1

1

1. INSTALAII DE PRODUCERE, TRANSPORT I DISTRIBUIE A ENERGIEI ELECTRICE 1.1 Sistem electroenergetic. Sistem energetic. Sistemul energetic naional Prin instalaie electric se nelege ansamblul de echipamente electrice interconectate, situat ntr-un anumit spaiu, care are o funcionalitate bine determinat. Echipamentele instalaiilor electrice sunt constituite din totalitatea mainilor, aparatelor dispozitivelor i receptoarelor electrice interconectate ntre ele. Receptoarele electrice sunt acele elemente ale echipamentelor electrice care transform energia electric n alt form de energie (mecanic, termic, luminoas, etc.) Ansamblul instalaiilor electrice de producere, transport, distribuie i consum de energie electric, care au n comun un sistem continuu de producere i consum, formeaz un sistem electroenergetic, reprezentat n figura 1.1.GS

ST1

LEA

ST2

LES

R1 PT 0,4 kV

R2

6 kV 10 kV

110 kV 220 kV 400 kV

6 kV 10 kV 20 kV

Fig.1.1 Schema simplificat a unui sistem electroenergetic GS - generator sincron; ST1 - staie de transformare ridictoare de tensiune; LEA - linie electric aerian; ST2 - staie de transformare cobortoare de tensiune; LES - linie electric subteran; R1 - receptoare de medie tensiune; PT - post de transformare; R2 - receptoare de joas tensiune. Producerea energiei electrice este realizat de generatorul sincron GS. Pentru reducerea pierderilor de energie electric pe instalaiile de transport, se impune creterea tensiunii cu transformatoarele ridictoare de tensiune din staia de transformare ST1 de la 6 kV sau 10 kV (tensiune la bornele generatorului), la 110 kV, 220 kV, 440 kV, etc. n felul acesta

2

1

pentru aceeai energie transportat, curenii din liniile de transport sunt mult mai mici. Instalaii de producere a energiei electrice Transportul energiei electrice spre consumatori se face prin mai multe linii electrice aeriene (LEA). La consumator tensiunea este micorat de transformatoarele staiei cobortoare de tensiune ST2 pn la nivelul 6 kV, 10 kV sau 20 kV. De la bornele secundarelor transformatoarelor din ST2, prin linii electrice subterane LES, se alimenteaz consumatorii de medie tensiune R1 (n general motoare de medie tensiune care acioneaz maini de lucru importante ca suflante, exhaustoare, compresoare, etc.) i posturile de transformare PT care sunt situate n centrele de greutate ale consumului de energie electric, dintro anumit zon a unei ntreprinderi industriale sau a unei localiti. Transformatoarele din posturile de transformare scad nivelul tensiunii de linie la 0,4 kV. De la barele secundare ale transformatoarelor din PT se alimenteaz cu energie electric consumatorii R2 de joas tensiune. Sistemul energetic cuprinde pe lng sistemul electroenergetic, sursele de energie primar, instalaiile de transport a energiei primare la centrala de producere a energiei electrice, instalaiile de convertire a energiei primare n energie mecanic i mainile de lucru acionate de motoarele electrice din instalaiile de utilizare a energiei electrice. Sistemele energetice, n general, au un caracter regional n sensul c principalii consumatori sunt grupai ntr-o anumit zon n jurul centralei care produce energia electric. Pentru asigurarea continuitii alimentrii cu energie electric a consumatorilor de mare importan, n cazul apariiei unui deranjament n instalaiile de producere i de transport a energiei electrice ale sistemului electroenergetic, se impune interconectarea tuturor sistemelor energetice regionale. La nivelul ntregii ri, prin interconectarea sistemelor energetice regionale rezult sistemul energetic naional. Sistemul energetic naional are o configuraie complex coninnd mai multe noduri. Nodurile sistemului energetic naional sunt formate din staiile de transformare ST1 ale centralelor electrice.

3

1

1.2 Producerea energiei electrice Energia electric este produs de centralele electrice. Acestea cuprind un complex de instalaii cu ajutorul crora energia primar este transformat n energie electric. Energiile primare folosite n centralele electrice se clasific n: - energii primare existente direct n natur, care pot fi transformate uor n energie mecanic sau direct n energie electric cum sunt: energia vntului, energia apelor, energia solar; - energie chimic coninut n combustibilii solizi (crbune, huil, lemn), lichizi (iei) i gazoi (gaze naturale, gaz de cocs, gaz de furnal): - energia atomic care este eliberat prin reacia de fisiune nuclear care are loc la bombardarea cu neutroni a izotopilor radioactivi U235, U233 i Cu239. Transformarea energiei primare n energie electric se face potrivit schemei din figura 1.2.Energie primar Motor primar Turbin Energie mecanic Generator electric Energie electric

Fig. 1.2 Reprezentarea schematic a transformrii energiei primare n energie electric n prezent cea mai mare parte de energie electric este produs n centrale termoelectrice (CTE), hidroelectrice (CHE) i nuclear-electrice (CNE). Aceast clasificare a centralelor electrice se face n funcie de energia primar folosit. Energia electric se produce i cu centrale electrice eoliene. Acestea se utilizeaz n regiunile muntoase i pe litoralul mrilor i oceanelor, zone n care exist vnt n cea mai mare parte a anului. Exist i mijloace de transformare direct a energiei primare n energie electric. Aceasta se realizeaz cu generatoarele magnetohidrodinamice, termoionice i cu celulele solare. Instalaii de transport i distribuie a energiei electrice Energia electric, produs n centrale, este transmis la consumatori prin reele electrice. Reelele electrice compuse din linii electrice, staii de

4

1

transformare, staii de conexiuni i posturi de transformare 8care concur la transportul i distribuia energiei electrice la consumatori). Reelele electrice, datorit importanei lor n economia naional, trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: s asigure continuitatea alimentrii cu energie electric a consumatorilor (mai ales a consumatorilor de mare importan), s prezinte siguran n funcionare, s asigure parametrii calitativi ai energiei furnizate i prin modul de funcionare, s determine eficiena economic a investiiilor fcute pentru realizarea lor. Energia electric este transportat la consumator pe diferite trepte de tensiune, care sunt stabilite pe baza unor criterii tehnico-economice, innd seama de pierderile de energie n reea i de valoarea investiiilor. Pierderile de energie n reea sunt direct proporionale cu lungimea reelei i cu puterea vehiculat i invers proporionale cu ptratul tensiunii. n ara noastr tensiunile de linie din reelele electrice de curent alternativ sunt: 0,4 kV; (6 kV); 10 kV; 20 kV; (35 kV), (60 kV); 110 kV; 220 kV; 400 kV. n parantez sunt trecute valorile tolerate ale unor nivele de tensiune. Dup nivelul tensiunii, reelele electrice se mpart n: - reele de joas tensiune (JT), cu tensiuni sub 1 kV; - reele de medie tensiune (MT), cu treptele de (6 kV); 10 kV; 20 kV i (35 kV); - reele de nalt tensiune (T), cu treptele de (60) kV; 110 kV i 220 kV; - reele de foarte nalt tensiune (FIT) cu nivel de tensiune peste 220 kV. Transportul i distribuia energiei electrice la consumatori se face prin linii electrice. Dup scop, liniile electrice se mpart n: linii de transport i linii de distribuie a energiei electrice. Liniile electrice de transport asigur transportul spre consumatori a unei cantiti mari de energie electric. Liniile de transport pot fi: de legtur ntre dou noduri ale sistemului electroenergetic (asigur interconexiunea staiilor de transformare ale centralelor electrice) i de transport a energiei de la un nod, la un centru de consum.

5

1

Liniile de distribuie au o configuraie mult mai complex dect cele de transport a energiei electrice. Ele vehiculeaz puteri mai mici, pe distane mai scurte i la un numr mai mic de consumatori. Nu se poate face o delimitare net, dup nivelul de tensiune, ntre liniile de transport i cele de distribuie a energiei electrice. Liniile de transport a energiei electrice au nivelele de tensiune 400 kV, 220 kV sau chiar 110 kV, iar cele de distribuie 0,4 kV, 6 kV, 10 kV, 20 kV mergnd pn la 110 kV sau 220 kV, pentru alimentarea marilor consumatori. Din punct de vedere constructiv, liniile electrice se mpart n: linii electrice aeriene (LEA) i linii electrice n cablu (LEC). Liniile electrice aeriene sunt utilizate n general la transportul pe distane mari ct i la distribuia energiei electrice la mari consumatori, iar cele n cablu, sunt folosite mai ales la distribuia energiei pe distane mici i n condiii speciale de traseu. LEC au costul mai ridicat.