Sarcina electrica

Sarcina electrica

Sarcina electrica a unui circuit este intensitatea curentului electric care parcurge circuitul.

In practica, la o anumita valoare a tensiunii retelei, sarcina electrica se poate exprima prin puterea electrica absorbita de receptoare sau tranzitata prin elementele retelei: puterea activa P, puterea reactiva Q, puterea aparenta S.

Este necasar ca, intr-o retea:

- sa se identifice diversele tipuri de sarcini;

- sa se analizeze cauzele aparitiei acestor sarcini;

- sa se aiba in vedere efectele sarcinilor respective asupra retelei;

- sa se prevada solutii pentru controlul si limitarea efectelor diverselor tipuri de sarcini.

Sarcinile electrice se stabilesc in functie de regimul de lucru al retelei.

A. Regim normal.

a. curenti de durata, care nu depasesc valorile nominale I_n, caracteristice receptoarelor, determinati de functionarea receptoarelor conform cerintelor de utilizare. Curentii de durata produc incalzirea conductoarelor si a tuturor elementelor retelei, in conformitate cu serviciul in care functioneaza receptoarele, determinand, in acelasi timp, pierderi de tensiune in retea. Valorile lor se au in vedere, in primul rand, la dimensionarea retelei, astfel incat solicitarile produse sa nu depaseasca limitele admisibile. Constituie sarcina de baza pentru alegerea preliminara a elementelor de circuit.

b. supracurenti functionali de scurta durata (varfuri de curent, curenti de varf), care rezulta din principiul de functionare a receptoarelor si care depasesc de cateva ori curentul nominal; in aceasta categorie intra curentii de pornire ai motoarelor electrice
(2 8 I_n), socurile de curent la cuptoarele electrice cu arc si la transformatoarele de sudura, curentii de conectare la lampile electrice (in special, la lampile cu incandescenta – pana la 15I_n) si la bateriile de condensatoare. Supracurentii functionali provoaca incalzirea (adiabatica) suplimentara a elementelor retelei, cresterea momentana a pierderilor de tensiune si solicitarea suplimentara a aparatelor de protectie. Consecintele lor se inlatura prin supradimensionarea corespunzatoare a elementelor retelei (conductoare si aparate de protectie), astfel incat solicitarile sa ramana in limitele admisibile, iar aparatele de protectie sa nu interpreteze valorile respective drept un regim de avarie si, ca atare, sa nu functioneze.

B. Regim anormal

a. fara avarie in retea si la receptor: suprasarcini - curenti de ordinul (1,05 … 1,5)I_n sau mai mari, de durata, care apar, practic, numai in anumite circuite, fiind datorate, in principal, urmatoarelor cauze:

- supraincarcarea motoarelor electrice: depasirea cuplului electromagnetic (proportional cu patratul tensiunii) de catre cuplul rezistent (determinat de mecanismul antrenat), prin:

- suprasolicitarea mecanismului antrenat;

- scaderea cuplului electromagnetic prin:

- scaderea tensiunii de alimentare (cadere de tensiune in retea,
determinata de toate receptoarele alimentate;

- intreruperea unei faze, in timpul functionarii (suprasarcina pana la
(1,7 …1,8)I_n);

- disparitia tensiunii fara deconectarea motorului (aflat in sarcina) de la retea,
urmata de revenirea tensiunii; daca, in acest caz, M_r > M_p, in circuit se
mentine timp indelungat un curent I = I_p (curentul de calare).

- supraincarcarea, in exploatare, a unui circuit, prin cresterea puterii solicitate fata de cea preconizata prin proiectare:

- in circuite cu receptoare amovibile (circuit de prize, circuit de iluminat cu
lampi cu soclu cu filet) – racordarea unor receptoare de putere mai mare sau
a mai multor receptoare simultan;

- suprasolicitarea unui tablou de distributie in urma modificarii unor retele:

- modificarea unor circuite pentru a alimenta receptoare de putere mai
mare;

- adaugarea de circuite noi, daca nu exista rezerva din proiectare sau se
depaseste rezerva.

Suprasarcinile au ca efect supraincalzirea receptorului si a retelei (care depinde de patratul intensitatii curentului si de durata suprasarcinii), putand cauza reducerea duratei de viata a izolatiei sau deteriorarea acesteia, cu degenerare in scurtcircuit, sau producerea de incendii. Suprasarcinile trebuie eliminate in timp util, prin actiunea protectiei la suprasarcina, prevazuta in circuitele respective si realizata uzual cu elemente bimetalice continute in relee sau declansatoare termice. Timpul de eliminare a suprasarcinii depinde de valoarea curentului de suprasarcina si de caracteristica timp – curent a aparatului de protectie (maxim 2 minute).

b cu avarie in receptor sau in retea : curenti de scurtcircuit I>>I_n (singurul element limitator il constituie impedanta retelei), posibili in toate circuitele, datorita fie unor defecte ale receptoarelor sau retelei, manifestate prin deteriorarea izolatiei si stabilirea unui contact direct intre diferite conductoare ale retelei sau intre conductoarele de linie si pamant, fie unor manevre sau conexiuni gresite. Parcurgerea retelei de catre curentii de scurtcircuit este insotita de efecte termice si electrodinamice importante (proportionale cu patratul intensitatii curentului si cu durata scurtcircuitului), motiv pentru care se impune deconectarea cat mai rapida a portiunii defecte a retelei, prin actiunea aparatelor de protectie la scurtcircuit, prevazute obligatoriu in toate circuitele. Deconectarea trebuie corelata, pe cat posibil, cu limitarea valorilor curentilor de scurtcircuit.