SCHEME DE CONEXIUNI PENTRU STATII ELECTRICE

5.1.      CONDITII DE CALITATE A ALIMENTARII    

            In cele ce urmeaza se va face o analiza comparativa a performantelor schemelor electrice de conexiuni privind alimentarea cu energie electrica, in conditii de calitate si eficienta economica, cu respectarea stricta a cerintelor privitoare la protectia vietii oamenilor si a mediului am 626b11g biant.

            In general, calitatea alimentarii cu energie electrica se poate considera ca fiind in mod direct determinata de urmatorii factori:

        siguranta in functionare a instalatiei, care se defineste prin aptitudinea instalatiei de a-si indeplini functiile pentru care a fost creata, de-a lungul unei perioade de referinta date;

        calitatea produsului furnizat consumatorilor, respectiv, calitatea energiei electricetranzitate prin instalatia respectiva, care se poate defini prin aptitudinea energiei electrice de a satisface necesitatile consumatorilor (conformitatea produsului cu normele de calitate);

        compatibilitatea instalatiei cu mediul inconjurator, prin care se intelege aptitudinea instalatiei de a functiona in mediul sau ambiant intr-un mod satisfacator si fara a produce perturbatii intolerabile pentru tot ceea ce se afla in acest mediu.

            Imbunatatirea nivelului calitativ al serviciului de alimentare cu energie electrica este un proces complex, care necesita in general cheltuieli suplimentare, verificarea eficientei economice a masurilor adoptate pentru cresterea calitatii presupunand analiza corelatiilor intre variatia costurilor calitatii (investitii, cheltuieli de exploatare, daune) si variatia indicatorilor de masurare a calitatii. Comparand, printr-un criteriu oarecare, costurile variantelor cu veniturile care se pot obtine prin adoptarea unor masuri tehnice de imbunatatire a calitatii alimentarii cu energie electrica, se poate alege nivelul de calitate eficient din punct de vedere economic.

5.2.      SCHEME CU UN SISTEM DE BARE COLECTOARE SI UN INTRERUPTOR PE CIRCUIT

            Pentru exemplificarea avantajelor/dezavantajelor unor astfel de scheme electrice, precum si pentru delimitarea unor preferinte in ceea ce priveste domeniul lor de utilizare, in cele ce urmeaza se considera cazul unei statii de transformare cu Un  110kV, la care sunt racordate doua circuite de linie si doua circuite de (auto)transformator.

5.2.1.   VARIANTA DE BAZA

            In varianta de baza (figura 5.1), schema cu un sistem de bare colectoare (1BC) presupune existenta unui singur nod de conexiuni, la care sunt racordate circuite cu solutii de echipare simple.

         In continuare, schema din figura 5.1 va fi considerata ca varianta de referinta, pentru analiza comparativa a diferitelor tipuri de scheme de conexiuni utilizate in statii electrice.

 

Fig. 5.1. Exemplu de schema electrica de conexiuni cu un sistem de bare colectoare

            Principalele avantaje ale schemelor cu 1BC sunt configuratia lor mai simpla si numarul de aparate mai redus in raport cu alte tipuri de scheme electrice de conexiuni. Ca urmare, la aceste scheme sunt necesare eforturi mai mici de investitie si totodata (prin reducerea numarului surselor potentiale de defecte/greseli de manevrare), numarul intreruperilor in alimentare este potential mai mic. Deoarece contin echipament putin, astfel de scheme necesita suprafete de teren mai mici pentru dispunere, fiind indicate si in cazul statiilor amplasate in constructii (de interior).

           

            Principalul dezavantaj al schemelor cu 1BC consta in faptul ca defectele (sau reviziile) la sistemul de bare/separatoarele de bare sau refuzul de actionare al unui intreruptor conduce la scoaterea intregii statii din functiune. In cazul unor intreruperi in zona barelor colectoare, daunele ca urmare a nelivrarii energiei electrice vor fi cu atat mai mici, cu cat vor fi conectate mai putine circuite la sistemul de bare colectoare.

            In cazul reviziilor/reparatiilor la o celula, intreruperea in alimentare va afecta numai circuitul aferent celulei respective. Daunele ca urmare a nelivrarii energiei electrice pot fi reduse daca circuitul respectiv este rezervat (pana la zero, in cazul unei rezerve de 100%).

           

            Scheme cu 1BC si un intreruptor pe circuit sunt folosite pentru toate treptele de tensiune din retelele de distributie, atunci cand aparatajul electric este fiabil, presupune mentenanta redusa si/sau consumatorii admit intreruperi in alimentare ori pot fi preluati de alta sursa de rezerva.

5.2.2.   SECTIONARE LONGITUDINALA A SISTEMULUI DE BARE

            Cresterea sigurantei in functionare a schemelor cu un sistem de bare colectoare si un intreruptor pe circuit se poate face prin sectionare longitudinala a sistemului de bare.

            Probabilitatea ca un defect la sistemul de bare/separatoarele de bare sau refuzul de actionare al unui intreruptor sa afecteze mai multe sectii de bare este relativ redusa. Prin sectionare se reduce deci numarul de circuite intrerupte ca urmare a unor defecte/revizii in zona barelor si a separatoarelor de bare, daca se tine seama de unele aspecte:

        se pot crea atatea sectii de bare cate surse de alimentare exista pentru statia respectiva;

        consumatorii vor fi cat mai uniform repartizati pe sectii, iar cei cu dubla alimentare vor fi racordati la sectii diferite;

        intre sectii se prevad circuite suplimentare (cuple longitudinale), care permit alimentarea a doua sectii de la aceeasi sursa, in cazul defectarii/revizuirii uneia dintre surse.

            In figura 5.2 este prezentat un exemplu de schema de conexiune pentru o statie de 110kV/MT, cu doua sectii de bare. Fiecare sectie de bare este alimentata din SEN prin cate o linie electrica, iar numarul plecarilor din statie este egal repartizat pe cele doua sectii. In cazul unor intreruperi (planificate sau nu) in zona barelor si a separatoarelor de bare, daunele de nelivrare a energiei electrice vor fi mai mici, fiind afectati doar jumatate dintre consumatorii alimentati de la sistemul de bare colectoare.

            Aceasta modificare a variantei de baza presupune un efort suplimentar de investitii, pentru echiparea cuplei longitudinale intre sectiile de bare. Deoarece in costul unei celule, ponderea principala revine intreruptorului, pentru reducerea cheltuielilor cu echiparea statiei se cauta solutii de micsorare a numarului de intreruptoare. In acest scop se pot utiliza mai multe tipuri de cuple longitudinale (figura 5.3).

 

Fig. 5.2. Exemplu de schema electrica de conexiuni cu doua sectii de bare colectoare

            Cupla longitudinala cu un separator (figura 5.3,a) presupune o investitie minima, dar ofera o elasticitate in exploatare foarte redusa, deoarece cuplarea/decuplarea celor doua sectii de

bare se poate face numai in absenta sarcinii (dupa deconectarea surselor de alimentare). De asemenea, in cazul unor manevre gresite cu separatorul cuplei sau in cazul revizuirii acestuia, trebuie scoase din functiune ambele sectii de bare. Acest ultim dezavantaj poate fi partial remediat prin prevederea unui al doilea separator de cupla (figura 5.3,b). Cele doua separatoare se pot izola reciproc, ceea ce permite mentinerea in functiune a uneia dintre cele doua sectii de bare, atunci cand se lucreaza la cealalta sectie.

Fig. 5.3. Variante de echipare a circuitelor de cupla longitudinala

           

            Elasticitate si siguranta maxima in exploatare sunt oferite de cupla longitudinala cu doua separatoare si un intreruptor (figura 5.3,c). Conectarea/deconectarea longitudinala a sectiilor se face in acest caz numai cu ajutorul intreruptorului (capabil sa stinga arcul electric). Lucrarile de revizie/reparatie la intreruptorul cuplei se pot face cu mentinerea ambelor sectii de bare sub tensiune.

            In regim normal de functionare, circuitul cuplei longitudinale este mentinut in rezerva calda (separatoarele cuplei sunt inchise, intreruptorul fiind declansat). Mentinerea cuplei in aceasta stare prezinta unele avantaje pentru siguranta in functionare a statiei:

        se evita ca in cazul unui scurtcircuit pe una din sectii sa declanseze doua intreruptoare (al sursei de alimentare si al cuplei longitudinale), situatie care ar conduce la expunerea celeilalte sectii, in cazul nefunctionarii intreruptorului cuplei;

        se scurteaza durata manevrelor de conectare;

        se reduce riscul unor manevre gresite cu separatoarele.

            Pentru cresterea continuitatii in exploatare, cuplele longitudinale echipate cu intreruptor se prevad cu sisteme de anclansare automata a rezervei (AAR). Mai nou, se foloseste denumirea "transfer automat".

5.2.3.   SCHEME CU UN SISTEM DE BARE COLECTOARE SI CU OCOLIRE

            Ca urmare a solicitarilor la care sunt supuse in exploatare, intreruptoarele sunt aparatele din statii care necesita de regula cele mai frecvente lucrari de intretinere sau de remediere a unor defecte.

            Pe durata efectuarii acestor lucrari se intrerupe functionarea circuitelor respective si se pot inregistra daune. Pentru reducerea acestora devine uneori justificata din punct de vedere economic prevederea unui intreruptor suplimentar, intercalat pe o legatura ocolitoare, astfel incat acesta sa poata inlocui, pe rand, cate un intreruptor din statie. Prin urmare, prin ocolire se reduce timpul de intrerupere in alimentarea cu energie electrica, pe un circuit la care a aparut un defect. Lucrarile planificate in zona unei celule se executa fara intrerupere in alimentare.        In figura 5.4 este prezentat un exemplu de schema de conexiuni cu un sistem de bare colectoare si bara de ocolire (numita uneori si bara de transfer).

Fig.5.4. Exemplu de schema de conexiuni cu un sistem de bare colectoare si bara de ocolire

            Instalatiile cu ocolire presupun investitii suplimentare din cauza introducerii intreruptorului de ocolire (care impreuna cu separatoarele sale formeaza cupla de ocolire), a sistemului barelor de ocolire si a separatoarelor de ocolire, pentru fiecare circuit care urmeaza a fi ocolit. De asemenea, comparativ cu varianta de baza din figura 5.1, ocolirea presupune un consum suplimentar de teren pentru amplasarea statiei. Calculele arata cainstalatiile cu bare de ocolire sunt pot rezulta eficiente din punct de vedere economic atunci cand:

        durata nelivrarii de energie, ca urmare a lucrarilor de revizie/reparatie in celule este mare (statii cu multe circuite nerezervate intre ele, cu echipamente invechite, cu fiabilitate redusa, cu solicitari frecvente ale intreruptoarelor etc.);

        sarcina electrica vehiculata pe circuite este mare (ocolirea se prevede in statii cu Un  110kV);

        exista o mare sensibilitate la intreruperi a zonelor alimentate si circuitele nu sunt rezervate prin alte cai de alimentare.

            Manevrele pentru ocolirea unui intreruptor aflat in functiune trebuie astfel etapizate incat sa nu conduca la intreruperea tranzitului de energie pe circuitul respectiv.

5.2.4.   SCHEME CU BARE COLECTOARE SECTIONATE LONGITUDINAL SI CU OCOLIRE

            Pentru marirea continuitatii in alimentarea consumatorilor, schemelor cu simplu sistem de bare colectoare sectionat longitudinal li se poate asocia ocolirea.

            Pentru o elasticitate ridicata in functionarea unor astfel de scheme, corespunzator fiecarui nod de bare se pot prevedea cuple individuale: una longitudinala si doua de ocolire (figura 5.5,a).

 

                                                                       

 

Fig. 5.5. Variante de echipare a unor cuple cu functiuni multiple in cazul unor statii cu

un sistem de bare colectoare si bare de ocolire

            In conditiile unei elasticitati mai reduse, efortul de investitii poate fi sensibil micsorat prin folosirea unor cuple cu functiuni multiple.

            Printr-o selectare convenabila a separatoarelor de bare, cu ajutorul unei astfel de cuple pot fi realizate pe rand, doua (figura 5.5,b) sau toate cele trei cuple (figura 5.5,c).

            Dezavantajul principal al folosirii unor cuple cu functiuni multiple este acela ca in caz de revizie sau defectare a intreruptorului de cupla se pierd toate posibilitatile de cuplare a diverselor noduri intre ele. In plus, in cazul unui refuz al singurului intreruptor de cupla este deconectata toata statia (intrerupere totala), iar comutatia prin separatoare este o potentiala sursa de incidente pe barele colectoare, cu consecinte foarte grave.

5.3.      SCHEMA CU DOUA SISTEME DE BARE COLECTOARE SI UN INTRERUPTOR PE CIRCUIT

            In cazul sectionarii longitudinale, sectiile apartinand aceluiasi sistem de bare sunt dispuse una in prelungirea alteia. Fiecare circuit din statie poate fi racordat doar la una dintre sectiile de bare si isi pierde alimentarea, in caz de indisponibilitate a sectiei respective. Din aceasta cauza,sectionarea longitudinala este considerata o sectionare rigida.

            Spre deosebire de aceasta, un mod de sectionare elastic poate fi considerat acela care permite cuplarea circuitelor, pe rand, la oricare dintre sectiile de bare. Aceasta se poate realiza prin sectionarea transversala a sistemului de bare din varianta de referinta.

            Sectionarea transversala presupune cresterea numarului de separatoare de bare, care pe langa functia de izolare a circuitului fata de sistemul de bare, capata si functia suplimentara de selectare a sistemului de bare pe care urmeaza sa functioneze acesta.

            Prin sectionare transversala rezulta scheme cu mai multe sisteme de bare colectoare.

5.3.1.   VARIANTA DE BAZA

            In varianta de baza, schemele cu doua sisteme de bare colectoare (2BC) presupun existenta a doua noduri de conexiuni dispuse alaturat, fiecare circuit fiind prevazut cu cate doua separatoare de bare, care sunt folosite atat pentru selectarea sistemului de bare la care urmeaza a fi racordat circuitul respectiv, cat si pentru separarea celulei la care se lucreaza fata de barele colectoare.

            In figura 5.6 este prezentata o schema de conexiuni cu doua sisteme de bare colectoare pentru statia de transformare 110 kV/MT, folosita ca exemplu in cazurile anterioare.

            Fiecare circuit se poate comuta la fiecare dintre sistemele de bare colectoare, aceasta manevra efectuandu-se in regim normal de functionare fara intreruperea functionarii.

            Fiecare bara colectoare poate fi izolata in scopul executarii lucrarilor de intretinere, fara intreruperea vreunui circuit. Un incident pe un sistem de bare intrerupe doar circuitele racordate in nodul respectiv, timpul de nelivrare a energiei fiind cel necesar efectuarii manevrelor de trecere a circuitelor pe celalalt sistem de bare colectoare (deci mult mai mic decat timpul de nelivrare in cazul variantei de referinta, necesar pentru reparatii).

Fig.5.6. Exemplu de schema de conexiuni cu doua sisteme de bare colectoare

            Cuplarea celor doua noduri de conexiuni prin inchiderea ambelor separatoare de bare ale aceluiasi circuit presupune riscul unor avarii grave (insotite de arc electric) si deci o astfel de manevra este strict interzisa. Cuplarea sistemelor de bare poate fi facuta numai prin intermediul intreruptorului cuplei transversale, denumit astfel deoarece in teren se adopta o dispunere paralela a celor doua sisteme de bare colectoare.

            Cupla transversala este un circuit specific tuturor schemelor cu un singur intreruptor pe circuit si doua (sau mai multe) sisteme de bare.Functiile cuplei transversale sunt :

        punerea sub tensiune a unui sistem de bare colectoare cu scopul de a verifica starea izolatiei acestuia; intre doua sisteme de bare legate prin cupla transversala, circuitele pot fi redistribuite fara a fi necesare intreruperi in functionarea acestora;

        legarea in paralel a doua sisteme de bare colectoare, ambele aflate sub tensiune;

        ocolirea intreruptorului unui circuit, cu doua scurte intreruperi in functionarea circuitului respectiv.

            Ca urmare a prezentei celui de al doilea sistem de bare, respectiv, a suplimentarii numarului de separatoare pe fiecare circuit, precum si a introducerii circuitului de cupla transversala, cresc cheltuielile de investitii pentru echiparea statiei, precum si cheltuielile de intretinere (comparativ cu varianta de referinta, prezentata in figura 5.1). Este redus insa considerabil timpul de intrerupere in alimentare si numarul circuitelor afectate de revizia/reparatia unui sistem de bare (deci puterea nelivrata).

5.3.2.   SCHEMA CU DOUA BARE COLECTOARE SI CU SECTIONARE LONGITUDINALA

            Pentru marirea continuitatii in alimentarea consumatorilor, schemelor cu bare colectoare duble (sectionare transversala) li se asociaza sectionarea longitudinala a unuia sau a ambelor sisteme de bare.

            In statiile cu doua sisteme de bare, se justifica mai frecvent sectionarea longitudinala a unuia singur dintre cele doua noduri de conexiuni. Pentru o elasticitate ridicata in functionarea unor astfel de scheme, corespunzator fiecarei noi sectii de bare se pot prevedea cuple individuale: una longitudinala si doua transversale (figura 5.7,a).

 

 

Fig. 5.7. Variante de echipare a unor cuple cu functiuni multiple in cazul unor statii cu

doua sisteme de bare colectoare si sectionare longitudinala

           

            In conditiile unei elasticitati mai reduse, efortul de investitii poate fi sensibil micsorat prin folosirea unei cuple longo-transversale (figura 5.7,b). Cu ajutorul unei astfel de cuple cu functii multiple pot fi realizate pe rand o cupla longitudinala si doua cuple transversale.

            Doua variante de cuple cu functii multiple care pot fi folosite in cazul sectionarii longitudinale a ambelor sisteme de bare sunt prezentate in figura 5.7,c si 5.7,d. In varianta din figura 5.7,c pot fi realizate pe rand doua cuple longitudinale, respectiv, doua cuple transversale. In varianta din figura 5.7,d, in locul celor doua cuple longitudinale pot fi realizate doua cuple in cruce (in diagonala).

            Modalitatea si gradul de sectionare dintr-o statie de conexiuni se stabilesc in functie de conditiile concrete de functionare. Principalele avantaje urmarite prin aceasta sunt cresterea

continuitatii in alimentare si micsorarea curentilor in caz de scurtcircuit. Pentru marirea continuitatii in alimentare, pe langa sectionare mai trebuie asigurata si o repartitie judicioasa a circuitelor intre noduri. Pentru reducerea curentilor de scurtcircuit, statia functioneaza cu cuplele longitudinale sau transversale "normal deschise".

5.3.3.   SCHEMA CU DOUA BARE COLECTOARE SI CU OCOLIRE

            Similar celor prezentate in paragraful 5.1.3, pentru reducerea daunelor de nelivrare a energiei ca urmare a efectuarii unor lucrari la celule, devine uneori justificata din punct de vedere economic prevederea unei legaturi ocolitoare, astfel incat acesta sa poata inlocui, pe rand, cate un intreruptor din statie, fara intrerupere in alimentare.

            In figura 5.8 este prezentat un exemplu de schema de conexiuni cu doua sisteme de bare colectoare si bara de ocolire (numita uneori si bara de transfer).

 

Fig. 5.8. Exemplu de schema de conexiuni cu doua sisteme de bare colectoare

si sistem de bare de ocolire

            Asa cum s-a aratat deja in paragraful 5.1.3, instalatiile cu ocolire presupun investitii suplimentare din cauza introducerii cuplei de ocolire, a sistemului barelor de ocolire, precum si a separatoarelor de ocolire, pentru fiecare circuit care urmeaza a fi ocolit. De asemenea, comparativ cu varianta de baza din figura 5.1, ocolirea presupune un consum suplimentar de teren pentru amplasarea statiei.   In unele cazuri se utilizeaza scheme simplificate, folosindu-se cuple cu functiuni multiple, la care se renunta fie la cupla transversala (figura 5.9,a), fie la sistemul de bare si cupla de ocolire (figura 5.9,bsi c), ceea ce conduce la reducerea costurilor de realizare a statiei si a suprafetei de teren necesare pentru dispozitia constructiva.

            Ca si in celelalte cazuri, folosirea unor cuple cu functiuni multiple prezinta dezavantajul ca in caz de revizie sau defectare a intreruptorului de cupla se pierd toate posibilitatile de cuplare a diverselor noduri intre ele. In plus, in cazul unui refuz al singurului intreruptor de cupla este deconectata toata statia (intrerupere totala), iar comutatia prin separatoare este o potentiala sursa de incidente pe barele colectoare, cu consecinte foarte grave.

Fig. 5.9. Scheme simplificate cu doua sisteme de bare colectoare si ocolire

            In variantele de schema prezentate in figurile 5.9,b si c ocolirea se face prin cupla transversala inseriata cu unul dintre cele doua sisteme de bare colectoare, care in prealabil trebuie degajat de alte circuite. Prin urmare, pe durata fiecarei perioade de ocolire, in statiile cu astfel de scheme se dispune de un singur sistem de bare colectoare.

a

5.4.      SCHEMA CU 2BC LA CARE REVIN INTRE UNUL SI DOUA INTRERUPTOARE PE CIRCUIT

            Mai des intalnite in practica sunt schemele de conexiuni cu 1,5 sau 2 intreruptoare pe circuit. Astfel de scheme prezinta flexibilitate foarte mare in timpul exploatarii si disponibilitate marita, deoarece:

      in regim normal de functionare, ambele sisteme de bare colectoare sunt mentinute sub tensiune; toate comutatiile se fac prin intreruptoare, ceea ce reduce riscul unor avarii grave (insotite de arc electric liber);

      fiecare bara colectoare poate fi izolata in scopul executarii lucrarilor de intretinere, fara intreruperea vreunui circuit; un incident pe un sistem de bare nu afecteaza nici un circuit, deci nu conduce la intreruperi in alimentare;

      lucrarile de revizie/reparatii la celule se pot efectua fara intreruperea functionarii circuitului respectiv, deci fara daune de nelivrare.

           

            Datorita avantajelor mai sus mentionate, este redus considerabil timpul de intrerupere in alimentare si puterea nelivrata, nemaifiind necesare circuite suplimentare de cupla transversala si de ocolire.    Principalul dezavantaj al unor astfel de scheme consta in cresterea investitiilor pentru echiparea statiilor, atat din cauza numarului sporit de intreruptoare pe circuit, cat si ca urmare a costurilor mai ridicate pentru asigurarea protectiilor.

        In figura 5.10 este prezentata o schema de conexiuni cudoua sisteme de bare colectoare si doua intreruptoare pe circuit. Fiecare circuit este in permanenta cuplat prin celula cu intreruptor la ambele sisteme de bare colectoare, deci prezinta avantajele unei duble alimentari. Ca urmare a dublarii numarului de intreruptoare pe fiecare circuit, cresc insa sensibil cheltuielile de investitii pentru echiparea statiei, precum si cheltuielile de intretinere (comparativ cu varianta de referinta, prezentata in figura 5.1).

Fig. 5.11. Scheme cu 2 intreruptoare pe circuit

Fig. 5.12. Scheme cu 1,5 intreruptoare pe circuit

            Acest tip de schema prezinta interes in cazul circuitelor pentru care trebuie asigurata o foarte mare siguranta in functionare. Astfel, punerea in functiune la CET Isalnita, a primului grup frantuzesc de 315 MW, care reprezenta cel mai mare grup din tara la acea data (31 decembrie 1967), s-a facut prin celula cu doua intreruptoare. Pe de alta parte, anumite firme constructoare realizeaza scheme cu bare colectoare duble in sistem "duplex" si la medie tensiune, prin montarea pe fiecare circuit a cate doua celule prefabricate cu bare colectoare simple si intreruptor.

        O cale de reducere a investitiilor, aplicata in cazul statiilor de foarte inalta tensiune, o constituie utilizarea a cate trei intreruptoare pentru doua circuite (figura 5.11). Ramane insa ca dezavantaj costul ridicat al realizarii protectiilor si al reanclansarii automate rapide, caci intreruptorul median trebuie sa functioneze independent in fiecare din directiile celor doua plecari.

            Calculele tehnico-economice arata ca astfel de scheme pot rezulta eficiente din punct de vedere economic mai ales atunci cand:

        durata nelivrarii de energie, ca urmare a lucrarilor de revizie/reparatie in statii este mare;

        sarcina electrica vehiculata pe circuite este mare (de regula, in statii cu Un  220 kV);

        exista o mare sensibilitate la intreruperi a zonelor alimentate si circuitele nu sunt rezervate prin alte cai de alimentare.

            Un exemplu de utilizare in Romania a schemei electrice cu 1,5 intreruptoare pe circuit este cel al statiei de 400 kV, realizata pentru evacuarea puterii produse si interconectarea cu SEN a CNE Cernavoda.

5.5.      SCHEME POLIGONALE

            Datorita conturului inchis, desi unui circuit ii revine cate un singur intreruptor, schema prezinta avantajele conectarii fiecarei plecari la retea prin cate doua intreruptoare. Aceasta conduce la o mai mare flexibilitate, mai ales in ceea ce priveste intretinerea intreruptoarelor, cu costuri mai reduse decat in cazul schemelor prezentate in paragraful 5.3:

        toate comutatiile se fac prin intreruptoare (figura 5.12), ceea ce reduce riscul unor avarii grave (insotite de arc electric liber);

        deconectarea/declansarea oricarui intreruptor se face fara intreruperea sarcinii pe circuit, deci nu este necesara prevederea unui sistem de ocolire;

        legaturile transversale intre noduri sunt asigurate prin laturile poligonului (echipate cu intreruptoare), deci un circuit de cupla transversala este inutil.

            Printre dezavantajele schemelor poligonale se pot mentiona:

        amperaj mai mare pentru intreruptoare, care deservesc fiecare cate doua circuite electrice; sub acest aspect, schema este mai indicata la Un  220 kV;

        volum mai mare de protectii si scheme de circuite secundare mai complicate;

        dificultati legate de numarul uneori insuficient al infasurarilor secundare cu care sunt prevazute transformatoarele de curent pentru alimentarea protectiilor (se poate ajunge la folosirea in comun a unei infasurari pentru mai multe protectii sau la suplimentarea numarului de transformatoare de masurare).

            Schemele poligonale constituie o alternativa importanta a schemelor cu 1,5 intreruptoare pe circuit pentru realizarea schemelor de conexiuni la statii electrice de foarte inalta tensiune (spre exemplu, statia de 750 kV de la Isaccea este "un patrat").

Fig. 5.12. Schema electrica poligonala

a - schema de principiu; b - schema corespunzatoare planului de amplasare

5.6.      SCHEME BLOC SI VARIANTE DE MARIRE A FLEXIBILITATII ACESTORA

            O schema bloc constituie un ansamblu functional care este disponibil numai daca toate elementele sale componente sunt disponibile. Volumul foarte redus de aparataj electric necesar pentru echipare, precum si lipsa unor legaturi intermediare cu alte blocuri conduce la unele avantaje, ca de exemplu:

        investitii minime;

        surse potentiale de defect mai putine;

        spatiu foarte restrans pentru amplasarea in teren;

        simplificare a exploatarii;

        limitare a curentilor de scurtcircuit, datorita unui grad de functionare in paralel mai redus.

           

            Principalul dezavantaj consta in aceea ca, din punct de vedere fiabilistic, blocul constituie o structura de tip "serie": la defectarea unui element al din structura sa, tot ansamblul iese din functiune.

            Scheme bloc sunt folosite atunci cand fiabilitatea elementelor componente este ridicata (necesita mentenanta redusa) si/sau sarcina admite intreruperi in alimentare ori poate fi preluata de alta sursa.

            Cresterea flexibilitatii schemelor bloc se poate realiza prin marirea volumului de aparataj utilizat pentru echiparea schemei, ceea ce permite modularea unor subansambluri functionale, astfel incat la defectarea unui element sa nu se piarda tot ansamblul.

5.6.1.   SCHEME PENTRU CENTRALE 

            In cazul centralelor electrice se utilizeaza scheme bloc formate din generator electric, transformator (ridicator) pentru evacuarea puterii si transformator (coborator) pentru alimentarea serviciilor proprii (figura 5.13,a). Uneori, blocul include si o linie electrica de evacuare a puterii in sistem (figura 5.13,b).

Fig. 5.13. Scheme electrice bloc utilizate in centrale electrice

a - schema bloc G+TB+Tsp ; b - schema bloc G+TB+Tsp+LE

           

            Cresterea flexibilitatii operationale, a numarului de combinatii posibile si a sigurantei in functionare se poate realiza prin introducerea in schema a unui intreruptor de generator (fig. 5.14).

            In centrale echipate cu grupuri de putere unitara redusa, se pot realiza scheme electrice cu doua generatoare, bloc cu un singur transformator ridicator (figura 5.14,a), iar in cazul centralelor electrice echipate cu grupuri de mare putere se pot adopta variante de echipare cu un grup bloc cu doua transformatoare ridicatoare (figura 5.14,b). Aceasta din urma varianta de echipare mareste disponibilitatea centralei, permitand ca in caz de indisponibilitate a unuia dintre transformatoare, generatorul sa poata fi mentinut in functiune la sarcina partiala. In plus, astfel se rezolva mai usor problema transportului unitatilor de (auto)transformare de foarte mare putere, din fabrica si pana la locul de montare.

Fig. 5.14. Scheme electrice bloc cu flexibilitate marita utilizate in centrale electrice

a - cu grupuri de putere unitara mica; b - cu grupuri de putere unitara mare

            Actualmente, mai mult de 60% din totalul centralelor electrice din intreaga lume sunt echipate cu intreruptor de generator [56], deoarece prin aceasta:  

        se elimina necesitatea prevederii unui transformator suplimentar de IT/MT pentru alimentarea serviciilor proprii la pornirea/oprirea blocului;

        se evita producerea unor tensiuni tranzitorii, ca urmare a transferului automat al surselor de alimentare normala si de rezerva a serviciilor proprii.

            Functiile pe care le preia intreruptorul de generator sunt:

        izolarea generatorului fata de retea; aceasta functie este deosebit de importanta, mai ales in cazul centralelor de varf, unde manevrele de cuplare/decuplare se fac des si trebuie ca aparatul de comutatie sa dispuna de o buna anduranta electrica si mecanica; peste 80% dintre centralele cu turbine pe gaze, care sunt cele mai frecvent construite in prezent, datorita costului relativ mai scazut si a disponibilitatii mai mari (comparativ cu centralele clasice) si care au porniri/opriri dese, sunt prevazute cu intreruptor de generator;

        la centralele cu turbine pe gaze, IG are in plus o functie in procesul de pornire al centralei; mai inainte de a putea functiona autonom, generatorul trebuie adus la o anumita viteza de rotatie, cu ajutorul unui motor de lansare sau utilizand regimul de functionare al generatorului ca motor; in acest ultim caz, se injecteaza generatorului un curent de frecventa variabila, produs de un convertizor static de frecventa, prin intermediul unui cablu de medie tensiune si un separator introduse in carcasa intreruptorului de generator;

        sincronizarea generatorului cu sistemul; in caz de cuplare in opozitie de faza, intreruptorul de generator (dispus pe legatura capsulata a generatorului, deci cu risc de conturnare din cauze externe practic nul) dispune de o marja de siguranta mai mare la solicitari electrice decat intreruptorul de inalta tensiune;

        ruperea curentilor de scurtcircuit debitati de generator, in caz de defect la transformatorul de putere sau la cel servicii proprii, intr-un timp foarte scurt (sub 80 ms).

            Costul unui astfel de intreruptor de generator (introdus pe legatura capsulata dintre generator si transformator) este foarte ridicat, ca urmare a solicitarilor mari din regim normal si de scurtcircuit, la care trebuie sa faca fata IG .      In aceeasi legatura capsulata, pot exista diferite optiuni de echipare: separatoare, cutit(e) de legare la pamant pe fiecare parte, transformatoare (senzori) de masurare a curentului si tensiunii etc.

            Uneori, pentru reducerea investitiilor, la bornele generatorului electric se utilizeaza separatoare de sarcina de constructie speciala.

5.6.2.   SCHEME DE RACORD ADANC

            Statiile de distributie tip racord adanc (SRA) sunt prevazute cu una sau doua celule bloc linie electrica - transformator de forta, prevazute cu intreruptoare doar pe partea de alimentare a liniei electrice si pe partea de tensiune inferioara a transformatorului. Transformatorul fiind amplasat aproximativ in centrul de sarcina al consumatorului, astfel de scheme sunt folosite in scopul reducerii pierderilor de energie in retelele electrice. Acest tip de statie este destinat alimentarii obiectivelor industriale de putere importanta, a centrelor urbane cu densitate mare de sarcina etc. AlimentareaSRA se face, de regula, de la barele statiilor de 110 kV sau din liniile electrice de distributie (tip "intrare-iesire" sau "agatate in T"), direct, fara bare colectoare pe partea de inalta tensiune si fara alte legaturi intre caile de alimentare (figura 5.15).

            Deoarece protectia intreruptorului de la capatul de alimentare al liniei este insensibila la o buna parte dintre defectele care se produc pe infasurarile secundare ale transformatorului, in cazul unor curenti de scurtcircuit monofazat nu prea mari si daca intreruptorul liniei rezista la defect kilometric, se poate utiliza SRA cu separator de scurtcircuitare la bornele transformatorului (figura 5.15,a). Acesta este prevazut cu dispozitiv de actionare rapida si se inchide automat in caz de defect in transformator, transformand defectul in scurtcircuit trifazat, pentru a fi sesizat si deconectat de intreruptorul de la capatul liniei de alimentare.

            Atunci cand nu sunt indeplinite conditiile de utilizare ale separatorului de scurtcircuitare, buna functionare a unor astfel de scheme (figura 5.15,b) poate fi asigurata prin utilizarea unor

canale de telecomunicatii (cabluri pilot, canale de inalta frecventa prin conductoarele liniilor de inalta tensiune, canale hertziene prin unde ultrascurte). Toate aceste solutii presupun insa un efort de investitii pe care reducerea numarului de intreruptoare nu-l poate uneori compensa. Pentru lungimi mari ale racordului (de regula, peste 10 km), poate rezulta oportuna din punct de vedere economic montarea unui intreruptor suplimentar pe partea de inalta tensiune a transformatorului (figura 5.15,c).

Fig. 5.15. Scheme electrice de distributie tip racord adanc

a - cu separator de scurtcircuitare; b - prevazuta cu canal de telecomunicatii; c - cu intreruptor pe partea de inalta tensiune a transformatorului

5.6.3.   SCHEME DE TIP H

            Denumirea provine din asemanarea schemei de conexiuni cu majuscula H, schema fiind obtinuta prin legarea a doua celule bloc linie electrica - transformator de forta printr-o punte (cupla longitudinala). Schema prezinta o disponibilitate marita fata de SRA cu doua celule bloc linie - transformator, deoarece in cazul indisponibilitatii unui circuit din structura blocului, functionarea statiei poate continua cu elementele ramase, prin intermediul puntii (cuplei).

             In functie de pozitia puntii in raport cu intreruptoarele schemei, se pot realiza scheme de tip H superior (figura 5.16,a) sau de tip H inferior (figura 5.16,b).

Fig. 5.16. Scheme electrice cu conexiuni tip H

a - superior;  b - inferior.

Alegerea uneia dintre variante se poate face in functie de complexitatea manevrelor pe care le implica exploatarea circuitelor de linie, respectiv, de transformator. In cazul schemei H superior, manevrele de cuplare/decuplare a unui circuit de transformator se fac direct, prin comutatia unui singur intreruptor si deci implica un numar mai mic de operatii decat manevrele corespunzatoare cuplarii/decuplarii unui circuit de linie. In cazul schemei H inferior, manevrele de cuplare/decuplare a unui circuit de linie se fac direct, prin comutatia unui singur intreruptor, in timp ce manevra de scoatere in revizie a unui circuit de transformator implica cinci operatii succesive. 

Burta se va STRÎNGE în 5 zile! Consumați

dimineața 1 lingură...

Mănânc 2 linguri pe stomacul gol și slăbesc! 18 kg

jos în 10 zile. CLIC

Vei scăpa de burtă în 3 ZILE! Pentru aceasta trebuie sa bei 1

lingură de ...

Burta se va STRÎNGE în 5 zile! Consumați

dimineața 1 lingură...

Cum să scapi de burtă si șolduri

într-o săptămînă? De

dimineața consuma 1

pahar.

O metoda straveche care te

va ajuta sa renunti la fumat

pentru totdeauna!

Romanii au aflat cum pot opri

contorul electric! Tot ce trebuie sa

faci, e sa...

Sponsorizat de 

Document Info

Accesari: 11024