UNIVERSITATEA “Lucian Blaga” din SIBIU FACULTATEA DE INGINERIE “Hermann Oberth”
REFERAT ECHIPAMENTE ELECTRICE I SIGURANTE FUZIBILE DE MEDIE SI INALTA TENSIUNE
Coordonator Sef proiect. ing. Lizeta Popescu
Student Cretu Rares-Mihai
2011
0
SIGURANTE FUZIBILE DE MEDIE SI INALTA TENSIUNE Siguranța fuzibilă este un aparat de protecție care întrerupe circuitul în care este conectat, când
curentul electric depășește un anumit timp o valoare dată, prin topirea unuia sau mai multor elemente fuzibile. Siguranțele fuzibile se grupează în doua clase de funcționare, care definesc domeniul de curent pe care îl pot intrerupe:
clasa de funcționare g (siguranțe de uz general) cuprinde siguranțele ale căror elemente de
înlocuire rezistă la acțiunea curenților mai mici sau egali cu curentul lor nominal;
clasa de funcționare a (siguranțe asociate) cuprinde siguranțele ale căror elemente de înlocuire
rezistă la acțiunea curenților mai mici sau egali cu curentul lor nominal și pot întrerupe în conditii precise toți curenîii de la un anumit multiplu al curentului nominal până la capacitatea lor nominală de rupere. Noua linie de siguranţe ETI HV denumite VV THERMO, sunt proiectate să protejeze celulele de comutaţie de medie tensiune precum şi echipamentele electrice de medie tensiune (transformatoare, condensatoare, motoare), faţă de efectele termice şi dinamice a scurt-circuitelor şi a suprasarcinei. Caracteristicele timp-curent corespund standardelor IEC 60282-1, punctul 3.3.3. Acestea sunt destinate a fi montate în instalaţii:
în interiorul sau în exteriorul celulelor de comutaţie de medie tensiune
în instalaţii cu intrerupatoare capsulate - gaz (SF6)
condiţii speciale de service (conditii diferite de cele normale, descrise la p ct.2.1din IEC 60282-.
1. Cele mai importante trăsături ale siguranţelor ETI pentru medie tensiune
creştere redusă a temperaturii datorită disipării reduse a energiei
capacitate mărită de rupere 50kA
dotarea cu percutoare a căror forţă de acţionare este de: 80N şi 120N (variante cu limitatoare de temperatură integrată) şi 50N
sistem fiabil de etanşare împotriva apariţiei umidităţii
la cerere, siguranţa poate fi furnizată în dimensiuni nestandardizate
1
Siguranţe de medie tensiune
Conform standardului IEC 60282-, ediţia a 5a (2002-01), punctul 3.3.3, siguranţa de medie tensiune este o siguranţă limitatoare de curent capabilă de rupere, în condiţii specifice de folosire şi comportament, pentru toţi curenţii de la valoarea nominală maximă a curentului de rupere (I1) până la valoarea nominală minimă a curentului de rupere (I3). Siguranţele nu ar trebui să opereze mai jos de curentul minim de întrerupere a curentului I3. Dacă apare un curent de scurt-circuit la transformator mai mic decât curentul minim de rupere al siguranţei, trebuie pusă protecţie adiţională.
Tabel 1. Dimensiunile standard si non standarde standard
non-standard 2
Standarde
Siguranţele ETI VV (medie tensiune) au următoarele standarde şi specificaţii:
IEC 60282-1, ediţia a 6 a 11/2005 „Siguranţe de curent limitat”
DIN 43625 „ siguranţă fuzibilă de înaltă tensiune ce variază între 3,6 şi 36V”
VDE 0670 T402 „Aparataj de AC pentru tensiuni mai mari de 1kV, Selecţia de curent pentru siguranţe-limită pentru circuite transformator” IEC 60787 „Ghid de aplicare pentru selectarea de supratensiune, de limitare a curentului de înlocuire pentru circuite transformator”
IEC 60644 „ Specificarea siguranţelor de înaltă tensiune necesară montării circuitelor de motor”
IEC 60549 „Siguranţe de înaltă tensiune pentru protecţia externă a puterii condensatorilor” Certificări, raporturi de testare
CESI (Milan, Italia) certificat pentru 12kV, 17.5kV şi 24kV
KERI (Chang Wong, Coreea de Sud) certificat pentru 7.2kV şi 24kV
ICMET (Craiova, România) raport de testare pentru versiunile 25kV, 3.8kV, 40.5kVşi 42kV
Raporturi de testare pentru versiunile 25kV, 38.5kV şi 42kV Construcţi e
Siguranţele ETI de înaltă tensiune sunt proiectate pentru a asigura caracteristicile stabile şi fiabile. Tuburile netede de porţelan (fabricate în propria fabrică de ceramică ETI) sunt extrem de rezistente atât din punct de vedere mecanic cât şi termic. Contactele sunt fabricate din cupru electrolitic şi sunt acoperite galvanic prin nichelare – sau, la cererea clientului, placate cu argint. Capsulele sunt laminate prin presarea tubului în crescătură. Etanşeitatea conexiunii este asigurată de un sigiliu special rezistent la trecerea timpului şi la temperaturi ridicate. Design-ul şi metoda de fabricare a elementelor de topire asigură toleranţa precisă şi caracteristici stabile de timp/curent. Elementele siguranţei sunt înfăşurate pe un suport de ceramică şi sudate electric pe o bandă specială de cupru. Interiorul tubului este umplut cu nisip de cuarţ de o anume granulaţie şi structură chimică. Nisipul garantează o stingere bună şi stabilă a arcului electric. Un element important în construcţia siguranţei este de asemenea şi sistemul de ardere. Parte din acest sistem o constituie elementul de sensibilitate la temperatură, care reacţionează în cazul în care temperatura siguranţei creşte din diferite motive. Temperatura de reacţie este setată la aproximativ 3
250°C. Sistemul răspunde în aşa manieră încât supraîncărcările scurte nu determină siguranţa să întrerupă circuitul dacă nu este necesar. Doar atunci când în jur apar valori inadmisibile ale temperaturii, siguranţa deschide comutatorul prin intermediul percutorului. Datorită acestor caracteristici, percutorul „termic” ETI este potrivit pentru protecţia cu siguranţe în incinta unde se afla aparatul de comutare cu SF6 care necesită protecţie suplimentară împotriva temperaturilor inadmisibile ale anumitor părţi din aparatului de comutare. Exemplu: descriere a tipului de percutor a sigurantelor tensiune nominală 7,2kV:
VVC, forţa percutorului 50N (marca C)
VVT-D, limitator de temperatură (VVT), forţa percutorului 80N (marca D)
VVT-E, limitator de temperatură (VVT), forţa percutorului 120N (marca E)
Fig.1. Diagrama forţă/deplasare a percutorului
4
Fig.2. Exemplu de aparataj pentru conectare, în interior
Fig.3. Caracteristici timp-curent ale siguranţelor VV-THERMO 5
Selectarea sigurantelor necesare protectiei transformatoarelor
Pentru selectarea curentului nominal al siguranţelor, trebuie cunoscute următoarele caracteristici tehnice ale transformatorului:
Putere nominală Pn (kVA)
Tensiunea la scurt-circuit Ucc(%)
Curent nominal Int
Curentul de vârf în sarcină: de obicei (8-12)xInt
Curent de scurt-circuit Icc
Supracurentul: de obicei 1.4xInt
Durata maximă de rezistenţă a transformatorului la scurt-circuit. Pentru transformatoare de până la 630kVA - 2 sec. şi pentru cele cu putere nominală mai mare de 630kVA - de 3 secunde. Trebuie cunoscute de asemenea următoarele caracteristici tehnice ale siguranţei de medie
tensiune:
Tensiune nominală Un(kV)
Curent nominal In(A)
Caracteristicile ( l/t) conform curbelor
Curentul de topire (0.1 sec.) If (0.1sec)
Curentul de topire la 2 sec. sau 3 sec. timp de topire
Curentul minim de rupere I3 (A)
Capacitatea de rupere I1 (kA)
Tabel 2. Suport sigurante de medie tensiune
6
Fig.4. Suport siguranţă de interior
Fig.5. Suport siguranţă de exterior
7
2. SIGURANTE FUZIBILE DE INALTA TENSIUNE Sigurante fuzibile de inalta tensiune destinate protectiei motoarelor electrice
Siguranţele fuzibile de înaltă tensiune tip motor au o largă utilizare în diverse domenii ale economiei: extracţia lignitului, extracţia petrolului, îmbunătăţiri funciare, industria metalurgică, etc. şi deoarece au dimensiuni mari, orice modificare în tehnologia lor de execuţie care implică reduceri ale consumurilor de materiale, energie electrică şi manoperă se transpune în reduceri importante ale costurilor de producţie, ţinând cont că cererea pe piaţă este de ordinul miilor de buc./an. Prezenta tehnologie valorifică brevetul de invenţie RO 00119267 B1- Element de înlocuire de înaltă tensiune pentru protecţia motoarelor electrice, titular: ICPE S.A. Bucureşti şi se referă la execuţia şi asamblarea elementelor de înlocuire ale siguranţelor fuzibile de înaltă tensiune destinate protecţiei motoarelor electrice, pe baza unei noi soluţii, care oferă numeroase avantaje tehnico-economice dar şi o protecţie a mediului ambiant. Soluţia aplicată până în prezent în fabricaţia elementelor de înlocuire tip motor se baza pe multe repere, pe asamblări cu şuruburi sau prin cositorire, deci total neeconomică. În primul rând s-au reproiectat zonele contactelor elementelor de înlocuire, contactele fiind realizate dintr-o bucată, apoi sa reproiectat subansamblul elementelor fuzibile, eliminându-se unele repere mari şi care necesitau prinderi cu şuruburi, noua soluţie fiind una simplă şi care utilizează sudar ea prin puncte. Cea mai mare schimbare s-a făcut în ce priveşte realizarea contactului electric dintre subansamblul elementelor fuzibile şi contactele elementului de înlocuire, acest lucru fiind realizat prin strângerea, pe exteriorul zonelor de capăt ale tubului izolant, a contactelor peste lamelele sans. elementelor fuzibile, pe baza deformării contactelor în câmp magnetic intens, pe baza efectului electromagnetic. Deoarece au fost reproiectate contactele elementelor de înlocuire, cu această ocazie s-a reproiectat şi percutorul, rezultând o construcţie simplă, uşor de executat şi de montat, eliminând astfel unele operaţii anevoioase de cositorire. În ce priveşte soclul siguranţelor fuzibile, singurele modificări s-au făcut în zona acţionării microîntreruptorului, prin eliminarea unor repere şi redimensionarea altora, rezultând o construcţie mai simplă şi mai compactă. Au fost realizate matriţele de ambutisare a noilor contacte dintr -o bucată, SDV-urile necesare şi s-au făcut încercările necesare demonstrării funcţionalităţii noii soluţii. S-a întocmit documentaţia pentru pregătirea fabricaţiei, în vederea implementării noii soluţii în fabricaţie la beneficiar, şi s-a recepţionat noua tehnologie de către acesta. 8
Soclu tip SMOT
Fig.6. Soclu tip SMOT Caracteristici tehnice:
- tensiunea nominală 7,2 kV ; - curentul nominal 250 A - nivelul de izolaţie nominal al soclului este următorul: Locul de aplicare :
pe distanţa de izolare a
Tensiunea de ţinere la
Tensiunea de ţinere la
impuls de trăsnet
frecvenţa industrială, timp de
1,2/50 s în stare
1 min
uscată
în stare uscată
46 kVmax
23 kVef
40 kVmax
20 kVef
soclului la masă şi între poli
Condiţii de lucru
- temperatura: -25 0C ... + 40 0C; - temperatura de stocare: -30 0C ... + 40 0C; - umiditate relativă: 80% la 20 0C; - vibraţii: 3 g, 0.5h, 3 … 55 Hz
9
Aplicaţii
1. Protecţia la scurtcircuit a motoarelor electrice de 6 kV, 50 Hz cu rotorul bobinat sau în scurtcircuit. Se utilizează asociate cu un întreruptor sau un contactor care să asigure protecţia la suprasarcină 2. Siguranţele fuzibile din clasa HH oferă protecţia de încredere necesară pentru transformatoare, baterii de condensatoare şi motoare. Siguranţele fuzibile EFEN HH sunt proiectate să limiteze curenţii de scurtcircuit într -un interval de timp de ordinul milisecundelor, atenuând astfel valoarea de vârf a curentului în curba caracteristică. 3. Siguranţele fuzibile au numeroase domenii de aplicabilitate, cum ar fi: sistemul de distribuţie al energiei electrice de joasă şi medie tensiune; industria minieră şi petrolieră; industria siderurgică; sistemul de îmbunatatiri funciare; transportul feroviar şi urban; industria electrotehnică . 4. În Romania, pentru siguranţele fuzibile de înaltă tensiune tip motor (care au dimensiuni mari) cererea poate atinge nivelul de 2.000 ... 3.000 de bucăţi pe an, iar pentru siguranţele fuzibile destinate protecţiei transformatoarelor electrice de putere, necesarul anual poate fi de cca. 15.000 ... 20.000 buc. La astfel de niveluri de producţie, orice soluţie nouă care poate economisi argint sau poate contribui la reducerea manoperei precum şi la îmbunătăţirea conditiilor de mediu de lucru pentru personalul de execuţie, este binevenită şi acest lucru se va putea realiza prin aplicarea rezultatelor proiectului propus.
10
Bibliografie
Carti
1. Vasilievici Al., Andea P., Frigura F., Aparate _i echipamente electrice. Aplica _ii,Ed.Orizonturi universitare, Timi_oara, 2002. 2. VASILIEVICI, A. , Aparate _i echipamente electrice, vol. I-II, Ed. M-S, 1994,1996 3. Popescu L., Instalatii si Echipamente Electrice, Ed.Alma Mater, Sibiu, 2004 4.
Vasilievici Al, „Aparate si Echipamente Electrice”, vol II, Ed.Mitricel.Sarbu,& Co , Sibiu , 1996
5.
Rodica Dromereschi,Victor Gavril,Luigi Ionescu,Instalatii electrice,Ed. MAST,2007.
Site-uri 1.
http://ro.wikipedia.org/wiki/Siguran%C8%9B%C4%83_fuzibil%C4%83
2.
http://www.electricitate-az.info/2010/08/sigurante-fuzibile/
3.
http://www.icpe.ro/ro/d/8/p/Sigurante_fuzibile_de_inalta_tensiune
4.
http://www.google.ro/search?q=sigurante+fuzibile&hl=ro&prmd=imvns&tbm=isch&tbo=u&so urce=univ&sa=X&ei=unjSTuHZE4nh0QGBqKFN&sqi=2&ved=0CCYQsAQ&biw=1366&bih =624#hl=ro&tbm=isch&sa=1&q=sigurante+fuzibile+de+inalta+tensiune&pbx=1&oq=sigurant e+fuzibile+de+inalta+ten&aq=0S&aqi=gS1&aql=&gs_sm=e&gs_upl=3977l10491l0l11908l22l18l1l3l3l2l1218l2970l53.0.1l4l0&fp=1&biw=1366&bih=624&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&cad=b
5.
http://etigroup.ro/produse/Sigurante%20fuzibile%20de%20medie%20tensiune%20tip%20V%2 0V.pdf
6.
http://aparate.elth.ucv.ro/Echipamente%20electrice%20I/Laborator/Studiul%20sigurantelor%2 0fuzibile,%20separatoarelor%20si%20al%20descarcatoarelor%20electrice.pdf
Articole 1. Newsletterul de tehnologie- Producerea unei sigurante fuzibile de medie tensiune. 2.
Go4it- Siguranta fuzibila de inalta tensiune tip motor.
3. Revista Magazin- Sigurantele fuzibile din clasa HH.
11
