Instalatii electrice de distributie de joasa tensiune

PREFATA:

Problemele specifice tensiunilor joase, mai putin spectaculoase, au cunoscut, in ultimul timp, o atentie crescuta avand in vedere ponderea lor importanta in sistemul electroenergetic. Faptul ca la retelele de joasa tensiune au acces, in multe cazuri, persoane fara o pregatire deosebita in domeniul energiei electrice si noile concepte si realizari in acest domeniu impun o completare a cunostintelor celor care opereaza si folosesc retelele de joasa tensiune.

Exigentele privind calitatea energiei electrice furnizata utilizatorilor finali, implementarea unor noi scheme de protectie la defectele din retea precum si conditiile severe impuse protectiei personalului fac necesara cunoasterea acestora si adoptarea masurilor necesare pentru o functionare la indicatorii de calitate si de siguranta impusi in prezent.

Integrarea sistemului electroenergetic din Romania in sistemul european necesita armonizarea conceptelor si a solutiilor adoptate in alte sisteme energetice. Acest lucru este cu atat mai necesar cu cat multi dintre specialistii din domeniul energiei electrice lucreaza in mediul privat, care a adoptat solutii si reguli din tarile dezvoltate industrial, europene sau americane.

Globalizarea economiei a determinat aparitia, in instalatiile din Romania, a unor echipamente si instalatii concepute si dimensionate conform unor criterii diferite fata de cele europene. Astfel, in practica din alte tari, definitiile si conceptele privind marimi din domeniul energiei electrice sunt uneori diferite, iar utilizarea sistemelor de masurare concepute conform acestora poate conduce la informatii care sa nu corespunda cu cele din Romania.

In prezent, se incearca armonizarea activitatii CEI (International Electrotechnical Commission) care coordoneaza activitatile in domeniul standardizarii in domeniul energiei electrice din Europa cu cele ale IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) care coordoneaza activitatile de standardizare din America, dar diferentele vor persista inca un timp. Este necesara cunoasterea echipamentelor si a conceptelor care au stat la baza proiectarii lor pentru a obtine o utilizare eficienta.

Sistemele electroenergetice care asigura alimentarea utilizatorilor cu energie electrica nu pot fi considerate ca surse neintreruptibile. Cunoasterea daunelor determinate de eventualele intreruperi in alimentare poate fi o motivatie pentru investitii in imbunatatirea disponibilitatii pana la nivelul acceptat. In acest fel, reteaua electrica a utilizatorului final poate cuprinde doua sau mai multe retele de joasa tensiune, cu niveluri diferite de disponibilitate.

Dintre multiplele probleme ale sistemelor de joasa tensiune, in cadrul lucrarii sunt abordate numai acele aspecte pe care autorii lucrarii le-au considerat cele mai importante ca, de exemplu, structura retelelor de joasa tensiune si aspecte specifice retelelor electrice din Europa si America, calitatea energiei electrice, exigente ale utilizatorilor conectati la joasa tensiune, factorul de putere in cazurile concrete ale sistemelor actuale de energie electrica precum si analiza si elaborarea solutiilor pentru protectia personalului si ale echipamentelor la riscurile specifice mediului electric.

Lucrarea poate fi deosebit de utila personalului care isi defasoara activitatea in domeniul instalatiilor de energie electrica de joasa tensiune, dar si a celor care se pregatesc pentru a activa in aceste instalatii.

Autorii


CUPRINS:

1Instalatii electrice de joasa tensiune 10
1.1Introducere 10
1.2 Grafic de sarcina 11
1.3Indicatori specifici utilizatorilor 13
1.4Profile de sarcina 15
1.5 Retele electrice exterioare 17
1.6Retele electrice interioare 21
1.7Dimensionarea retelelor electrice de joasa tensiune 23
1.8 Protectia retelelor electrice de joasa tensiune 25
Bibliografie 26

2Probleme ale iluminatului electric 27
2.1Introducere 27
2.2Radiatia luminoasa 27
2.3Marimi fotometrice 29
2.4Aparate de iluminat 34
2.5Masurarea marimilor fotometrice 36
2.6Legile fotometrice 36
2.7 Redarea culorilor 37
2.8 Surse de lumina artificiala 38
2.9 Instalatii de iluminat. Dimensionare 42
2.9.1Instalatii de iluminat interior 42
2.9.2Instalatii de iluminat exterior 46
2.10Managementul sistemelor de iluminat electric 50
2.10.1Utilizarea luminii naturale 50
2.10.2Utilizarea senzorilor de prezenta 52
2.10.3 Controlul nivelului de iluminare 52
2.11Alimentarea cu energie electrica a sistemelor de iluminat electric 54
2.11.1Scheme electrice de alimentare 54
2.11.2Dimensionarea circuitelor de iluminat electric 54
2.12Dezvoltarea surselor electrice de iluminat 56
Bibliografie 59

3Factorul de putere la joasa tensiune 60
3.1Introducere 60
3.2Factorul de putere. Definitii 61
3.2.1Factorul de putere in circuite monofazate 61
3.2.2Factorul de putere in circuite trifazate 64
3.3Factorul de putere neutral .66
3.4Factorul de putere. Solutii de imbunatatire 67
3.4.1Solutii in domeniul frecventa 67
3.4.2Solutii in domeniul timp 69
3.5Mijloace tehnico-organizatorice pentru imbunatatirea factorului de putere 71
3.5.1Mijloace pentru reducerea puterii deformante 71
3.5.2Mijloace pentru reducerea puterii reactive 73
3.6Controlul factorului de putere 77
3.6.1Instalatii cu control in trepte 77
3.6.2Instalatii cu control continuu 77
Bibliografie 80

4Calitatea energiei electrice in retele de joasa tensiune 81
4.1Introducere 81
4.2Perturbatii electromagnetice in retele electrice de joasa tensiune 82
4.2.1Variatia frecventei tensiunii de alimentare 82
4.2.2Variatii lente ale tensiunii in retele de joasa tensiune 83
4.2.3 Fluctuatii de tensiune (efect de flicker) 86
4.2.4Goluri de tensiune si intreruperi de scurta durata 91
4.2.5 Intreruperi de lunga durata 94
4.2.6Supratensiuni in retele de joasa tensiune 95
4.2.7Regimuri deformante in retele de joasa tensiune 97
4.2.8Nesimetria in retele de joasa tensiune 106
4.3 Daune datorate abaterilor de la indicatorii de calitate a energiei electrice 111
4.3.1Daune datorate tensiunilor in afara benzii admise 111
4.3.2Daune datorate intreruperilor in alimentare 112
4.3.3Daunde datorate golurilor de tensiune 113
4.3.4Daune datorate regimurilor deformante 114
Bibliografie 117

5Protectia impotriva socurilor electrice 118
5.1Introducere 118
5.2Defecte de izolatie 119
5.2.1Efectele trecerii curentului electric prin corpul uman 120
5.2.2Corpul uman - circuit electric 121
5.3Curentul electric admis prin corpul uman 122
5.4Tensiuni de atingere admise 124
5.5Masuri de protectie impotriva electrocutarilor 125
5.5.1Principii generale 125
5.5.2Scheme/sisteme de legare la pamant 128
5.6Masuri suplimentare de protectie 140
5.7Protectia prin intreruperea automata a alimentarii 142
Bibliografie 147

6Prize de legare la pamant 148
6.1Introducere 148
6.2Rezistenta electrica de dispersie. Rezistivitatea solului. Distributia potentialului
pe sol 149
6.3Conditii tehnice impuse ILP cu diferite destinatii 153
6.3.1Tensiunile de atingere si de pas 154
6.3.2Stabilitate termica 157
6.3.3Siguranta mecanica a elementelor ILP 159
6.4Rezistentele electrice de dispersie 160
6.4.1Aspecte generale 160
6.4.2Valori normate 163
6.5Verificari in instalatiile de legare la pamant 166 
6.5.1Expertizarea ILP 168
6.5.2Verificari electrice in instalatiile de legare la pamant 170
6.5.3Masurarea rezistivitatii solului 176
Bibliografie 178

7Supratensiuni. Solutii de protectie 179
7.1Introducere 179
7.2Supratensiuni de trasnet 180
7.2.1Supratensiuni prin lovituri de trasnet 180
7.2.2Protectia contra supratensiunilor de trasnet 185
7.2.3 Scheme de protectie 187
7.3 Supratensiuni de comutatie 195
7.3.1Supratensiuni la deconectarea circuitelor inductive 195
7.3.2Supratensiuni la conectarea circuitelor electrice 196
7.4Supratensiuni temporare 197
7.4.1Aparitia supratensiunilor temporare 197
7.4.2Supratensiuni temporare la scurtcircuite in reteaua electrica 198
7.4.3Supratensiuni la intreruperea conductorului neutru 200
7.4.4Alte cazuri de crestere a tensiunii conductorului neutru 208
7.4.5Sisteme de protectie la intreruperea conductorului neutru 209
7.4.6Supratensiuni in retele cu surse regenerabile de energie 211
7.5Supratensiuni induse 212
7.5.1Supratensiuni induse prin cuplaj capacitiv 212
7.5.2Supratensiuni induse prin cuplaj rezistiv 213
7.5.3Limitarea supratensiunilor induse prin cuplaj rezistiv 214
7.5.4Supratensiuni in retele pe stalpi comuni 217
Bibliografie 221

8Definitii 221
8.1Definitii privind calitatea energiei electrice 221
8.2Definitii privind securitatea muncii 230

Anexe 236
Anexa 1. Legi. Normative si Hotarari de Guvern conexe privitor la aspecte incluse in lucrare 236
Anexa 2. Verificarea protectiei impotriva socurilor electrice (atingerea directa a partilor aflate normal sub tensiune)237
Anexa 3. Verificarea protectiei impotriva socurilor electrice (atingerile indirecte ale partilor care in mod normal nu sunt sub tensiune) 238

DESPRE AUTORI:

Prof. univ. dr. ing. Miron Laurentiu GOIA a absolvit Facultatea de Electrotehnica a Universitatii Traian Vuia din Timisoara, in anul 1957. Dupa absolvirea facultatii, a desfasurat o ampla activitate, atat in proiectare, cat si in conducerea retelelor electrice. A obtinut titlul de doctor in stiinte tehnice la Universitatea din Timisoara, cu o teza privind prizele de pamant naturale. Din anul 1966 a lucrat ca cercetator la ICEMENERG, avand realizari notabile in domeniul tratarii neutrului, al instalatiilor de legare la pamant si al liniilor electrice aeriene, toate concretizate si in tratate publicate in Editura Tehnica. A elaborat numeroase normative si prescriptii specifice si a avut cooperari stiintifice stranse cu specialisti din tarile vecine. In anul 1998 a trecut in invatamantul superior, devenind profesor si continuandu-si activitatea stiintifica. In prezent, este consilier in cadrulCNR-CME.

Prof. univ. em. dr. ing. Nicolae GOLOVANOV a absolvit Institutul Politehnic Bucuresti in anul 1961, obtinand titlul de inginer in specialitatea Electroenergetica, iar in anul 1975 titlul de doctor in specialitatea Energetica. Incepand din anul 1961 a activat in invatamantul superior, parcurgand toate treptele didactice. In prezent este profesor emerit si conducator de doctorat in domeniul Energetica. Pe tot parcursul celor peste 50 de ani de activitate didactica a avut o colaborare activa cu specialistii din sistemul electroenergetic, participand la numeroase studii si cercetari din domeniul utilizarii eficiente a energiei electrice si al calitatii energiei electrice. Cele peste 150 de lucrari publicate in reviste de specialitate din tara si din strainatate, precum si cele peste 30 carti de specialitate adresate studentilor dar si operatorilor din sistemul electroenergetic, cuprind instrumente utile pentru pregatirea specialistilor in domeniu. Pentru activitatea depusa a primit distictia de doctor honoris causa al Universitatii Tehnice aMoldovei. Este vicepresedintele sectiei Electrotehnica si Energetica a Academiei de Stiinte Tehnice din Romania. A fost unul dintre initiatorii studiilor in domeniul calitatii energiei electrice din Romania.