
o
hi-
electrocutare.
În sălile de spectacol cu o capacitate mai mare de 400 locuri trebuie să se prevadă un iluminat special de evacuare, alimentat de la aceleași surse de energie și realizat în încăperile aflate pe traseele de evacuare, prin cel puţin două lămpi clare. Aceste lămpi trebuie să se aprindă automat la defectarea iluminatului normal. De asemenea trebuie prevăzută $i posibilitatea acţionării manuale din mai multe locuri accesibile personalului de serviciu al sălilor de spectacol sau spectatorilor. De obicei aceste locuri sînt în garderobe sau foaiere. Stingerea lor trebuie să se poată face însă, numai dintr-un singur punct accesibil numai personalului de serviciu.
Instalaţii
electrice
interioare
de lumină
55
si forță
Repartizarea pe circuite a. lămpilor se face astfel, incit în fiecare cameră să existe cel puţin două circuite, lămpile alternînd, încît dacă pe unul din circuite apare un defect lămpile aflate pe celelalte circuite, să asigure un iluminat necesar evacuării în fiecare încăpere, aflată pe : traseul de evacuare pînă la exteriorul clădirii.
INSTALAŢII ELECTRICE INTERIOARE ALCĂTUIREA INSTALAŢIEI
H.
FORȚĂ.
DE
Instalaţiile electrice pot fi: exterioare şi interioare. Instalaţiile exterioare, montate în incinta consumatorului abonat, dar în exteriorul clădirilor acestuia pot fi realizate îngropat, de tipul instalaţiilor subterane sau aerian, de tipul reţelelor electrice aeriene. Elementele componente principale ale instalaţiilor electrice interioare de forță sînt : tablourile de distribuţie, circuitele, aparatele și dispozitivele de protecţie și manevră, aparatele de măsură si control (AMC) si receptoarele de curent, care primind energia electrică o transformă în altă formă de energie, necesară în procesul tehnologic respectiv. Tablourile electrice, după rolul pe care-l ocupă în instalaţii, se pot
în
clasifica fi post
buie
reţea
trafo*,
către
receptoare,
de la tabloul general.
publică
de pe mai
multe
a mai
multor
sau
electrică
centrală
intermediul
prin
Tablourile intermediare ‘si o distribuie mai departe
sumul
energia
de
electrică
instalaţiei
interme-
tablouri
generale,
tablouri
categorii:
multe
mai
.diare si tablouri secundare. Tablourile generale primesc
la sursă,
proprie
și o distri-
care
interioare,
i poate:
care
începe
primesc energia de la tablourile generale prin căi de curent, care concentrează con-
tablouri
asigurindu-se
secundare,
astfel
o cale
de curent comună mai multor tablouri secundare, cu un coeficient mai raţional de cerere şi un coeficient de simultaneitate mai ridicat. Tablourile secundare sînt tablourile care concentrează circuitele de
alimentare
receptoare,
legate
în acelaşi
proces
tehnologic.
reAcestea sînt ceptor. Circuitele instalaţiilor electrice interioare se realizează in mai multe feluri : — cu conductoare izolate, montate fie aparent pe role sau pe izolaechipate
cu
dispozitive
de
protecţie
pentru
fiecare
oare, fie suspendate pe tendoane alcătuite din cabluri de oţel; —- cu conductoare izolate montate în tuburi de protecţie, îngropate în tencuială sau aparent pe tencuială, de susţinere, executate dir oţel profilat ; * prescurtare
a expresiei:
post
pe
de transformare.
dibluri,
console
sau
stelaje
56
Instalații
— cu bare, montate pe izolatoare libere, latură metalică, cu secțiune poligonală ; — cu cabluri, suspendate pe tendoane din
sau
electrice
protejate
cabluri
de
în clădiri
in
oţel,
tubuîntinse
în interiorul halelor sau în exteriorul acestora la înălţimi și în locuri in care să fie exclusă lovirea lor în cursul desfășurării normale a pro-
ceselor tehnologice ; —- cu cabluri montate aparent pe tencuială, fie pe dibluri îngropate în aceasta fie pe console sau stelaje ; — cu cabluri sau conductoare protejate în tuburi și montate în canale prevăzute în pardoseală, accesibile sau vizitabile.
La
alegerea
modului
de
montaj
al
circuitelor
trebuie
să
se
tina
seama în primul rînd de destinaţia spaţiului şi de procesul tehnologic care urmează a se desfășura. Acolo unde procesul tehnologic poate duce la degajări de praf sau umezeală se preferă instalaţii etanșe, în măsura în care umezeala este peste limitele admise și praful poate da amestecuri explozive sau incendiare. În hale industriale se pot alege soluţii economice cu instalaţii de distribuţie in bare, protejate în tubulatură cu secțiunea poligonală. Această soluţie prezintă avantajul că orice modificare ulterioară în am-
plasarea
utilajelor
procesului
tehnologic,
permite
o
racordare
flexibilă
şi. cu foarte mici cheltuieli, putindu-se oricînd asigura, printr-o judicioasă alegere a secţiunii barelor principale, curenţii necesari ce survin
în urma
unor
noi
tehnologic.
modificării
amplasamentelor,
receptoare, în vederea
chiar
rationalizarii
în
eventualitatea
si perfecţionării
adăugirii
procesului
Pentru o funcţionare normală a instalaţiilor de forţă este necesar a se folosi atît aparataje care măsoară parametrii de funcționare a instalaţiei cit si aparatajul de manevră si de protecţie. Cu ajutorul acestora din urmă se pun în funcţiune sau se întrerupe funcționarea receptoarelor sau se protejează instalaţia si receptoarele împotriva defectiunilor ce se pot ivi la avarii și deranjamente. în categoria aparatelor de manevră si protecţie intra : — aparatele de conectare, cum sînt întrerupătoarele, separatoarele, contactoarele, comutatoarele, controlerele, ruptoarele, prizele de curent cu fişe, conectoare etc. Acestea se folosesc la manevra de închidere si de deschidere a diferitelor circuite, pentru punerea sau scoaterea de sub tensiune a receptoarelor, adică pornirea sau oprirea acestora ; — aparatele si dispozitivele de protecţie, cum sînt sigurantele fuzibile,
releele
etc.,
care
semnalizează
sau
comandă
declanșarea
automată
a instalaţiei la apariţia unei situații periculoase pentru funcționarea normală a instalaţiei. Asa de exemplu, pot acționa prompt sau temporizat, la apariţia unui curent prea mare (de scurtcircuit), la scăderea.
tensiunii
sub
limita
admisibilă,
admisibilă a unui anume
la încălzirea
peste
element al instalaţiei etc.
temperatura
maximă
Instalatii electrice interioare de lumină si forţă
57°
În afara aparatelor arătate se mai utilizează si alte aparate cum sînt aparatele de regiaj — reostatele, aparate de limitarea curenților: de scurtcircuit — reactoarele etc. Aparatele pot fi montate fie concentrat pe panouri sau pe tablourile:
electrice,
fie pe tablouri
mobile
legate
de utilajul
pe care
îl deservesc,
ori pe stelaje metalice, amplasate în apropierea utilajului deservit si la. indemina operatorului care supraveghează funcţionarea acestuia. Întotdeauna se tine seama, ca aceste aparate să nu poată fi lovite în desfășurarea normală a procesului tehnologic, luîndu-se — atunci cînd acest lucru este necesar — măsurile potrivite de protecţie. Sigurantele se prevăd în următoarele cazuri :
—
—
la plecările din tablouri ; la intrări
în
tablouri
la 220/380
V
si 20 A
de
distribuţie
cu
peste
cinci
circuite,
legate:
direct la reţeaua publică ; — la ramificatiile spre receptoarele individuale, cu excepţia celor: cu putere mică, asigurate la plecările din tablou pentru curenţi sub 15 A
V,
la 220/127
sau aparate de uz casnic etc. ;
în general
de
corpuri
iluminat
— la intrarea in tablourile de distributie cu puteri instalate peste 8 kW, alimentate prin coloane magistrale sau la plecările din tablouri, pe circuitele receptoarelor de forţă, înaintea întrerupătoarelor automate:
“neprevăzute cu relee electromagnetice ;
— în toate punctele în care secțiunea conductoarelor liniei, descreste, . cu excepţia cazului cînd secţiunea precedentă asigură secţiunea mai mică. (a ramificatiei) ;
—
la iesirea
din
contorul
de tarifare
al intreprinderii
furnizoare
de
Nu
se
energie, dacă lungimea coloanei dintre contor și tabloul general este: mai mare de 12 m. Sigurantele se aleg astfel încît să aibă valori descrescătoare de la. sursă spre receptor, realizîndu-se o protecţie selectivă, în scară, de la. receptor către tabloul general şi către instalaţia exterioară, a intre-
prinderii
distribuitoare.
Circuitele
protejate
trebuie
să
sigurante
aibă
pe
toate
fazele.
asigură însă cu sigurante conductoarele de nul si neutru la circuitele: bifazate cu’ trei conductoare și la circuitele trifazate cu patru con-
ductoare. Circuitele
gură
ca
de
niște
măsură,
semnalizare,
consumatori
obișnuiți,
continuității funcţionării circuitului. Sigurantele unipolare cu miner
separare.
control
pot
sau
automatizare
însă
prevăzindu-se
fi
folosite
şi
ca
se
asi-
controlui.
elemente
de:
întrerupătoarele automate cu contacte în ulei (Ditu) sînt de execuţie închisă cu intrările si ieşirile. executate etanș, cu filet si cu presetupă, sai cu cap terminal, după felul cum sînt executate circuitele de racord : cu tuburi IPE sau cu cabluri. Ele se vor monta în orice medii si în. locuri unde sînt expuse loviturilor mecanice.
58
de
Instalaţii electrice în cladiri
Întrerupătoarele automate cu contacte în aer (Dita) executate cu cutie (tip sau deschise P 32 — STAS 5325-56) de protecție fontă (tip
de protecţie
P00)
se pot monta
fie în medii
umede
cu vapori
sau
prat,
fie în încăperi uscate și fără praf, după felul protecţiei. Atit întrerupătoarele Ditu cit si cele Dita se pot acţiona și de distanta. Contactoarele nu protejează consumatorii. Ele sînt însă folosite instalaţii de comandă de la distanţă.
la in
DISTRIBUȚIA ENERGIEI ELECTRICE ÎN CURENT CONTINUU Distribuţia energiei electrice în curent .două conductoare, fie cu trei conductoare.
In cazul schemei
continuu
se
realizează
fie
cu
cu două fire (fig. 5.7) între acestea există o tensiune
de serviciu de 110 sau 220 V, utilizată atît la alimentarea lampă L, pentru iluminat cît și a motoarelor electrice de
locurilor de curent con-
‘tinuu M. O astfel de schemă este foarte greu de echilibrat, orice receptor
care se intercalează sau se scoate din reţea, influentind functionarea +uturor consumatorilor într-o măsură mai mare sau mai mică. Pentru a realiza o îmbunătăţire a distribuţiei în curent continuu se utilizează scheme de distribuţie cu trei conductoare avînd două tenZ
|
LE
——»
/A
i
WOW 220,
|
"
|
Z Fig. CE
siuni (fig.
5.7. —
de
distribuţie
continuu
centrală electrică ; L electric ; I4 şi 4 —
de serviciu
5.8).
Schema
Aceste
separate,
tensiuni
una
pot
220 V, iar pentru forță 220 scheme, căreia i se adaugă
a
energiei
cu două
— loc curenţi
de ce
pentru
fi pentru
fire:
electrice
în
lampă iluminat; M — străbat conductoarele.
iluminat
iluminat
curent motor
si alta pentru de
110
V
și
motoare
respectiv
V sau 440 V. Prin alegerea unei astic! de si un grup compensator, se realizează un
randament sporit în exploatare, o investiţie în condiţii tehnico-cconomice mai avantajoase si o mult mai mare siguranţă şi continuitate de ali-
Instalaţii electrice interioare de lumină
și forţă
59
‘mentare. Firul neutru O foloseşte la realizarea unei echilibrări a rețelei în funcţiune, prin compensare. El este parcurs de un curent lo = == [4 — Ip, ce reprezintă diferența dintre curenţii celor două fire aflate la cea mai mare tensiune (440 V). Cînd cei doi curenţi Ii şi la [4
&L
7
Ries
VIS
O
AIR
Y
se NY
26)
AI
CE
A
lo
SIS
a
_
Lo
Fig. 5.8, Schema G,,
E
G»
—
38
a
|
:
|
8
de distribuţie a energiei electrice în curent continuu în trei fire:
generatoare de curent continuu ; I — loc de lampă; tor; Ia» Ip, Ig — curenţii din condensator.
M
—
mo-
sînt egali, rețeaua funcţionează echilibrat si prin urmare prin conductorul neutru O circulă un curent I, = 0. Această situaţie însă este foarte greu de realizat, cu atît mai greu cu cit reţeaua este mai întinsă; într-adevăr, prin scoaterea sau introducerea unui receptor în reţea (prin punerea sau scoaterea sa din funcţiune), în conductorul neutru va putea oricînd apare un curent I, diferit de zero, care va da naștere unor „căderi de tensiune (RI,) pe linie ; aceasta atrage după sine o variaţie de tensiune la bornele. celorlalte receptoare. Pentru a elimina acest neajuns se recurge la intercalarea în reţea a unui grup compensator, care echilibrează sarcina pe linie, între aceasta și centrala electrică, curentul din conductorul neutru rămînînd: mereu egal cu zero (fig. 5.9 si 5.10). Grupul compensator functionind în apropierea centrului de greutate al consumului, poate fi constituit din două dinamuri-generatoare de compensare G. (fig. 5.9) egale ca putere, racordate fiecare la o altă punte, unul între firele A si O celălalt între firele B și O. Ambele funcţionează cu aceeași turație. În cazul în care rețeaua
este echilibrată
deci prin firele A
și B circulă
curenţi
egali
/,
=
Is,
prin firul neutru curentul va fi J, — 0 iar ambele dinamuri vor funcfiona în gol, ca motoare de curent continuu, alimentate din reţea. La apariţia unui dezechilibru în reţea, deci în cazul în care I, este diferit de Ig, una din punți este mai mult încărcată decît cealaltă si prin firul neutru circulă un curent I, diferit de 0. În acest caz, dinamul aflat pe puntea mai puţin încărcată funcționează mai departe ca motor ce consumă curent din reţea. Acest dinam, în regim de motor, antrenează celălalt dinam care intră în regim de generator si produce curentul necesar compensării, astfel încît firul neutru între grupul compensator
Instalaţii electrice în clădiri:
60
şi centrala electrică nu va mai fi parcurs de curent (deci J, — 0 pe tonsonul arătat). Compensarea se mai poate face şi cu ajutorul a două grupuri egale, de elemente de acumulatoare (fig. 5.10), alcătuite într-o baterie. Puntea care este mai încărcată preia diferenţa de sarcină datorată consumatorilor. Z
lor
A
|
/A 0
pal}
CE.
[ai
Grup de fire
Fig. 5.9. Schema continuu, cu trei
a
compensator
distribuţie şi cu grup
a energiei electrice în curent compensator, alcătuit din două
dinamuri,
ni
»
||
lor
/a
==
CE
a
=
e
ŢI
el
Grup compensator da acumutatoare
Fig.
5.10.
continuu,
Schema
de
distributie
a energiei
cu trei fire si cu grup compensator de acumulatoare.
electrice alcătuit
in
din
curent
baterii
toare racor-— racordati la această punte, din parte a de baterie de acumula surplusul de cedează tă încărca puţin mai este care Puntea dată la ea. din bateria: părţi te celeilal energie electrică, nesolicitat ce consumatori, cit. menţine se ea tensiun fel acest în e. de acumulatoare care o absoarb mai
constantă.
Instalaţii electrice inierivare de bhimină şi forta
GL
Ruperea firului neutru, în cazul acestor scheme, provoacă avarii prin “creşterea bruscă a tensiunii la bornele receptoarelor şi de aceea, este necesară o verificare periodică atentă a rețelei, în vederca preintimpinarii acestui neajuns. Pentru reducerea pericolului de etectrocutare firul Deutru se leagă la pămint.
J.
Distribuţia
DISTRIBUȚIA ENERGIEI ELECTRICE ÎN CURENT ALTERNATIV energici
clectrice
în curent
alternativ
se
poate
face
mono-
fazat printr-o linie cu un singur fir sau cu doud și cu trei sau patru fire în distribuţia alternativ trifazată. Distribuţia printr-o linte cu un singur conductor (fig. 5.11). Deoarece prin această schemă de distribuţie nu se poate realiza la receptor 7
Fig. 5.1. Schema de distributie în curent alte mativ cu un singur iir T, — transformator monofazat; -- transformator infarat ; Cy, Ca — conden“Satoare ; J — întrsrupător
‘Mo motor tritazai e Py — pnze de pamint.
Fig. 5 12 Schema de distributie in curent altei
mativ monofazat cu două conductoare.
[ez
4 o echilibrare pe cele trei faze ale motorului M, respectiv ale transformatorului T,, motorul nu funcţionează la puterea nominală și atinge numai pina la 800/ din această putere, cu consecințe economice mai puţin avantajoase. Soluţia este folosită rar, la acționarea receptoarelor de pe utilaje
Mobile cum sînt macaralele, tractoarele etc.
62
Imstalaţii electrice în clădirt
Distribuţie mnnofazată alternativă cu două conductoare (fig. 5.12). Deoarece motoarele electrice de puteri mai mari monofazate sint mai complicate
si
mai
costisitoare,
reţelei ridică probleme
mai
sită,
iar
dificile,
pe
de
altă
această
parte
soluție
însăși
exploatarea
este mai
putin
folo-
constituind o soluție utilizată mai mult în tracţiunea electrică. Distribuţii bijazate, cu trei sau cu patru conductoare (fig. 5.13 si 5.14). În acest fel de distribuție există un ansamblu de doi curenti. 4
Z
alia |
Fig. 5.13
ej
Schema
q
de distribuție bifazată de curent alternativ,
cu patru fire: L — lampă; M — motor. 7 uF
$-2
Fig. 5.14, Schema de dis-
LOL
tribuţie bifazată de cu-
A }
+
rent alternativ, fire :
3
Te — lampă;
Mi
cu
>
trei
motor,
La monofazati
transportaţi
şi U legate prin relaţia :
pe
trei
Up Aceste
distribuții
nu
mai
sau
patru
fire,
avind
două
tensiuni
U4.
“ony.
v2 sînt
utilizate,
fiind
înlocuite
de distributic alternativă trifazată cu conductor neutru.
de
sistemul:
Instalaţii elecirice interioare de lumină si forță
Distribuţia
alternativă
trifazattéi
63
comportă
două
soluţii.
soluţii distribuţia
se face
după
felul
in care sint legate bobinajele generatorului si anume o soluție în care generatorul este Jegat în triunghi (fig. 5.15) si cealaltă cu generatorul legat
în stea
(fig.
5.16).
În ambele
x
: sstributi Fig, 5.15. Schema de distribuţie
trifazati, cu bobinajele generato-
e
trei
4
ZA
c>
4
ru)ui legate în triupghi.
pe
i
q
!
eT
zZ
fire.
2
ep
Fig 5.16. Schema
trifazaté
cu
de distrinuţie
bobinajele
Va
genera-
3-4
Curentii alternativi irifazaţi sint produşi în gencratoare care au fiecare cite trei înfășurări, numite faze, așezate astfel încît atât tensiunile cit şi curenţii din faze să fie decalati în timp, unu! fata de altul, cu o treime de perioadă.
us
Qe
torului legate în stea.
m
gu
În cazul
schemei
în triunghi,
cele
trei faze sînt legate
arătat în figură, de unde rezultă că : Uy Uy Uy, unde U; este tensiunea pe faza. Dezavantajul acestei scheme constă în aceca că nu
de un
singur
rînd
redus
de
de
tensiuni,
atit pentru
consumatorii
așa cum se dispune
de
forţă
pot
fi
este: decit
cit si
pentru cei de iluminat, lucru care devine periculos în exploatarea rețelei. Pe de altă parte, o astfel de schemă limitează posibilitățile de acţionare ale receptoarelor de putere mai mare; ea permite numai un
număr
soluţii,
deoarece
se poate
afirma
receptoarele
cu mijloace de reducere a curentului de pornire.
Acelaşi
tributie
lucru
trifazata,
in
care
si in ceea
bobinajele
nu
mai
ce priveşte
generatorului
sînt
schema legate
pornite de
in
dis-
stea
“64
Instalaţii electrice în clădiri
(fig. 5.16) unde la fel se dispune de un singur rind de tensiuni atit pentru motoare cit şi pentru iluminat. Pentru eliminarea dezavantajelor arătate la schema de distribuţie trifazată, s-a creat o altă schemă. care cuprinde un al patrulea fir, schema trifazată cu patru conductoare. Această ultimă schema este cel mai des folosită în reţelele de curent alternativ de joasă tensiune. Cel de al patrulea conductor, numit conductor ncutru sau de nul, se leagă în punctul comun O, al bobinajelor generatorului, fiind în acelaşi timp legat și la pămint (fig. 5.17).
a
|
?
4 @
|
A
+ N
9.
!
:
nz 4
|
|
|
4
2
yee al york
|
Conductoare
iii
3
7
Conductor fetru,
m În
4
Fig. 6.17. Schemă de distributie trifazată cu pairu conductoare, în stea, cu nulul legat la pămini. Receptoarele
monofazate,
după
felul lor, sînt legate
fie între
două
-coniductoare de fază, fie între un conductor de fază si conductorul neutru, iar cele trifazate la cele trei conductoare de! fază. în cazul distribuţiei trifazate cu patru conductoare se dispune de două tensiuni, diferite ca mărime. Tensiunea existentă între un conductor de fază și conductorul neutru se numeşte tensiune de fază U,. Există trei asemenea tensiuni de fază, egale între ele. Tensiunea
existentă
intre
două
conductoare
V3
Up
-siune de linie Uy, fiind mai mare decit două tensiuni există următoarea relaţie :
de
tensiunea
fază
de
se
numeşte
fază.
Între
ten-
cele
= 1,73 U;.
Există reţele de 380/220 V la care prima tensiune — 380 V — reprezintă tensiunea de linie (dintre doua conductoare de fază) iar a doua,
220 V, reprezintă
-care
din
cele
trei
tensiunea
si reţele de 220/127 V.
„are
Legarea la scopul de
unei faze (Uy).
pe fază
conductoare
—
(dintre conductorul
și
conductoru)
pămînta punctului neutru sau a a limita ‘te nsiunea faţă de pămint
de fază
neutru).
Mai
—
ori-
există
conductorului neutru ia valoarea tensiunii
65
Instalaţii electrice interioare de lumină şi forţă
În
dintre
cazul
celelalte
în
care
conductoarele două
punctul
de
fază
de
conductoare
neutru
se rupe fază
nu
au
este
şi se
legat
pune
de
faţă
la
pamint,
accidental
pămînt
iar
unul
la pămint,
tensiunea
de
li-
V3 . Uy, situaţie foarte periculoasă pentru oamenii și aninie Uy = malele care ar atinge întimplător un conductor de fază, pus la pămint. Cînd punctul neutru este pus la pămînt, punerea la pămînt accidentală a unui conductor de fază produce scurtcircuitarea Curentul de scurtcircuit arzind siguranţa de protecţie
fuzibilul acesteia şi întrerupe alimentarea circuitului.
fazei respective. a fazei, topeşte
K. DETERMINAREA SECȚIUNII PENTRU ELEMENTE CE DEPĂŞESC SARCINILE NORMALE ÎN INSTALAȚIILE DE FORȚĂ La circuitele de lumină și priză care cuprind un număr normat de receptoare (12 lămpi. 8 prize ete.) conductoarele au secţiuni fixate prin normativ (v. tabela 5.2). Se poate fixa si un număr sporit de receptoare de iluminat pe un circuit, cu condiţia calculării secţiunii conductoarelor acestor circuite, Conductoarele se dimensionează după următoarele criterii : -— pe baza încălzirii admisibile ; — prin calculul pierderii admisibile de tensiune ; —- prin calculul mecanic. 3. Dimensionarea
sectiunilor
pe baza încălzirii admisibile
Prin calculul pe baza încălzirii admisibile se urmăreşte a se determina © secţiune de conductor, care să permită un transport de energie
in condiţii economice avantajoase, curse de curent să se încălzească
fără ca elementele conductoare parpeste o anumită temperatură limită.
Există trei regimuri de funcţionare şi anume
;
—
funcţionarea cu curenţi nominali de durată ;
—
funcţionarea
— funcţionarea cu curenţi de suprasarcina de scurtă sint curenţi de pornire în cazul motoarelor asincrone 5
care
cu curenţi de scurtcircuit de scurtă durată, care apar
în cazul unei avarii a instalațiilor. Dintre aceste regimuri, primele
jionare iar ultimul este fi limitată prin măsuri S$ — c, să
durată,
două
sînt regimuri
un regim accidental. corespunzătoare, cum
normale
de
func-
Acţiunea acestuia poate sint moniarea siguran-
Instalaţii electrice in clădiri
66
acţionează
care
relee
prin
țelor fuzibile şi a dispozitivelor de protecţie asupra întrerupătoarelor automate.
Utilizarea siguranţelor fuzibile, cu acţiune rapidă de declanșare, conduce Ja dimensionarea secţiunii conductoarelor, fără a se fine seama
de curenţi de scurtcircuit. In circuitele protejate temporizată
reglaje,
prin
prin
se
conductoarelor
acțiunea
cu
automate,
întrerupătoare
secţiunea
finin-
calculează
du-se seama de încălzirea conductoarelor în regimul curenților de scurtcircuit de scurtă durată. La trecerea unui curent printr-un conductor, ca urmare a efectului termic al curentului, conductorul se încălzește. Cantitatea de căldură Q produsă la trecerea curentului electric se deduce din legea lui JouleLenz :
Q—-kKREt
5.1
.
unde :
k este coeficient electrice ;
R —
I — t —
al energiei
caloric
echivalentul
de proportionalitate,
rezistenţa conductorului ;
curentul ce parcurge conductorul ; durata de trecere a curentului.
Căldura ce ia naştere se împarte în două parti. Prima parte se acumulează în conductor, şi fi ridică temperatura: a doua parte se dispersează în spaţiul înconjurător, constituind o pierdere de energie. Temperatura conductorului crescînd după un anumit timp se stabilizează la o anumită valoare. Din acest moment, în conductor nu se mai
inte,
acumuţează
întreaga
înconjurător. Cantitatea
temperatura
căldură,
dezvoltată
căldură de
energie
care
diferenţa dintre temperatura rator este mai mare.
se
de
coustantă.
sa răminînd
curent
se
este
cu
pierde
conductorului
împrăștie
şi cea
atit
De
in
mare
mai
a mediului
aici îna-
mediul cu
cit
înconju-
Temperatura conductorului însă, nu trebuie să depășească o anumită valdare, legală de natura conductorului, dar mai ales de natura izolaţie:
acestuia. Normele în vigoare prevăd următoarele maximă admisibila a conductorului :
—
— —
temperatura
pentru
valori
conductoarele neizolaie +70°C ;
conductoarele cu izolatie de cauciue +55°C ; conductoarele izolate cu hirtie +80°C ;
— cabluri +60°C ;
CYY
si
ACYY
-- cu
izolaţie
de
PCV
cabluri CYYB, ACYYB, CYYBI si ACYYBI — cu benzi metalice şi iută — de la +30°C la + 40°C.
—
—
de
la
+30
cu izolatie
la
PCV,
Temperatura
maximă
toarelor neizolate, se face mai repede.
La conductoarele
benzi
de
oțel
admisibilă
cazul
conduc-
invelite cu mai multe straturi de protectie
(izolatie,
deoarece
sau
iută)
răcirea
este
admisibila trebuie să fie mai mică. Izolatia
izolaţie
ecle
de
învelite
joacă
un
cauciuc cu
rol
sau
izolaţie
este
neexistind
mai
important.
PCV de
mai
izolatia, lentă
Astfel,
se pot
încărca
hirtie
sau
cu
mare
în
răcirea
si
conductoarelor
temperatura
conductoarele
cu curenţi
izolație
de
maxima
îmbrăcate
mai
mici
bumbac,
cu
decit
Hirtia
şi respectiv bumbacul, rezistă la o temperatură superioară aceleia la care cauciucul începe să-şi piardă calităţile izolatoare şi să se topească.
Siguranţa (STAS 452-53, 453-53, 455-53) nente : îuzibilul şi corpul siguranţei. Ea este renti nominali : curentul nominal al corpului
minal al fuzibilului. Într-un corp de
siguranță
avind
o anumită
are două părţi compocaracterizaté prin doi cusiguranţei şi curentul no-
valoare
pentru
său nominal, se pot monta fuzibile cu curenţi nominali mai mare avind valoarea curentului nominal al corpului.
curentul
diferiţi,
cel
La alegerea siguranţelor fuzibile trebui avute în vedere condițiile următoare : — topirea fuzibilului trebuie să aibă loc înainte ca temperatura conductorului să depăşească valoarea maximă admisibilă, Deci :
Lng S mos atm unde : Lai
Tmax.
adm
este curentul nominal al fuzibilului ;
— Curentul temperaturii
—- fuzibilul nu trebuie să se tare, la curentul nominal, deci :
maxim admisibil corespunzător maxime admisibile a conductorului ;
topească
regim
normal
de
exploa-
motor
electric
Ig > Te.
unde :
1, este curentul nominal
—
în
valoarea
fuzibilului
asincron, în cazul astfel încit să nu
care
(efectiv) de exploatare ;
protejează
sigurantelor cu inertie sc topească la trecerea
circuitul
unui
termică mică, curentului de
trebuie să fie pornire, deci:
i
În >, unde : Igaca
este curentul de pornire al fiecărui motor asincron lwat din tabelele fabricilor de motoare. În general Ipora = (5...8) In;
68
Instalaţii electrice în clădiri
« —
coeficientul
Cind
se
velor, ratie.
care
respectiv
caracterizează
timpul
pînă
un tablou,
multe
mai
la care sint racordate
de
pornire
unui
circuit
în
conductoarelor
secţiunea
determină
condiţiile
la intrarea
regim
receptoare,
ale
motoa-
nominal
de
tu-
alimentind
maxim
curentul
— care ia naştere, atunci cind toate recepîn conductor — Ie. max ioarele funcţionează la curenţi nominali iar cel mai mare motor, pus 5 SE deterîn funcţiune, absoarbe la pornire curentul maxim [ porn-max
mină cu formula :
în
Jo. mex =
nod
241, + Moora max 1
care:
m
este
n=! Dh ii
—
un coeficient care tine seama că nu toate receptoarele aflate pe circuitul căruia i se determină secţiunea și care intră în nominală si sînt simulcalcul, sînt încărcate la capacitatea
tan în funcţie ; suma curenților nominali ai tuturor receptoarelor ce se consideră in funcțiune simultan, fără a cuprinde receptorul cu cel mai mare curent de pornire (n-l receptori) ;
Iporn-mnax—
În
acest
mină astfel : in
calcul
Curentul
caz
de
valoarea
pornire
al
fuzibilului
celui
care
mai
mare
motor.
protejează
tabloui
se
deter-
mp > ete max prin
urmare,
se
fine
seama
de
cea
mai
grea
situaţie
în
care toate motoarele, cu excepţia celui cu cel mai mare curent de pornire. funcţionează ‘in regim normal, în momentul in care acest din urmă motor este pus în funcţiune şi Geci solicită rețeaua la cea mai mare sarcină. În cazul in care secțiunea calculată satisface condiţiite impuse prin cel
mai
dificil
regim
de
pornire,
mai mică, vor îi neapărat satisfăcute. Coeficientul
a,
care
toate
caracterizează
relor are următoarele valori :
— 2,5 pentru instalații cu motoare ditii normale de pornire (pornivi rare ce nu depășește 10 sec.) ;
—
1,6
pînă
la
2
pentru
instalaţii
celelalte
condiţiile
situaţii,
de
de
pornire
dificultate
ale
motoa-
asincrone în scurtcircuit, cu conîn gol si cu o durată de pornire
cu
motoare
asincrone
circuit, cu condiţii grele de pornire (deci porniri în go) niri în sarcină cu durata mai lungă, ajungînd la 40 sec.).
Secţiunea conductoarelor se determina pe cu ajutorul unor tabele. Normativul cuprinde
dese,
în
sau
scurtpor-
baza încălzirii admisibile tabele cu intensități ma-
xime admisibile de durată pentru conductoare, cabluri, bare etc. de cupru, aluminiu sau otel. Stabilind regimul nominal de lucru și curentul de exploatare, se calculeuză apoi valoarea curentului nominal
electrice interioare de lumină
al fuzibilului, sectiunca
după
care
corespunzătoare.
și forță
reţinind
69
valoarea
maximă
se alege
din
tabele
Exemplul de calcul 5.1. La postul de iransformare cn tensiunea 380/220 V pe partea de joasă tensiune, se racordează rețeaua unui consumator industrial, care are ma multe utilaie acţionate cu aivicrul motoarelor asincrone grupate se racordează pe tabloul din figura 5.18. Tabloul de distribuţie al abonatului
Ir
DA
man? 2 FA
prd”
Tia.
Bg aa Aa
5.8.
Tabloul
si
schema de distribuţie a unui consumator indus-
ay
trial.
gman
la barele postului frafo, printr-un cablu se instala aparent pe zidurije încăperii +30°C. Din acest tablou de distributie, se și instalația de iluminat prin conductoare tate aparent pe role. Primul si a! treilea avind rotorul în scurtcircuit, randamentul putere cos e = 0,87, Coeficientul său de
cu patru conductoare. ce urmează a în care temperalura aerului este de alimentează cele trei motoare clectmce de cupru cy ic de cauciuc, monmotor are puterea de 5 kW fiecare, la plină sarcină 0.87, iar factorul de încărcare este de 0.9. Cel de al doilea
metor are puterea de 10 kW, randamentul n = 0,9, factorul de putere cos q = 0,87,
iar coeticientul de încărcare 1.8. Cercetind normativul şi tabelele fabriciior furnizoare se siabilese următoarele : — motoarele de 5 kW pot fi pornite direc avind o tensiune de 380 V. Deci curentul lor de pornire, dal. în tabelele fabri , are valoarea J, = (5.8) In
Se ia în calcule
fy = 5 Ini
— motorul de 10 kW din considerente legate de procesul tehnologic are pornirea cu reosiat de pornire şi deci curentul de pornire poate fi luat /p 2 ln. Să se deiermine valoarea sigurantelor fuzibile şi seciunie cablului în consițiile calculului pe baza încălzirii admisibile.
“Toate datele problemei se trec în tabela 5.4. Rezultatul calculelor
exempiuiui
Tabela
5.1
5.4
gS
= E M,
|
1S
la
Ma
10
2 Im
Mg
5
5 la
0,87 3
0,90 0,37
0,87 0,87 0,87
0,9
10
9
20
9}
1,0
19,4
9.4
20
20)
0,9
iG
9
20
9 |
2,5 4 2.5
Instalaţii electrice în clădiri
Curentii nominali ai motoarelor : — motorul M, si Mp
Jn = — PO
FSU qcos @
unde:
P = SkW
= 5000W;
U = 380 V3 4 = 0,87; cos p = 087.
Deci :
fy = Motoarele
M,
si Ma
au
deci
5000
curenţii
nominali
in
Această valoare se trece in tabela 5.4; —
motorul
Me
are curentul
= 104.
V 3 -380-0,87-0,87 nominal
=
A.
:
_ 19,4 A.
10 000 he noe le
¥ 3 . 380-0.87.0,9
Se trece gi această valoare în tabelă. Yinind seama de coeficienţii de incârcare, se determină curenţii nominali de exploatare le. Astfel pentru motoarele M, şi My: Te,
iar pentru motorul Me:
= 09 -10=9A,
Te = 1,0 - 194 = 194 A. Curenţii nominali
ai fuzibilelor :
După prima condiţie, pentru motoarele My şi Ma: Tat După
a doua
>
lei
deci:
=
Ip - max
a
Motoarele My și My au pornire rară, cu durată scurtă și deci coeficientul 25. Pe de altă parte, după
datele
curentul de pormre este Jp = 5 In. Deci
=9A.
condiţie legată de curentul de pornire : Int >
n
Inf
luate
din
tabelele
fabricii
furnizoare,
:
In = Îpomaz = 510 — pa, a
25
Comparind cele două situaţii rezultate, se vede că Ja mai grea, cerind un curent nominal al fuzibilului de 20 A. În consecință, fuzibilul se dimensionează după această
se alege,
de 25 A.
un
fuzibil
de
20 A,
care
protejează
conductorul
de
pornire condiţie.
cupru
situaţia
cu
Din
este tabele
secțiunea
Instalaţii electrice interioare de lumină
Secţiunea
conductorului
se
și forfa
determină,
a
impunind
condiția
după
care
curentul
admisibil din conductor 7, să depășească cel puţin cureniul normal de exploatare pe durată lungă le. Deci : le>
Din
din
tabele
rezulta
conductor
este
de 1,5 mm?,
că
10
A.
cea
le
mai
Acesiei
sa
f=
apropiată
valori
9A.
valoare
îi corespunde
pentru
©
curentul
secţiune
de
admisibil
conductor
Deoarece în instalaţiile de torţă, așa cum rezultă din tabela 5.2 (cu secţiuni minime) se admit conductoare cu secțiuni de cel puţin 2.5 mm? se alege această scețiune. Se procedează la fel si pentru motorul Ma scriind condihile : Ing >
le;
de unde rezultă
/np =
19,4
A.
Deoarece acest, motor se pornește cv reostat, fuzibilul va fi :
Tap > ÎBma unde: a = 2 Și Ipmos Se
alege
=2In
fuzibilul
cu
unea de 25 mm’.
Determinind
un
a
= 2d
32:
curent
194 = 38,8 A. nominal
secţiunea conductorului
Ie > lei
= 19,4 A 2204, de
Pentru
dimensionarea
Inet
>
înlocuind :
m
= 1
le. max «
=
20
mm?,
siguranjelor
{inind
+
10 suma
toate
seama
generale
conductorul
şi
proiejind
0,9 (10 ++ 10) +
Lă
nu
prolejind
2.19,4
2,5
motoarele
curenților
sint
nominali
încărcate
la
ai celor două
de
25 A, protejind
un
conductor
de cupru
AFi
faptul
întregul
că
ta-
= 22,7 43
motoare
Jporn- mox = 2 lu = 2-19,4 — curentul de pornire al motorului cu reostat. a = 25 pentru porniri uşoare. o siguranță
de
valoarea
fiecare (My şi Mg);
Se alege
cu
deci: Ie = DA
nt mY fi + Tporn. max 1
== 0,9, deoarece
fi
fuzibilelor
A,
se obţine :
Se alege secțiunea conductorului s = 4 temperatura mediului esle de +30°C. Toate datele obţinute se trec în tabela 5.4. dlou, se procedează asifel :
20
nominală: de 5 kW
M,
pornit
de 4 mm?.
2. Dimensionarea secțiunilor pe baza pierderii admisibile de tensiune Prin calculul secțiunii conductoarelor pe baza pierderii admisibile de
tensiune, se urmăreşte sarcina de serviciu, în
a se determina o secţiune capabilă să transporte condiții economice, astfel încit de la punctul” de
12
Instalafit electrice în clădiri
alimentare
al consumatorului
şi pind
la receptor,
să nu depăşească o anumită valoare maximă, tele admise de normativ. O secţiune
mică
de conductor
atrage
pierderea
incadrindu-se
după
sine
de
tensiune
astfel în limi-
o economie
de
metal,
deci investiţia are un pret de cost avantajos. Dacă se tine seama de efectele ce însoțesc curentul electric, mai ales de efectul termic, se trage concluzia că secțiunile mai mici prezintă rezistente mai mari, deoarece rezistenţa este invers proporţională
cu secţiunea =
et.
isi Ei
unde R s pe
: este rezistența conductorului ; — secţiunea conductorului parcurs de curent ; — rezistivitatea materialului conductorului ;
1 — lungimea conductorului parcursă de curent. Deci pierderile de energie electrică, conform legii Joule-Lenz sînt proportionale cu rezistenţa, mărindu-se pe măsură ce secţiunea descrește,
pentru aceeaşi putere transportată. Această pierdere de energie are loc pe tot traseul dintre punctul de alimentare si receptor,
durata funcţionării acestuia, deci atita timp ductorul. La punctul de alimentare a receptorului
cit curentul există
de
tensiunea
tensiunca
ceptor borne,
o
nu
pe
coloana
disponibilă
anumită poate
în
de
tensiune
fi mai
alimentare
punctul
mică
de
disponibilă decit
este mai
o anumită
cu
disponi-
alit
rezultind
borne.
con-
de felul în care Cu cit pierderea
mare,
alimentare,
la
parcurge
o tensiune
bilă, condiţionată de felul şi natura reţelei publice si această reţea esie exploatată de consumatorii racordati.
electrică pe toată
pentru
Această
valoare
scade
tensiune
minima,
sub
re-
la
care,
receptorul functionind mai departe, se poate deteriora. De aici rezultă obligativitatea limitării căderii de tensiune de-a lungul coloanei de alimentare, pentru ca scăzindu-se din tensiubea la punctul de alimentare această cădere admisibilă ceptorului o tensiune cu
de tensiune, să o valoare care să
şi fără pericol a receptorului. Pentru aceasta secțiunea derii
de
tensiune
admisibile,
rămînă totuşi la bornele reasigure funcţionarea sigură
conductoarelor în
baza
se determină
următoarelor
— pierderile de tensiune (căderile) efective AU, siderate să nu depășească pierderile admisibile de adică :
pe
condiţii
baza
pier-
și
ipoteze:
de
tensiune
pe circuitele contensiune AU ga,
AU, < AU Aa, +
Ipotezele
în
care
se
determină
admisibila, sînt : — păstrarea secţiunii constante soanelor reţele; considerate ;
secţiunile pentru
la
pierderea
conductoare
în
lungul
tron-
Instalaţii electrice interioare de iumină și forță
73.
— densitatea de curent constantă în conductoarele reţelci ; — volumul materialului folosit în conductor să fie minim, pentru a rcaliza o condiţie optimă a preţului de cost. În acest fel, pierderea de tensiune pe o linie de curent continuu: sau alternativ se defineşte ca diferenţa algebrică dintre tensiunile de:
la capetele sale. În
cazul
diferi
nu
alegerea
liniilor
numai
secţiunii
de
prin
curent
valorile
interesează
nilor, deoarece aceasta determină valoarea eficace a tensiunilor la bornele consume-
torilor. a. Calculul
funcție
de
secțiunii
căderea
de
în
ten-
alternativ,
algebrice
însă
numai
,
|
si Cs, ai căror
curenţi
nomi-
notează
cu
mali sînt: 4%, & şi respecti? î (fig. 5.19). ly,
ly
Dacă
se
lungimea
ly,
diferitelor
tensiunile
si
|
prin
diferenţa
Me
a
- d
de
2
capete
algebrică
a
2.
a
>
e
a
e
Lo “3
Viz. 5.19. Schema bifilară a unui circuit de cu-
tronsoane Aa, ab, be, cu hi, rent continuv. Iz, Ia curentii pe fiecare dintre aceste tronsoane, cu Ly, în şi Ly distanţa de la fiecare consumator
Ja punctul de alimentare, pierderile de tensiune tronsoane vor fi: — pe tronsonul Aa : AU: 2 Rh; — pe tronsonul ab : AU» = 2 Reh; — unde
pe tronsonul be : AUs = 2 Rals ; Ai, Re, Ra sînt rezistentele pe
care
pe fiecare
curentul
AU, = 5225 el i AU, = 223 L Lj AUS =
dintre
continuu
pind la trecerea sa prin fiecare porţiune de circuit. Cum, în general, la trecerea unui curent printr-un ohmică este : rezultă :
Ja.
tensiu-
0)
RIC)
a
pot
lor.
rea
a —u
la
decalajele
ta A)
siune, în curent continuu. Se consideră linia de curent continuu alimentată in punctele A şi B. De aici sînt alimentati consumatorii Cr, C2
ci
le
pina
aceste
intim-
circuit rezistenta
Jy.
Pierderea de tensiune admisibilă maximă are loc între punctele A și ¢ deci pentru consumatorul cel mai îndepăriat de punctul de alimentare. Această pierdere de tensiune reprezintă suma pierderilor de:
“za
ustalaţii electrice în clădiri
tensiune de pe fiecare porțiune de circuit, deoarece curentul care trebuie să ajungă la consumatorul cel mai depărtat străbate pe rind fiecare din porțiunile de circuit aflate între punctul de branșare şi consumatorul Cs, Curentului és i se adaugă pe rind la fiecare punct de bransare
„acest
curenții
i: si respectiv
fel, căderea
AUp
AD
Deoarece
întrucît
aceeaşi
comun
totală
se
de
ai celorlalţi
rezistivitatea de-a
materialului
că
conductoarele
lungul
si formula devine
paranteză
consumatori
întregul
circuit
şi Cy.
:
sînt
trei
este
sint
întregului
aceeași din
circuit,
pe
același
reprezentind
general, în paranteză apar atifi „fel formula generală devine :
termeni
cîte
și curentul
porțiune,
material
şi
au
da factor.
tlle tt) fiecare
tronsonului
fiecare
p si s se pot
În
5.2
s
termeni,
lungimea
Ce
este:
5
AUp= E 0 ‘In
pe
+AU, + AU, = 72h 7,4 288 7,4 2h.
presupune
secțiune
i
tensiune
ce străbate
tronsonul
produsul
dintre
considerat.
tronsoane
sint.
În
În
acest
5.3 unde
:
Di
7
este
suma
produselor
tronsoane sînt. Dacă în această formulă se cu căderea de tensiune maximă pabilă, care asigură o pierdere
ximă
admisă
dintre
curentul
pe
tronson
şi lun-
gimea tronsonului respectiv, cuprinzind atiţi termeni cite
:
înlocuiește căderea de tensiune totală admisibilă, se poate afla secțiunea cade tensiune mai mică decit cea ma-
E AU mor atm: = E > ul,
5.4
de unde :
26
AU max
Cu
formula
5.3
se
poate
face
adm
Sti.
5.5
T
verificarea
căderii
de
tensiune,
pentru
sectiuni de conductoare luate din tabelele aflate in uz. În cazul în care cu secţiunea aleasă din tabele se obţine o cădere -de tensiune AUz mai mare decit cea maximă admisibilă, sc alege o secţiune imedjat superioară si se reface calculul de verificare. Se consideră secțiunea optimă, aceca pentru care se obţine o cădere de tensiune
apropiată
şească.
de
valoarea
celei
maxime
admisibile,
fără
ca
să
o
depă-
Instalaţii electrice interioare de lumină și forță Formula 5.5 este o relaţie de conductorului, punindu-se condiția
75
calcul, cu care se obţine secţiunea ca să nu se depășească căderea de
tensiune maximă admisibilă după normele în vigoare.
Pentru a lucra cu această formulă este necesar a se cunoaște lungimile parţiale ale tronsoanelor şi curenţii din aceste tronsoane. Curentul care circulă în fiecare tronson se obţine prin însumarea curentilor consumatorilor aflaţi după tronsonul considerat.
îi
h=i+ ii L=&
unde : ij, iz, i; sînt curenţii nominali ai consumatorilor ; Iu fy, fg —
Înlocuină
obţine :
curenții care circulă în tronsoane.
aceste
valori
in
AUE
formula
căderii
(+
E
totale
de
tensiune
(i) bi]
se
5.6
Ap Efile FFL Deoarece : i =, iti Utd,
4 distanţa de la punctul de alimentare pînă la punctul de racord al consumatorului C, ; = la — distanța dintre punctul de alimentare pind la punctul de racord al consumatorului C,; + ly Le — distanţa de la punctul de alimentare și pînă la racordul consumatorului Cs, se obţine : este
AUp 772 (Lit LL, şi deci:
Qe,
AU, 7 =—5
Fiecare
din
produsele
if,
Di
reprezintă
fata de punctul de alimentare. înlocuind pe AUp cu AU max adm
Se obiin
-L.
AU, maz
adn
5.9
momentele două
„ formula de verificare a căderii de tensiune :
—
5.8
s
= 2dh Sri;
sarcinilor
electrice
formule :
5.10
formula de calcul a secţiunii conductoarelor :
a Dhak. A Umar atm 7 20
5.1L
Instalaţii electrice în clădire
78
Circuitul
din figura 5.20. Relaţiile dintre intensitatea, continuu sînt :
= BaPa
Pi : 2: i=
iu
a
+
pp
|
,
i
Ei
,
pi?
pd
a
a
u , pr
e
zi ; | eee
e VG yas
Fig. 5.20. Schema unifilară
\
|
|
obţine : Inlocuind aceste valori în formula 5.8 se
at
AU p= 22 [eee lu
s
Deoarece tensiunea relafia devine :
U
curentului.
si tensiunea
absorbită
puterea
schema
şi prin
fi reprezentat
poate
mai
continuu
de curent
este
Et pe
a
circuit
512
gb),
fiecare
portiune
de
traseu,
5.03.
Ap = ELL mt Lupe” DP de tensiune
i În acest caz formula de verificare a căderi
a
iar formula de calcul a secţiunii :
go Dacă
intensităţile
latiile : unde
:
curenților
Di
Py = put Pe tPsi
5.14
n
UA U mască din
va fi:
Pi bi i
AU nos san =e
de
u
u
constantă
unui
curent continu.
5.15.
Ship F
tronsoane
Ji,
Py = pot
psi
Ia
Ty
Pa
sînt
date
de
re~
17
Instalaţii electrice interioare de humină si forţă înlocuind
în
obţine :
relaţia
5.4
valorile
curenților
în
funcţie
de
putere
se 5.16
‘sau:
AUp= PU
Pyt ly Pad ly Pe),
us
si în general
:
AUp = Din
—
5.7
formula
5.18
Sub
5.18
se deduce :
formula de verificare a câderii de tensiune în functie de puterile
“consumatorilor :
A Umer = 28s SS By:‘ A
5.19
-~ formula de calcul a secţiunii :
= 29 Se
= 1, Py.
UB Unaz-aim
Exemplul siunca U de
se
execută
de 110
din
liniei,
care
constantă
are pe
o rezistivitate
toată
de Me
lungimea
rea de tensiune maximă admisbilă care conform aensiunea de serviciu a liniei (fig. 5.21). A
G4Im
Fig. "Căderea
5.20
ii
calcul 5.2. Fie o linic de curent continuu funcționnă la tenV, care alimentează patru lămpi. Conductoarele liniei proiectate 1 Qmm?
aluminiu,
conductoarelor
a
521.
maximă
b:30m
acesteia,
în
normati
3m
ta
&
By UO wt
f23000
pe: M0Dme
unifilară
de tensiune
a unei
admisibilă
linii de curent
este :
NO
cere
by: 20m
în Schema
„ Se
33 0,
secţiunea
nînd seama de cădeului este de 3% din
ty continuu,
plu
78
Instalaţii electrice în clădiri
Pentru aflarea secţiunii sc aplică formula indrviduale ale consumatorilor iar distanțele se mentelor 2:
2
Toe
et1 c= 033
pik
La pat La Pst La Pade
= 10,16 mm?= 10 mm?
346-110-3,3
S-a ales secțiunea de 10 mm? fiind următoarea secţiune stundardizată fiind de Problema ar fi putui fi rezolvată și nominali ai consumatorilor şi utihzindu-se
în funcţie
secţiunii
__b. Calculul
consideră
Se
alternativ monofazat.
foarte apropiată de cea icsita din calcul, 16 mm. în alt mod, aflindu-se valorile curenților formula 5.11.
4
4
520.
linii
de
diagrama
Schema
curent
|
cu
rul
|
a]
alternativ
vectorială
receptorului
|
absoarbe
monofilară de
struieşte cu vectorul |
Re,
i
a une:
funcţionare
tensiunii
vectorul
tensiunii
Va,
J, avînd
cos q. Lungimea
Pentru determinarea c&derii de
tensiune
de-a
lungul liniei,
de la
punctul de alimentare A și pind la receptorul R,, se construiește grafic a liniei (fig. 5.23). Diagrama se con-
de linie U,
intensității
la bornele
între
un curent eficace
factorul de putere liniei este B.
oy
movofazat.
&,, făcînd cu tensiunea
vectorul
alimen-
monofazat
consumator
un
tind
monofazata,
(fig. 5.22). Schema este monofilara si alimentează un receptor R., care
pr]
Fig.
electrică
curentul
în
de tensiune
căderea
de
o linie
A 1 e
deoarece se cunosc puterile afla cumulind lungimea seg-
[40 . 2004 (40 4-30) - 300-+ (40-+ 30-+ 30) 100+ (40-+ 30+ 30-+-20) 200} 000
x
5.16 pot
(între
conductoare)
curentului
acestuia
conductoare
în
J absorbit
un unghi
punctul
de
la bornele
de
reeepto-
de defazaj
alimentare
© si A.
Adunindu-se vectorial vectorul |, ce reprezintă tensiunea Ja bornele receptorului şi vectorul cădere de tensiune AU , pe linie, se obţine vectorul VA, adică tensiunea necesară în punctul de alimentare, conform relatici :
U,7 AU = Uaun
La trecerea unui curent printr-un consumator monofazat de exemplu motor electric, se produce 0 cădere de tensiune activă, în fază cu
curentul,
provocată
@rum,
o
și
cădere
tului. Deoarece
de
de
trecerea
tensiune
linia monofazată
acestuia
reactivă
prin
rezistentele
iecalată
este alcătuită
lungime L, avînd fiecare rezistenţa R, atunci curent de-a lungul liniei este 2 R. In acest
din
cu
>
două
întilnite
înaintea
în
curen-
conductoare
de
rezistența întîmpinată de caz, căderea de tensiune
79
Instalaţii electrice interioare de lumină sé forță cu rezistența
este proporțională
activă
2 R si cu curentul
J, mărimea
sa
fiind 2 RI. Ea este în fază cu curentul J si se reprezintă in diagramă prin vectorul ab cu mărimea 2 RI. Căderea de tensiune reactivă, provocată de componenta reactivă a curentului este la rindul ei proporțională cu reactanța 2X şi curentul 1,
avindu-se în vedere ‘cA linia are două conductoare de reactanta X. Această.
a liniei
Fig.. 5.23. Diagrama vectorială de functionare fazate cu un singur receptor.
cădere
rime
reactivă
2 X, avînd
este
reprezentată
in
prin
diagramă,
cu
de
bc,
vectorul
decalat
sensul de la b către ¢ și fiind
mono-
mă-
înaintea
+
curentului, deci perpendicular pe vectorul curent 7.
Din diagramă se deduce că vectorul ac care reprezintă căderea de tensiune totală pe linie, între punctul de alimentare și receptor, este tocmai rezultanta vectorilor ab şi be.
Luind cu compasul mărimea vectorului 4, deci a segmentului Oc, seşi rotindu-l în jurul punctului O, centrul sistemului de axe Oxy, și U, tensiunile dintre obține pe axa Ox, punctul d. Diferenţa algebrică ad. segmentul cu egală Un poate fi considerată astfel Mai simplu, coborînd o perpendiculară din punctul c pe axa O x axa se obține punctul e. Deoarece unghiul o, facut de vectorul U, cu Ox,
sînt
deci
cu
foarte
vectorul
apropiate.
U,
În
este
în
practică
consecinţă
se
foarte
poate
mică ed şi se consideră practic că d = ad = ae. Dar ac este şi deci:
egal
ca mărime
cu
căderea
AU = ac =af + fe.
de
mic,
neglija
punctele
tensiune
e, c şi d
diferența
totală
foarte
a liniei
80
Instalaţii electrice în clădiri Tinind seama că :
af=abcos@m, rezultă
şi:
fe=bc
sing
ca:
AU = ae == 2RI cos ot 2Xf
sing.
52
Această mărime scalară obținută prin aproximaţie este denumită pierdere de tensiune sau cădere de tensiune. Inmulfind ambii membri ai egalităţii (5.21) cn valoarea tensiunii U se obţine :
VAU Cum
=2RUT
cos pr 2XUT
sing.
i
5.22
însă în curent monofazat există relaţiile :
P=UI
cos 9 = pulere
activi;
Q = UI sin e = putere reactivă, „se obţine :
UAG=2RP+2X@
AU = QRPEXQ
5.23
VU
Relaţiile
siune
între
5.22
şi
punctul
5.23 de
cu secţiune cunoscută, Pentru determinarea astfel : — —
—
se
pot
folosi
alimentare
secţiunii
și
unei
la
determinarea
receptor,
linii
se alege in mod arbitrar o secţiune ; se calculează cu această secţiune,
pe
o
căderii
linie
monofazate,
rezistența
și
se
de
ten-
monofazată
procedează
reactanta
liniei ;
cunoscindu-se valoarea curentului absorbit de receptor şi factorul său de putere, se introduc aceste valori şi valorile rezistenţei R și reactantei X în formulele (5.22) sau (5.23), obtinindu-se o valoare pentru căderea totală de tensiune în condiţiile secţiunii alese ; — se compară valoarea obţinută, cu valoarea prescriptii pentru căderea de tensiune.
maximă
admisă
În practică procesul se simplifică, deoarece reactanfa liniei putin în funcţie de secțiune. De aceea. se procedează astfel :
— se alefe din tabelele ce dau reactanta, în între conductoare, o reactanté medie, prin apreciere ;
—
înlocuind
în formulele de calcul AU cu AU maxim
normativ, se calculează rezistenţa conductorului ; — avindu-se lungimea linici, rezistența obţinută
terialul pentru
țiunea.
funcţie
conductoare
(deci rezistivitatea),
si
de
de
variază distanţa
admisibi] alegindu-se
sc poate determina
după ma-
sec-
ustalaţii electrice interioare de lumină şi forță
gL
in refelele interioare se poate neglija reactanta X, deoarece distanţa între conductoare fiind mică, această valoare este neglijabilă. În această situaţie formula 5.22 devine :
AU =2RI „Deoarece:
cos ep.
= oh s
ze
obține:
AU 32%] cos e, s
sau:
=2%
yy
su
Cum:
cos p.
Ul coseo=P, se obţine :
AV=24.p, su
Inlocuind mai departe AU cu AU maxim „obțin fommulețe de calcul ale secţiunilor : 29. _£-f cos @ A Umar-aân
admisibil
după
norme
’
se 5.25
= —2pkP U AU naz-aam Exemplul de calcul 53. Un atelier este prevăzul cu un ventilator acționat ‘de un motor monofazat, care absoarbe un curent J = 10 A, avînd factorul de putere cos e = 0.87. Motorul trebuie alimentat cu o linie monofazală avind tensi
nea
220 V. Se cere secțiunea
mă
JL
să =
nu
depășească
5%
150 ra. Conductoarele Căderea de tensiune
conductoarelor,
din
tensiunea
se execută
maximă
secțiunea
:
Sc alege secţiunea
Sa.
aluminiu
a
liniei.
Zekfcosp BU maz-aem
5
i
de tensiune maxi Lungimea
cu rezistivitatea
admisibilă este :
A Umaz-aâm ar
din
astfel încit căderea
nominală
220
=5 pally.
2:150-10-047 ALD
imediat superioară, adică 10 mm,
6 97 me.
liniei
de Ei Omm:/m.
Instalaţii electrice în clădiri
82
Exemplul de calcul $4. Fie motorul electric monofazat cu 'randamentul de 0,83 si cu o putere P, la arbore de 7.5 KW, alimentat printr-o liniede monolazată alimentare cu conductoare de aluminiu, avînd lungimea de 125 m, tensiunea fiind 220 V. Să se calculeze secțiunea conductoarelor, pentru o cădere de tensiune maximă admisibită de 3%. Căderea de tensiune maximă admisibilă va îi : AU nas adn =au 3.755
Yinind seama de la reţea este:
Ti
puterea
al motorului,
mecanic
de randamentul
_
cerută
de motor
Pi = 5 = 8g Kw = 8800 W, a
şi secţiunea :
=
0,85
p _ » 195 9 mat, 44 = .2-195.8800 20k UB U mas: aan 34.220.6,6
Se alege secţiunea imediat superioară. 50 mm?. e. Calculul secțiunii în curent alternativ monofazat, de
derea
tensiune,
în
cazul
unei
Se consideră linia monofazată cu tează două receptoare monofazate
|
IZA
linii
mai
alimentind
de că-
receptoare.
tensiunea nominală U,, care alimen(fig. 5.24) absorbind fiecare curenţii i, şi respectiv %. Receptoarele
torii de putere
“Tq
în funcţie
multe
au fac-
cos 91 și cos pa
Cu-
Tentii pe cele două tronsoane ale linie) de lungime b respectiv lz sînt
Te sil,
tke Laie
al
Te. Fe ke.
S-au notat cu b, rt, x1 şi resli Te e lungimile, rezisten-
în
pectiv
cos pr
tronson, iar cu L, R, X, lungimile, rezistențele si reactantele pe liniile
tele si reactantele
unui
conductor
pe
Crai ma. 624, Senna cu momtiari suprapuninde la punct E, ; Pete arat An A a unei două receptoare. duse întreaga linie are aceeași
9.28. Big - monofazate Anii
secţiune.
Diagrama vectorială de funcţionare a liniei este trasată în figura 5.25. Se porneşte de la tronsonul cel mai îndepărtat BC din figura 5.24; se trascază pe diagramă curentul absorbit de receptorul Ra, reprezentat prin vectorul î2 = /,, decalat față de tensiunea Uz, de la bornele receptorului
Ra.
Pe
tronsonul
BC,
căderea
de
tensiune activă
zentată prin vectorul 2r./, paralel cu vectorul
aceeași fază.
Pe
acelaşi
tronson,
căderea
reactivă
este
de curentul J, si deci perpendiculară pe acesta.
este
repre-
% = /,, cu care este în
2 a În, decalată
cu E
fata
83
instalaţii electrice interioare de lumină și forță
Compunind aceşti trei vectori: vectorul tensiune Uy cu vectorii cădere de tensiune activă şi cădere de tensiune reactivă pe tronsonul BC, se obţine vectorul tensiune U, la bornele primului receptor Ry, deci în punctul B din figura 5.24.
Curentul Ii din tronsonul
se obţine compunind
AB,
curenţi care îl alcătuiesc, 2, Și iy,
vectorial, cei doi
de pe tronsonul AB parcurs de curentul Căderea de tensiune activă diagrama din figura 5.25, prin segmenîn ă reprezentat este i,, + I, = i, y
Fig. 5.29. Diagrama
7]
vectorială de funcţionare a liniei două receptoare R, $i Re.
tu) ca, paralel cu vectorul curent al tronsonului reţinut că vectorul i,, curentul primului receptor de tensiunca U; de la bornele sale, cu unghiul qi. Căderea de tensiune reactivă pe tronsonul AB tată prin
segmentul
de, perpendicular
de tensiune reactivă este decalata naștere, deci Jy. Insumind vectorul
tensiune
la
pe
cu
segmentul
AB, vectorul 2. De Ry, este decalat fata este
22, 7,, reprezen-
cd, deoarece
înaintea curentului
bornele
alimeniind
monofazate
receptorului
ff,
căderea
care
i-a dat
cu
vectorii
căderii de tensiune activa şi reactivă de pe ambele tronsoane ale liniei a AC se obține un contur închis prin vectorul Oe, care reprezintă tensiune
necesară în punctul de alimentare IA :
27 Ip + ry A+
2,1, =U
Instalaţii electrice în clădiri
34
in
Luind
şi
Oe
segmentul
compas
trasind
punctului O, in sens orar, se obţine punctul f :
cere
de
arc
un
în
jurul
Of = Oe = Oy. Dacă
bornele
din
la punctul
tensiunea
receptorului
obține
se
Ry
de
alimentare
o diterenţă
se
scade
algebrică,
tensiunea
a cărei
la
mărime
este egală cu căderea de tensiune de-a lungul liniei, din punctul de alimentare A si pînă în punctul C, de racordare al ultimului receptor Ry. Considerind și în acest caz că punctele e, f şi g sînt foarte apropiate, deoarece în realitate unghiul u facut de vectorul tensiune OU, cu axa Or, deci cu vectorul J, este foarte mic, se poate face aceeași aproximaţie, neglijind segmentul gf, g fiind proiecția punctului e pe axa Oz.
În acest caz :
af &
ag.
De asemenea în calcule se iau in considerație unghiurile de defazaj ale curenților receptoarelor și din tronsoane (î, , fi, fy) faţă de aceeași tensiune Uy, la bornele ultimului și cel mai îndepărtat receptor. Tinind seama de aceste aproximatii, din figura 5.25 se poate scrie
relația :
AU = ag = ak + kk + cm + ma Dar :
ah =
2 73 Iq cos gz} Cm => 2 Tu În COS du;
hk = 2 Xa În sinqn 3 Mn
si:
= 2 Xa În sin Gy;
Ty COS (a
=
Jog —
curentul activ ;
73 sin @,
=
Ja —
curentul reactiv ;
În cos Ga =
Tia —
curentul activ;
Ia sin 9,
fu
=
— curentul reactiv.
Înlocuind în relaţia 5.27 se obține :
AU = 2ra bog t 22a Lop + 2 Ira
sau :
Pentru
5.27
2% ari
5.28
AU = 2 (ra Fag 4% lar t n Dat tals): cazul
general
relaţia
devine:
AU =25(r tel).
Dacă se ţine seama că :
sat teat Lou foe’ Tae= nt în Tor= tars Lye
5,29
Instalaţii electrice interioare de lumină şi forţă
85
velatia 5.28 devine :
AU = 279 ing + 20 ing + 214 (ia F fea) + 2 %y (i, Cum însă :
ree Ry b= fi aX
rezulta :
tm Xi
AU =2(Rying + Xy hyp} Roza + Xe toy), si pentru
5.30
cazul general
AU = 23 (Ri, +A) Dacă se tine seama de notatiile : Pr Po G4 dp— puterile active şi puterile
rcactive
ale receptoarelor ;
Pi Px, Qu, Q2 — puterile active și reactive pe tronsoane, şi inmultind
relaţia 5.28 cu tensiunea U
,
UAU
se obtine :
= 20 (ra baat ty bap + ry tae + Zu)
sau:
UU = 20700 Tog + tg U Ly
Cum însă :
Una = Ul, cos
Pi Ula + 4 UI): = Pej i
Usa = US, cos 9, = Py Ul, = Us, sin = Qi
Uh, = Ul sim pp Qi
relaţia devine :
UAU
= 2(r3Ps
a Qo tb 1 Py + 21Q1)
sau:
AU = DDP şi în general :
Același
lucru
ZI
AU =2 se
mărător si numitor >
obţine
AU=2 sau in general ;
Qi t Pa + Xe
dacă
,
Buh + *Q) se
înmulțește
Ri prt Xs
+ Ra pot
ÎI 7
AU =22 fri x4)
5.31 relaţia
5.30
cu
U,
la nu-
sg
5.32
86
Instalaţii electrice în clădiri
Pentru determinarea secţiunii se procedează şi de 'această dată la fel ca la capitolul precedent, prin încercări ca în cazul unei reţele cu un singur receptor. La fel ca la capitolul precedent, în cazul instala-
țiilor
nu
interioare
variază
prea
unde
mult
distanța
cu
între
conductoare
secţiunea,
este mică,
se pot simplifica
findu-se la termenii de reactanta :
AU = 254
iar reactanta
formulele,
renun-
225: 3
AU =2E Ri, =25Li,; s
u
AU = 23
|
u
R82 = 2? yp. u
30
.
.
Inlocuind pe AU cu căderea maxima admisibilă se obţin formulele de calcul pentru secțiune :
după
E
Sei
s = —22# Li,
28
Sp;
sat 5 Lp
A Uma
UA Uma
i
norme,
Dima
AU max
:
5-38
UA Una
Exemplul de calcul 5.5. Să se execute linia monofazata tează ceie patru receptoare monofazate cu caracteristicile :
(fig.
5.26)
care
alimen-
Ris iy = 10 A; cos pi = 0.75; 4 i,
= 15 A; COS q = 0,80; by
Ry: iy = 2A; Cos q = 0,00; d = 10m; Ry: ig = 13 A; COS qq = 0,78; 4, = 20 m.
oT
Ri Fig.
5.26
Schema
monofilară
Re a
unei
hy: Bm
la: Om
2-40m
20m
linii
Rs monofazate
cu
Tensiunea nominală a liniei este de 220 V, conductoarele iar căderea de tensiune maximă admisibilă este de 5%. Căderea maximă admisibilă de tensiune este : [ii 220 ; AU ngs = 5 He UV, 100 100
fe patru
receptoare
sînt din aluminiu,
Unstalafii electrice interioare de lumini
87
„= 20m; La =h+b= 20 + 10 = 30m;
lg=4+h+h =,.20+ 10+ 10 = 40m;
L=k+tht+h+=—0+104+14+%
Inlocuind in formula 5.33
{(20.40.0,75) -+ (30.15.0,80) -|- (40.20.0,9) + (60. 15.0,75)] = 10,18 mm?. Se alege secţiunea imediat superioară, 16 mm’.
Exemplul
„conductoare
,
5» i
de calcul. 5.6. Intr-o instalape
alimentează
=
patru
motoare
(fig. 5.27),o
monofazate
linie cu
două
cu . caracteristicile, :
motorul M, : motorul Ma motorul M,
motorul M; :
200
(2
25.07
& Fig.
527.
Az
Schema
monofilara
Lungimile de tronsoane care Y= 20 m; bn “Tensiunea nominală a liniei Căderea de tensiune maximă
active
cerute
de
pentru
Ay exemplul
de
calcul
A 5.6.
le despart sînt : = 25 m; hi = 3msik = 10m. este 220 V iar căderea de tensiune AUmazeste 59. admisibilă este
A Umar “Puterile
interioară
electrice
rotoare
VU 52% 100 100
iv
tinind
de
seama
randamente,
1.176 kW = 1176 W; = 1,724
kW
1724
W;
= 2,041 kW = 2941 W; 2
—— = 2,380 LW = 2380 W. 0.84
sint:
ea
Instalaţii electrice în clădiră
Deoarece :
=
= 20m: = 20 4+ 2 = 45m; da + da
secţiunea va fi: 2 34.220.1)
((20- 1276)
+
=
20+
24+
3
= 7m;
în op hk = 20
+ 2+
30-16
+
+
- 2380));
(45-1724)
(75-2942)
(85
= 85m; 519,73
m2.
Se aleg conductoare de aluminiu cu secţiunea de 16 mm?
d. Calculul
cazul,
0
liniei
secțiunii
trifazate
în funcţie
de
echilibrate,
LXR
uniform,
cose
tensiunea
tocmai
Vz
această
pe fază,
de
de tensiune trifazat
echilibrat,
la bornele
absoarbe
lungimea
figura 5.29. Vectorul
defazat
cu
receptorului.
curent
ur vnghi
Vectorui
de functionare-a unei linii alimen+
receptor
a-
de tensiune
trifazat
echilibrat,
/ este
față
de
O« + reprezintă
Diagrama
vectorială
iar
Diagrama vectorială a fune-
cădere
un
7,
ționării liniei este reprezentată im
tensiune. Vectorul
tind
Z
curentul
activă R/> propor~
y
Fig. 5.29.
im
echi-
vind un factor cu putere cos ¢.
Fig. 5.28. Schema unei linii trifazate cu un trifazat
receptor
avind
motorul
{ i receptor
admisibilă
un
librat. Se consideră linia trifazată din figura 5.28 cu trei conductoare, alimentind un singur receptor trifazat, cu fazele încărcate:
PN
singur
căderea
alimentind
ag
instalaţii electrice interioare de lumină şi forţă
tional cu rezistența, pe distanţa pind la punctul. de alimentare, în fază cu curentul I absorbit de receptor se trasează Gin punctul a paralel cu vecvectorul /, se trasează
activa RI “Tensiunile
de tensiune
cădere
torul J. Vectorul
şi căderile
, fiind perpendicular
pe
de
cădere
vectorul
pe
sînt cele
tensiune
de
«
reactivă
deci perpendicular
fază.
pe
tensiune:
şi în cele-
Ca
Jalte cazuri, tensiunea V, , din punctul de alimentare, se determină însumind vectorial diferența algebrică dintre tensiunile în punctul de alibornele: mentare şi la bornele receptorului, cu tensiunea pe fază la acestuia :
Pita
= Pa.
Relaţia se verifică şi scalar : AV =Va—Vy Neglijind
cantitatea mică
reprezentată
ed
de segmentul
dera că ae este tocmai căderea de tensiune pe fază, căci :
se poate
consi-
Dă — Ga = ad zac. Printr-un
poate scrie :
raționament
analog
Ja capitolele
făcut
celui
se:
AV =ae = Ri cose + XI sin q.
înmulţină ambii membri ai egalităţii cu ¥Sse
tensiunea
că
seama
obţine :
I sing;
1 cose + VEX.
= VFR.
¥oAvy și tinind
anterioare
pe
fază
V2
=e
U,
în care
U
este
ten-
siunea pe linie, se obţine :
VăĂlcosp+X V3 (sing.
AU=R Înmulţind
ambii
membri
ai relației cu
U se obține:
UAU = RI IU-Icos gt X VIU Dar:
Y SUL
şi relaţia devine :
cos e = P şi V3UI
sin o.
sine>=Q,
UAU = RP + XQ,
de unde se obţine căderea de tensiune AU :
Aga REX?
5.34.
Instalaţii electrice în clădiri
x
90
Pentru aflarea secţiunii in reţelele exterioare de transport proceda la fel cum s-a arătat la capitole)e anterioare,
se poate
În cazul instalaţiilor interioare, deoarece. reactanta este mică şi nu variază mult cu secţiunea, se poate neglija termenul legat de reactan{a şi se obţine :
U=VSR-1
cos wp:
si deci : AU
=
3p
cos
e,
de unde se scoate formula : Vă
ti cos@
5.35
A U max am
sau 4
yakRPPa
LP .
u
? su
și deci formula de calcul a secţiunii :
PhP
5.36
U A Umaz am
Se
remarcă
înlocuirea
căderii
de
tensiune
oarecare
AU
'cu
căderea
-de tensiune maximă admisibilă, după norme, AUpax-ad_în acest caz cele două formule de calcul ale secţiunii sint :
__VeLcose. sa Fxemplui
de calcul 5.7. Într-o
5.37
BU maz
PP.
U A U maz
instalaţie electrică interioară
trebuie să se mon-
teze o linie trifazată, cu conductoare de aluminiu și cu tensiunea U între faze de 380 V. Această linie în tungime de 100 m urmează să alimenteze un motor trifazal cu fazele egal încărcate, avind puterea la arbore de 10 kW şi factorul de putere cos p de 046, randamentul sau fiind 0,9, Să se determine secţiunea conductoarelor s, dacă se limitează căderea de
“tensiune la maximum 970. Căderea de tensiune este:
AU nax-ain = 6 2. = 5380 2 gy. 100
100
Puterea activă cerută de receptor din rețea este:
iar secțiunea :
Pa Pa0 2 24 = 11200 W;
1
oLP
0,
100.11 200
= —__——
VâUmaz-asm — 34-380.19
Se alege secţiunea imediat superioară, de 6 mm?.
A
= 45mm,
Instalaţii electrice interiodre de lumină
91
si forță
e. Calculul secțiunii conductoarelor, în funcţie de căderea de tensiune
echilibrate, Se consideră două receptoare trifazate
într-o linie cu mai multe receptoare trifazate Jinia trifazată arătată în figura 5.30, alimentind
LLRs. da ra.x2 E N A Fig.
5.30.
Schema
monofilară
IA
a unei hnii trifazate.
£4,608 $f
62,08 pa
£2, f2,X2
ca la curentul mono-
cu fazele egal încărcate. Facind acelaşi raționament fazat, se obțin relaţiile (vezi relaţiile 5,29...5.92):
AU VIS ltrzl): AU = VI ERĂ);
5.38
AY = EPA) U
AU = B(RotX@) Tr
In
cazul
instalaţiilor
folosindu-se
reactanță
pl
interioare
următoarele
Bevin: maz e
Ta Una
se
poate
expresij
s> _
Pi
neglija
Ă ee Pi de
calcul
e
= Ta Uns d
termenul
de
legat
a secţiunii :
529 Lp.
Exemplul de calcul 58. Într-un atelier se instalează patru utilaje, acționate „de patru motoare electrice, ce sint alimentate printr-o reţea trifazata cu conguctoare de aluminiu, la lensiunea de serviciu de 380 V (fig. 5.31) Căderea de tensiune maximă admisibilă este 5%.
PE
Pig. 5.31, Schema monofilară a unei linii trifa-
zate,
zale, cu patru
tb
103
decepioare
30m
pie’ 47hh 1
08%
48m
; — ph-2BKw 192° 865
Puterile si randamentele celor patru motoare la arbore sînt : pi = 1,7 KW, randamentul m = 6,84 ;
28 kW! randamentul tp = 0,85 ; ps = 33.KW, randamentul ty, : pa = 1,5 kW, randamentul m
25
pi ; 23
103005
, bur pal 084
e
Instalaţii electrice în clădiri
= 25 m.
= 30 m; b = 30 m; & = 48 m gi
Distantele sint următoarele : Căderea de tensiune este :
3:30... gv, 100
p= PL
47 = 2,023KW = 2023W;
m
0,84
pp= Ph = 28 = 3,094 KW = 3294W: m
0,
pp > 2h = A = 3,837 kW = 3837 W; Ts
pas Pi LE = 1,185 RW = 1 785. Ns
In continvare,
9,84
se determină
Lb
distanţele cumulate
:
tht = 108m hr ba 133m
şi secţiunea conductoarelor :
— 1 34.880-19
+ 60-3 023
[30-2
Sc alege secţiunea superioară
294 + 108-3
837 -- 133-1
Motoarele
de
de
funcționare
curent
= 3,7 mm.
imediat următoare, $ mrat.
L. ALEGEREA APARATELOR ŞI A DISPOZITIVELOR DE 1. Caracteristicile
785]
continuu
motoare
de
curent
construiesc
cu
excitație
pentru
se
DE PORNIRE PROTECŢIE
cu excitatie în derivație, seric sau mixta. Cele cu aceleași criterii de funcţionare cu cele cu excitatia
U
E
kb la Ra:
separată,
excitatia separată au în derivație, dar sînt
foarte putin folosite. a. Motoarele cu excitație în derivație (fig. 5.32), Tensiunea motorului este dată de relaţia :
continuu
la bornele
5.40
Instalaţii electrice interioare de lumină
sé forță
93
în care : U este tensiunea de alimentare ; I, — curentul care circulă în bobinajele Ra — rezistenţa bobinajelor indusului ; E — forța contraelectromotoare.
Forţa contraelectromotoare
relaţia :
indusului ;
este proporţională cu fluxul inductor după E=kn
o,
unde : k este coeficient de proportionalitate ; nm —
®—
turafia;
fluxul inductor.
‘Tinind seama de ultima relatic, relaţia 5.40 devine :
U=kabA
la Ra
-din care rezultă :
La funcţionarea
-nează
nici o sarcină,
(fig.
în gol a motorului curentul
de
absorbit
5.33), cind
indus
/,
acesta
este foarte
actio-
nu
mie.
Re-
cu
atit
-zulti că termenul /, A, de la numărător este la rîndul lui mic şi deci se poate neglija in raport cu tensiunea U. Variind curentul din bobinajut de
la
&,
excitație
gol
in
funcţionarea
a motorului,
turatia
este
mai mare cu cît acest curent scade. Cînd curentul din bobinajul de excitatie este foarte mic, turatia devine foarte mare şi deci periculoasă pentru motor :
DI Dacă curentul i, scade, scade si fluxul ©; cum tensiunea U este stantă, rezultă că la scăderea numitorului, creşte valoarea fractiei, „a turaţiei.
La funcţionarea în sarcină (fig. 5.34), pe măsura
o valoare constantă a curentului curent I, , din ce în ce mai mare.
In acest caz, în formula
scade
turatia,
în
condiţiile
de
excitație
î,,
5.41 creşte valoarea
în
care
numitorul
creșterii
motorul
acesteia,
absoarbe
termenului Ja Ra
ramine
constant.
fenomenul reacției indusului face să descrească valoarea fluxului
un
anumit
se manilestă
moment,
numitorul
o creștere oarecare
rămîne însă pe măsura
nu
mai
rămîne
a turaţiei.
creşterii sarcinii.
constant,
la
un
si deci
Cum
ci scade
Efectul de scădere
condeci
însă
©, de la si deci
a turatiei
94
Instalaţii electrice în clădiri
Motoarele cu excitație în derivayic sint utilizate în construcții și în industrie, pentru acţionarea ascensoarelor, a unor mașini-unelte, pompe, ventilatoare, compresoare şi în general în acţionări în care este necesara o turație constantă.
n
Fig. 5.33. Caracteristica de mers in gol a motorului cu excitatie în derivatie.
¥ig- 5.32. Schema de montaj electric a motorului cu excilatia în derivație: sf ~ Siguranțe fuzibile ; r, — reostat de
pornire ; t, — curentul de excitație; reostatul
pentru
reglaju!
fin
al
Fig. 5.34. Caracteristica n=f (Ia), de funcționare în sarcină a motorul cu excitație în derivație,
=:
curentului
de excitație ; Ry— bobinaiui de excitație; Ta — curentul absorbit de indus.
12 — indusul motorului de curent continuu ; b. Motoarele cu excitație motorului este dată de relaţia : unde
U & Ra R. I
în
serie
(fig.
USE +1 (Ry
:
este — — — —
5.35).
+R)
tensiunea la borne ; forța contraelectromotoare ; rezistenţa bobinajului indusului ; rezistenţa bobinajului de excitatie ; curentul absorbit de motor.
Tensiunea
la
bornele
5.42
Instalaţii electrice interioare de lumină și forţă Dacă
se tine seama
de valoarea
forţei
atunci turatia este data de relaţia : n
95
contraelectromotoare
E == kn ,.
_U = (Rot Re! k®
Cum însă fluxul este proportional cu curen~ tul de sarcină © = kJ, deoarece inductorul este străbătut
de curentul
absorbit J, rezultă :
Ua
n
(Rat Rell
5.43
LI)
Din această relaţie se vede că turatia n scade
pe măsura
creșterii
numitorului,
deci
a curentu-
lui J. Acest lucru apare la creşterea sarcinei moto». rului. Turatia mai poate scădea si prin creșterea celui de al doilea termen, de la numărător
(Ra + Ri,
rece
ullimul
dar
această scădere
termen
siunea U. La mersul
este
mic
în
în gol, curentul
este mică raport
cu
lorie
deoa-: ten-
[ este foarte mic
Fig 5.33. Schema, de (numitorul este mic şi numărătorul foarte mare) montaj electric a motodeci turatia poate ajunge foarte mare şi pericurului de curent continuu loasă. De aceea motorul nu se pornește niciodată, cu excitație în seric: în gol si nici nu este lăsat să funcţioneze în gol; Sp — sigurante fuzibile; ry — ceostat de pormre; sarcina minimă este de 25--200/) din cea nominală. Cuplul
motor
este
Rs — bobinajul de excata-: die, scrie ; M — indusul
dat de relaţia :
motorului.
M=k:-E. Din această relaţie se deduce dată cu creșterea curentului
m
că cuplul creşte o absorbit de motor
(fig. 5.36), La pornire, cînd curentul de pornire /p este
foarte
mare,
cuplul
motor
este
si
cl
mare.
accasta este o calitate deosebită. Datorită acestei proprietăţi motorul cu excitație
serie este folosit în cazul pornirilor în plină sarzină şi cu sarcini mari de virf, ca de exemplu, la ventilatoare de transport pneumatic, la unele
oO
maşini de ridicat, la poduri rulante etc, În aceste conditii motorul face față variațiilor mari cuplului, făxă a se produce variaţii importante puterii absorbite.
7
Fig. 5.36. Caracteristica cuplului motorului de curent continuu, cu excitafie în seric.
ale ale
dig. 5.37). Acest c. Motoare de curent continuu cu excitație mi. motor are o bobină de excitație serie R, şi o bobină de excitație derivatic Ry, alcătuind împreună o excitație mixtă. Sensul de bobinaj este astfel
executat,
încît
fluxurile
ambelor
bobine
se
pot
aduna,
rezultind
"26
Instalaţii electrice în clădiri
astiel o excitație mixtă adițională -o excitație mixtă diferenţială. La motorul cu excitație mixtă
sau
se
pot
adițională.
scădea, se
dind
obţine
un
în
acest
flux
fel
mărit
*® la pornire si deci un cuplu motor mai mare (47 = kbs), dar viteza nu variază prea mult. Deci motorul nu se ambalează la mersul în gol da-
torită excitatiei derivație, care produce un flux suficient pentru limitarea vitezei. Motoarele cu excitație mixtă diferenţială, se folosesc atunci cînd este nevoie de o turație constantă, efectul creșterii vitezei datorita -excitatiei serie, fiind anihilat de efectul exciiaţiei derivație.
+
a
-
|
la
>
în
Fig, E fe
d. Pornirea
motoarelor
5.37.
ry —
Schema
de
mon taj
„rent
prin
legarea
directă
a, motorului
reostat de
pornire;
R,
— bobină de excitație serie ;
de
curent
continuu.
la reţea,
cu
ajutorul
Pornirea unui
motoarelor
bind
un
curent
motorul
de
timpul de pornire tz.
Deoarece :
atunci :
este
pornire
alimentat
direct
Ja. Se produce
= B+ Ralea
la
un
tensiunea
cuplu
de
întrerupător ;
~~ prin reducerea tensiunii aplicate motorului la pornire ; — prin reglarea tensiunii sursei de alimentare. În primul caz, la legarea directă în rețea a unui motor continuu,
de
Bg— bobină de exeltație derivație ; r, — reostat de câmp.
“curent continuu se poate face in mai multe feluri : —
slectric
curent continuu cu excitație mixtă :
rețelei,
de pornire
de
cu-
absor-
M,,
în
Jastalaţii electrice interioare de lumină si forță
La
pornire
viteza
este nulă
și forța contraelectromotoare E pornirii curentul are valoarea :
Cum
rezistența
R,are
(n s=
0) şi deoarece
este
o valoare
97
nulă.
mică,
În
E
consecinţă,
rezultă
că
la
în
kr.
9
momentul
pornire
directă,
la întreaga tensiune a reţelei U, valoarea curentului de pornire poate ajunge foarte mare şi deci periculoasă (pot apărea scintei pe colector,
o încălzire mare a indusului, o cădere dicind buna funcţionare a celorlalți pornirea directă se poate face numai mici.
Motoarele
pornire.