RETELE ELECTRICE DE JOASA TENSIUNE IN CLADIRI CIVILE

RETELE ELECTRICE DE JOASA TENSIUNE

IN CLADIRI CIVILE

Intrucat consumatorii casnici si cei tertiari sunt amplasati in cladiri, clasificate drept civile, iar configuratia REDA, are unele caracteristici comune, (solutii de bransament, categorii de receptori etc.) abordarea lor s-a considerat oportun sa se faca impreuna.

Retelele electrice de distributie si alimentare ale cladirilor civile administrate de persoane fizice sau juridice, sunt alimentate direct din RED-JT a furnizorului printr-o solutie de racord electric specifica, denumita [18] BRANSAMENT.

Elementele bransamentului electric in principiu, sunt aceleasi si anume:

- coloanele de alimentare ale firidei de bransament;

- firida de bransament;

- punctul de delimitare;

- tabloul general al consumatorului.

Insa solutiile de realizare ale lui difera in functie de particularitatile consumatorului, respectiv daca acestia sunt:

- locuinte individuale ;

- blocuri de locuinte ;

- blocuri de locuinte cu spatii comerciale ( consumatori tertiari) ;

- blocuri cu spatii pentru un ansamblu de consumatori cu destinatie    multipla ;

ansambluri de cladiri pentru un consumator tertiar.

1. BRANSAMENTUL ELECTRIC.

1.1. Bransamentul electric individual.

Acesta este specific cladirilor civile apartinand unei singure persoane fizice (locuinte individuale) care, in prezent, dar mai ales in viitor acopera o gama foarte extinsa de solutii constructive si mai ales de dotari cu receptori electrici si persoane juridice (cladiri social culturale, comerciale, administrative).

Receptorii de baza sunt cei de iluminat si prize monofazate, la care se pot adauga si receptorii de forta (centrale de conditionare a aerului, instalatii de hidrofor, anumite actionari electrice etc.) sau instalatii speciale de securitate.

In functie de gradul de asigurare al c cerintele privind continuitatii in alimentare, bransamentul poate fi:

a) derivatie in care caz, fiind alimentat de la o RED-JT a furnizorului cu schema radiala, nu asigura rezerva in alimentare, racordul poate fi monofazat (fig.l.a) sau trifazat;

b) intrare-iesire - fiind prevazut cu doua cai de alimentare (fig.l.b)

Elementele componente ale unui bransament, in varianta cea mai complexa, fig.l0.l.b, considerand ca este si trifazat sunt: circuitul de intrare (l), de iesire(2), coloana de alimentare a tabloului general(3), punctul de delimitare(bornele de iesire din contorul de masurare a energiei electrice) si tabloul general (TG).

Firida de bransament se monteaza intr-un spatiu special amenajat in zid (cofret), in locuri cat mai accesibile personalului de exploatare al furnizorului si are rolul de:

- punct de conexiuni, efectuarea de manevre pentru puneri si scoateri de sub tensiune;

- conexiune intre RED de JT a furnizorului si cea a consumatorului;

- asigurarea protectiei circuitelor de intrare-iesire si a coloanei de alimentare a TG.

Realizarea separata a FB, fata de TG (punctul de conexiuni al consumatorului), este impusa, atat de necesitatea separarii celor doua retele, cat si de considerente practice, respectiv de faptul ca TG trebuie amplasat, la consumator, intr-un loc cat mai oportun din punct de vedere al accesibilitatii si a eficacitatii circulatiei de curenti.

Racordul monofazat derivatie se practica in cazul locuintelor individuale din mediul rural, prin derivatie de la un stalp al LEA (cu conductoare neizolate sau izolate torsadate), dar si in mediul urban, pe strazile periferice.

Racordul tip intrare-iesire, se utilizeaza in cazul locuintelor individuale din zonele rezidentiale sau centrale si pentru consumatori care au o putere instalata relativ mare si care au si receptori trifazati. Are avantajul ca permite si un racord individual, tip derivatie pentru un alt consumator (PD-TG)

O caracteristica a bransamentelor individuale o reprezinta, amplasarea contorului de masurare a energiei electrice, in imobil, deci la consumator, nefiind direct accesibil furnizorului.

Bransamentul tip intrare-iesire poate fi incadrat intr-o RED-JT a furnizorului cu schema buclata sau este alimentat direct din secundarul unui post de transformare, cu doua transformatoare, insa PT nu apartine consumatorului (spitale, edificii culturale importante etc.).

In ultimul timp [32], pe seama noilor reglementari ce corespund cerintelor impuse de standardele europene, s-au introdus elemente noi in realizarea bransamentelor individuale tip derivatie (fig. 1.a), care in varianta clasica are urmatoarele dezavantaje:

- punctul de delimitare intre furnizor si abonat nu este firida de bransament,
deoarece aceasta nu contine contorul de tarifare a energiei electrice, amplasat langa tabloul general, in interiorul locuintei ;

- coloana de la firida la contorul de energie electrica, administrata de furnizor,
este pozata in structura cladirii ce apartine abonatului;

Ca urmare, s-a conceput un nou tip de firida de bransament destinata realizarii bransamentului individual tip derivatie care sa elimine dezavantajele mentionate.

Noua firida de bransament contine punctul de delimitare dintre abonat si furnizor respectiv, contorul de tarifare a energiei electrice. Deoarece, pe langa contorul de energie electrica firida contine si aparate de comutatie si protectie a fost definita ' bloc de protectie si masura (BPM)'.

Sigurantele fuzibile fiind inlocuite de un intrerupator automat, acesta asigura atat    protectia la scurtcircuit, ci si la suprasarcina, putand fi comandat si de alte tipuri de protectie (la curentul diferential) sau dispozitive automate, cu posibilitatea reconectarii de catre abonat.

Deoarece firida se monteaza in exterior, fiind vizibila si accesibila furnizorului, are gradul de protectie corespunzator (IP 54).

1.2. Bransamentul electric colectiv.

Acest bransament este specific blocurilor de locuinte (fiecarei scari a unui bloc), dar si unei constructii civile care contine mai multi consumatori (mai multe resedinte de firme). In acest caz, intre firida de bransament principala (FBP), fig.2, care poate avea schema electrica din fig.l.b si fiecare consumator individual (apartament sau resedinta de firma), prevazut cu punct de delimitare si tablou de distributie propriu (TA), va exista o schema de distributie incadrata in edificiu, prevazuta cu coloane de alimentare directa a tablourilor de distributie individuale (distributie directa), sau si cu firide secundare(FBS) (radiala arborescenta).

Firida secundara este componenta a bransamentului (apartine furnizorului) si are rolul de:

- legatura intre coloana electrica colectiva si coloanele individuale(2);

- protectia coloanelor individuale;

- masurarea energiei electrice consumate de fiecare abonat.

Punctele de delimitare vor fi amplasate, de regula, in firida secundara, direct accesibila furnizorului.

O alta caracteristica a bransamentului colectiv, o reprezinta existenta unor receptori comuni (iluminat casa scarii, subsol tehnic) si eventual a instalatiei de ascensor. Ca urmare, se constituie tabloul general (TG), fig 2.a, amplasat in edificiu. In alt loc decat cel al firidei de bransament, (si din motivele subliniate in paragraful anterior), din care sunt alimentate tablourile din firidele secundare si tabloul de utilitati comune (TUC).

Pe intrarea in tabloul de utilitati comune, se monteaza un contor de energie electrica (Wh), pentru masurarea energiei electrice consumate in comun.

Instalatia de ascensor, (speciala si cu un grad ridicat al continuitatii in alimentare), se racordeaza prin coloana proprie din: firida principala, fig.2.a, sau din TG inaintea intrerupatorului general, (fig.2.b), sau din TUC, (fig.2.c).

Numarul de coloane individuale, alimentate dintr-o firida secundara, depinde de numarul de apartamente (sau consumatori individuali) ai blocului (sau pe un etaj), dar si de numarul de contoare de energie electrica ce pot fi amplasati in aceasta.

In cazul in care blocul de locuinte este prevazut cu spatii comerciale la parter sau mezanin, consumatorii tertiari de energie electrica aferenti acestor spatii, vor fi alimentati din firida de bransament principala(FBP) cu coloane individuale, daca numarul lor este mic (fig.2), sau prin coloana comuna si FBS. Existenta la nivelul acestora a unor consumuri comune de energie electrica, va impune introducerea unui TUC, situatie in care configuratia bransamentului, care poate fi propriu, va fi ca cea din fig.2.

2. Retele electrice de alimentare la consumatori casnici

2.1.Retele electrice de alimentare monofazate.

De regula, consumatorii casnici, sunt alimentati cu energie electrica prin bransament monofazat, deoarece receptorii caracteristici acestora sunt corpurile de iluminat si echipamente electrocasnice alimentate de la prizele monofazate.

Numarul si puterea instalata in corpurile de iluminat (locuri de lampa-LL), se stabilesc, fie pe seama unor normative, [8; l8], fie pe seama solicitarii beneficiarului.

Numarul de prize monofazate (locuri de priza-LP), se recomanda in functie de destinatia incaperii (putand fi simple sau duble).

Asa cum s-a aratat in subcap.7.3, corpurile de iluminat (LL) se alimenteaza de la circuitele monofazate fara nul de protectie, fig.3, numarul LL de pe un circuit se recomanda sa nu depaseasca valoarea 12, pentru a nu depasi curentul admisibil al conductoarelor de AL, cu sectiunea de 4mm , in cazul cresterii sectiunii devine greoaie pozarea conductoarelor in tuburile de protectie. Evident, numarul LL/circuit poate fi mai mic de 12 si ca urmare, intr-un apartament, din TA fig.l0.2.j, pot fi alimentate (1-3) circuite de iluminat

Prizele monofazate se alimenteaza prin circuite monofazate, recomandandu-se, din motivul prezentat mai sus, ca numarul de LP/circuit sa nu depaseasca cifra 8. Evident, numarul acesta poate fi mai mic si din necesitatea separarii circuitelor de prize cu nul de protectie (baie si bucatarie) de cele fara nul de protectie.

Modul de executie al retelei electrice interioare este prezentat in [18], si este reglementat prin [8], inclusiv aspectele legate de comanda iluminatului.

2.2. Retele electrice de alimentare trifazate

In cazul unor locuinte individuale cu un consum ridicat (>30A)[18] sau care au si receptori trifazati, bransamentul si reteaua electrica la consumator va fi si trifazata.

Tabloul general (TG) al cladirii va fi trifazat, iar din acesta se alimenteaza circuitele monofazate pentru iluminat si prize dintr-un tablou propriu (TGi_p fig.4 asa cum s-a aratat, iar pentru receptorii trifazati se va organiza un tablou special care sa contina si eventualele aparate de comutat si protectie necesare receptorului trifazat.

Asa cum s-a aratat in subcap.8.3, intr-o asemenea locuinta, se poate prevedea a sursa neintreruptibila generala sau numai pentru anumiti receptori (calculatoare personale, sisteme de securitate etc.).

Separarea receptorilor trifazati de cei monofazati, pe tablouri generale proprii, face posibila si o eventuala tarifare diferentiata.

3. Retele electrice de distributie si alimentare

la consumatorii MICI SAU MARI

Pentru unii dintre acesti consumatorii caracteristica principala este aceea ca pot avea si receptori de categorii zero sau unu, considerati receptori vitali, pentru care trebuie asigurata rezerva in alimentare, atat printr-un nivel de rezervare ridicat (unul sau doi) al sursei de baza (RED- a furnizorului) cat si prin prevederea unei surse locale, din cele prezentate in cap.8.

O alta caracteristica este aceea ca acesti consumatori au atat receptori monofazati de iluminat si prize, cat si receptori trifazati de forta. Ca urmare, este necesara atat o separare a receptorilor de forta, de ceilalti, asa cum s-a aratat (cap.7), cat si o separare din punct de vedere a categoriei lor, al nivelului de rezervare ce trebuie asigurat.

Datorita numarului mare de receptori si a raspandirii lor pe mai multe nivele sau corpuri de cladiri, rezulta ca necesara o schema electrica de distributie pentru alimentarea tablourilor secundare (TS), de la care sunt alimentati direct receptorii.

Deoarece, consumatorii tertiari nu dispun de personal de deservire adecvat pentru exploatarea unui post de transformare, (PT), chiar daca sunt alimentati direct de la PT, acesta este al furnizorului, punctul de delimitare este pe partea de JT a transformatorului, in PT, accesibil, pentru urmarirea consumului si beneficiarului.

3.1. Scheme electrice generale de distributie.

Asa cum s-a aratat in cap.7, fig 7.4, receptorii de forta si cei de iluminat si prize, sunt alimentati prin retele electrice separate. Configuratia acestor retele, de regula, este similara, asigurand acelasi grad al continuitatii in alimentare pentru ambele tipuri de receptori.

Ca urmare, in continuare, se vor prezenta scheme electrice de distributie numai in functie de gradul de continuitate in alimentare.

Conform [8] in domeniul retelelor electrice de distributie si alimentare cu tensiuni sub 1000V, se folosesc notiunile de:

- tablou general de distributie, este tabloul electric racordat direct la reteaua furnizorului de energie electrica, la un post de transformare sau la o sursa proprie a consumatorului si care distribuie energia electrica la alte tablouri sau care alimenteaza direct anumiti receptori;

- tablou principal de distributie, este alimentat din tabloul general si distribuie energia electrica la tablouri secundare si direct unor receptori ;

- tablou secundar de distributie, este alimentat dintr-un tablou principal sau din cel general, si din care sunt alimentati receptorii;

- coloana electrica, calea de curent prin care se alimenteaza un tablou electric de distributie.

In functie de schema electrica a retelei, coloanele electrice pot fi magistrale sau colective.

In cadrul acestei lucrari, pentru calea de curent prin care se alimenteaza din tabloul de distributie un receptor individual de forta sau mai multe corpuri de iluminat sau prize monofazate se foloseste notiunea de circuit electric si nu cea de coloana individuala.

A) Scheme generale de distributie care nu asigura rezerva in alimentare.

a) Schema generala de distributie radiala, fig 5, este destul de raspandita, desi este mai putin economica, deoarece permite o localizare usoara a coloanei cu defect.

Deoarece dimensionarea cailor de curent ale schemei se efectueaza pe seama caracteristicilor receptorilor alimentati, in faza de proiectare, rezulta ca ulterior nu este posibila o modificare a repartitiei receptorilor intre tablourile secundare. Din acest motiv se considera ca aceasta schema este rigida.

In cazul alimentarii receptorilor monofazati, coloanele sunt, de regula trifazate, se admit coloane monofazate pentru curenti < 30A.

Acestei scheme ii este caracteristic tabloul de distributie principal, care poate sa lipseasca, daca tablourile secundare sunt intr-un numar redus, schema devenind din radial arborescenta, radial simpla (directa).

b) Schema generala de distributie cu coloana magistrala, fig 6
Conform [8] coloana electrica magistrala este coloana care alimenteaza pe parcursul ei cel putin doua tablouri de distributie in derivatie

Acest tip de schema care nu asigura rezerva in alimentare, dar si un nivel redus de continuitate in alimentare, deoarece un defect pe magistrala (mai lunga decat coloana unui TP, fig 5), determina pierderea alimentarii pentru toate TS ale acesteia, se recomanda unei distributii in lungul unor axe verticale sau orizontale a receptorilor. Datorita dificultatilor de executie se recomanda ca sectiunile conductoarelor sa nu depaseasca 70 mm . Din aceasta conditie si din cea a caderilor admisibile de tensiune, rezulta si numarul de TS alimentate de la o magistrala.

Intrucat, sectiunea magistrala este constanta, la nivelul acesteia este posibila si modificarea repartitiei receptorilor pe TS.

c) Schema generala de distributie in cascada, fig.7

Este practic schema magistrala, la care TS sunt racordate in varianta intrare-iesire, in acest fel este posibila limitarea zonei afectate de un defect, respectiv, numai la portiunea din aval de defect.

Reprezentarea cascadei (1), fig 7, evidentiaza si faptul ca o cascada este un semidistribuitor al unei scheme simple buclate (inel).

Evident, sectiunea cailor de curent ale coloanelor este diferita, respectiv se micsoreaza in spre aval.

B) Scheme generale de distributie care asigura rezerva in alimentare.

Asa cum s-a aratat in [11], rezerva in alimentare se impune in cazul existentei unor receptori de categoria zero, unu, sau doi.

In functie de ponderea receptorilor din aceste categorii, alimentarea de rezerva se asigura pentru consumator in ansamblul sau, sau numai pentru o parte dintre receptori, considerati vitali.

Racordarea unor asemenea consumatori la RED a furnizorului, se face in una din urmatoarele variante, in functie de valorile admise pentru ceilalti indicatori ce se asociaza gradului de asigurare al continuitatii [12], respectiv durata medie probabila si maxima probabila a unei intreruperi:

prin bransament intrare-iesire, in care caz realimentarea se asigura dupa efectuarea manevrelor de izolare a defectului si de trecere pe alimentarea de rezerva. Aceasta solutie se adopta in cazul consumatorilor ce au receptori de categoria a 2-a prin incadrarea bransamentului intr-o RED-JT a furnizorului cu schema buclata (subcap 1). In functie de clasa de putere a consumatorului, durata realimentarii poate fi cuprinsa intre 30 minute si 8 ore;

prin bransament de joasa tensiune, dar direct din secundarul unui PT, prevazut cu transformator de rezerva, fig 8.

In functie de incadrarea PT pe partea de medie tensiune, se poate asigura nivelul 2, fig.l0.8.a, sau nivelul l, fig.8.b de rezervare.

Cele doua TG se constituie, pentru RED-JT a consumatorului, in doua surse de alimentare. Aceasta solutie de rezervare a alimentarii de baza din sistemul electroenergetic (SE), asociata si cu dispozitive automate de trecere de pe o alimentare pe alta(AAR- anclansarea automata a rezervei), limiteaza durata unei eventuale intreruperi a alimentarii la 3 secunde, ceea ce reprezinta un gol de tensiune [11] (nivel l de rezervare).

In cazul in care consumatorul are si receptori de categoria zero, care nu admit nici goluri de tensiune (de ex. blocul operator dintr-un spital), pentru acestia se prevad surse neintreruptibile (subcap.8.3).

In continuare, se vor prezenta schemele generale de distributie care asigura rezerva in alimentare, pe seama faptului ca dispun de doua TG (surse), respectiv nivelul l sau 2 de rezervare.

a) Schema generala de distributie radiala dubla, fig 9

Se utilizeaza in cazul consumatorilor care au receptori de categoria zero, grupati pe un tablou de distributie special (TD ), restul receptorilor fiind alimentati din TG. Aceasta schema se adopta in cazul in care receptorii de categoria zero sunt relativ putini (statie de pompe sau hidrofor de incendiu, ventilatie de avarie etc.) putand fi grupati pe un singur tablou de distributie.

Trecerea de pe sursa de baza (SB) pe cea de rezerva (SR) se face prin actionarea manuala sau automata (AAR) a comutatorului C.

b) Schema generala de distributie cu coloane magistrale duble, fig 10, se
adopta in cazul consumatorilor cu receptori de categoria l (policlinici, studiouri RTV, institutii care lucreaza in 3 schimburi etc.). Trecerea de pe alimentarea de regim normal pe cea de rezerva, se face prin actionarea comutatoarelor C_IJ, manual sau automat (AAR), in functie de durata admisa a intreruperii.

c) Schema generala de distributie simplu buclata, fig 11.

Caracteristicile schemei buclate sunt cele prezentate in subcap.1, remarcand

insa ca durata unei intreruperi este relativ mare, determinata de timpul necesar operatiilor de localizare a defectului (K) si de actionare a aparatelor de conectare (AC).

d) Scheme de distributie speciale.

In cazul consumatorilor tertiari care au receptori de categoria zero, care nu admit intreruperi ale tensiunii, (centrale telefonice, bloc operator dintr-un spital etc.), acestia se grupeaza pe tablouri speciale. Alimentate de la surse neintreruptibile, bazate pe

acumularea de energie electrica in baterii de acumulatori, fig 12.

In functie de caracterul alternativ sau continuu al acestor receptori, se poate folosi schema de principiu din fig 12.a sau 12.b (regim tampon).

In cazuri deosebite, cand se estimeaza ca bateria de acumulatori nu poate asigura energia necesara pentru un timp relativ mare, se poate prevedea un grup electrogen, cu

pornire manuala sau automata, functie de capacitatea bateriei.

Interconectarea grupului electrogen cu RED-JT si tabloul receptorilor vitali, se coreleaza si cu caracteristicile elementelor de automatizare ce se folosesc.

3.2. Scheme secundare de alimentare.

Schemele secundare de alimentare asigura alimentarea nemijlocita cu energie electrica a receptorilor. Asa cum s-a aratat in subcap.7.3 exista trei tipuri de receptori din punct de vedere a modului de alimentare cu energie electrica.

In subcap.2 s-au prezentat schemele de alimentare a receptorilor de iluminat si prize in cladirile de locuit si care sunt aceleasi si in cazul schemelor secundare de alimentare a receptorilor de iluminat si prize din orice alta constructie civila.

Exista unele exceptii si anume:

-se pot monta pana la 15 LL/circuit in cazul in care sunt alimentate LL de pe holuri;

- sunt, asa cum se va vedea, alte recomandari cu privire la echiparea cu aparate de protectie, in cazul in care exista personal calificat de intretinere a retelei electrice.

Schemele secundare pentru alimentarea receptorilor de forta, reprezinta de fapt circuitele prin care sunt alimentati receptorii de forta, trifazati, din TS ale schemelor generale de distributie.

De regula, receptorii de forta sunt echipamente complexe, cu un anumit rol functional si care includ scheme electrice complexe, inclusiv un tablou electric propriu, concepute si executate de firma producatoare. In cladirea civila, un asemenea echipament trebuie alimentat cu energie electrica printr-un circuit ce face legatura intre TS al RED-JT a consumatorului si tabloul electric propriu al echipamentului (TEi), fig.13.

Regula de baza in cazul schemelor secundare pentru receptoarele de forta este ca sunt formate din circuite individuale. Alimentarea comuna de pe acelasi circuit a motoarelor micira caror putere cumulata este sub l,5Kw, este posibila dar protejate individual.

Pe un circuit electric al unui echipament ce contine un motor electric se poate monta, eventual, un aparat pentru limitarea curentului de pornire al motorului, pentru reducerea caderilor de tensiune pe RED-JT a consumatorului, in regim de pornire.