Calculul instalatiilor electrice de joasa tensiune

Calculul instalatiilor electrice de joasa tensiune

Paragraful trateaza elementele fundamentale ale dimensionarii instalatiilor electrice de joasa tensiune ale consumatorilor casnici, industriali si tertiari.

Dimensionarea se realizeaza tinand seama de natura receptoarelor, de regimul normal de functionare a acestora, de incarcarea retelelor de distributie si consta in:

determinarea sectiunii conductoarelor pe baza unor criterii tehnice,

alegerea echipamentului de comutatie, protectie si masura.

Criteriile tehnice care se iau in considerare la determinarea sectiunii conductoarelor sunt:

• incalzirea conductoarelor datorata efectului termic al curentului electric,
• pierderea de tensiune,
• stabilitatea termica in regim de scurta durata (la pornire si la scurtcircuit),
• rezistenta mecanica a conductoarelor electrice,

si rezulta sectiunea tehnica - s.

Pentru retelele interioare, unde de regula traseele sunt scurte, sectiunea tehnica se determina prin calcul la incalzire si se verifica la pierderea de tensiune iar pentru retelele exterioare se face invers.

Verificarea conditiilor economice de functionare a retelelor de distributie interioare de joasa tensiune consta in determinarea prin calcul a sectiunii economice - s_ec.

Alegerea sectiunii conductelor si cablurilor electrice

Sectiunea conductelor si cablurilor electrice pentru circuitele si coloanele retelelor de distributie de joasa tensiune se stabileste ca sectiunea minima care respecta urmatoarele conditii:

1. in regimul de lunga durata (permanent) incarcarea maxima admisibila (I_max,adm) a sectiunii trebuie sa fie mai mare sau egal curentului de calcul

unde I_c este curentul transportat de circuit sau coloana.

Prin dimensionarea sectiunii conductoarelor la incalzire se urmareste limitarea curentului la o valoare maxima pentru o anumita sectiune, astfel incat temperatura pe conductor sa nu depaseasca 60^sC pentru conducte cu izolatie de cauciuc sau 70^sC pentru conducte neizolate, izolate cu PVC si pentru cabluri. I_max,adm se da in functie de:

natura conductoarelor (cupru sau aluminiu),

felul izolatiei conductelor sau cablurilor electrice,

modul de montare - aparent, ingropat in sol, in tub de protectie etc.,

numarul de conducte montate simultan in acelasi tub de protectie,

temperatura mediului ambiant.

In Normativul I-7 se dau valorile intensitatii maxime admise pentru anumite valori de referinta. Cand conditiile reale de montare si exploatare nu corespund cu cele de referinta, valoarea intensitatii maxime admise se corecteaza cu relatia:

(11.2)

Unde '' este un coeficient de corectie care tine cont de regimul de functionare a receptoarelor alimentate si are urmatoarele valori:

, - pentru regim permanent indiferent de sectiune,

- pentru regim intermitent, cand s_Cu<10 mm² si s_Al<16 mm²;

pentru regim intermitent cu durata totala a ciclului de min. 10 min. si durata de functionare de max. 4 min. pentru sectiuni ale conductoarelor de cupru mai mari de 10 mm² si ale conductoarelor de aluminiu mai mari de 16 mm², unde este durata relativa de functionare, este durata de functionare iar este durata ciclului.

'K' este un coeficient de corectie care tine seama de conditiile de racire si este functie de temperatura mediului ambiant la conducte neizolate si izolate, este functie de temperatura solului, rezistenta termica specifica a solului si numarul cablurilor la cabluri pozate in pamant si functie de temperatura mediului ambiant si de modul de pozare la cabluri pozate in aer.

2. sectiunea sa fie mai mare sau cel putin egala cu sectiunea minima impusa de Normativul I-7, sectiune minima rezultata din conditiile de rezistenta mecanica la transport si montare si de siguranta in functionare.
3. sectiunea aleasa se verifica la stabilitatea termica in regimul de scurta durata la care poate fi supusa:

in cazul pornirii motoarelor, densitatea de curent la pornire va fi mai mica decat valoarea maxima admisibila, adica 20 A/mm² pentru conductoarele de aluminiu si 35 A/mm² pentru conductoarele de cupru;

in cazul scurtcircuitului, verificarea se realizeaza daca curentul nominal a sigurantei fuzibile plasata pe circuit sau coloana satisface relatia:

4. sectiunea aleasa va trebui sa conduca la pierderi de tensiune sub valorile admisibile impuse de norme. Aceasta conditie se verifica dupa dimensionarea tuturor circuitelor si coloanelor si dupa ce verificarile de la punctele 1-3 au fost facute pentru toate circuitele si coloanele. Valorile maxime admise ale pierderilor de tensiune intre punctul de delimitare a consumatorului cu furnizorul si cel mai indepartat receptor, in raport cu tensiunea nominala, nu trebuie sa depaseasca limitele stabilite in Normativul I-7 si prezentate in tabelul 11.1.

Tabelul 11.1

Pierderi de tensiune maxime admise

In cazul instalatiilor de alimentare a motoarelor electrice, pierderea de tensiune la pornire, fata de tensiunea nominala, trebuie sa fie cel mult egala cu aceea specificata de producator pentru motor si aparatele de comanda respective, dar de maximum 12% daca nu se dispune de alte date.

Pierderile de tensiune relative % se pot determina cu ajutorul relatiei generale:

%= (11.4)

in care este pierderea de tensiune in V iar este tensiunea nominala in V.

Pierderile de tensiune pe circuite si coloane de iluminat si prize se pot calcula cu urmatoarele relatii:

circuite monofazate:

%= (11.5)

circuite trifazate echilibrate:

(11.6)

coloane monofazate:

(11.7)

coloane trifazate in regim normal de functionare:

(11.8)

unde este puterea instalata pe un tronson oarecare k [W], -lungimea unui tronson oarecare k [m], -sectiunea conductorului de faza pentru tronsonul k [mm²], -tensiunea de faza [V], -tensiunea de linie [V], -conductivitatea materialului conductor, 57 m/mm² la Cu si 34 m/mm² la Al, -coeficientul de cerere.

Pierderile de tensiune pe circuitele si coloanele de forta se calculeaza cu relatiile:

circuite monofazate:

(11.9)

circuite trifazate echilibrate:

(11.10)

coloane monofazate in regim normal:

(11.11)

coloane monofazate in regim de pornire:

(11.12)

coloane trifazate in regim normal:

(11.13)

coloane trifazate in regim de pornire:

(11.14)

in care este puterea instalata in W, este puterea la pornire in W, determinata cu relatia:

(11.15)

unde este puterea maxima la pornire iar este suma puterilor celorlalte n-1 motoare in functiune, n- numarul motoarelor alimentate din tablou.

Conditiile 1-4 de mai sus permit determinarea sectiunii conductorului de faza. Pentru stabilirea sectiunii conductorului neutru s_N , a sectiunii conductorului de protectie s_PE sau sectiunii conductorului comun s_PEN se procedeaza astfel:

sectiunea conductorului neutru se stabileste functie de sectiunea conductorului de faza si din acelasi material cu al conductorului de faza, astfel:

pana la 25 mm² se alege s_N=s;

peste 25 mm² , s_N se alege in functie de s.

sectiunea conductorului de protectie se alege de aceeasi valoare cu s_N cand fazele si neutrul se executa din cupru. Cand conductorul neutru este din aluminiu, conductorul de protectie va fi din cupru cu sectiunea cu o treapta mai mica decat a neutrului.

Sectiunea conductorului comun neutru si de protectie s_PEN va avea aceeasi valoare cu sectiunea conductorului de protectie. Exceptie fac cablurile cu patru conductoare din aluminiu unde al patrulea conductor poate fi conductor PEN intre postul de transformare si consumator sau pe coloanele de distributie.

Protectia instalatiilor electrice de joasa tensiune

Instalatiile electrice se dimensioneaza pentru regim normal de functionare (cand solicitarile se incadreaza in limitele admise). Datorita unor avarii pot insa sa apara regimuri anormale de functionare cand intensitatile curentilor depasesc valorile normale (regim de supracurenti) sau cand tensiunea de alimentare scade mult sub valoarea nominala.

Pentru a elimina efectul nedorit al avariilor, instalatiile electrice de joasa tensiune se prevad cu aparate de protectie, care intrerup alimentarea cu energie electrica in momentul aparitiei deranjamentului.

In practica, se considera ca domeniul de valori pentru curentii de suprasarcina este de (1,05 - 1,5)I_c , in anumite situatii putand ajunge pana la 6I_c, iar curentii de scurtcircuit sunt mai mari de 6I_c.

Circuitele si coloanele retelelor electrice de distributie de joasa tensiune se protejeaza impotriva actiunii curentilor de scurtcircuit iar receptoarele electrice sunt prevazute cu urmatoarele tipuri de protectii:

contra curentilor de suprasarcina,

contra lipsei de tensiune sau la tensiune minima,

impotriva functionarii in doua faze,

contra maririi exagerate a turatiei motoarelor de c.c. cu excitatie serie.

Dimensionarea circuitelor si coloanelor de lumina si prize

Circuitele de lumina si prize se dimensionaza pentru a satisface conditia de stabilitate termica la incalzire in regim permanent, corelat cu alegerea dispozitivelor de protectie impotriva curentilor de scurtcircuit si se verifica la pierderea de tensiune si la conditiile de rezistenta mecanica.

Marimea care sta la baza dimensionarii este curentul de calcul I_c , parcurs de circuit sau coloana, si care depinde de natura receptoarelor si de gruparea lor.

Circuite monofazate pentru receptoare de lumina

Curentul de calcul se determina cu relatia:

(11.16)

- unde P_i este puterea instalata a receptoarelor de lumina alimentate prin circuit. Aceasta nu poate depasi 3 kW, iar pe circuit pot fi conectate cel mult 30 de corpuri de iluminat. In practica puterea instalata pe un circuit monofazat este 1200-1500 W, alimentand 12-15 corpuri de iluminat. Pentru locuinte se prevede:

maximum 12 corpuri de iluminat cu P_i<1,5 kW pentru apartamentele la care puterea instalata este de 6 kW,

maximum 12 corpuri de iluminat cu P_i<1,0 kW pentru apartamentele la care puterea instalata este de 4 kW,

pentru circuitele de lumina din spatiile comune ale acestora (holuri, scari etc.) se pot prevedea cel mult 15 corpuri de iluminat cu P_i≤1,0 kW.

La lampile cu incandescenta puterea instalata pe circuit este suma puterilor nominale ale lampilor alimentate prin circuit.

La lampile fluorescente puterea instalata este formata din puterea nominala ale lampilor alimentate la care se adauga puterea nominala a balastului corespunzator:

. (11.17)

U_f=220 V, tensiunea de faza;

cosφ factorul de putere al receptoarelor circuitului. Daca receptoarele sunt numai lampi cu incandescenta cosφ=1, daca sunt lampi cu descarcare fara condensatoare pentru ameliorarea factorului de putere cosφ=0,55 iar daca sunt prevazute condensatoare cosφ=0,95.

Circuite trifazate pentru receptoare de lumina

Curentul de calcul se determina cu relatia:

, (11.18)

unde P_i este puterea instalata a circuitului trifazat care nu poate depasi 8 kW, iar pe fiecare faza nu pot fi alimentate mai mult de 30 de corpuri de iluminat; U=380 V, tensiunea de linie iar cosφ factorul de putere al circuitului, care se determina in acelasi fel ca in cazul circuitelor monofazate.

Circuitele de lumina trifazate sunt utilizate in cazurile in care sistemele de iluminat sunt formate dintr-un numar mare de corpuri de iluminat: sala de spectacol, sala de sport, hala industriala etc. si atunci cand se doreste eliminarea efectului stroboscopic al lampilor cu descarcare din incaperile in care exista corpuri in miscare cu viteza mare. In aceste cazuri lampile din corpuri de iluminat alaturate se alimenteaza pe faze diferite sau chiar lampile din acelasi corp pot fi legate pe faze diferite.

Circuite monofazate de prize de utilizare generala

Normativul I-7 stabileste urmatoarele conditii pentru aceste circuite:

pe un circuit se prevad maximum 15 prize simple sau duble, cu exceptia locuintelor;

in locuinte, circuitul de prize va alimenta maximum 8 prize simple sau duble, iar pentru racordarea receptoarelor de putere mare: masina de spalat rufe, masina de spalat vase, masina de gatit etc. se vor prevedea circuite separate pentru fiecare din aceste receptoare;

puterea instalata pe un circuit de priza se considera P_i=2 kW iar curentul de calcul se determina cu relatia

, (11.19)

unde cosφ si η pot lua, cu o buna aproximare, valoarea 0,8.

Coloane monofazate pentru tablourile de lumina

Se utilizeaza pentru alimentarea tablourilor electrice de lumina de mica putere din cladirile de locuit sau administrative etc. Curentul nominal se determina cu relatia (11.16), in care P_i este puterea instalata a tabloului.

Coloane trifazate pentru tablourile de lumina

Curentul de calcul se determina cu relatia (11.20), in care Pi este puterea instalata a tabloului de lumina, in limita posibilitatilor uniform distribuita pe faze:

, (11.20)

si k_s este coeficientul de simultaneitate al receptoarelor alimentate de coloana magistrala, coloana firidelor de alimentare din cladirile de locuit sau coloanele tablourilor generale si are urmatoarele valori:

0,8-0,9 pentru cladirile civile si industriale,

1 pentru iluminatul de siguranta,

in cazul coloanelor firidelor de distributie din cladirile de locuit k_s este functie de numarul de apartamente, conform tabelului de mai jos

Un caz particular il reprezinta coloanele tablourilor de lumina si prize in care prizele au o putere comparabila cu cea a receptoarelor de lumina. Puterea circuitelor, in limita posibilitatilor, se distribuie uniform pe fazele tabloului, dar fiecare faza va avea un numar diferit de circuite de priza si respectiv de lumina. In aceste cazuri se impune determinarea curentului de calcul pe fiecare faza a tabloului sau numai pe faza pe care puterea prizelor este cea mai mare, deoarece pe aceasta faza curentul va fi cel mai mare si acest curent va fi luat in considerare pentru alegerea sectiunii. Receptoarele de lumina functioneaza cu factor de putere 0,95 sau 1, in timp ce circuitele de priza au un randament de aproximativ 0,8 si un factor de putere de aproximativ 0,8.

Curentul de calcul pe fiecare faza se va determina cu relatia:

, (11.21)

unde I_ca si I_cr sunt componentele activa si reactiva ale curentului de calcul pe faza, care se determina cu relatiile:

, (11.22)

, (11.23)

unde este puterea instalata pe circuitele de lumina ale fazei respective, iar puterea instalata pe circuitele de priza ale fazei respective.

Sectiunea conductoarelor circuitelor si coloanelor de lumina se alege in corelare cu curentul nominal al sigurantelor fuzibile care asigura protectia la scurtcircuit a circuitelor si coloanelor de lumina.

Curentul nominal al sigurantelor fuzibile se alege conform relatiei:

. (11.24)

Pentru a corela curentul nominal al sigurantelor fuzibile cu intensitatea maxima admisa a curentului, in conditiile concrete de exploatare si montare a circuitelor si coloanelor, se deosebesc doua situatii:

cazul circuitelor si coloanelor de lumina supraincarcabile, care alimenteaza corpuri de iluminat cu lampi cu incandescenta

, (11.25)

cazul circuitelor si coloanelor de lumina in care nu pot apare suprasarcini, care alimenteaza corpuri de iluminat cu lampi cu descarcare

. (11.26)

Sectiunea conductoarelor de faza se alege in functie de .

Sectiunea astfel obtinuta se verifica la conditia de rezistenta mecanica cu ajutorul relatiei

, (11.27)

unde este sectiunea minima admisa din punct de vedere al rezistentei mecanice.

Sectiunea conductorului neutru si al conductorului de protectie se adopta in functie de sectiunea conductorului de faza:

si . (11.28)

Alegerea aparatelor de comutatie

alegerea intreruptorului manual se face pe baza relatiei:

, (11.29)

unde este curentul de rupere al intreruptorului (curent ce poate fi intrerupt de aparat in conditii de stabilitate termica iar este curentul de calcul al circuitului sau coloanei ce trebuie intrerupt(a).

la contactoare, curentul de rupere este mult mai mare decat curentul nominal al acestuia si de aceea alegerea lor se face punand conditia:

, (11.30)

unde este curentul nominal al contactorului iar curentul de calcul al circuitului sau coloanei. Contactorul trebuie ales si in functie de numarul de contacte auxiliare disponibile, tensiunea bobinei si tipul de executie climatica. Bobina contactorului actioneaza si ca un releu de tensiune minima, aceasta eliberand armatura mobila cand tensiunea de alimentare scade sub 0,7 U_N.

intreruptoarele automate se aleg in acelasi mod ca si contactoarele. Ele se deosebesc de contactoare prin faptul ca permit un numar mult mai mic de actionari, nefiind concepute pentru a functiona in sisteme de automatizare, pozitiile de "deschis" si "inchis" sunt vizibile, contactele au curenti de rupere mari de ordinul kiloamperilor.

alegerea disjunctoarelor (aparate de comutatie prevazute cu echipamente de protectie la suprasarcina si scurtcircuit, optional cu protectie diferentiala) se face respectand conditia:

, (11.31)

unde curentul nominal suportat de disjunctor in regim de lunga durata iar

este curentul de calcul al liniei pe care se monteaza disjunctorul.

Dimensionarea circuitelor si coloanelor de forta

Circuitele si coloanele de forta se dimensioneaza pentru a satisface conditia de stabilitate termica la incalzire in regim permanent si in regim de scurta durata la pornire, corelat cu incadrarea sectiunilor in limitele minime admise din punct de vedere al rezistentei mecanice si cu alegerea dispozitivelor de protectie la supracurenti si a aparatelor de comutatie.

Determinarea curentului de calcul al circuitelor si coloanelor de forta

Circuite ce alimenteaza un singur receptor de forta in continuare circuit de receptor

Circuit monofazat ce alimenteaza un singur receptor de forta

Aceste circuite sunt folosite pentru alimentarea unor receptoare de forta monofazate - fie direct, fie printr-un racord flexibil de la o priza. Curentul de calcul este curentul nominal al receptorului alimentat si se determina cu relatia:

, (11.32)

unde este puterea nominala (puterea mcanica la arbore) al receptorului de forta, - randamentul receptorului, - factorul de putere al acestuia, este 220 V la alimentare faza-neutru si 380 V la alimentare faza-faza.

Circuit trifazat ce alimenteaza un singur receptor de forta

Curentul de calcul este curentul nominal al recetorului alimentat si se determina cu relatia:

, (11.33)

unde este puterea nominala (puterea mcanica la arbore) al receptorului de forta. In cazul in care reprezinta puterea electrica activa, din relatie lipseste randamentul.

In cazul in care receptorul nu functioneaza in regim nominal ci in subsarcina, relatia 11.33 devine:

, (11.34)

unde este coeficientul de incarcare reala al receptorului, stabilit cu ajutorul tehnologului, iar si sunt factorul de putere si randamentul corespunzatoare incarcarii reale a receptorului.

Circuite ce alimenteaza mai multe receptoare de forta trifazate (cu conditia ca puterea lor totala sa nu depaseasca 15 kW) sau utilaje, in continuare circuite de utilaj

Curentul de calcul al circuitelor de utilaj se determina cu relatia:

, (11.35)

unde este factorul de putere mediu al receptoarelor care formeaza grupul sau care sunt pe utilaj si se determina cu relatia:

, (11.36)

iar este randamentul mediu al receptoarelor alimentate si se calculeaza cu relatia:

, (11.37)

unde sunt puterea nominala, randamentul respectiv factorul de putere al fiecarui receptor in parte.

Coloane trifazate care alimenteaza tablouri secundare de forta TFS

Cu astfel de coloane sunt alimentate frecvent tablourile care alimenteaza in principal, motoare asincrome cu rotorul in scurtcircuit, prize trifazate ce permit alimentarea unor receptoare de forta cu racorduri flexibile, cuptoare de mica putere etc.

Pentru determinarea curentului de calcul al coloanei , cand tabloul alimenteaza un numar mare de receptoare, se foloseste relatia:

, (11.38)

unde este puterea ceruta de receptoarele alimentate din tabloul de forta, determinata cu ajutorul metodei coeficientilor de cerere (vezi cursul xxx) iar este factorul de putere mediu al receptoarelor alimentate din tablou si care rezulta din metoda coeficientilor de cerere.

In cazul in care tabloul alimenteaza un numar mai redus de receptoare, pentru determinarea curentului de calcul al coloanei se fac unele ipoteze de calcul. Astfel presupunem ca tabloul alimenteaza n receptoare (circuite) iar receptorul (circuitul) oarecare k are urmatoarele caracteristici: puterea instalata (puterea mecanica la arbore), - factorul de putere, - randament. Se presupune ca din cele n receptoare numai m functioneaza simultan iar simultaneitatea va fi apreciata pentru cazul de functionare cel mai dezavantajos pentru coloana si cu consultarea tehnologului instalatiei de forta deservita de tabloul respectiv.

Curentul de calcul al coloanei se determina cu ajutorul relatiei 11.21, unde si sunt componentele activa si reactiva ale acestuia. Pentru cele doua componente se folosesc relatiile:

si , (11.39)

unde este curentul de calcul al receptorului (circuitului) k , determinat cu ajutorul relatiei 11.33 sau 11.35.

Cunoscand valorile si se pot determina si celelalte marimi electrice ale tabloului:

factorul de putere mediu    ,

puterea activa absorbita [W], (11.40)

puterea aparenta absorbita [VA].

Coloane trifazate care alimenteaza tablouri generale de forta TG

Curentul de calcul al coloanei se determina cu ajutorul relatiei 11.38 unde va fi puterea ceruta de receptoarele alimentate din tabloul general de forta sau cu relatia 11.21 in care

si , (11.41)

unde: indicele se refera la o coloana sau circuit oarecare ce pleaca din tabloul general, - numarul total al coloanelor si a circuitelor, - coeficientul de simultaneitate in functionare al intregii instalatii de forta alimentata din tabloul general de forta a carei valoare nu este normata dar trebuie apreciata cu multa atentie pentru a evita atat supradimensionarea cat si subdimensionarea. Celelalte marimi electrice ale TG se pot calcula cu relatiile 11.40.

Coloane trifazate care alimenteaza tablouri generale de lumina si forta

Aceste coloane sunt folosite in cladirile in care instalatia de forta are o putere instalata mica in comparatie cu cea pentru lumina si prize sau in situatiile in care tarifarea este unica.

Curentul de calcul al coloanei se va determina cu relatiile 11.21 si 11.41, in care coeficientul de simultaneitate va tine seama de simultaneitatea generala a instalatiei electrice din cladire - lumina si forta impreuna.

In practica de proiectare, la dimensionarea coloanelor se prevad puteri de rezerva pe fiecare tablou de distributie, de aproximativ 10-30% din puterea instalata pe tablou. La determinarea puterii cerute de receptoarele racordate la tablou, puterea de rezerva se ataseaza la categoria de receptoare cu puterea instalata cea mai mare.

Calculul curentului de pornire al motoarelor si al curentului de varf pentru grupe de receptoare

Pentru a verifica conditia de stabilitate termica in regim de scurta durata la pornirea motoarelor electrice, se calculeaza curentul de pornire si curentul de varf pentru grupe de receptoare, in functie de procedeul de pornire folosit.

Curentul de pornire al motoarelor electrice se determina curelatia:

, (11.42)

unde coeficientul de pornire depinde de procedeul de pornire utilizat si poate lua urmatoarele valori:

la pornirea directa a motoarelor asincrone cu rotorul in scurtcircuit,

la pornirea stea-triunghi,

(58)/K²    la pornirea prin autotransformator, K fiind raportul de transformare,

la pornirea cu reostat de pornire a motoarelor asincrone cu rotorul bobinat.

Curentul de varf al circuitelor de utilaj se determina cu relatia:

, (11.43)

unde este curentul de pornire al motorului care preia cel mai mare curent la pornire la care se aduna curentii de calcul al celorlalte motoare, considerate in functiune.

In cazul coloanelor, curentul de varf se determina cu una din relatiile:

,

, (11.44)

unde /este curentul de pornire, respectiv de varf cu valoarea cea mai mare, este curentul de calcul al coloanei iar este curentul de calcul al circuitului care are curentul de pornire, respectiv de varf cu valoarea cea mai mare.

Alegerea sectiunii conductoarelor circuitelor si coloanelor de forta

Alegerea sectiunii conductoarelor de faza ale circuitelor si coloanelor de forta, pentru a satisface conditia de stabilitate termica la incalzire, se face cu ajutorul relatiei 11.1 si rezulta:

. (11.45)

Sectiunea astfel obtinuta trebuie sa satisfaca si conditia de stabilitate termica in regim de scurta durata la pornire, verificare care se face cu ajutorul relatiei:

, (11.46)

unde este curentul de pornire al circuitului de receptor, curentul de varf al circuitului de utilaj, respectiv curentul de varf al coloanei iar este densitatea de curent maxima admisa la pornire (20 A/mm² pentru conductoare din aluminiu si 35 A/mm² pentru conductoare din cupru).

Sectiunile astfel determinate se verifica si la incadrarea lor in limitele minime admise din punct de vedere al rezistentei mecanice, cu relatia:

. (11.47)

Calea de curent cea mai lunga si cu incarcarea cea mai mare intre punctul de delimitare cu furnizorul si receptor se verifica la pierderea de tensiune cu relatia:

, (11.48)

unde se determina cu relatiile 11.9-11.14, iar este pierderea de tensiune maxima admisa, data in tabelul 11.1.

Alegerea dispozitivelor de protectie si conectare a circuitelor si coloanelor de forta

Alegerea dispozitivelor de protectie la suprasarcina

Pentru protectia receptoarelor, si in anumite cazuri, pentru protectia liniilor se folosesc relee sau declansatoare termice. In circuitele de alimentare ale receptoarelor electrice, pentru protectia la suprasarcina, se folosesc relee termice in serie cu contactoare, iar pe coloanele de alimentare ale tablourilor de distributie se folosesc relee sau declansatoare termice in serie cu intrerupatoare automate, care in majoritatea cazurilor se inlocuieste cu un disjunctor.

In Romania se fabrica blocul trifazat de relee termice - tip TSA, cu sau fara dispozitiv de actionare la mersul in doua faze si cu incalzirea bimetalelor direct, indirect, semidirect sau prin reductor de curent. Marimile caracteristice al releului termic sunt:

curentul nominal al releului termic I_NRT

curentul de serviciu I_s, care este valoarea maxima a curentului pentru care este destinat sa functioneze un releu termic,

curentul de reglaj al releului termic I_rRT,

caracteristica de declansare, exprima dependenta timpului de declansare si raportul I/I_rRT.

Curentul de serviciu I_s al releului termic se determina cu relatia:

, (11.49)

unde I_c este curentul de calcul al circuitului protejat, respectiv curentul nominal al receptorului protejat.

Reglajul propriu-zis al releului termic trebuie facut dupa montaj, in conditii de exploatare, care trebuie sa tina cont pe de o parte de domeniul curentilor de suprasarcina admisi de receptor, iar pe de alta parte de domeniul reglajului posibil al releului termic, din punct de vedere constructiv.

Conform primei conditii, se recomanda reglajul releului termic pe curentul nominal al receptorului protejat sau cat mai aproape de acesta.

Din punct de vedere constructiv posibilitatile de reglaj sunt urmatoarele:

I_rRT=(0,67 - 1)I_s pentru relee termice de tip TSA,

I_rRT=(0,8 - 1)I_s pentru releele termice ale disjunctoarelor de tip USOL,

I_rRT=(0,5 - 1)I_s pentru declansatoarele termice ale disjunctoarelor OROMAX.

Este de preferat ca valoarea curentului de raglaj sa se gaseasca cat mai aproape de mijlocul intervalului de reglaj, pentru a permite realizarea usoara a operatiei de reglare.

Alegerea dispozitivelor de protectie la scurtcircuit

Protectia la scurtcircuit se realizeaza, de regula, prin sigurante fuzibile pentru circuite, coloane secundare si principale si prin relee sau declansatoare electromagnetice ale disjunctoarelor la coloane generale.

Curentul nominal al fuzibilului se alege astfel incat sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sigurantele fuzibile trebuie sa suporte curentul de durata al circuitului sau coloanei

, (11.50)

sigurantele trebuie sa reziste la actiunea curentului de pornire ale receptoarelor de forta, care se exprima prin relatiile:

,

, (11.51)

,

,

unde c este un coeficient care tine cont de procedeul de pornire folosit si are urmatoarele valori:

o      c=2,5    la pornire directa usoara la circuite,

o      c=2    la pornire directa grea (t_p>10 s) si pornire stea-triunghi la circuite si intotdeauna la coloane,

o      c=1,6    la pornire cu reostat.

sigurantele trebuie sa protejeze conductoarele circuitelor si coloanelor de forta la actiunea curentilor de scurtcircuit

. (11.52)

sigurantele trebuie sa protejeze bimetalul releului termic montat in serie, care asigura protectia la suprasarcina

, (11.53)

unde este curentul maxim al fuzibilului care poate proteja releul termic

sigurantele trebuie sa asigure protectia la scurtcircuit al contactoarelor montate in serie

, (11.54)

unde este curentul maxim al fuzibilului care poate proteja contactorul.

Cand pentru protectia la scurcircuit se utilizeaza disjunctoare cu relee sau declansatoare electromagnetice, curentul de reglaj al acestora se determina in baza urmatoarelor conditii:

releul electromagnetic trebuie sa reziste la actiunea curentului in regim permanent si in regim de scurta durata la pornire

la circuite de receptor,

la circuite de utilaj, (11.55)

la coloane,

unde este un coeficient de siguranta la pornire cu valoarea de 1,2 - 1,4

pentru relee si 1,4 - 1,6 pentru declansatoare,

releul electromagnetic trebuie sa protejeze conductoarele coloanelor de forta la actiunea curentilor de scurtcircuit

. (11.56)

Curentul de reglaj al dispozitivelor electromagnetice de protectie poate avea o singura valoare sau poate fi reglat in cadrul domeniului de reglaj al dispozitivului respectiv.

Alegerea dispozitivelor de conectare

Alegerea aparatelor de conectare se face pe baza relatiei

, (11.57)

in cazul contactoarelor sau disjunctoarelor si pe baza relatiei 11.29 in cazul intrerupatoarelor manuale.