«Μελέτη Υποςταθμού Μέςησ Τάςησ»

ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΦΟΛΗ ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΥΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΕΚΣΡΟΛΟΓΙΑ ΠΣΤΦΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ «Μελέτη Υποςταθμού Μέςησ Τάςησ» ΠΑΡΑΦΟ Μ. ΦΑΣΖΗΑΝΑΣΑΙΟΤ Α.Ε.Μ.: 3622 Ειςηγητόσ: ΝΑΛΜΠΑΝΣΗ Λ. ΣΕΥΑΝΟ Διπλ. Ηλεκτρολόγοσ Μηχανικόσ M. Sc. Αλεξανδρούπολη, 2011-2012

1

ΠΑΡΑΦΟ Μ. ΦΑΣΖΗΑΝΑΣΑΙΟΤ 2012 All rights reserved 2

3

ΠΕΡΙΛΗΧΗ «ΜΕΛΕΣΗ ΤΠΟΣΑΘΜΟΤ ΜΕΗ ΣΑΗ» Η πτυχιακό αυτό εργαςύα αςχολεύται με τουσ υποςταθμούσ μϋςησ τϊςησ. Ξεκινώντασ, περιγρϊφονται οι διακόπτεσ και οι αςφϊλειεσ που χρηςιμοποιούνται ςτη μϋςη τϊςη και ακολουθούν οι πύνακεσ μϋςησ τϊςησ του δικτύου τησ Δ.Ε.Η. και των καταναλωτών. Κατόπιν, περιγρϊφεται η καταπόνηςη που υφύςτανται οι εγκαταςτϊςεισ μϋςησ τϊςησ κατϊ τη διϊρκεια του τριφαςικού βραχυκυκλώματοσ, θερμικό και μηχανικό, και ακολουθεύ ο τρόποσ με τον οπούο γύνεται ο ϋλεγχοσ τησ αξιοπιςτύασ του ηλεκτρολογικού εξοπλιςμού μϋςω διαφόρων δοκιμών, υπερθϋρμανςησ, διηλεκτρικών δοκιμών, μηχανικόσ αντοχόσ, βραχυκύκλωςησ, και κϊποιων ειδικών δοκιμών. Ακολουθεύ ο τρόποσ υπολογιςμού των ζυγών, καθώσ και όλων των υπολούπων ςτοιχεύων του υποςταθμού μϋςησ τϊςησ. Ξεκινώντασ από τον μεταςχηματιςτό παρατύθενται τα τεχνικϊ χαρακτηριςτικϊ των μεταςχηματιςτών μϋςησ τϊςησ που παρϊγουν τα εργοςτϊςια τησ GEC ALHSTOM και τησ Schneider-Electric, και αναφϋρονται οι ςυνθόκεσ κϊτω από τισ οπούεσ μπορεύ να γύνει παραλληλιςμόσ μεταςχηματιςτών. Παρουςιϊζεται επύςησ μια εικόνα των χώρων ενόσ υποςταθμού για να περϊςουμε ύςτερα ςτον υπολογιςμό του πύνακα χαμηλό τϊςησ. Ακολουθεύ μια ανϊλυςη τησ ςημαςύασ του ςυντελεςτό ιςχύοσ για τισ ηλεκτρικϋσ εγκαταςτϊςεισ καθώσ και οι τρόποι για να τον βελτιώςουμε, με τα διϊφορα εύδη αντιςτϊθμιςησ (χωρητικό, κεντρικό, ομαδικό, ατομικό). την επόμενη ενότητα γύνεται αναλυτικό παρουςύαςη ενόσ παραδεύγματοσ υποςταθμού μϋςησ τϊςησ. Η παρουςύαςη αυτό περιλαμβϊνει την επιλογό του μεταςχηματιςτό και των ανοιγμϊτων αεριςμού αυτού, των ςτοιχεύων του πύνακα μϋςησ τϊςησ, εκεύνων του πύνακα χαμηλόσ τϊςησ, την επιλογό των καλωδύων, τον καθοριςμό του ηλεκτροπαραγωγού ζεύγουσ το οπούο θα μπορεύ να διαχειρύζεται τα ϋκτακτα φορτύα ςε περύπτωςη διακοπόσ τησ ηλεκτροδότηςησ, την επιλογό των ςτοιχεύων τού πύνακα του ηλεκτροπαραγωγού ζεύγουσ, τουσ πυκνωτϋσ αντιςτϊθμιςησ καθώσ και τισ απαιτούμενεσ γειώςεισ. Τπϊρχουν φυςικϊ ςε αυτϊ και τα απαραύτητα ςχϋδια. Η τελευταύα ενότητα τησ πτυχιακόσ περιλαμβϊνει την οικονομοτεχνικό μελϋτη του παραπϊνω υποςταθμού. υγκεκριμϋνα φαύνεται ο αναλυτικόσ προώπολογιςμόσ του υποςταθμού μϋςησ τϊςησ, ενώ ακολουθεύ η αναλυτικό περιγραφό του κϊθε ςτοιχεύου, όπου φαύνεται πωσ καθορύςτηκε η τιμό του. 4

5

SUMMARY «MIDDLE VOLTAGE SUBSTATION STUDY» This dissertation is dealing with middle voltage (MV) substations. In the beginning, there is a description of the circuit breakers and fuses that are used in high voltage and following that there are presented the electric board of D.E.H. and middle voltage consumers. After that, there is a description of the exhaustion of the electrical equipment during a triple phased withstand current, thermal and mechanic, and follows the explanation of the mechanism which aims to control the credibility of the electrical equipment by means of various tests, for instance, in relation to mechanical endurance, overheating, dielectric trials, withstand current and other more specified tests. Then, it focuses on the method that is applied in order to estimate the balances and all the other components of a middlevoltage (MV) substation. By reference to transformers, there is a presentation of the main and substantial technical characteristics of transformers of middlevoltage that are produced by the factories of GEC ALHSTOM and of Schneider- Electric, and of the conditions as well, under which the parallelism of transformers could take place. A layout of the substation space follows, which is succeeded by the question of the estimating of a low-voltage table. The next part analyses, apart from the significance of power contributors as far as it concerns the electrical installation, the ways of improving the several types of counter-balancing. The following chapter presents an ideal model of a middle-voltage substation. The specific analysis includes the selection of a transformer and of its air openings as well, the elements of a middle-voltage table and those of a lowvoltage table, the choice of cables, the fixing of the generator that could comply with unusual loads in case of interruption of the electrical drainage, the option of the elements of the table of the generator, the counter-balancing condensers and the earthing as well. The last chapter of the essay envisages the middle-voltage substation on an economical-technical view. This involves the question of the necessary budget for the establishing of the specific substation and of the prime cost for each of the elements in relation to the factors that tend to settle the prices in the relevant market. 6

7

ΠΡΟΛΟΓΟ Η πτυχιακό αυτό εργαςύα πραγματεύεται τουσ υποςταθμούσ μϋςησ τϊςησ. υγκεκριμϋνα αποτελεύται από τρύα βαςικϊ κομμϊτια. το πρώτο περιλαμβϊνονται τα θεωρητικϊ ςτοιχεύα τα οπούα οφεύλει να γνωρύζει κϊποιοσ ώςτε να προβεύ ςτη μελϋτη ενόσ υποςταθμού μϋςησ τϊςησ. το κομμϊτι αυτό περιλαμβϊνονται επύςησ ςτοιχεύα για τουσ μεταςχηματιςτϋσ μϋςησ τϊςησ οι οπούοι καταςκευϊζονται ςτην Ελλϊδα κυρύωσ από τισ εταιρύεσ GEC ALSTHOM και Schneider-Electric. Σο δεύτερο κομμϊτι αποτελεύ ϋνα παρϊδειγμα μελϋτησ ενόσ υποςταθμού ο οπούοσ καλεύται να εξυπηρετόςει κϊποια φορτύα ενόσ βιομηχανικού καταναλωτό. Σο τρύτο και τελευταύο δε κομμϊτι τησ διπλωματικόσ αποτελεύται από την οικονομοτεχνικό μελϋτη του παραπϊνω υποςταθμού. κοπόσ τησ πτυχιακόσ εργαςύασ εύναι να ϋχουν οι φοιτητϋσ κϊποια αναφορϊ ςτουσ υποςταθμούσ μϋςησ τϊςησ εύτε για τη μελϋτη τουσ εύτε για το κόςτοσ που αυτού ϋχουν. Επύςησ αποτελεύ ϋνα παρϊδειγμα οικονομοτεχνικόσ μελϋτησ όπου φαύνεται αναλυτικϊ ο τρόποσ που βγαύνουν τα κόςτη των διαφόρων εργαςιών καθώσ και η ςύνταξη ενόσ προώπολογιςμού. Για την εκπόνηςη τησ πτυχιακόσ εργαςύασ θα όθελα να ευχαριςτόςω ιδιαύτερα τον καθηγητό μου κο τϋφανο Ναλμπϊντη για την πολύτιμη βοόθεια και καθοδόγηςό του, και τουσ γονεύσ μου, Μιχϊλη και Γεωργύα, για την υποςτόριξη τουσ ςε ότι χρειϊςτηκα. ασ ευχαριςτώ Αλεξανδρούπολη, 2012 8

9

ΠΕΡΙΕΦΟΜΕΝΑ 1. Διακόπτεσ και αςφϊλειεσ ςτη μϋςησ τϊςη 1.1 Πύνακεσ μϋςησ τϊςησ του δικτύου τησ Δ.Ε.Η. και των καταναλωτών 1.1.1 Πύνακεσ του δικτύου μϋςησ τϊςησ τησ Δ.Ε.Η. 1.1.2 Σύποι παροχόσ μϋςησ τϊςησ και υποςταθμού καταναλωτών 2. Καταπόνηςη των εγκαταςτϊςεων μϋςησ και υψηλόσ τϊςησ ςε τριφαςικό βραχυκύκλωμα. 2.1 Μηχανικό καταπόνηςη κατϊ το τριφαςικό βραχυκύκλωμα 2.2 Θερμικό καταπόνηςη κατϊ το τριφαςικό βραχυκύκλωμα 2.3 Ο ϋλεγχοσ τησ αξιοπιςτύασ του ηλεκτρολογικού εξοπλιςμού 3. Τπολογιςμού ςε πύνακεσ και υποςταθμούσ 3.1 Τπολογιςμόσ των ζυγών 3.2 Επιλογό του εξοπλιςμού μϋςησ τϊςησ 3.2.1 Επιλογό των διακοπτών 3.2.2 Επιλογό των αςφαλειών 3.2.3 Οι αποςτϊςεισ μόνωςησ και προςταςύασ 3.3 Τπολογιςμόσ του υποςταθμού μϋςησ τϊςησ 3.3.1 Επιλογό μεταςχηματιςτό 3.3.2 Παραλληλιςμόσ μεταςχηματιςτών 3.3.3 Διαςτϊςεισ χώρων ςε υποςταθμούσ 3.3.4 Τπολογιςμόσ του γενικού πύνακα χαμηλόσ τϊςησ 4. Φωρητικό αντιςτϊθμιςη 4.1 ημαςύα του ςυντελεςτό ιςχύοσ 4.2 Η βελτύωςη του ςυντελεςτό ιςχύοσ 4.3 Εύδη χωρητικόσ αντιςτϊθμιςησ 4.3.1 Αντιςτϊθμιςη με πυκνωτό ςυνδεδεμϋνο ςε ςειρϊ 4.3.2 Αντιςτϊθμιςη με πυκνωτό ςυνδεδεμϋνο παρϊλληλα 4.3.3 Κεντρικό αντιςτϊθμιςη 4.3.3.1Κεντρικό αντιςτϊθμιςη ςε υποςταθμό μϋςησ τϊςησ 4.3.3.2Κεντρικό αντιςτϊθμιςη ςε τριφαςικϋσ παροχϋσ χαμηλόσ τϊςησ 4.3.4 Ομαδικό αντιςτϊθμιςη 4.3.5 Ατομικό αντιςτϊθμιςη ςε φωτιςτικϊ 5. Εφαρμογό 6. Οικονομοτεχνικό μελϋτη 7. Βιβλιογραφύα 10

11

1. ΔΙΑΚΟΠΣΕ ΚΑΙ ΑΥΑΛΕΙΕ ΣΗ ΜΕΗ ΣΑΗ Σα κυριότερα εύδη αςφαλειών και διακοπτών που χρηςιμοποιούνται ςτουσ πύνακεσ μϋςησ τϊςησ τησ Δ.Ε.Η. αλλϊ και των καταναλωτών μϋςησ τϊςησ φαύνονται ςτον πύνακα που ακολουθεύ. Εύδοσ εξοπλιςμού ύμβολο κοπόσ χρηςιμοπούηςησ Σριπολικόσ αποζεύκτησ Απομονώνει από την παροχό ϋνα κύκλωμα που ϋχει τεθεύ όδη εκτόσ τϊςησ (δεν ϋχει ιςχύ διακοπόσ) Σριπολικόσ γειωτόσ Γειώνει ϋνα κύκλωμα μετϊ την απόζευξη (δεν ϋχει ιςχύ διακοπόσ) Σριπολικόσ διακόπτησ φορτύου Επιτρϋπει το χειριςμό ενόσ φορτύου με ιςχύ ύςη μϋχρι την ονομαςτικό ιςχύ του Αςφϊλεια μϋςησ τϊςησ Παρϋχει προςταςύα από βραχυκύκλωμα Σριπολικόσ διακόπτησ ιςχύοσ (ό αυτόματοσ διακόπτησ) Μονοπολικό ακροκιβώτιο Επιτρϋπει το χειριςμό ενόσ φορτύου ιςχύοσ μϋχρι την ονομαςτικό του ιςχύ και ταυτόχρονα προςτατεύει από βραχυκύκλωμα Φρηςιμοποιεύται για τισ ςυνδϋςεισ καλωδύων ςε πύνακεσ Μεταςχηματιςτόσ ϋνταςησ Φρηςιμοποιεύται για την παροχό τϊςησ ςε κυκλώματα χειριςμών και προςταςύασ Μεταςχηματιςτόσ τϊςησ Φρηςιμοποιεύται για την παροχό τϊςησ ςε κυκλώματα χειριςμών και προςταςύασ Πύνακασ 1: «ύμβολα βαςικού εξοπλιςμού ςε πύνακεσ μϋςησ τϊςησ» 12

Σουσ διακόπτεσ ςτη μϋςη τϊςη τουσ χωρύζουμε ςε δύο βαςικϋσ κατηγορύεσ. ε εκεύνουσ που ϋχουν ιςχύ διακοπόσ και ςε εκεύνουσ που δεν ϋχουν. Σο να ϋχει ϋνασ διακόπτησ ιςχύ διακοπόσ καθορύζεται από το αν μπορούμε να τον χειριζόμαςτε υπό φορτύο. Έτςι για παρϊδειγμα ο διακόπτησ φορτύου καθώσ και ο διακόπτησ ιςχύοσ εύναι ϋνασ διακόπτησ με ιςχύ διακοπόσ ενώ αντύθετα ο αποζεύκτησ και ο γειωτόσ αποτελούν παραδεύγματα διακοπτών χωρύσ ιςχύ διακοπόσ. Σον αποζεύκτη και τον γειωτό λοιπόν δεν μπορούμε να τουσ χρηςιμοποιόςουμε υπό τϊςη. Η βαςικό τουσ χρηςιμότητα εύναι η εκτϋλεςη των εργαςιών ςυντόρηςησ και επιςκευόσ με αςφϊλεια αφού όμωσ ο πύνακασ ϋχει όδη τεθεύ εκτόσ τϊςησ. Εύναι ςε πολλϋσ περιπτώςεισ χρόςιμοσ ο ςυνδυαςμόσ ενόσ αποζεύκτη και ενόσ γειωτό ςε ϋνα διακόπτη και μϊλιςτα με τϋτοιο τρόπο ώςτε όταν ο ϋνασ εύναι κλειςτόσ ο ϊλλοσ να εύναι ανοιχτόσ. Ο ςυνδυαςμόσ αυτόσ προςτατεύει από τυχόν λανθαςμϋνουσ χειριςμούσ. Υυςικϊ ανϊλογα με τον πύνακα μϋςησ τϊςησ που ϋχουμε μπορούν να γύνουν και ϊλλοι ςυνδυαςμού διακοπτών όπωσ για παρϊδειγμα των αςφαλειοθηκών με ϋνα διακόπτη φορτύου. Όπωσ προαναφϋραμε για χειριςμούσ υπό τϊςη χρηςιμοποιούμε εύτε το διακόπτη φορτύου εύτε το διακόπτη ιςχύοσ. Ο διακόπτησ φορτύου εύναι πολύ πιο απλόσ ςτην καταςκευό του και πρϋπει να ςυνδυϊζεται με αςφϊλειεσ ώςτε να εξαςφαλύζεται η προςταςύα από βραχυκύκλωμα. Αντύθετα ο διακόπτησ ιςχύοσ ςυνδυϊζει και το χειριςμό υπό τϊςη αλλϊ και την προςταςύα από βραχυκύκλωμα αλλϊ εύναι πιο πολύπλοκοσ ςτην καταςκευό αλλϊ και τη ςυντόρηςό του γι αυτό δεν ςυνύςταται η χρόςη του από τουσ καταναλωτϋσ μϋςησ τϊςησ παρϊ μόνο από τη Δ.Ε.Η. 1.1 ΠΙΝΑΚΕ ΜΕΗ ΣΑΗ ΣΟΤ ΔΙΚΣΤΟΤ Δ.Ε.Η. - ΚΑΣΑΝΑΛΨΣΨΝ 1.1.1 ΠΙΝΑΚΕ ΣΟΤ ΔΙΚΣΤΟΤ ΜΕΗ ΣΑΗ ΣΗ Δ.Ε.Η. Σα μονογραμμικϊ ςχϋδια των πινϊκων του δικτύου τησ Δ.Ε.Η. φαύνονται ςτο ςχόμα που ακολουθεύ: 13

χόμα 1.1.1 : «Πύνακεσ τησ Δ.Ε.Η. ςτη μϋςη τϊςη» Τπϊρχουν τϋςςερα τυποποιημϋνα εύδη ςυγκροτημϊτων μϋςησ τϊςησ: 1. Βροχοειδϋσ ςύςτημα Ι : 2ΚΔΥ + 1 ΒΚ Ι + 1 ΚΜ + 1 ΚΜ 2. Βροχοειδϋσ ςύςτημα ΙΙ : 2ΚΔΥ + 1 ΒΚ ΙΙ + 1 ΚΜ + 1 ΚΜ 3. Aκτινικό ςύςτημα Ι : 1 ΚΑΚ + 1 ΒΚ Ι + 1 ΚΜ + 1 ΚΜ 4. Aκτινικό ςύςτημα ΙΙ : 1 ΚΑΚ + 1 ΒΚ ΙΙ + 1 ΚΜ + 1 ΚΜ 14

1.1.2.ΣΤΠΟΙ ΠΑΡΟΦΗ ΜΕΗ ΣΑΗ ΚΑΙ ΤΠΟΣΑΘΜΟΙ ΚΑΣΑΝΑΛΨΣΨΝ Η παροχό μϋςησ τϊςησ από τη Δ.Ε.Η. προσ τουσ καταναλωτϋσ γύνεται με τουσ ακόλουθουσ τρόπουσ: ΣΤΠΟΤ Α : τροφοδοςύα από ςτύλο ΣΤΠΟΤ Α1 : παροχό μϋςω μονοπολικών αςφαλειοαποζευκτών ΣΤΠΟΤ Α2 : παροχό μϋςω τριπολικού αποζεύκτη ΣΤΠΟΤ Β : τροφοδοςύα από ςυγκρότημα πινϊκων ΣΤΠΟΤ Β1 : παροχό από πύνακα ΒΚ Ι ΣΤΠΟΤ Β2 : παροχό από πύνακα ΒΚ ΙΙ Έχουμε λοιπόν δύο περιπτώςεισ υποςταθμών μϋςησ τϊςησ οι οπούεσ φαύνονται ςτο ςχόμα που ακολουθεύ: χόμα 1.1.2 : «Σύποι ιδιωτικών υποςταθμών» Η διαφορϊ μεταξύ των δύο παραπϊνω περιπτώςεων εύναι ότι ςτη πρώτη ϋχουμε διακόπτη φορτύου και αςφϊλειεσ για προςταςύα από ενδεχόμενο βραχυκύκλωμα ενώ ςτη δεύτερη ϋχουμε μόνο διακόπτη ιςχύοσ. 15

ε ϋνα πύνακα μϋςησ τϊςησ ενόσ ιδιωτικού υποςταθμού πρϋπει να υπϊρχουν, για λόγουσ αςφαλεύασ αλληλαςφαλύςεισ μεταξύ των διακοπτών οι οπούεσ ϋχουν ωσ εξόσ: Εύναι αδύνατη η χρόςη του αποζεύκτη όταν ο διακόπτησ φορτύου ό ιςχύοσ εύναι ανοιχτόσ Εύναι αδύνατη η χρόςη του διακόπτη φορτύου ό ιςχύοσ αν ο αποζεύκτησ δεν εύναι τελεύωσ ανοιχτόσ ό κλειςτόσ. Εύναι αδύνατη η χρόςη του γειωτό με κλειςτό τον αποζεύκτη Εύναι αδύνατη η χρόςη του αποζεύκτη με το γειωτό κλειςτό 2.KATAΠΟΝΗΗ ΣΨΝ ΕΓΚΑΣΑΣΑΕΨΝ ΜΕΗ ΚΑΙ ΤΧΗΛΗ ΣΑΗ Ε ΣΡΙΥΑΙΚΟ ΒΡΑΦΤΚΤΚΛΨΜΑ Δυςμενϋςτερη κατϊςταςη λειτουργύασ για τισ εγκαταςτϊςεισ μϋςησ τϊςησ θεωρεύται το τριφαςικό βραχυκύκλωμα. το ςχόμα που ακολουθεύ φαύνεται η μορφό του ρεύματοσ κατϊ το τριφαςικό βραχυκύκλωμα. χόμα 2.1 : «Μορφό του ρεύματοσ κατϊ το τριφαςικό βραχυκύκλωμα» 16

Παρατηρούμε λοιπόν ότι αρχικϊ το ρεύμα βραχυκύκλωςησ εύναι αςύμμετρο αλλϊ ςταδιακϊ γύνεται ςυμμετρικό. το αςύμμετρο τμόμα ϋχουμε το εναλλαςςόμενο ρεύμα βραχυκύκλωςησ I sw και το ςυνεχϋσ ρεύμα βραχυκύκλωςησ I g. Σο ςυμμετρικό τμόμα αποτελεύται από το διαρκϋσ ρεύμα βραχυκύκλωςησ I d. H μϋγιςτη τιμό του ρεύματοσ βραχυκύκλωςησ ονομϊζεται κρουςτικό ρεύμα βραχυκύκλωςησ I s και ςυνδϋεται με το εναλλαςςόμενο ρεύμα βραχυκύκλωςησ με τη ςχϋςη I s = κ 2 I sw Ο ςυντελεςτόσ κ δύνεται από τον πύνακα 2.1 που ακολουθεύ ανϊλογα με τισ τιμϋσ τησ ολικόσ ωμικόσ και επαγωγικόσ αντύςταςησ του δικτύου μϋχρι το ςημεύο βραχυκύκλωςησ R και X αντύςτοιχα. Η τιμό του εναλλαςςόμενου ρεύματοσ βραχυκύκλωςησ δύνεται από τον τύπο I sw = 3 1.1* U R 2 N 2 ol όπου Ζ = R 2 2 η ολικό ςύνθετη αντύςταςη τησ διαδρομόσ βραχυκύκλωςησ. Η ςχϋςη δε που ςυνδϋει το διαρκϋσ ρεύμα βραχυκύκλωςησ με το εναλλαςςόμενο ρεύμα βραχυκύκλωςησ εύναι I d = μ d Ι sw όπου μ d ο ςυντελεςτόσ του οπούου η τιμό εξαρτϊται από το πηλύκο Ι sw /Ι G όπου Ι G το ονομαςτικό ρεύμα των πηγών του δικτύου που δύνεται από τον πύνακα 2.2. που ακολουθεύ. 17

Rολ/Φολ κ Isw/IG μd (για cosφ=0.8) 0 1.8 0.1 1 0.05 1.68 0.2 0.97 0.1 1.59 0.3 0.96 0.15 1.5 0.4 0.93 0.2 1.44 0.5 0.9 0.25 1.38 0.6 0.89 0.3 1.33 0.7 0.87 0.35 1.29 0.8 0.85 0.4 1.25 0.9 0.82 0.45 1.22 1 0.8 0.5 1.19 1.6 0.7 0.55 1.17 2 0.67 0.6 1.14 3 0.58 0.65 1.12 4 0.52 0.7 1.11 5 0.49 0.75 1.1 6 0.44 0.8 1.095 7 0.41 0.85 1.09 8 0.4 0.9 1.08 9 0.39 0.95 1.075 10 0.35 1 1.07 1.05 1.065 1.1 1.06 1.15 1.055 1.2 1.05 Πύνακασ 2.1 : [κ = f(rολ/φολ) και μd = f(isw/ig)] 18

Εκτόσ από τα παραπϊνω ενδιαφϋρον παρουςιϊζει και ο υπολογιςμόσ του ρεύματοσ διακοπόσ Ι a, που εύναι το εναλλαςςόμενο τμόμα του ρεύματοσ βραχυκύκλωςησ τη χρονικό ςτιγμό τησ διακοπόσ του ρεύματοσ από το μϋςο προςταςύασ, καθώσ επύςησ και ο υπολογιςμόσ τησ ιςχύοσ διακοπόσ P a από τουσ τύπουσ: I a = μ Ι sw σε kα P a = 3 U N I a σε ΜVA όπου η παρϊμετροσ μ παύρνει τιμϋσ που φαύνονται ςτον πύνακα που ακολουθεύ. Isw/IG μ 0.1s (cosφ=0.8) μ 0.25s (cosφ=0.8) 0.1 ϋωσ 1.6 1 1 2 0,97 0,95 3 0,9 0,85 4 0,85 0,77 5 0,8 0,72 6 0,79 0,7 7 0,7 0,67 8 0,75 0,65 9 0,74 0,63 10 0,74 0,62 όπου: μ 0.1s για χρόνο διακοπόσ 0.1 sec, μ 0.25s για χρόνο διακοπόσ 0.25 sec Πύνακασ 2.2 : [μ = f(isw/ig) για cosφ = 0.8] Πρϋπει εδώ να αναφϋρουμε ότι για τισ εγκαταςτϊςεισ μϋςησ και υψηλόσ τϊςησ θεωρούμε την ωμικό αντύςταςη Rολ αμελητϋα και ςυνεπώσ ο υπολογιςμόσ τησ ολικόσ ςύνθετησ αντύςταςησ Ζολ ςυνύςταται ςτον υπολογιςμό του Φολ: Για τισ γεννότριεσ (και τϊςη αναγωγόσ τα 10 ΚV) δύνεται από τη ςχϋςη: X 10 = σε Ψ/φάση P G για τουσ μεταςχηματιςτϋσ και τα ςτραγγαλιςτικϊ πηνύα (και τϊςη αναγωγόσ τα 10ΚV) δύνεται από τη ςχϋςη: u X 10 = σε Ψ/φάση P N όπου ε ςε % η ςχετικό τϊςη διαςπορϊσ, P G η ονομαςτικό ιςχύσ τησ γεννότριασ ςε MVA, u ςε % η ςχετικό τϊςη βραχυκύκλωςησ, P N η ονομαςτικό ιςχύσ για τουσ μεταςχηματιςτϋσ και η διερχόμενη ιςχύσ για τα ςτραγγαλιςτικϊ πηνύα. 19

την πρϊξη επειδό ο υπολογιςμόσ τησ ςύνθετησ αντύςταςησ του δικτύου εύναι μια διαδικαςύα πολύ πολύπλοκη η επιλογό των διακοπτών και των αςφαλειών για ϋναν υποςταθμό γύνεται ςε ςυνεννόηςη με τη Δ.Ε.Η. η οπούα και καθορύζει τισ αντοχϋσ που πρϋπει να ϋχουν ςε τριφαςικό βραχυκύκλωμα 2.1 ΜΗΦΑΝΙΚΗ ΚΑΣΑΠΟΝΗΗ ΚΑΣΑ ΣΟ ΣΡΙΥΑΙΚΟ ΒΡΑΦΤΚΤΚΛΨΜΑ Εύναι γνωςτό ότι κϊθε ρευματοφόροσ αγωγόσ δημιουργεύ γύρω του ϋνα μαγνητικό πεδύο μαγνητικόσ επαγωγόσ Β που δύνεται από τη ςχϋςη Β = 0 2 I r όπου μ 0 η μαγνητικό διαπερατότητα του αϋρα, r η απόςταςη από το ρευματοφόρο αγωγό Έςτω τώρα ότι ϋχουμε δύο παρϊλληλουσ ρευματοφόρουσ αγωγούσ απεύρου μόκουσ όπωσ φαύνεται ςτο ςχόμα 2.1.1 d I 1 F I 2 B Η δύναμη που αςκεύται μεταξύ τουσ εύναι ύςη με F = 0 2 I1I 2L d όπου Ι 1, Ι 2 το ρεύμα που διαρρϋει τουσ δύο αγωγούσ L το μόκοσ του αγωγού d η απόςταςη των δύο αγωγών 20

Γύνεται λοιπόν κατανοητό από τα παραπϊνω ότι ςτην περύπτωςη ενόσ τριφαςικού βραχυκυκλώματοσ μεταξύ των αγωγών αςκούνται μεγϊλεσ δυνϊμεισ. Ση μϋγιςτη τιμό την ϋχουμε για ρεύμα ύςο με το κρουςτικό ρεύμα βραχυκύκλωςησ Ι s όπου F = 0.2 I s 2 ό L d F = 2.04 10 2 2 I s σε Ν L d σε kp Όταν ϋχουμε ζυγούσ που ϋχουν ςυναρμολογηθεύ ςτουσ μονωτόρεσ ςτόριξόσ τουσ εύναι ςαν να ϋχουμε μια δοκό πακτωμϋνη και ςτα δύο ϊκρα τησ. Έςτω τώρα ότι ϋχουμε ϋνα ςύςτημα από τρεισ ζυγούσ. Άρα: 1. Η ροπό κϊμψησ που αςκεύται ςτον ζυγό λόγω του τριφαςικού βραχυκυκλώματοσ εύναι ύςη με Μ b = F.L 16 σε kp.cm 2. Η μηχανικό αντοχό του κϊθε ζυγού εξαρτϊται από τη μϋγιςτη ορθό τϊςη ς και τη ροπό αντύςταςησ W max σ = - W M b σ max Η μϋγιςτη επιτρεπόμενη τϊςη ς max εύναι: 1000-1200 kp/cm 3 για ζυγούσ από χαλκό 400-600 kp/cm 3 για ζυγούσ από αλουμύνιο Η ροπό αντύςταςη του ζυγού δύνεται από τον τύπο: W = h.b 6 ςε cm 3 για ζυγούσ ορθογωνικόσ διατομόσ ό W =. D 32 3 ςε cm 3 για ζυγούσ κυκλικόσ διατομόσ διαμϋτρου D Περιςςότερη καταπόνηςη υφύςτανται οι ζυγού κατϊ την εκδόλωςη τριφαςικού βραχυκυκλώματοσ εϊν ϋχουμε μηχανικό ςυντονιςμό κϊτι που ςυμβαύνει όταν η μηχανικό ιδιοςυχνότητα των ζυγών εύναι 10% των 50 ό των 100 Hz. Μια εμπειρικό ςχϋςη υπολογιςμού τησ μηχανικόσ ιδιοςυχνότητασ ενόσ ζυγού εύναι: 21

E. J f = 112 4 g. L σε Hz Όπου Ε: το μϋτρο ελαςτικότητασ του υλικού του ζυγού Ε Cu = 1.25 10 6 kp/cm 2 για χαλκό Ε Al = 0.72 10 6 kp/cm 2 για αλουμύνιο J: η ροπό αδρϊνειασ για ζυγούσ ορθογωνικόσ διατομόσ ιςούται με J = h.b 3 /12 ςε cm 4 g : το βϊροσ του ζυγού ςε kp/cm L : το μόκοσ του ζυγού μεταξύ των πακτωμϋνων ϊκρων του ςε cm 2.2 ΘΕΡΜΙΚΗ ΚΑΣΑΠΟΝΗΗ ΚΑΣΑ ΣΟ ΣΡΙΥΑΙΚΟ ΒΡΑΦΤΚΤΚΛΨΜΑ Σο τριφαςικό βραχυκύκλωμα προκαλεύ ςημαντικό θερμικό καταπόνηςη ςε όλο τον εξοπλιςμό που εύναι ςτη διαδρομό βραχυκύκλωςησ. Η θερμικό αυτό καταπόνηςη εξαρτϊται από την τιμό του διαρκούσ ρεύματοσ βραχυκύκλωςησ Ι d και από το πόςο γρόγορα εκκαθαρύζεται το ςφϊλμα. Ένασ εμπειρικόσ τύποσ υπολογιςμού τησ αύξηςησ τησ θερμοκραςύασ λόγω εκδόλωςησ τριφαςικού βραχυκυκλώματοσ εύναι ο ακόλουθοσ: Δθ = 2 Ι 2 d [t + T(I sw /I d ) 2 ] σε 0 C A όπου : κ ςταθερϊ του υλικού με κ=0.0058 για χαλκό κ= 0.0135 για αλουμύνιο Α διατομό του αγωγού ςε mm 2 t o χρόνοσ από την εμφϊνιςη του τριφαςικού βραχυκυκλώματοσ μϋχρι την εκκαθϊριςό του Σ ϋνασ ςυντελεςτό χρόνου που ιςούται με 0.3-0.15 για τριφαςικό βραχυκύκλωμα 0.6-ο.25 για διφαςικό βραχυκύκλωμα 22

Η οριακό θερμοκραςύα που μπορεύ να αντϋξει εύναι: Για γυμνούσ αγωγούσ από χαλκό 200 0 C Για γυμνούσ αγωγούσ από αλουμύνιο 180 0 C Για καλώδια ϋχουμε τον παρακϊτω πύνακα U σε kv θ λειτουργίας σε 0 C θ max σε 0 C 1-6 45 120 10-20 35 115 30-60 25 100 χαμηλό τϊςη - 150 Πύνακασ 2.2.1 : Θερμοκραςύα λειτουργύασ και οριακό θερμοκραςύα θ max για καλώδια 3. Ο ΕΛΕΓΦΟ ΣΗ ΑΞΙΟΠΙΣΙΑ ΣΟΤ ΗΛΕΚΣΡΟΛΟΓΙΚΟΤ ΕΞΟΠΛΙΜΟΤ Για να εξαςφαλύςουμε την αξιοπιςτύα μιασ ηλεκτροτεχνικόσ καταςκευόσ θα πρϋπει αυτό καθώσ και τα επιμϋρουσ ςτοιχεύα τησ να πληρούν οριςμϋνεσ προδιαγραφϋσ (DIN, VDE, IEC, ASM, προδιαγραφϋσ Δ.Ε.Η. κ.λπ.). Προκειμϋνου να γύνει αυτό υποβϊλλουμε την κϊθε ηλεκτροτεχνικό καταςκευό ςε διϊφορεσ δοκιμϋσ. Οι δοκιμϋσ αυτϋσ διακρύνονται ςε δύο εύδη. τισ δοκιμϋσ τύπου και ςτισ δοκιμϋσ ςειρϊσ. Οι δοκιμϋσ τύπου πραγματοποιούνται ςε διεθνώσ αναγνωριςμϋνα εργαςτόρια ό ςτο εργαςτόριο του καταςκευαςτό. Επειδό οι δοκιμϋσ αυτϋσ προκαλούν τϋτοιεσ καταπονόςεισ ςτον εξοπλιςμό ώςτε να θεωρεύται επικύνδυνη μετϊ από μια δοκιμό τύπου η χρόςη του, οι δοκιμϋσ αυτϋσ γύνονται μόνο ςε ϋνα τυχαύο δεύγμα και μόνο για παραγγελύεσ που αφορούν πολλϊ κομμϊτια. ε ϊλλη περύπτωςη για την επιβεβαύωςη τησ ποιότητασ του εξοπλιςμού θα πρϋπει να αρκεύται κανεύσ ςτα πιςτοποιητικϊ εργαςτηριακών δοκιμών. Αντύθετα οι δοκιμϋσ ςειρϊσ πραγματοποιούνται ςε όλα τα κομμϊτια και δεν εύναι καταςτρεπτικϋσ για τον ηλεκτρολογικό εξοπλιςμό πραγματοποιούνται δε ςυνόθωσ παρουςύα του αγοραςτό. Αν δεν εύναι δυνατό η παρουςύα του αγοραςτό τότε και ςε αυτόν την περύπτωςη αρκούμαςτε δε πιςτοποιητικϊ διεθνώσ αναγνωριςμϋνου εργαςτηρύου. Υυςικϊ οι διϊφορεσ δοκιμϋσ εύναι διαφορετικϋσ ανϊλογα με το εύδοσ τησ ηλεκτροτεχνικόσ καταςκευόσ, τα ονομαςτικϊ τησ ςτοιχεύα και τισ ςυνθόκεσ λειτουργύασ. Οι δοκιμϋσ που πραγματοποιούνται εύναι οι ακόλουθεσ: 1) Η δοκιμό υπερθϋρμανςησ (ό δοκιμό ανύψωςησ τησ θερμοκραςύασ): κοπόσ τησ δοκιμόσ αυτόσ εύναι η επιβεβαύωςη του ονομαςτικού ρεύματοσ λειτουργύασ. Υυςικϊ η τιμό του καθορύζεται από το εύδοσ τησ κϊθε 23

καταςκευόσ και τισ προδιαγραφϋσ που πρϋπει αυτό να πληρού. Η δοκιμό αυτό διαρκεύ αρκετϋσ ώρεσ, πϊλι ανϊλογα με την κϊθε καταςκευό, και εύναι επιτυχόσ όταν η θερμοκραςύα δεν υπερβεύ ϋνα ςυγκεκριμϋνο, ανϊλογα με τισ προδιαγραφϋσ, όριο. Η δοκιμό υπερθϋρμανςησ εύναι δοκιμό τύπου. 2) Οι διηλεκτρικϋσ δοκιμϋσ: Με τισ διηλεκτρικϋσ δοκιμϋσ ελϋγχουμε την διηλεκτρικό αντοχό των ηλεκτροτεχνικών καταςκευών ανϊλογα με την ονομαςτικό τουσ τϊςη. υγκεκριμϋνα, ελϋγχουμε τη μονωτικό τουσ ικανότητα ϋναντι υπερτϊςεων δηλαδό την καταπόνηςη που μπορούν να δϋχονται από κεραυνικϋσ υπερτϊςεισ και τϊςεισ χειριςμών χωρύσ να χϊνεται η διηλεκτρικό τουσ αντοχό. Η δοκιμό υπό κρουςτικό τϊςη εύναι δοκιμό τύπου ενώ η δοκιμό με εναλλαςςόμενη τϊςη βιομηχανικόσ ςυχνότητασ (50Hz) εύναι δοκιμό τύπου και ςειρϊσ. Ακολουθεύ πύνακασ με τισ τιμϋσ των τϊςεων δοκιμόσ ανϊλογα με την ονομαςτικό τϊςη. UN KV Σϊςη μόνωςησ (μϋγιςτη επιτρεπόμενη τϊςη λειτουργύασ kv ΣΑΗ ΔΟΚΙΜΗ Εναλλαςςόμενη τϊςη 50Ηz Κρουςτικό τϊςη 1,2/50 μs Έλεγχοσ τησ μόνωςησ ωσ προσ γη ό μεταξύ φϊςεων ΚV Έλεγχοσ τησ απόςταςησ ςε διακόπτεσ kv Έλεγχοσ τησ μόνωςησ ωσ προσ γη ό μεταξύ φϊςεων ΚV - + Έλεγχοσ τησ απόςταςησ ςε διακόπτεσ kv 3 3,6 21 25 45 48 52 6 7,2 27 35 60 57 70 10 12 35 45 75 71 85 15 17,5 45 60 95 90 110 20 24 55 75 125 120 145 25 27,5 65 90 145 130 170 30 36 75 100 170 150 195 45 52 105 145 235 220 290 60 72,5 140 190 300 280 300 110 123 230 310 450 430 650 Πύνακασ 3.1 : «Σιμϋσ για τη δοκιμό με εναλλαςςόμενη τϊςη 50 Hz επύ 1 min και τη δοκιμό με κρουςτικό τϊςη 1,2/50 μs» Ενδιαφϋρον επύςησ παρουςιϊζουν για καταςκευϋσ ςτον αϋρα ονομαςτικόσ τϊςησ πϊνω από 1kV η τόρηςη των αποςτϊςεων μεταξύ αγωγών και αγωγών προσ γη καθώσ επύςησ και οι αποςτϊςεισ από ςτοιχεύα, μεταλλικϊ πλϋγματα και γενικϊ μεταλλικϋσ επιφϊνειεσ. Παρατύθεται λοιπόν ϋνασ ακόμα πύνακασ με τισ αποςτϊςεισ που πρϋπει να τηρούνται. 24

Ονομαςτικό Σϊςη ε Ελϊχιςτη απόςταςη μόνωςησ Απόςταςη μεταξύ αγωγού και επιφϊνειασ προςταςύασ ςε mm κιγκλύδωμα εςχϊρα λαμαρύνα KV ςε mm εςωτ. εξωτ. εςωτ. εξωτ. 1 40 - - - 140-70 3 75 - - - 175-105 6 100 - - - 200-130 10 125 180 500 500 225 280 155 20 180 260-500 280 360 210 30 260 360-560 360 460 290 45 360 470 560 670 460 570 390 60 470 580 670 780 570 680 500 110 800 1000 1000 1200 900 1100 830 150-1450 - 1650-1550 - 220-2200 - 2400-2300 - Πύνακασ 3.2 : «Αποςτϊςεισ ςτον αϋρα για εγκαταςτϊςεισ πϊνω από 1000 V» 3) Η δοκιμό μηχανικόσ αντοχόσ Η δοκιμό αυτό επιβεβαιώνει την ςτιβαρότητα τησ ηλεκτροτεχνικόσ καταςκευόσ. Έτςι ςτουσ διακόπτεσ ελϋγχουμε την ικανότητϊ τουσ ςε ονομαςτικό ρεύμα μετϊ από μεγϊλο αριθμό χειριςμών καθώσ και τυχόν παραμορφώςεισ και αποςυναρμολογόςεισ ςτισ επαφϋσ του διακόπτη. Εύναι δοκιμό τύπου αλλϊ προβλϋπεται ςτισ προδιαγραφϋσ των διακοπτών και ωσ δοκιμό ςειρϊσ με πολύ μικρό αριθμό χειριςμών. 4) Η δοκιμό βραχυκύκλωςησ Η δοκιμό αυτό εφαρμόζεται προκειμϋνου να επιβεβαιωθεύ η αντοχό τησ καταςκευόσ ςτην δυναμικό και θερμικό καταπόνηςη που υφύςταται κατϊ το τριφαςικό βραχυκύκλωμα και πραγματοποιεύται υποβϊλλοντασ την καταςκευό ςε Ι sw επύ 1 sec. Μετϊ την δοκιμό αυτό και ανϊλογα με την καταςκευό πρϋπει να γύνονται νϋεσ δοκιμϋσ τύπου προκειμϋνου να διαπιςτωθεύ ότι ςτην καταςκευό μασ δεν προκλόθηκε κϊποια ατϋλεια που θα εύχε επιπτώςεισ π.χ. ςτην διηλεκτρικό τησ αντοχό. 5) Ειδικϋσ δοκιμϋσ Οι δοκιμϋσ αυτϋσ εύναι ςυγκεκριμϋνεσ για κϊθε ηλεκτροτεχνικό καταςκευό ανϊλογα με τη χρόςη τησ. Έτςι, για παρϊδειγμα, ςτισ ειδικϋσ δοκιμϋσ ενόσ μεταςχηματιςτό περιλαμβϊνεται η μϋτρηςη των απωλειών του. 25

3. ΤΠΟΛΟΓΙΜΟΙ Ε ΠΙΝΑΚΕ ΚΑΙ ΤΠΟΣΑΘΜΟΤ 3.1 ΤΠΟΛΟΓΙΜΟ ΣΨΝ ΖΤΓΨΝ Κατϊ τον υπολογιςμό των ζυγών λαμβϊνουμε υπόψη μασ τη μηχανικό καταπόνηςη που αυτού δϋχονται κατϊ το τριφαςικό βραχυκύκλωμα, κατόπιν επιλϋγουμε από τουσ πύνακεσ που ακολουθούν τη διατομό τουσ και τϋλοσ από τισ ςχϋςεισ τησ παραγρϊφου 2.1 υπολογύζουμε τη δυναμικό αντοχό τουσ. Γύνεται επύςησ ϋλεγχοσ για ενδεχόμενο μηχανικό ςυντονιςμό τησ καταςκευόσ μασ. ε περύπτωςη που αποδειχτεύ ότι ενώ η διατομό εύναι ςωςτό οι ζυγού μασ εύναι ακατϊλληλοι αλλϊζουμε το μόκοσ ό τη διατομό των ζυγών ό και τα δύο. Πλϊτοσ X Πϊχοσ mm x mm 12x2 15x2 15x3 20x2 20x3 20x5 25x3 25x5 30x3 30x5 40x3 40x5 40x10 50x5 50x10 60x5 60x10 80x5 80x10 100x5 100x10 Βϊροσ Kp/m 0,21 0,27 0,40 0,36 0,53 0,89 0,67 1,11 0,80 1,34 1,07 1,78 3,56 2,23 4,45 2,67 5,34 3,56 7,12 4,45 8,90 Ονοματικό ρεύμα (Α) ζυγού με κατεργαςύα αριθ. ζυγών ζυγού χωρύσ κατεργαςύα αριθ. ζυγών Ροπό αντύςταςησ (W) και ροπό αδρϊνειασ (J) F κϊθετη F οριζόντια W J W J 1 2 1 2 cm 3 cm 4 cm 3 cm 4 125 155 185 205 245 325 300 385 350 450 460 600 835 700 1025 825 1200 1060 1540 1310 1880 225 270 330 350 425 550 510 670 600 780 780 1000 1500 1200 1800 1400 2100 1800 2600 2200 3100 110 140 170 185 220 290 270 350 315 400 420 520 750 630 920 750 1100 950 1400 1200 1700 200 240 300 315 380 495 400 600 540 700 710 900 1350 1100 1620 1300 1860 1650 2300 2000 2700 0,048 0,075 0,112 0,133 0,200 0,333 0,312 0,521 0,450 0,750 0,800 1,333 2,666 2,080 4,160 3,000 6,000 5,333 10,660 8,333 16,660 0,0288 0,0562 0,084 0,133 0,200 0,333 0,390 0,651 0,675 1,125 1,600 2,666 5,333 5,200 10,400 9,000 18,000 21,330 42,600 41,660 83,300 0,008 0,010 0,022 0,0133 0,030 0,083 0,037 0,104 0,045 0,125 0,060 0,166 0,666 0,208 0,833 0,250 1,000 0,333 1,333 0,4166 1,666 0,0008 0,0010 0,0030 0,0013 0,0045 0,0208 0,005 0,026 0,007 0,031 0,009 0,042 0,333 0,052 0,416 0,063 0,500 0,0833 0,666 0,104 0,833 Πύνακασ 3.1.1 : «Ζυγού ορθογωνικόσ διατομόσ κατϊ DIN από χαλκό για εναλλαςςόμενη τϊςη 40 ϋωσ 60 Hz και θερμοκραςύα χώρου 30 0 C.» 26

Κατεργαςμϋνοι εύναι οι ζυγού που ϋχουν υποςτεύ επιμετϊλλωςη για καλύτερη απαγωγό τησ θερμότητασ. Για θερμοκραςύεσ που υπερβαύνουν τουσ 30 0 C ιςχύει η ςχϋςη Ιθ = Ι / 30 Για ςυχνότητεσ που υπερβαύνουν τα 50 Hz ιςχύει η ςχϋςη Ιf = Ι 50 / f Πλϊτοσ X Πϊχοσ Mmxmm 12x2 15x2 15x3 20x2 20x3 20x5 25x3 25x5 30x3 30x5 40x3 40x5 40x10 50x5 50x10 60x5 60x10 80x5 80x10 100x5 100x10 Βϊροσ Kp/m 0,065 0,081 0,122 0,108 0,162 0,270 0,202 0,338 0,243 0,405 0,324 0,540 1,08 0,675 1,35 0,810 1,62 1,08 2,16 1,35 2,70 Ονοματικό ρεύμα (Α) Ζυγού με κατεργαςύα αριθ. ζυγών 1 2 100 125 150 165 195 200 240 310 280 360 370 460 670 560 820 660 960 850 1230 1050 1500 180 215 265 280 340 400 410 535 480 625 630 800 1220 970 1440 1130 1650 1450 2100 1750 2450 ζυγού χωρύσ κατεργαςύα αριθ. ζυγών 1 2 80 95 115 120 145 195 180 230 205 270 280 350 515 425 625 500 730 650 930 775 1100 140 170 210 220 270 350 330 430 385 500 500 650 975 780 1150 900 1300 1170 1650 1400 1950 Ροπό αντύςταςησ (W) και ροπό αδρϊνειασ (J) F κϊθετη F οριζόντια W cm 3 cm 4 0,048 0,075 0,112 0,133 0,200 0,333 0,312 0,521 0,450 0,750 0,800 1,333 2,666 2,080 4,160 3,000 6,000 5,333 10,660 8,333 16,660 J 0,0288 0,0562 0,084 0,133 0,200 0,333 0,390 0,651 0,675 1,125 1,600 2,666 5,333 5,200 10,400 9,000 18,000 21,330 42,600 41,660 83,300 W cm 3 cm 4 0,008 0,010 0,022 0,0133 0,030 0,083 0,037 0,104 0,045 0,125 0,060 0,166 0,666 0,208 0,833 0,250 1,000 0,333 1,333 0,4166 1,666 J 0,0008 0,0010 0,0030 0,0013 0,0045 0,0208 0,005 0,026 0,007 0,031 0,009 0,042 0,333 0,052 0,416 0,063 0,500 0,0833 0,666 0,104 0,833 Πύνακασ 3.1.2 : «Ζυγού ορθογωνικόσ διατομόσ κατϊ DIN από αλουμύνιο για εναλλαςςόμενη τϊςη 40 ϋωσ 60 Hz και θερμοκραςύα χώρου 30 0 C.» 27

Πλϊτοσ X Πϊχοσ Mmxmm Βϊροσ Kp/m Ονοματικό ρεύμα (Α) ζυγού με κατεργαςύα αριθ. ζυγών 3 4 ζυγού χωρύσ κατεργαςύα αριθ. ζυγών 3 4 Ροπό αντύςταςησ (W) και ροπό αδρϊνειασ (J) F κϊθετη F οριζόντια W J cm 3 cm 4 W J cm 3 cm 4 40x10 3,56 2060 2800 1850 2500 2,666 5,333 0,666 0,333 50x5 50x10 2,23 4,45 1750 2450 2310 3330 1550 2200 2100 3000 2,080 4,160 5,200 10,400 0,208 0,833 0,052 0,416 60x5 60x10 2,67 5,34 1980 2800 2650 3800 1800 2500 2400 3400 3,000 6,000 9,000 18,000 0,250 1,000 0,063 0,500 80x5 80x10 3,56 7,12 2450 3450 3300 4600 2200 3100 2900 4200 5,333 10,660 21,330 42,600 0,333 1,333 0,0833 0,666 100x5 100x10 4,45 8,90 2950 4000 3800 5400 2600 3600 3400 4800 8,333 16,660 41,600 83,300 0,4166 1,666 0,104 0,833 Πύνακασ 3.1.3 : «Ζυγού ορθογωνικόσ διατομόσ κατϊ DIN από χαλκό για εναλλαςςόμενη τϊςη 40 ϋωσ 60 Hz και θερμοκραςύα χώρου 30 0 C.» Πλϊτοσ X Πϊχοσ Βϊροσ Kp/m Ονοματικό ρεύμα (Α) ζυγού με κατεργαςύα αριθ. ζυγών 3 4 Ζυγού χωρύσ κατεργαςύα Αριθ. ζυγών 3 4 Ροπό αντύςταςησ (W) και ροπό αδρϊνειασ (J) F κϊθετη F οριζόντια W J cm 3 cm 4 W J cm 3 cm 4 Mmxmm 40x10 1,08 1650 2250 1350 1800 2,666 5,333 0,666 0,333 50x5 0,675 1400 1850 1120 1500 2,080 5,200 0,208 0,052 50x10 1,35 1960 2660 1600 2160 4,160 10,400 0,833 0,416 60x5 0,810 1580 2120 1300 1730 3,000 9,000 0,250 0,063 60x10 1,62 2230 3040 1850 2500 6,000 18,000 1,000 0,500 80x5 1,08 1950 2600 1650 2130 5,333 21,330 0,333 0,0833 80x10 2,16 2760 3680 2300 3100 10,660 42,600 1,333 0,666 100x5 1,35 2350 3000 2000 2500 8,333 41,600 0,4166 0,104 100x10 2,7 3200 4300 2700 3700 16,660 83,300 1,666 0,833 Πύνακασ 3.1.4 : «Ζυγού ορθογωνικόσ διατομόσ κατϊ DIN από αλουμύνιο για εναλλαςςόμενη τϊςη 40 ϋωσ 60 Hz και θερμοκραςύα χώρου 30 0 C.» 28

Διϊμετροσ Βϊροσ Kp/m Ονομαςτικό ρεύμα Α mm Φαλκόσ Αλουμύνιο Φαλκόσ Αλουμύνιο 6 0,254 0,076 125 65 8 0,447 0,136 160-10 0,699 0,212 250 200 16 1,789 0,543 480 380 20 2,796 0,860 640 500 30 6,291 1,910 1100 870 Πύνακασ 3.1.5 : «Ζυγού κυκλικόσ διατομόσ κατϊ DIN για εναλλαςςόμενη τϊςη 40 ϋωσ 60 Hz και θερμοκραςύα χώρου 30 0 C.» Για θερμοκραςύεσ που υπερβαύνουν τουσ 30 0 C ιςχύει η ςχϋςη Ιθ = Ι / 30 Για ςυχνότητεσ που υπερβαύνουν τα 50 Hz ιςχύει η ςχϋςη Ιf = Ι 50 / f 29

3.2 ΕΠΙΛΟΓΗ ΣΟΤ ΕΞΟΠΛΙΜΟΤ ΜΕΗ ΣΑΗ 3.2.1 ΕΠΙΛΟΓΗ ΣΨΝ ΔΙΑΚΟΠΣΨΝ Σα ςτοιχεύα που καθορύζουν την επιλογό των διακοπτών εύναι η ονομαςτικό τουσ τϊςη το ονομαςτικό τουσ ρεύμα και η αντοχό τουσ ςτο βραχυκύκλωμα. υγκεκριμϋνα για τουσ διακόπτεσ ιςχύοσ λαμβϊνουμε υπόψη μασ το ρεύμα και την ιςχύ διακοπόσ. 3.2.2 ΕΠΙΛΟΓΗ ΣΨΝ ΑΥΑΛΕΙΨΝ Οι αςφϊλειεσ ςτη μϋςη τϊςη περιορύζουν την ϋνταςη, εύναι τύπου εκτόνωςησ και προςτατεύουν από το τριφαςικό βραχυκύκλωμα. Και εδώ λαμβϊνουμε υπόψη μασ την ιςχύ και το ρεύμα διακοπόσ. Σο ονομαςτικό ρεύμα μιασ αςφϊλειασ ενόσ υποςταθμού Ι Na δύνεται από τη ςχϋςη Ι Na = (1.6-2) Ι N όπου Ι N το ονομαςτικό ρεύμα ςτη μϋςη τϊςη. Η ςχϋςη αυτό γύνεται Ι = 4 Ι N για αςφϊλειεσ του δικτύου τησ πόλησ. Υυςικϊ οι τιμϋσ των αςφαλειών εύναι τυποποιημϋνεσ (6, 10, 15, 22, 25, 35, 40, 63 και 100 Α) 3.2.3 ΟΙ ΑΠΟΣΑΕΙ ΜΟΝΨΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΙΑ Αφού γύνει η επιλογό του ηλεκτρολογικού εξοπλιςμού μϋςησ τϊςησ μπορούμε να κϊνουμε το ςχεδιαςμό του πύνακα μϋςησ τϊςησ λαμβϊνοντασ υπόψη μασ τισ διαςτϊςεισ του εξοπλιςμού και τισ απαραύτητεσ αποςτϊςεισ μόνωςησ και προςταςύασ. τισ τελικϋσ διαςτϊςεισ του πύνακα λαμβϊνονται υπόψη και οι διηλεκτρικϋσ δοκιμϋσ που γύνονται ςε ϋνα αρχικό δεύγμα. Όταν όμωσ θϋλουμε ϋνα μόνο πύνακα τότε απλϊ παύρνουμε αποςτϊςεισ μόνωςησ και προςταςύασ λύγο μεγαλύτερεσ από αυτϋσ των προδιαγραφών. 3.3 ΤΠΟΛΟΓΙΜΟ ΣΟΤ ΤΠΟΣΑΘΜΟΤ ΜΕΗ ΣΑΗ 3.3.1 ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΕΣΑΦΗΜΑΣΙΣΗ Η επιλογό του μεταςχηματιςτό γύνεται με βϊςη το ϊθροιςμα των φορτύων κύνηςησ και φωτιςμού που θα τροφοδοτεύ ο υποςταθμόσ μασ. Υυςικϊ τα μεγϋθη των μεταςχηματιςτών μϋςησ τϊςησ εύναι και αυτϊ τυποποιημϋνα. Εύναι επύςησ ςημαντικό να επιςημϊνουμε ότι όλοσ ο ηλεκτρολογικόσ εξοπλιςμόσ του υποςταθμού ςε περύπτωςη που το δύκτυο μϋςησ τϊςησ ςτο οπούο εύναι ςυνδεδεμϋνοσ εύναι διαφορετικό από 20 kv πρϋπει να μπορεύ να λειτουργόςει και ςτην τϊςη των 20 kv η οπούα θα εύναι τελικϊ και η τιμό τησ μϋςησ τϊςησ του δικτύου για όλεσ τισ περιοχϋσ. Σα δύο βαςικότερα εργοςτϊςια παραγωγόσ μεταςχηματιςτών ςτην Ελλϊδα εύναι αυτό τησ GEC ALSTHOM και αυτό τησ Schneider-Electric. Οι τύποι 30

μεταςχηματιςτών μϋςησ τϊςησ που παρϊγουν τα δύο αυτϊ εργοςτϊςια φαύνονται ςτουσ πύνακεσ που ακολουθούν. Και τα δύο εργοςτϊςια παρϊγουν μεταςχηματιςτϋσ ελαύου αλλϊ και ξηρού τύπου. Καταλληλότεροι όμωσ για τισ κλιματολογικϋσ ςυνθόκεσ ςτη χώρα μασ θεωρούνται αυτού του ελαύου λόγω μεγαλύτερησ αντοχόσ ςτισ υψηλϋσ θερμοκραςύεσ. τα ςχόματα που παρατύθενται αναγρϊφονται τα κύρια χαρακτηριςτικϊ των μεταςχηματιςτών καθώσ και τα καταςκευαςτικϊ τουσ ςτοιχεύα. KVA I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρο ς(kg) 160 4.6189 230.95 650 2300 6 1180 695 1300 890 250 7.2171 360.85 880 3300 6 1230 705 1365 1070 315 9.0935 454.68 1030 4000 6 1240 795 1475 1190 400 11.547 577.37 1200 4800 6 1260 795 1495 1290 500 14.434 721.71 1400 5700 6 1310 800 1605 1510 630 18.187 909.35 1650 6800 6 1370 810 1650 1770 800 23.095 1154.7 2000 8200 6 1440 825 1735 2050 1000 28.868 1443.4 2300 9600 6 1500 945 1910 2420 1250 36.085 1804.3 2800 11500 6 1570 945 2070 2870 1600 46.189 2309.5 3100 14000 6 1690 945 2135 3420 2000 57.737 2886.8 4000 17500 6 1740 1195 2320 4200 2500 72.171 3608.5 5000 20000 6 1930 1195 2355 5050 3150 90.935 4546.8 6300 23000 7 2200 1195 2600 7300 χόμα 3.3.1 : «Σριφαςικού Μ/ 160 ϋωσ 3150 kva 20/0,4 kv ξηρού τύπου (Schneider)» 31

KVA I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 250 7.2171 360.85 610 4450 6 1475 905 1530 1100 400 11.547 577.37 850 6450 6 1700 1005 1490 1380 500 14.434 721.71 1000 7800 6 1735 1005 1720 1700 630 18.187 909.35 1200 9300 6 1710 1050 1815 1900 800 23.095 1154.7 1450 11000 6 1855 1195 1890 2380 1000 28.868 1443.4 1750 13500 6 1960 1290 1895 2650 1250 36.085 1804.3 2100 16400 6 1940 1270 2085 3200 1600 46.189 2309.5 2550 19800 6 2155 1450 2095 3760 χόμα 3.3.2 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 250 ϋωσ 1600 kva 20/0,4 kv (Schneider)» 32

KVA I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 250 7.2171 360.85 425 3250 4 1580 880 1480 1150 400 11.547 577.37 610 4600 4 1710 900 1560 1500 500 14.434 721.71 750 5500 4 1705 1020 1580 1750 630 18.187 909.35 860 6500 4 1790 1000 1670 2100 800 23.095 1154.7 940 8700 6 1950 1140 1740 2400 1000 28.868 1443.4 1100 10500 6 2030 1260 1780 2800 1250 36.085 1804.3 1350 13300 6 2120 1350 1880 3200 1600 46.189 2309.5 1700 17000 6 2300 1300 1950 4050 χόμα 3.3.3 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 250 ϋωσ 1600 kva 20/0,4 kv χαμηλών απωλειών (Schneider)» 33

KVA I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 250 7.2171 360.85 575 4000 6 1530 925 1520 1100 400 11.547 577.37 810 6350 6 1650 1035 1530 1560 500 14.434 721.71 930 7500 6 1873 960 1718 1800 630 18.187 909.35 1000 9300 6 1758 1005 1820 2100 800 23.095 1154.7 1180 10800 6 2025 1225 1890 2550 1000 28.868 1443.4 1360 12800 6 1990 1230 1890 2800 1250 36.085 1804.3 1720 13500 6 2135 1280 1910 3200 1600 46.189 2309.5 1950 17400 6 2240 1470 2080 3760 χόμα 3.3.4 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 250 ϋωσ 1600 kva 20-15/0,4 kv (Schneider)» 34

KVA I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 250 7,2171 360,85 650 3250 6 1370 855 1270 1050 400 11,547 577,37 930 4600 6 1530 895 1350 1450 630 18,187 909,35 1270 6500 6 1820 1160 1350 1950 800 23,095 1154,7 1350 8600 6 1870 1240 1460 2220 1000 28,868 1443,4 1700 10500 6 1900 1220 1570 2600 1600 46,189 2309,5 2300 13600 6 2260 1415 1600 2740 χόμα 3.3.5 : «Σριφαςικού Μ/ κλειςτού τύπου 250 ϋωσ 1600 kva 20/0,4 kv (Schneider)» 35

KVA Σειρά DIN I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 50 R10N 42500 1,4434 72,171 190 1050 4 830 470 1275 510 50 R20N 42500 1,4434 72,171 190 1050 4 840 470 1370 530 50 R10N 42500 1,4434 72,171 125 1050 4 830 480 1330 570 50 R20N 42500 1,4434 72,171 125 1050 4 840 480 1400 620 75 R10N 42500 2,1651 108,26 260 1420 4 1100 550 1275 650 75 R20N 42500 2,1651 108,26 260 1420 4 1130 550 1350 650 100 R10N 42500 2,8868 144,34 320 1750 4 1010 610 1470 735 100 R20N 42500 2,8868 144,34 320 1750 4 1010 610 1780 750 100 R10N 42500 2,8868 144,34 215 1750 4 1000 550 1430 750 100 R20N 42500 2,8868 144,34 215 1750 4 1000 550 1570 850 125 R10N 42500 3,6085 180,43 380 2050 4 1140 740 1470 735 125 R20N 42500 3,6085 180,43 380 2050 4 1170 740 1480 750 125 R10N 42500 3,6085 180,43 255 2050 4 1140 770 1430 750 125 R20N 42500 3,6085 180,43 255 2050 4 1065 770 1570 850 160 R10N 42500 4,6189 230,95 460 2350 4 1050 620 1460 775 160 R20N 42500 4,6189 230,95 460 2350 4 1050 620 1480 810 160 R10N 42500 4,6189 230,95 310 2350 4 1000 590 1590 890 160 R20N 42500 4,6189 230,95 310 2350 4 1010 590 1610 925 Πύνακασ 3.3.1 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 50 ϋωσ 160 kva 20/0,4 kv χωρύσ δοχεύο διαςτολόσ (GEC ALSTHOM)» KVA Σειρά DIN I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B 200 R10N 42500 5,773672 288,6836 550 2850 4 1385 780 200 R20N 42500 5,773672 288,6836 550 2850 4 1300 780 200 R10N 42500 5,773672 288,6836 370 2850 4 1300 780 200 R20N 42500 5,773672 288,6836 370 2850 4 1300 780 250 R10N 42500 7,21709 360,8545 650 3250 4 1400 980 250 R20N 42500 7,21709 360,8545 650 3250 4 1400 980 250 R10N 42511 7,21709 360,8545 610 3250 4 1435 880 250 R20N 42511 7,21709 360,8545 610 3250 4 1435 880 250 R10N 42500 7,21709 360,8545 450 3250 4 1420 480 250 R20N 42500 7,21709 360,8545 450 3250 4 1420 480 Πύνακασ 3.3.2 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 200 ϋωσ 250 kva 20/0,4 kv με δοχεύο διαςτολόσ (GEC ALSTHOM)» 36

KVA Σειρά DIN I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 400 R10N 42500 11.54734 577.3672 930 4600 4 1540 860 1610 1510 400 R20N 42500 11.54734 577.3672 930 4600 4 1560 1030 1720 1635 400 R10N 42511 11.54734 577.3672 850 6450 6 1490 980 1665 1450 400 R20N 42511 11.54734 577.3672 850 6450 6 1490 980 1725 1460 400 R10N 42500 11.54734 577.3672 640 4600 4 1430 860 1710 1645 400 R20N 42500 11.54734 577.3672 640 4600 4 1430 1025 1790 1645 500 R10N 42500 14.43418 721.709 1100 5500 4 1390 770 1760 1785 500 R20N 42500 14.43418 721.709 1100 5500 4 1390 770 1760 1785 500 R10N 42511 14.43418 721.709 1000 7800 6 1595 780 1790 1730 500 R20N 42511 14.43418 721.709 1000 7800 6 1595 780 1850 1730 500 R10N 42500 14.43418 721.709 760 5500 4 1340 755 1800 1870 500 R20N 42500 14.43418 721.709 760 5500 4 1490 870 1990 1790 630 R10N 42500 18.18707 909.3533 1300 6500 4 1590 980 1980 2190 630 R20N 42500 18.18707 909.3533 1300 6500 4 1560 990 1980 2120 630 R10N 42511 18.18707 909.3533 1200 9300 6 1645 880 1860 2000 Πύνακασ 3.3.3 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 400 ϋωσ 630 kva 20/0,4 kv με δοχεύο διαςτολόσ (GEC ALSTHOM)» KVA Σειρά DIN I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 800 R10N 42500 23.095 1154.7 1400 8700 6 1540 975 1885 2355 800 R20N 42500 23.095 1154.7 1400 8700 6 1540 975 1885 2355 800 R10N 42511 23.095 1154.7 1450 11000 6 1695 1080 1955 2440 800 R20N 42511 23.095 1154.7 1450 11000 6 1695 1080 1955 2440 800 R10N 42500 23.095 1154.7 980 8700 6 1520 990 1910 2715 800 R20N 42500 23.095 1154.7 980 8700 6 1520 990 1910 2715 1000 R10N 42500 28.868 1443.4 1700 10500 6 2170 1180 2040 3000 1000 R20N 42500 28.868 1443.4 1700 10500 6 2170 1180 2040 3000 1000 R10N 42511 28.868 1443.4 1750 13500 6 1800 1180 2140 2980 1000 R20N 42511 28.868 1443.4 1750 13500 6 1995 1030 2225 3270 1000 R10N 42500 28.868 1443.4 1200 10500 6 1740 1030 2140 3420 1000 R20N 42500 28.868 1443.4 1200 10500 6 1920 1030 2230 3520 1250 R10N 42500 36.085 1804.3 2100 13200 6 1880 1030 2290 3580 1250 R20N 42500 36.085 1804.3 2100 13200 6 1880 1030 2290 3580 1250 R10N 42511 36.085 1804.3 2100 16400 6 1910 1130 2310 3500 1250 R20N 42511 36.085 1804.3 2100 16400 6 1910 1130 2310 3530 1250 R10N 42500 36.085 1804.3 1420 13200 6 2030 1030 2230 3885 1250 R20N 42500 36.085 1804.3 1420 13200 6 2030 1030 2230 3960 Πύνακασ 3.3.4 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 800 ϋωσ 1250 kva 20/0,4 kv με δοχεύο διαςτολόσ (GEC ALSTHOM)» 37

KVA Σειρά DIN I1 I2 P.Fe P.Cu Uk(%) A B C Βάρος(kg) 1600 R10N 42500 46,19 2309,5 2600 17000 6 1990 1130 2470 4060 1600 R20N 42500 46,19 2309,5 2600 17000 6 1990 1130 2470 4060 1600 R10N 42511 46,19 2309,5 2550 19800 6 1960 1230 2510 4300 1600 R20N 42511 46,19 2309,5 2550 19800 6 1970 1230 2510 4530 1600 R10N 42500 46,19 2309,5 1700 17000 6 2030 1500 2350 4390 1600 R20N 42500 46,19 2309,5 1700 17000 6 2030 1500 2350 4390 2000 R10N 42500 57,74 2886,8 3200 23000 6 2050 1330 2700 5400 2000 R20N 42500 57,74 2886,8 3200 23000 6 2050 1330 2700 5400 2500 R10N 42500 72,17 3608,5 3800 26500 6 2340 1230 2550 5670 2500 R20N 42500 72,17 3608,5 3800 26500 6 2340 1230 2550 5670 Πύνακασ 3.3.5 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου 1600 ϋωσ 2500 kva 20/0,4 kv με δοχεύο διαςτολόσ (GEC ALSTHOM)» χόμα 3.3.6 : «Σριφαςικού Μ/ ελαύου (GEC ALSTHOM)» 38

3.3.2 ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΜΟ ΜΕΣΑΦΗΜΑΣΙΣΨΝ Σον παραλληλιςμό των μεταςχηματιςτών τον χρηςιμοποιούμε εύτε προκειμϋνου να αυξόςουμε την ιςχύ ενόσ υπϊρχοντοσ υποςταθμού εύτε προκειμϋνου να ϋχουμε μια εναλλακτικό πηγό ρευματοδότηςησ ςε περύπτωςη βλϊβησ του πρώτου μεταςχηματιςτό. Για να γύνει παραλληλιςμόσ δύο μεταςχηματιςτών πρϋπει να ικανοποιούνται οι ςυνθόκεσ παραλληλιςμού οι οπούεσ ϋχουν ωσ εξόσ: Οι μεταςχηματιςτϋσ πρϋπει να ϋχουν α) ύδια τϊςη πρωτεύοντοσ και δευτερεύοντοσ β) ύδια ομϊδα ζεύξησ γ) ύδια ακολουθύα φϊςεων δ) ύδια ςχετικό τϊςη βραχυκύκλωςησ (με ανοχό 10%) ε) ανοχό ςτην ιςχύ 1:3 την περύπτωςη που ϋχουμε παραλληλιςμό μεταςχηματιςτών τότε ιςχύει η ςχϋςη P = P 1 + P2 1 2 u u u όπου P η ολικό ιςχύσ των μεταςχηματιςτών u η ολικό ςχετικό τϊςη βραχυκύκλωςησ P 1 η ιςχύσ του πρώτου μεταςχηματιςτό u 2 η ςχετικό τϊςη βραχυκύκλωςησ του πρώτου μεταςχηματιςτό P 2 η ιςχύσ του δεύτερου μεταςχηματιςτό u 2 η ςχετικό τϊςη βραχυκύκλωςησ του δεύτερου μεταςχηματιςτό Άρα η ιςχύσ του κϊθε μεταςχηματιςτό δύνεται από τον τύπο P 1 = P 2 = P. 1 u u 1 P u 2 u 2, για τον πρώτο μεταςχηματιςτό, για τον δεύτερο μεταςχηματιςτό Ο μεταςχηματιςτόσ λοιπόν εκεύνοσ που ϋχει τη μικρότερη ςχετικό τϊςη βραχυκύκλωςησ εύναι εκεύνοσ που θα φορτύζεται πϊνω από την ονομαςτικό του ιςχύ ενώ αντύθετα ο ϊλλοσ θα δουλεύει κϊτω από την ονομαςτικό του ιςχύ. 39

3.3.3 ΔΙΑΣΑΕΙ ΦΨΡΨΝ Ε ΤΠΟΣΑΘΜΟΤ Σο ςχϋδιο που θα ϋχει ϋνασ υποςταθμόσ μϋςησ τϊςησ εξαρτϊται από το εύδοσ τησ παροχόσ που θα ϋχει. το ςχϋδιο που ακολουθεύ φαύνεται μια τυπικό κϊτοψη ενόσ υποςταθμού μϋςησ τϊςησ που τροφοδοτεύται από ςυγκρότημα πινϊκων τησ Δ.Ε.Η. χόμα 3.3.3.1 : «Ενδεικτικό κϊτοψη των χώρων του ηλεκτροςταςύου ςε ϋνα καταναλωτό μϋςησ τϊςησ» Ακολουθεύ επύςησ το ςχϋδιο του χώρου του μεταςχηματιςτό ςτο οπούο φαύνονται τα ανούγματα αεριςμού Α 1 και Α 2. Σο μϋγεθοσ των ανοιγμϊτων εξαρτϊται από τισ απώλειεσ χαλκού και ςιδόρου του μεταςχηματιςτό καθώσ και την απόςταςη του μϋςου του δοχεύου του μεταςχηματιςτό από το ϊνοιγμα Α 2 ςύμφωνα με τισ ςχϋςεισ: Α 2 = 0.19 (P Fe + P Cu ) / H ςε m 2 A 1 = 0.92 Α 2 ςε m 2 χόμα 3.3.3.2 : «Παραδεύγματα αεριςμού του χώρου του μεταςχηματιςτό» 40

3.3.4 ΤΠΟΛΟΓΙΜΟ ΣΟΤ ΓΕΝΙΚΟΤ ΠΙΝΑΚΑ ΦΑΜΗΛΗ ΣΑΗ Όπωσ φαύνεται και από το ςχόμα που ακολουθεύ ο γενικόσ πύνακασ χαμηλόσ τϊςησ του καταναλωτό μϋςησ τϊςησ τροφοδοτεύται από το μεταςχηματιςτό του ιδιωτικού υποςταθμού. χόμα 3.3.4.1 : «Απλοποιημϋνο ςχϋδιο τησ παροχόσ τϊςησ ενόσ ιδιωτικού υποςταθμού μϋςησ τϊςησ» Ο υπολογιςμόσ του πύνακα χαμηλόσ τϊςησ γύνεται με βϊςη την πιθανό εκδόλωςη τριφαςικού βραχυκυκλώματοσ δηλαδό μϋςω υπολογιςμού των ςύνθετων αντιςτϊςεων. 41

Έςτω λοιπόν ότι ϋχουμε το απλοποιημϋνο ςχόμα που ακολουθεύ οπότε οι υπολογιςμού ϋχουν ωσ εξόσ. χόμα 3.3.4.2 : «Απλοποιημϋνη παρϊςταςη τησ διαδρομόσ του ρεύματοσ βραχυκύκλωςησ ςτο γενικό πύνακα χαμηλόσ τϊςησ ενόσ υποςταθμού» 1) Αντιστάσεις του δικτύου α) Επαγωγικό αντύδραςη του δικτύου ανϊ φϊςη 2,4 3 1,1. U 0. 10 176 Φ = = ςε ΜΩ/φϊςη P P όπου P η ιςχύσ βραχυκύκλωςησ του δικτύου ςε MVA U 0, 4 0.4 kv β) Ωμικό αντύδραςη ανϊ φϊςη R = 0,1 Φ ςε ΜΩ/φϊςη 2) Αντιστάσεις του μετασχηματιστή 2 u ru 0,4 R MT = ςε mω/φϊςη Φ MT = 100. P N u U b 2 0,4 100. P N ςε mω/φϊςη όπου u r η ςχετικό ωμικό τϊςη βραχυκύκλωςησ ςε % u b η ςχετικό επαγωγικό τϊςη βραχυκύκλωςησ ςε % U 4, 0 400V P N η ονομαςτικό ιςχύσ του μεταςχηματιςτό ςε KVA 42

3) Αντίσταση των ζυγών ανά φάση R = L 10 3. ςε mω/φϊςη όπου L το μόκοσ των ζυγών ςε m Α η διατομό ςε mm 2 ς η ειδικό αγωγιμότητα ςε m/ω.mm 2 (56 για χαλκό και 34,8 για αλουμύνιο) 4. ΦΨΡΗΣΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ 4.1 Η ΗΜΑΙΑ ΣΟΤ ΤΝΣΕΛΕΣΗ ΙΦΤΟ Ο ςυντελεςτόσ ιςχύοσ τησ μεγαλύτερησ πλειοψηφύασ των ηλεκτρικών εγκαταςτϊςεων εύναι επαγωγικόσ. Αυτό ςημαύνει ότι η ςυνολικό ιςχύσ μιασ ηλεκτρικόσ εγκατϊςταςησ αποτελεύται από την πραγματικό ιςχύ αλλϊ και την ϊεργο ιςχύ. υγκεκριμϋνα ϋχουμε ότι: όπου P W = P.cosφ, και P = 2 2 W P B P η ενεργόσ ό πραγματικό ιςχύσ ςε Kw P B = P.sinφ, η ϊεργοσ ό μιγαδικό ιςχύσ ςε KVAR tanφ = P B /P W Από τα παραπϊνω εύκολα ςυμπεραύνουμε ότι όςο μεγαλύτερο εύναι το cosφ δηλαδό όςο επαγωγικότερο εύναι το φορτύο τόςο μικρότερη εύναι η απορροφούμενη πραγματικό ιςχύσ. Αυτό ϋχει ςαν αποτϋλεςμα προκειμϋνου να μεταφϋρουμε την ύδια πραγματικό ιςχύ να απαιτεύται μεγαλύτερη τιμό ρεύματοσ και ϊρα μεγαλύτερεσ απώλειεσ κατϊ τη μεταφορϊ τησ ιςχύοσ, δεδομϋνου ότι η τϊςη παραμϋνει ςταθερό. Επύςησ η ενϋργεια που πληρώνει ο καταναλωτόσ ςτη Δ.Ε.Η. δύνεται από τη ςχϋςη W = 2 P t t1 W ( t). dt ε περύπτωςη λοιπόν που μια εγκατϊςταςη ϋχει μικρό ςυντελεςτό ιςχύοσ ζημιώνει τη Δ.Ε.Η. η οπούα προκειμϋνου να αντιμετωπύςει το παραπϊνω γεγονόσ επιβϊλλει ςτουσ καταναλωτϋσ τη βελτύωςη του ςυντελεςτό ιςχύοσ όταν αυτόσ εύναι κϊτω από 0.85 ό, εϊν δεν γύνει η βελτύωςη αυτό, ο καταναλωτόσ πληρώνει την τιμό τησ πραγματικόσ ιςχύοσ που κατανϊλωςε πολλαπλαςιαςμϋνησ επύ ενόσ ςυντελεςτό προςαρμογόσ κ : κ = cosφ/cosφ 1 όπου cosφ = 0.85 cosφ 1 ο μετρούμενοσ ςυντελεςτόσ ιςχύοσ τη σ εγκατϊςταςησ 43

4.2 Η ΒΕΛΣΙΨΗ ΣΟΤ ΤΝΣΕΛΕΣΗ ΙΦΤΟ Ο ςυνηθϋςτεροσ τρόποσ βελτύωςησ του ςυντελεςτό ιςχύοσ εύναι η ςύνδεςη πυκνωτών. Ο λόγοσ που η ςύνδεςη πυκνωτών βοηθϊει ςτη βελτύωςη του ςυντελεςτό ιςχύοσ φαύνεται από τα διανυςματικϊ διαγρϊμματα που ακολουθούν. χόμα 4.2.1 : «Επεξόγηςη τησ χωρητικόσ αντιςτϊθμιςησ» Όταν λοιπόν ςυνδϋουμε ϋνα πυκνωτό ςε ςειρϊ με ϋνα επαγωγικό φορτύο ϋχουμε βελτύωςη του ςυντελεςτό ιςχύοσ. Η τιμό τησ ιςχύοσ του πυκνωτό που πρϋπει να ςυνδεθεύ δύνεται από τον τύπο: P C = P L - P B = P W ( tgφ 1 - tgφ ) = P W. Κ a όπου Κ a ςυντελεςτόσ αναπροςαρμογόσ. 4.3 ΕΙΔΗ ΦΨΡΗΣΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ Η χωρητικό αντιςτϊθμιςη διακρύνεται ςε αντιςτϊθμιςη ςειρϊσ και παρϊλληλη ανϊλογα με τον τρόπο ςύνδεςησ του πυκνωτό με το φορτύο και ςε κεντρικό, ομαδικό και ατομικό ανϊλογα με την περιοχό ςύνδεςησ του πυκνωτό ςτο δύκτυο. 4.3.1 ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ ΜΕ ΠΤΚΝΨΣΗ ΤΝΔΕΔΕΜΕΝΟ Ε ΕΙΡΑ Από το ςχόμα και το αντύςτοιχο διανυςματικό διϊγραμμα φαύνεται πωσ το εύδοσ αυτό τησ αντιςτϊθμιςησ οδηγεύ ςτην βελτύωςη του ςυντελεςτό ιςχύοσ. Σο εύδοσ αυτό τησ αντιςτϊθμιςησ χρηςιμοποιεύται για τη ςταθεροπούηςη δικτύων μεταφορϊσ ηλεκτρικόσ ενϋργειασ, ςτη ρύθμιςη μεταβολών τησ τϊςησ ςτο δύκτυο και για τη διατόρηςη τησ ςυμμετρύασ ςε φορτύα με μεγϊλεσ μεταβολϋσ. 44

χόμα 4.3.1.1 : «Επεξόγηςη τησ χωρητικόσ αντιςτϊθμιςησ τησ» 4.3.2 ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ ΜΕ ΠΤΚΝΨΣΗ ΤΝΔΕΔΕΜΕΝΟ ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ Αυτό η μϋθοδοσ τησ αντιςτϊθμιςησ χρηςιμοποιεύται για την κεντρικό ό ομαδικό αντιςτϊθμιςη ςτην πλευρϊ του καταναλωτό. Ο τρόποσ που επιτυγχϊνεται αυτό φαύνεται ςτο ςχόμα και το αντύςτοιχο διανυςματικό διϊγραμμα που ακολουθούν. χόμα 4.3.2.1 : «Επεξόγηςη τησ αντιςτϊθμιςησ με παρϊλληλο πυκνωτό» 45

4.3.3. ΚΕΝΣΡΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ Η εφαρμογό τησ κεντρικόσ αντιςτϊθμιςησ γύνεται με ϋνα αυτόματο ςύςτημα που περιλαμβϊνει οριςμϋνο αριθμό από παρϊλληλουσ πυκνωτϋσ. Κϊθε φορϊ περιλαμβϊνεται ο αριθμόσ εκεύνοσ των πυκνωτών που εύναι απαραύτητοι για την ρύθμιςη του ςυντελεςτό ιςχύοσ ςτην επιθυμητό τιμό. Η ζεύξη και απόζευξη γύνονται εύτε με ϋνα μικρό κινητόρα κατϊ τη μϋθοδο Ferrari εύτε με ηλεκτρονικϊ ςυςτόματα τα οπούα όμωσ υπολεύπονται ςε ευαιςθηςύα τησ προηγούμενησ μεθόδου. Προκειμϋνου να βρούμε την ιςχύ που θα ϋχουν οι πυκνωτϋσ αντιςτϊθμιςησ μετρϊμε για κϊποιεσ μϋρεσ το πηλύκο ενεργού και ϊεργου ενϋργειασ W B /W W = tgφ 1 m οπότε P C = P Wm (tgφ 1m - tgφ) όπου P Wm ο μϋςοσ όροσ τησ ενεργού ιςχύοσ tgφ που καθορύζεται από τον επιθυμητό ςυντελεςτό ιςχύοσ 4.3.3.1.ΚΕΝΣΡΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ Ε ΤΠΟΣΑΘΜΟ ΜΕΗ ΣΑΗ ε ϋνα υποςταθμό μϋςησ τϊςησ η ϊεργοσ ιςχύσ κυμαύνεται από 4% ϋωσ 6% τησ ονομαςτικόσ ιςχύοσ του μεταςχηματιςτό, ςε κενό φορτύο, και από 8% ϋωσ 12% τησ ονομαςτικόσ ιςχύοσ του μεταςχηματιςτό, ςε πλόρεσ φορτύο. Οι πυκνωτϋσ αντιςτϊθμιςησ ςυνδϋονται πϊντα από την πλευρϊ τησ χαμηλόσ τϊςησ. Πιο ςυγκεκριμϋνα ϋνα μικρό μϋροσ τησ αντιςτϊθμιςησ γύνεται απευθεύασ ςτο δευτερεύον του μεταςχηματιςτό ενώ το υπόλοιπο ςτουσ ζυγούσ του γενικού πύνακα χαμηλόσ τϊςησ. Ενδεικτικϋσ τιμϋσ αντιςτϊθμιςησ δύνονται ςτον πύνακα που ακολουθεύ. P kva 250 315 400 630 1000 υγκρότημα παρϊλληλων πυκνωτών Μόνιμα ςτη χαμηλό τϊςη του μεταςχηματιςτό ςε KVAR 1x10 1x10 1x20 1x50 1x70 τουσ ςυλλεκτικούσ ζυγούσ του γενικού πύνακα χαμηλόσ τϊςησ ςε KVAR 100 100 150 200 300 Πύνακασ 3.3.3.1.1 : «Κεντρικό αντιςτϊθμιςη ςε υποςταθμούσ μϋςησ τϊςησ» 46

4.3.3.2 ΚΕΝΣΡΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ Ε ΣΡΙΥΑΙΚΕ ΠΑΡΟΦΕ ΦΑΜΗΛΗ ΣΑΗ Κϊποιεσ εμπειρικϋσ τιμϋσ τησ τϊξησ μεγϋθουσ του αυτόματου ςυγκροτόματοσ παρϊλληλων πυκνωτών ςε βιομηχανικϋσ εγκαταςτϊςεισ μϋςησ τϊςησ δύνονται ςτον πύνακα που ακολουθεύ. Ονομαςτικό ρεύμα Α 100 160 200 Αυτόματο ςύςτημα πυκνωτό αντιςτϊθμιςησ KVAR 60 80 100 Πύνακασ 4.3.3.2 : «Κεντρικό αντιςτϊθμιςη ςε τριφαςικϊ φορτύα χαμηλόσ τϊςησ» 4.3.4. ΟΜΑΔΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ Η ομαδικό αντιςτϊθμιςη χρηςιμοποιεύται όταν ϋχουμε ϋνα ςύνολο από επαγωγικϊ φορτύα όπωσ εύναι οι λϊμπεσ φθοριςμού ό κινητόρεσ μικρού ςυντελεςτό ιςχύοσ. την περύπτωςη μιασ ομϊδασ λαμπτόρων φθοριςμού χρηςιμοποιούμε τη ςχϋςη P C = n.c.0,015 ςε KVA όπου C η ατομικό αντιςτϊθμιςη λαμπτόρα φθοριςμού 4.3.5. ΑΣΟΜΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΘΜΙΗ Ε ΥΨΣΙΣΙΚΑ Α) Λαμπτόρεσ φθοριςμού Η βελτύωςη του ςυντελεςτό ιςχύοσ των φωτιςτικών με λαμπτόρεσ φθοριςμού, που εύναι ιδιαύτερα μικρόσ (cosφ 0,5), γύνεται με τοποθϋτηςη ενόσ πυκνωτό παρϊλληλα προσ την παροχό του λαμπτόρα όπωσ φαύνεται και ςτο παρακϊτω ςχόμα. Η νϋα τιμό του ςυντελεςτό ιςχύοσ φτϊνει το 0,95. 47

χόμα 4.3.5.1 : «Ατομικό αντιςτϊθμιςη λυχνιών φθοριςμού με παρϊλληλη ςύνδεςη πυκνωτό προσ την παροχό²» Ενδεικτικϋσ τιμϋσ του ατομικού πυκνωτό αντιςτϊθμιςησ φαύνονται ςτον πύνακα που ακολουθεύ. Ιςχύσ λαμπτόρα φθοριςμού W Cμ ΜF 4 6 8 10 13 14 15 20 22 25 30 32 40 65 90 100 2 2 2 2 2 4 4 4,5 4,5 3,5 4 4,5 4,5 7 20 20 Πύνακασ 4.3.5.1 : «Πυκνωτόσ αντιςτϊθμιςησ για μια λυχνύα φθοριςμού» Μια ϊλλη περύπτωςη εύναι να ϋχουμε παρϊλληλη ςύνδεςη δύο λυχνιών όπου η αντιςτϊθμιςη γύνεται ςε ςειρϊ με το BALAST (ςτραγγαλιςτικό πηνύο) τησ μιασ λυχνύασ όπωσ φαύνεται ςτο ςχόμα που ακολουθεύ. το κύκλωμα αυτό ϋχουμε υπεραντιςτϊθμιςη μιασ λυχνύασ ώςτε να επιτευχθεύ η ςυνολικό αντιςτϊθμιςη κϊτι που προκαλεύ υπϋρταςη ςτα ϊκρα του πυκνωτό. υγκεκριμϋνα ϋχουμε: για λαμπτόρεσ 40W/100 C = 4,6 μf και τϊςη 420V 40W/120 C = 3,75 μf και τϊςη 380V 15 ό 25W C = 4,6 μf και τϊςη 420V. 48