STATII ELECTRICE

STATII ELECTRICE

1. DEFINITIE SI CLASIFICARE

Prin statie electrica se intelege ansamblul de instalatii si constructii anexe in care se realizeaza cel putin una din urmatoarele operatii:

conectarea electrica a doua sau a mai multor surse de energie electrica (generatoare sau centrale) ;

conectarea electrica a doua sau mai multor cai de curent pentru efectuarea unui tranzit de putere ;

distributia energiei electrice la consumatori la aceeasi tensiune sau alte tensiuni (prin intermediul transformatoarelor sau autotransformatoarelor).

Dupa rolul lor in sistemul electroenergetic statiile electrice pot fi impartite in urmatoarele categorii:

statii de evacuare - sunt statiile a caror functiune este de a realiza injectia in sistemul electroenergetic a puterii datorita racordarii directe la bare a unor blocuri generator-transformator;

statii de conexiuni - sunt statii a caror functiune este de a realiza tranzitul de putere intre doua sau mai multe puncte ale sistemului electroenergetic, la aceeasi tensiune sau intre diferite nivele de tensiune, in scopul injectiei de putere pentru zonele de consum inconjuratoare, fara a alimenta direct consumatorii concentrati;

statii de distributie - sunt statiile a caror functiune este de a alimenta direct consumatorii prin transformatoare montate in statie sau prin linii de racord adanc ;

statii cu functii multiple - sunt statii care indeplinesc mai multe functiuni ;

statii de racord adanc - reprezinta un caz particular al statiilor de distributie, aceste statii sunt situate la consumatori, alimentarea facandu-se in aducerea directa a tensiunii inalte in apropierea centrului de greutate al sarcinii consumatorului, cu un numar minim de aparate si trepte de transformare intermediare.

Intr-o alta clasificare statiile se impart in :

statii de transformare - sunt statii care primesc si distribuie energia electrica dupa ce o transforma de la o tensiune la alta ;

statii de conexiuni - reprezinta noduri ale sistemului electroenergetic, realizand legatura dintre mai multe linii de interconexiune.

Statiile de transformare se impart in :

statii de transformare ridicatoare de tensiune - sunt amplasate in imediata apropiere a centralelor electrice si au rolul de a ridica tensiunea in scopul transportului economic al energiei electrice prin intermediul liniilor de inalta tensiune ;

statii de transformare coboratoare de tensiune - au rolul de a cobori tensiunea pana la valoarea necesara pentru distribuirea ei prin retelele de medie si joasa tensiune.

In functie de schemele de conexiuni statiile electrice se impart in doua categorii :

statii fara bare colectoare

statii cu bare colectoare : cu 1, 2 sau 3 bare colectoare.

Dupa locul de amplasare in cadrul sistemului electroenergetic, statiile se impart in :

statii de centrala - sunt amplasate langa centralele electrice ;

statii de sistem - sunt amplasate in diferite puncte ale sistemului.

STRUCTURA STATIILOR ELECTRICE (SOLUTII CONSTRUCTIVE)

Statiile electrice pot avea urmatoarele tipuri de solutii constructive :

statii electrice de tip exterior ;

statii electrice de tip interior ;

statii electrice izolate cu gaze de rigiditate dielectrica ridicata.

Tab. 1. Distante de izolare la diferite tensiuni

In cazul conductoarelor flexibile distantele se suplimenteaza cu sagetile maxime ale conductoarelor.

1. Statii electrice de tip exterior

Statiile electrice de tip exterior se construiesc in special pentru tensiuni ridicate (110, 220, 400, 750 kV).

Aceste statii prezinta urmatoarele avantaje :

volum redus de constructii deci investitii mai reduse ;

permit adoptarea unor distante de izolatie mai mari si astfel se mareste siguranta lor in functionare ;

permit inlocuirea usoara a echipamentelor ;

extinderea ulterioara.

Aceste statii prezinta urmatoarele dezavantaje :

sunt supuse actiunilor agentilor atmosferici (variatii mari de tempertaura, praf, zapada, chiciura) ceea ce impune o executie mai costisitoare;

deservire incomoda iarna pentru personalul operativ din statie ;

poluare estetica pentru peisajul natural.

Structura unei statii electrice de IT, FIT, UIT :

celule de sosire linie - LEA de IT, FIT, UIT (110, 220, 400, 750 kV) ;

celule de plecare linie - LEA de IT, FIT, UIT (110, 220, 400, 750 kV) ;

celule de transformator sau autotransformator - A, AT (750/400/220/110 kV) ;

celule de cupla (transversala, longitudinala, combinata) - CT, CL, CC    (110, 220, 400, 750 kV) ;

celule de masura bare - MB (110, 220, 400, 750 kV) ;

celule bobina de compensare, reactanta - BC, BR (110, 220, 400, 750 kV) ;

Echiparea celulelor se realizeaza cu urmatoarele aparataje :

intreruptoare tip IO, IUP, IUM (110, 220, 400, 750 kV) ;

separatoare tip SME, SMEP (110, 220, 400, 750 kV) ;

unitate de transformare A, AT (750/400/220/110 kV) ;

transformatoare de curent tip CESU ;

transformatoare de tensiune tip TECU ;

descarcatori ;

bare flexibile cu conductoare suspendate de OL-AL ;

bare rigide din teava ;

izolatori.

Celulele aferente statiei de conexiune si transformare de 750/400 kV :

Fig. Celula de linie - LEA 1, 2 - 750 kV

D - descarcator ;

TT - transformator de tensiune ;

SL - separator de linie ;

TC - transformator de curent ;

I - intreruptor ;

SB - separator de bara ;

1 - stalp metalic cu zabrele ;

2 - izolator de sustinere al conductorului activ;

3 - conductor activ LEA;

4 - izolator suport ;

5 - rigla de sustinere a izolatorului si conductorului activ.

Fig. 3. Celula de Bobina de Compensare - 750 kV

D - descarcator ;

TT - transformator de tensiune ;

SL - separator de linie ;

TC - transformator de curent ;

I - intreruptor ;

SB - separator de bara ;

BC - bobina de compensare;

1 - stalp metalic cu zabrele ;

2 - izolator de sustinere al conductorului activ;

3 - conductor activ LEA;

4 - izolator suport ;

5 - rigla de sustinere a izolatorului si conductorului activ.

Fig. 4. Celula de Autotransformator - 750/400 kV

D - descarcator ;

TT - transformator de tensiune ;

SL - separator de linie ;

TC - transformator de curent ;

I - intreruptor ;

SB - separator de bara ;

AT - autotransformator 750/400 kV ;

1 - stalp metalic cu zabrele ;

2 - izolator de sustinere al conductorului activ;

3 - conductor activ LEA;

4 - izolator suport

5 - rigla de sustinere a izolatorului si conductorului activ.

Statii electrice de tip interior

Statiile electrice de tip interior se construiesc in special pentru medie tensiune (20 kV) si mod exceptional pentru tensiunile 110 sau 220 kV.

Aceste statii prezinta urmatoarele avantaje :

ocupa suprafata de teren mult mai redusa ;

instalatiile nu sunt supuse actiunilor agentilor atmosferici ;

deservire comoda pentru personalul operativ din statie indiferent de anotimp.

Aceste statii prezinta urmatoarele dezavantaje:

distante mai mici de izolatie in comparatie cu statiile exterioare ;

inlocuire grea a echipamentelor.

Statiile electrice de tip interior sunt plasate de regula in interiorul unei cladiri.

Cladirea este divizata in celule, iar in fiecare celula se instaleaza aparatajul corespunzator.

Cladirile statiilor electrice de tip interior pot adaposti si transformatoare.

Fig.5. Exemplu de plecare individuala in cablu la statia de tip interior

1 - compartimentul reactoarelor ;

2 - antecamera ;

3 - coridor de manevra ;

4 - canal pentru circuite secundare ;

5 - cutia terminala a cablului ;

6 - cablu ;

7 - tub ceramic ;

8 - separator de linie ;

9 - reactoare.

3. Statii electrice realizate din celule prefabricate

Aceste statii se construiesc in special pentru medie tensiune (20, 6 kV)

Statiile electrice realizate din celule prefabricate se prezinta sub forma unor dulapuri metalice inchise carora este montat echipamentul corespunzator unei celule. Aceste dulapuri - celula se asambleaza conform schemei de conexiuni pentru a constitui o statie electrica.

Celulele de interior se construiesc in urmatoarele tipuri :

celule de linie CIL ;

celule de transformator CIT ;

celule de cupla CIC ;

celule de descarcatori CID ;

celule de servicii interne CISI ;

celule de masura CIM ;

celule de motor CM (pentru motoarele de 6 kV).

La aceste celule racordul se poate face aerian (CILA), sau in cablu (CILC).

O celula de linie cu racord aerian si cu sistem simplu de bare se va numi CILAS, iar una cu sistem dublu de bare se va numi CILAD.

Tensiunile nominale ale acestor celule de interior sunt : 7,2 ; 12 ; 24 kV.

Curentii nominali sunt : 630 ; 1250 ; 2500 ; 4000 A.

Puterea de rupere la scurtcircuit este de 500 MVA.

Aceste celule sunt echipate cu separatoare, intreruptoare, descarcatori, transformatoare de masura (curent si tensiune).

4. Statii electrice izolate cu gaze de rigiditate dielectrica ridicata

In marile aglomerari urbane si zonele industrializate foarte puternic unde se dezvolta concentrari de consumatori de energie electrica foarte puternici se impune necesitatea patrunderii cu tensiuni foarte inalte.

In acest scop de doreste gasirea unor solutii constructive pentru statiile electrice care sa indeplineasca urmatoarele cerinte :

ocuparea unor spatii cat mai mici ;

insensibilitatea la poluare ;

reducerea la minim a riscului de incendiu ;

suprimarea perturbatiilor radiofonice ;

grad inalt de prefabricare.

In decursul timpului s-au exprimat diferite solutii de inlocuirea izolatiei cu aer atmosferic cu alti izolanti. S-a incercat urmatoarele :

aerul comprimat (necesita presiuni foarte ridicate fapt care duce la costuri ridicate cu incapsularea) ;

uleiul electroizolant (are o serie de dezavantaje : inflamabil, in contact cu arcul electric produce explozii, degradarea in timp, necesita blindaje cu rezistenta mecanica ridicata) ;

hexafluorura de sulf SF₆ (permite realizarea unor instalatii electrice care sa indeplineasca toate cerintele de mai sus si tocmai de aceea a castigat competitia)

Hexafluorura de sulf SF₆ - proprietati fizice :

este un gaz incolor si inodor ;

se amesteca foarte incet cu aerul ;

este lipsit de toxicitate ;

este stabil chimic si neinflamabil ;

poate fi turnat in recipiente ca un lichid (greutatea specifica este de cinci ori mai mare decat a aerului 6,1 g/l) ;

condenseaza la temperatura de +20 C ;

coeficientul de transmitere a caldurii prin convectie este de 2,5 ori mai mare decat a aerului, respectiv 15 W/m²C , ceea ce creaza conditii favorabile de evacuare a caldurii produse prin efect Joule in conductoare ;

viteza de propagare a sunetului in SF₆ este circa 2,5 ori mai mica decat a aerului, respectiv 130 m/s, ceea ce asigura o functionare silentioasa a dispozitivelor de actionare si de stingere a arcului electric ;

mare rigiditate dielectrica, data de relatia : E /p = 89 (kV / cm x bar).

Principii de realizare a instalatiilor electrice capsulate cu SF₆ - ICSF

Mentinerea SF₆ in jurul partilor aflate sub tensiune se realizeaza prin capsularea instalatiilor.

Invelisul metalic folosit pentru capsulare este concomitent si ecran electric care nu permite aparitia de campuri electrice in spatiul exterior al invelisului. Invelisul metalic se pune la pamant.

Un principiu care sta la baza constructiei instalatiilor capsulate cu SF₆ este compartimentarea. O celula capsulata se imparte in mai multe compartimente :

compartimentul intreruptorului ;

compartimentul separatorului ;

compartimentul barelor colectoare ;

compartmentul transformatorului de tensiune ;

compartimentul transformatorului de curent, etc.

Compartimentele se separa intre ele etans. Compartimentele individuale sunt de obicei tipizate si interschimbabile, astfel ele se pot asambla in diferite moduri pentru a se putea adapta la schema electrica impusa si la spatiul disponibil din cladire.

Avantajele compartimentarii instalatiilor capsulate :

un eventual defect in instalatie este limitat de obicei la un singur compartiment ;

eventualele scapari de gaz sau interventii la mediul izolant gazos sunt limitate la un singur compartiment, prin care se reduce cantitatea de gaz care se manipuleaza la o asemenea interventie ;

este posibila demontarea unor elemente cu mentinerea restului instalatiei aflate sub tensiune.

Fig.9. Compartimentarea instalatiilor aferente unui circuit de plecare in cablu, racordat la un sistem dublu de bare colectoare.

1 - compartimentul barelor colectoare ;

2 - compartimentul separatoarelor de bare ;

3 - piesa de etansare (con izolant) ;

4 - compartimentul legaturii comune dintre separatoarele de bare si separatorul de punere la pamant ;

5 - compartimentul intreruptorului ;

6 - compartimentul racordului la cablu si al separatorului de punere la pamant ;

7 - compartimentul transformatorului de tensiune.

Particularizari in realizarea componentelor instalatiilor capsulate cu SF₆ - ICSF

1. Barele colectoare

Sunt construite din anvelope cilindrice continand conuri izolante care sustin barele conductoare plasate central. Anvelopele contin flanse care permit racordarea modulelor de echipament sau a altor module de bare. Se pot construi in capsulare monofazata sau trifazata.

Capsularea trifazata are urmatoarele avantaje:

reducerea investitiei prin reducerea costului carcasei;

reducerea spatiului ocupat cu circa 40 %;

posibilitati de racord multiple prin diversificarea carcaselor in teava (dreapta, in T sau unghiulara).

Separatorul

Executia blindata a separatorelor impiedica realizarea clasica a separarii vizibile, de aceea pentru obtinerea conditiilor de securitate in timpul exploatarii se impune punerea la pamant prin separatoare de punere la pamant a circuitului din aval fata de orice separator deconectat, atunci cand se lucreaza la portiunea respectiva de instalatie.

Fig. 11. Sepataor cu SF₆ - constructie

1 - cremaliera;

2 - manostat;

3 - membrana de securitate;

4 - contact mobil ;

5 - con izolant ;

6 - bara colectoare ;

7 - tulipa de conectare ;

8 - orificiu filetat pentru punere la pamant ;

9 - flansa de vizitare ;

10 - contacte cu resort ;

11- roata dintata izolanta.

Intreruptorul

Se poate realiza fie in tehnica cu doua presiuni, fie cu o singura presiune (2-4 bar). Aparatul cu o singura presiune foloseste tehnica autosuflajului.

4. Transformatorul de curent

Se realizeaza in constructie modulara.

Fig. 13. Modulul transformatorului de curent izolat cu SF₆

1 - circuite magnetice inelare cu infasurarea secundara ;

2 - anvelopa metalica;

3 - ecran metalic;

4 - calea principala de curent al transformatorului;

5 - con izolant ;

6 - cablu de racordare a anfasurarii secundare ;

7 - cutie terminala de protectie.

5. Transformatorul de tensiune

Cel mai utilizat este cel de tipul capacitiv.

Fig. 14. Transformator capacitiv

1 - anvelopa metalica ;

2 - condensator ;

3 - transformator de tensiune intermediar.

6. Treceri izolante

Reprezinta limitele statiei capsulate respectiv conexiunile acesteia cu alte instalatii

Fig. 15. Tipuri de treceri izolante

a) - trecere cu SF₆ - ulei pentru transformatoare de putere ;

b) - trecere cu SF₆ - cabluri ;

c) - trecere cu SF₆ - linie aeriana.

Modulele echipamentelor in executie capsulata se monteaza in functie de schema electrica a circuitelor primare.

Barele colectoare pot fi amplasate in partea superioara a instalatiilor sau in partea inferioara a instalatiilor.

Capsularea monofazata a barelor colectoare elimina total posibilitatea aparitiei scurtcircuitelor intre faze, limiteaza fortele electrodinamice intre bare si creeaza posibilitatea realizarii unor instalatii electrice cu fazele dispuse complet separat.

Fig. 16. Instalatie ICSF cu intreruptor vertical

1 - modul bare colectoare ;

2 - modul separator ;

3 - modul intreruptor;

4 - modul separator de legare la pamant;

5 - modul transformator de tensiune ;

6 - modul plecare in cablu ;

7 - schelet metalic de sustinere

3. STRUCTURA INSTALATIILOR ELECTRICE ALE UNEI STATII ELECTRICE

Instalatiile electrice ale unei statii electrice au urmatoarea structura:

Circuite primare;

Circuite secundare;

Servicii interne;

Instalatii auxiliare;

Anexe.

3.1. Circuitele primare

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

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

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

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

Criteriile generale pot fi impartite in doua mari grupe:

a.       Conditiile de mediu

b.      Conditiile electrice

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

Circuitele primare cuprind totalitatea aparatajului de comutatie necesar pentru:

Modificarea situatiei circuitelor (intreruptoare, separatoare);

Modificarea parametrilor energiei electrice (transformatoare de putere, autotransformatoare, convertizoare de frecventa, redresoare, compensatoare sincrone);

Masurare (transformatoare de masura pentru curent si tensiune);

Protectia contra supratensiunilor (descarcatoare);

Limitarea curentilor de scurtcircuit sau de punere la pamant (bobine de reactanta sau bobine de stingere);

Cuplarea telefoniei de inalta frecventa (condensatoare de cuplaj, bobine de zavorare);

Cabluri si conductoare neizolate de racordare a aparatajului sau pentru constructia barelor, inclusiv elemente de sustinere a acestora.

3. Circuitele secundare

Circuitele secundare asigura efectuarea operatiilor de comanda, semnalizare, masurare, protectie si automatizare, necesare exploatarii in bune conditii a circuitelor primare. Ele deservesc circuitele electrice primare si se caracterizeaza prin faptul ca nu sunt parcurse de fluxul principal de energie care circula spre consumatori si prin niveluri reduse ale tensiuni (de exemplu Un=220 V, curent continuu) si foarte reduse ale curentilor (de exemplu In=5 A, in secundarul transformatoarelor de curent).

Circuitele secundare se impart in :

circuite de comanda ;

circuite de control.

3.3. Circuitele de comanda

Circuitele de comanda servesc la actionarea voita (de la fata locului sau de la distanta) a diverselor mecanisme apartinand aparatelor de conectare (intreruptoare, separatoare) si de reglaj.

3.4. Circuitele de control

Circuitele de control sunt cele care deservesc instalatiile de informare (semnalizare, masura, inregistrari diverse), blocaj (pentru evitarea manevrelor gresite - blocaje operative, protejarii personalului de exploatare - blocaje de siguranta, protejarii instalatiilor tehnologice - blocaje tehnologice), sincronizare, protectia prin relee si automatizare.

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

3.5. Serviciile proprii

Serviciile proprii ale statiilor electrice (consumatorii proprii tehnologici) se impart in :

servicii de curent alternativ ;

servicii de curent continuu.

Serviciile proprii de curent alternativ sunt formate din instalatile de racire ale transformatoarelor (autotransformatoarelor), instalatiile de reglaj ale transformatoarelor (autotransformatoarelor), instalatiile de incarcare ale bateriei de acumulatoare, instalatie de ventilatie a incaperii bateriei de acumulatoare, dispozitivele de actionare ale intrerupatoarelor si separatoarelor, instalatia de aer comprimat, instalatia de stingere a incendiilor, instalatia de telecomunicatii, instalatia de iluminat, etc.

Serviciile proprii de curent continuu sunt formate din iluminatul de siguranta, unele dispozitive de actionare a aparatelor, consumatorii ce nu admit intreruperi in functionare, etc.

4. COMPONENTA STATIILOR ELECTRICE

Statiile electrice au urmatoarea componenta :

bare colectoare, bare de legatura si suportii lor ;

amplasarea transformatoarelor si autotransformatoarelor de putere ;

amplasarea intreruptoarelor de inalta tensiune ;

amplasarea separatoarelor de inalta tensiune ;

amplasarea reactoarelor de inalta tensiune;

amplasarea transformatoarelor de masura (transformatoarele de curent si tensiune) ;

amplasarea conductoarelor circuitelor secundare ;

drumuri si imprejmuiri.

4.1. Bare colectoare, bare de legatura si suportii lor 

In statiile electrice barele colectoare precum si barele de legatura mai lungi se realizeaza sub forma unor funii suspendate de lanturi de izolatoare de intindere si mai rara de lanturi de izolatoare de sustinere.

Funiile sunt executate din cupru, aluminiu sau otel-aluminiu.

La tensiuni foarte inalte (220, 400 kV) curentii sunt relativi mici si astfel rezulta o sectiune necesara reltiv mica pentru barele colectoare.

Pentru evitarea efectului Corona diametrul exterior al barelor trebuie sa fie relativ mare. Astfel devine avantajosa utilizarea conductelor flexibile din cupru de forma tubulara.

La realizarea unor legaturi mai scurte (de 1 sau 2 metri), se pot utiliza bare rigide de forma tubulara sau dublu U. Pentru a evita solicitarea mecanica a acestor bare ca urmare a dilatarilor si contractiilor termice, ele se executa cu o forma usoara de S.

Fig. 17. Solutie de montare a barelor colectoare in instalatiile exterioare (folosirea barelor de tip funie sustinute de lanturi de izolatoare).

Fig. 18. Solutie de montare a barelor colectoare in instalatiile exterioare (folosirea barelor rigide sustinute pe izolatoare suport)

Suportii barelor colectoare si a barelor de legatura flexibile se executa din lemn (utilizare mai veche), otel (utilizare noua recomandata), sau beton armat.

Suportii din lemn sunt cei mai ieftini dar au o durata de viata redusa, cel mult 10 - 20 ani dar in majoritatea cazurilor au fost scosi din serviciu.

Suportii din otel au o durata de serviciu mare, sunt usori, prezinta rezistenta mecanica ridicata, ofera conditii comode de fixare a echipamentului, se transporta usor la locul de montare, insa au pretul cam ridicat.

Suportii din beton armat au o durata de serviciu ridicata, sunt ieftini si necesita o intretinere redusa, dar prezinta dezavantajul unei greutati mari, de aceea se executa goi in interior si se intaresc cu armuri de metal. Dezavantajul acestor suporti este acela ca in timp sub actiunea factorilor meteorologici prezinta fisuri care pot fi foarte periculoase. Aceste fisuri pot fi reparate sub actiunea operatiei de hidrofobizare, care este foarte scumpa.

4. Amplasarea transformatoarelor si autotransformatoarelor de putere    

Transformatoarele si autotransformatoarele de putere se instaleaza pe fundatii de beton armat care se ridica cu cel putin 10 cm. Deasupra nivelului solului din statiile electrice.

In scopul impiedicarii scurgerii uleiului la defectarea cuvei transformatorului sau autotransformatorului, sub acestea se executa bazine colectoare umplute cu pietris, cu adancime de minim 25 cm. Aceste bazine nu se captusesc artificial pentru a permite infiltrarea in sol a apei si a uleiului scurs din transformator sau autotransformator in caz de avarie.

4.3. Amplasarea intreruptoarelor de inalta tensiune

Intreruptoarele se fixeaza pe postamente realizate din acelasi material ca si la suportii barelor colectoare si a barelor de legatura flexibile. Inaltimea postamentelor depinde de tipul instalatiilor. Cele mai raspandite sunt instalatiile joase la care inaltimea echipamentului se alege astfel incat pe de o parte sa se asigure conditii comode de lucru la executarea legaturilor.

4.4. Amplasarea separatoarelor de inalta tensiune

Separatoarele de inalta tensiune se fixeaza pe postamente realizate din acelasi material ca si la suportii barelor colectoare si a barelor de legatura flexibile. Inaltimea postamentelor depinde de tipul instalatiilor.

Separatoarele de inalta tensiune prezinta izolatoare lungi si grele, de aceea se recomanda montarea separatoarelor in asa fel incat axele longitudinale ale izolatoarelor sa ajunga in plan vertical si cutitele in plan orizontal.

Separatoarele de tip exterior sunt construite in asa fel incat sa devina posibila deschiderea lor si in cazul unor depuneri mai intense de chiciura pe timp de iarna .

Insa daca apare o depunere mai intensa de chiciura cand separatorul este dechis, inchiderea lui devine imposibila numai dupa topirea chiciurii de pe elemenetele de contact, ceea ce se poate realiza prin incalzirea de la distantaacu radiatii infrarosii.

Separatoarele pot fi prevazute fie cu actionare manuala la fata locului fie cu actionare comandata de la distanta din sala de comanda a statiei.

Amplasarea reactoarelor de inalta tensiune

Reactoarele de inalta tensiune se fixeaza pe postamente realizate din acelasi material ca si la suportii barelor colectoare si a barelor de legatura flexibile. Inaltimea postamentelor depinde de tipul instalatiilor.

Reactoarele utilizate la inalta tensiune sunt de tipul in ulei, deoarece reactoarele uscate nu prezinta suficienta siguranta din punct de vedere al izolatiei, pe de alata parte cuva prezinta o protectie pentru reactor impotriva impuritatii si a agentilor atmosferici.

4.6. Amplasarea transformatoarelor de masura (transformatoarele de curent si tensiune)

Transformatoarele de masura se fixeaza pe postamente realizate din acelasi material ca si la suportii barelor colectoare si a barelor de legatura flexibile. Inaltimea postamentelor depinde de tipul instalatiilor.

Cele mai raspandite sunt instalatiile joase la care inaltimea echipamentului se alege astfel incat pe de o parte sa se asigure conditii comode de lucru la executarea legaturilor dintre elemenetele instalatiilor, pe de alta parte personalul sa poata circula in siguranta sub aceste legaturi aflate sub tensiune.

4.7. Amplasarea conductoarelor circuitelor secundare 

Cablurile circuitelor de comanda, de masura si semnalizare leaga instalatiile de distributie exterioare de sala de comanda a statiei.

Cablurile se aseaza fie in canale fie direct pe pamant. Se utilizeaza utilizarea canalelor acoperite cu placi demontabile, deoarece astfel supravegherea sau eventual schimbarea cablurilor devine mult mai usoara.

Canalele de cablu trebuie sa fie protejate impotriva patrunderii apei, respectiv sa permita evacuarea apei care totusi des formeaza in ele. Canalele de cablu trebuie bine aerisite.

5. SCHEME DE CONEXIUNI ALE STATIILOR ELECTRICE

5.1. Clasificari ale schemelor de conexiuni

Schema electrica de conexiuni a statiilor electrice este reprezentarea prin semne conventionale ale elemenetelor componente ale acestora precum si legaturile dintre aceste elemenete.

In functie de tipul elemenelor componente, avem :

scheme electrice ale circuitelor principale - care contin acele elemente din statii electrice care asigura transmiterea energiei electrice prin statii, de regula de la generatoare la consumatori ;

scheme electrice ale circuitelor secundare - care contin toate elemenetele instalatiilor electrice care nu sunt parcurse de energia electrica transmisa de la generatoare la consumatori.

Dupa modul de reprezentare avem :

scheme electrice reduse (principale) - in acest tip de scheme apar numai partiile centrale ale instalatiilor, fara aparate de masura si alte accesorii, sunt prezentate doar generatoarele, transformatoarele si liniile ;

scheme electrice monofilare - reprezinta elemenetele si legaturile corespunzatoare unei singure faze, au un avantaj ca sunt simple si foarte intuitive, conductorul neutru se reprezinta printr-o linie punctata, pe schema monofilara se reprezinta aparatele esentiale - intreruptoarele, separatoarele, reductoarele ;

scheme electrice multifilare - reprezinta elemenetele si legaturile corespunzatoare celor trei faze si a conductorului neutru, ele servesc la scoaterea in evidenta a unor nesimetrii in raport cu cele trei faze, ele se utilizeaza mai ales la schemele de curent continuu unde trebuie pusa in evidenta polaritatea firelor ;

scheme electrice de montaj - aceste scheme cuprind elemenele instalatiei in concordanta cu amplasarea lor reala ;

scheme de serviciu - care prezinta o reprezentare completa a tuturor aparatelor, instrumentelor, firelor de legatura, circuitelor de comanda, semnalizare, protectie prin relee, cuprinzand in plus si marcile de borne ale aparatelor, marcile firelor unitare si marcile cablurilor.

Fig.2 Schema electrica redusa (principala)

5. Conditii impuse la alegerea schemelor de conexiuni

Instalatiile electrice trebuie sa aiba scheme de conexiuni simple si clare care sa permita manevre rapide si sigure, realizarerea instalatiilor de masura, protectie si automatizare, precum si separarea de lucru atat a intregii instalatii cat si a unei parti (pentru executarea lucrarilor fara intreruperea intregii instalatii).

La alegerea schemelor de conexiuni trebuie respectate si anumite conditii de presiune si poluare impuse de caracteristicile echipamentului si de normative.

Tabelul Conditii climatice in Romania pentru alegerea echipamentului

Calitatiile de exploatare a unui sistem electric sunt influentate in mare masura de schema de conexiuni ale statiilor si retelelor electrice.

Schemele de conexiuni trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii :

siguranta in functionare a instalatiilor ;

elasticitate in functionare ;

usurinta exploatarii ;

economicitatea solutiei;

securitatea personalului de exploatare.

Siguranta in functionare a instalatiilor - asigura continuitatea in alimentarea cu energie electrica a consumatorilor, o cerinta foarte importanta impusa sistemului electroenergetic. Siguranta in functionare se poate imbunatati prin aplicarea unor masuri tehnice la alegerea schemelor de conexiuni. Astfel la elaborarea unei scheme din faza de proiectare se are in vedere divizarea instalatiei in mai multe sectoare, la avarierea unui sector de instalatie celelalte sectoare de instalatie sa ramana in functiune si sa asigure alimentarea tuturor consumatorilor.

Elasticitatea in functionare - se refera la posibilitatea realizarii cu aceea schema a unui numar cat mai mare de regimuri de functionare, iar trecerea de la un regim la altul sa se faca cu un numar cat mai redus de manevre simple. Elasticitatea in functionare a schemei pretinde ca repararea unui element din statie sa nu perturbeze functionarea celorlalte elemente din statie. Cel mai important factor in elasticitatea in functionare il reprezinta alimentarea consumatorilor in diferite conditii de avarie.

Usurinta exploatarii - schema propusa de proiectanti sa fie cat se poate de simpla deoarece in multe cazuri pot sa apara erori de manevra din vina personalului de deservire, usurinta in exploatare cere ca manevrele sa se execute printr-un numar cat mai mic de manevre.

Economicitatea solutiei - de obicei considerentele economice determina alegerea schemei de conexiuni. Aceste considerente impun ca schema aleasa sa duca la cheltuieli anuale minime, bineinteles cu respectarea sigurantei in functionare, elasticitatii si usurintei de exploatare. Cheltuielile anuale se compun din : cheltuieli de exploatare si cheltuieli de investitii.

Securitatea personalului de exploatare - pentru securitatea personalului de exploatare se prevad inca de la faza de proiectare dispozitive constructive incat sa impiedice patrunderea accidentala a personalului de exploatre in zone care prezinta riscuri, sa protejeze termic, mecanic culoarele de acces in instalatie.

5.3. Tipuri de scheme de conexiuni

Fig. 25. Schema de racord cu o singura linie de alimentare, fara statie de distributie

Statia sistemului 6 - 20 kV

PT

PT PT

PT

Domeniul de utilizare - alimentarea consumatorilor din categoria III si uneori II

Fig. 26. Schema de racord cu o singura linie de alimentare si statie de distributie la consumator

Statia sistemului 6 - 20 kV

SD

Domeniul de utilizare - alimentarea consumatorilor din categoria III si II

Fig. 27. Schema de racord cu doua linii de alimentare si statie de distributie

Statia sistemului 6 - 20 kV

SD

Domeniul de utilizare - alimentarea consumatorilor din categoria I si II

Fig. 28. Schema de racord cu o singura linie de alimentare si statie de transformare - racord adanc

Statia sistemului 35 - 400 kV

LEA sau LEC

ST

6 - 20 kV

Domeniul de utilizare - alimentarea consumatorilor din categoria III si partial II ;

Racordul adanc prezinta urmatoarele avantaje :

- marirea sigurantei in alimentare ;

- micsorarea curentilor de lucru sau de scurtcircuit ;

- simplificarea schemelor de comutatie primara ;

- se utilizeaza SF de IT ;

- simplificarea reglajului tensiunii ;

- elasticitate in racordarea noilor consumatori.

Fig. 29. Schema de racord cu doua linii de alimentare si statii de transformare - schema in H

Statia sistemului 35 - 400 kV

LEA

sau

LEC

ST

6 - 20 kV

Domeniul de utilizare - Alimentarea consumatorilor din categoria I si partial II

Fig. 30. Schema de conexiuni ale circuitelor primare cu bara colectoare simpla nesectionata

I₁ I₂

IA   

m1 ~ ~ m2

Utilizare- la alimentarea consumatorilor de importanta redusa sau alimentati pe mai multe cai.

Avantaje

- numar minim de aparate de comutatie;

- investitii reduse.

Dezavantaje

- siguranta redusa in functionare;

- orice avarie sau revizie la bare sau separatoarele de bara conduce la o intrerupere totala.

Fig. 31. Schema de conexiuni ale circuitelor primare cu bara colectoare simpla sectionata

I₁ I₂ I₃ I₄

IA    IB

m1 ~ ~ m2

Utilizare - la alimentarea consumatorilor importanti

Avantaje

- siguranta marita in functionare;

- fiecare sectie de bara este practic independenta;

- reducerea curentilor de scurtcircuit prin montarea pe cupla orizontala CL a bobinelor de reactanta.

Dezavantaje

imposibilitatea efectuarii reviziei la orice intreruptor fara intreruperea circuitului.

Fig. 3 Schema de conexiuni ale circuitelor primare cu bara colectoare simpla nesectionata si bara de transfer

I₁ I₂

BT

IA    

CT

m1~ ~m2

Utilizare - la statii de transformare coboratoare de importanta curenta.

Avantaje

- numar redus de aparate de comutatie;

- posibilitatea de a scoate in revizie intreruptoarele fara intreruperea circuitului;

- reducerea duratei intreruperii in cazul avarierii unui intreruptor.

Fig. 33. Schema de conexiuni ale circuitelor primare cu bara colectoare simpla cu doua sectii longitudinale si bara de transfer

I₁ I₂

BT

IA IB

CL

CT

m1 ~ ~ m2

Utilizare - la statii de transformare coboratoare de importanta curenta pana la 110 kV si mai mult

Avantaje

- siguranta marita in functionare;

- posibilitatea de a scoate in revizie intreruptoarele fara intreruperea circuitului;

- reducerea duratei intreruperii in cazul avarierii unui intreruptor.

Fig. 34. Schema de conexiuni ale circuitelor primare cu bare colectoare duble cu doua sectii longitudinale

I₁ I₂

CL

SB I

SB II

CL

CT1 CT2

m1 m2

Utilizare - la statii de transformare importante de 110 kV si mai mult

Avantaje

- siguranta marita in functionare;

- sectiile de bare sunt practic independente;

- reducerea curentilor de scurtcircuit prin montarea pe cupla longitudinala CL a bobinelor de reactanta.

- functionarea se face pe bara de lucru (bara sectionata longitudinal prin cupla).

Fig. 35. Schema bloc transformator ridicator linie

TR

Utilizare - instalatii cu caracter provizoriu sau etapa initiala a unei statii de transformare

Avantaje

- numar minim de aparate; investitii reduse.

Dezavantaje

- siguranta redusa; dificultatea realizarii protectiei prin relee impotriva defectelor interne in transformator ;

- obligatia ca numarul transformatoarelor sa fie egal cu numarul de linii.