Capitolul 2

CAPITOLUL 2

INTEGRAREA REELELOR ELECTRICE N PLANURILE STRATEGICE DE DEZVOLTARE A LOCALITILOR

2.1 Consideraii generale privind tipologia acestor reele n zonele oreneti i rurale

2.1.1 Structura i managementul reelelor electrice

a) Structura

Energia electric, la scar industrial, este produs n centralele electrice n curent alternativ sinusoidal, la frecvena de 50 ( 0,5 Hz i este consumat de diferitele receptoare electrice, respectiv de diferite categorii de consumatori la distane mari, producerea i consumul realizndu-se practic n acelai timp, fr posibilitatea de stocare a ei.Vehicularea acestei energii de la surse i pn la bornele tuturor receptoarelor se face n general prin mai multe trepte de tensiune. Fiecare treapt de tensiune corespunde unui ansamblu de linii electrice, avnd aceeai tensiune nominal, interconectate galvanic ntre ele. La rndul lor, aceste ansambluri de linii electrice sunt legate ntre ele electromagnetic prin staii i posturi electrice. Reelele electrice, reprezint aadar elementele de legtur ntre procesele de producere i de utilizare a energiei electrice, coninnd n structura lor: linii electrice aeriene i subterane (LEA, LES), staii electrice (StE), posturi electrice de transformare (PT), puncte de alimentare (PA).

Linia electric reprezint legtura electric ntre dou puncte situate la distan i la aceeai treapt de tensiune prin care se transport sau distribuie energia electric.

Staiile i posturile de transformare sunt instalaii prin care se vehiculeaz energia pe drumul surse - consumatori, cu modificarea n salt a tensiunilor, n sensul ridicrii sau coborrii lor i totodat prin descreterea sau creterea curenilor, astfel nct puterile transferate s rmn aproximativ constante.

Punctele de alimentare sunt instalaii prin care se distribuie energia electric n mai multe direcii la aceeai treapt de tensiune.

Dac la reelele electrice se adaug i generatoarele electrice din centralele electrice cu instalaiile lor anexe, toate interconectate ntre ele, se obine un sistem electric. Adugnd acestuia i partea mecano-energetic a centralelor precum i resursele energetice necesare producerii energiei electrice se definete un sistem energetic. n figura 2.1 este prezentat schematic structura sistemului energetic al rii noastre.

Sursele de energie electric, de tipurile sus menionate, produc aceast energie n curent alternativ la medie tensiune (6 ( 24 kV). Pentru a fi transportat energia electric la distane mari, centralele au staii de transformare ridictoare medie tensiune/nalt tensiune prin care se face conexiunea cu reelele de transport de energie electric (110, 220, 400, 750 kV).

Treptele de tensiune din reelele de transport sunt conectate ntre ele prin staii de conexiune, iar pentru distribuia energiei electrice n diferitele zone de consum sunt utilizate staiile zonale cobortoare de tensiune (nalt tensiune/medie tensiune).

Din figur se observ c alimentarea consumatorilor se poate face:

prin racord adnc (RA), prin intermediul staiilor zonale 400/200 ; 110 kV, atunci cnd consumul este concentrat i de putere electric mare;

prin staii de distribuie nalt tensiune/medie tensiune sau medie tensiune/joas tensiune pentru consumuri mai mici;

prin posturi de transformare la consumatori cu puterea absorbit ( 1600 kVA;

prin branamente de joas tensiune, la consumuri reduse. n acest caz legtura ntre reeaua furnizorului i consumator se realizeaz prin intermediul firidei de branament (echipat cu aparate de protecie a circuitului respectiv) i contoarele de energie electric, necesare msurrii acesteia.

n perimetrul consumatorului, n funcie de soluia de alimentare, se pot gsi:

instalaiile de racord adnc;

centralele proprii electrice (la marii consumatori industriali);

posturile de transformare medie tensiune/joas tensiune;

tablourile electrice generale de joas tensiune.

La ncheierea contractului de furnizare ntre furnizor i consumator se stabilete de comun acord punctul de delimitare, care reprezint fizic bornele unui aparat, clemele de legtur electric etc, prin care se separ zonele de gestionare ale echipamentelor electrice de ctre cele dou pri contractante.

n punctul de delimitare, reelele electrice se mpart formal n dou sisteme electrice: unul extern consumatorului, iar cellalt intern, ntre ele existnd ns o dualitate operaional. Reelele electrice, dup rolul lor funcional n cadrul sistemului electric, se grupeaz n:

reele de transport, cu tensiuni nominale( de 110 kV, 220 kV, 400 kV i 750 kV, ce servesc pentru vehicularea puterilor mari la distane de sute de kilometri, fie pentru alimentarea zonelor de consum, fie pentru interconexiuni cu rile vecine**;

- reele de distribuie, cu tensiuni nominale de 10 kV i 20 kV (medie tensiune) i cu tensiuni nominale de 400 V (joas tensiune), care asigur alimentarea unui important numr de societi, firme, uniti socio-culturale, sanitare i a consumatorilor casnici din mediul urban i rural.

Indiferent de tipul de clasificare, reelele electrice trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine minime :

s asigure continuitatea n alimentarea consumatorilor;

s aib un grad ridicat de fiabilitate;

s nu afecteze calitile energiei electrice vehiculate;

s prezinte consumuri proprii tehnologice reduse;

s fie realizate cu costuri de investiii specifice mici i cheltuieli de exploatare reduse.

b) Managementul electric

Energia electric n curent alternativ neputndu-se stoca, trebuie ca n orice moment s existe un echilibru ntre cantitatea care se produce i cea care se consum, inclusiv pierderile aferente vehiculrii acesteia prin instalaiile electrice. Dac balana energetic se dezechilibreaz primul semnal nefast l reprezint variaia frecvenei n ntreg sistemul electric, cu consecine nedorite pentru receptoarele electrice, n special pentru cele electronice (calculatoare, faxuri, aparate TV etc). n afar de acest pericol, n reelele electrice pot aprea avarii (scurtcircuite, puneri la pmnt, desincronizri, etc) sau ocuri de puteri active sau reactive, care determin variaii mari ale valorilor de tensiune la consumatori, deconectri de circuite cu schimbri de circulaii de puteri n reele, suprancrcri sau unde de supratensiune etc., care pot provoca ntreruperea alimentrii unor consumatori. n mod similar i n reelele interne ale consumatorilor pot aprea fenomene nedorite ce influeneaz negativ reelele furnizorului la care sunt racordai aceti consumatori.

n instalaiile consumatorului pot exista centrale electrice proprii (autoproductori) a cror funcionare trebuie sincronizat cu cea a reelei furnizorului, n conformitate cu condiiile stabilite n contractele de furnizare ncheiate ntre pri.

Aceast dualitate funcional furnizor-consumator, artat mai sus, necesit implementarea unui sistem de conducere operaional att pe partea furnizorului (Supply Side Management SSD) ct i pe cea a consumatorului (Demand Side Management DSM) corelate conform nelegerilor contractuale. Departajarea gestionrii i conducerii operative se face n punctul de delimitare a celor dou pri contractante, definit la capitolul 2.1.1 structura. n figura 2.2. se prezint schematic organigrama managementului energetic naional. Comentarii:

Fig. 2.2 Organigrama managementului energetic naional

Sursele furnizorului sunt reprezentate la scar industrial de urmtoarele tipuri de centrale electrice :

termocentrala clasic, n care energia termic, obinut prin arderea combustibililor clasici (crbune, pcur, gaze naturale), este transformat n lucru mecanic prin destinderea aburului n turbina cu abur al crei rotor este cuplat cu cel al generatorului electric care produce energia electric;

hidrocentrala, n care energia hidraulic este transformat n lucru mecanic n turbina cu ap care nvrte rotorul generatorului electric ce produce energia electric;

centrala nuclear, la care energia termic, rezultat din combustibilul nuclear prin procedeul tehnologic de fisiune nuclear controlat, este transformat, n mod analog centralelor termoelectrice clasice, n energie electric.

La nivelul anului 1999 structura produciei energiei electrice n ara noastr pe tipuri de centrale era urmtoarea :

n termocentrale clasice: 70,5%;

n hidrocentrale

: 21,5%;

n centrala nuclear

: 8,0%.

Sursele consumatorului sunt centrale termoelectrice proprii cu turbine cu abur cu prize pentru aburul tehnologic, puterea electric debitat de acestea fiind funcie de cantitatea de abur cerut de procesul tehnologic n fiecare moment.Aceste centrale nu injecteaz n reelele furnizorului putere activ (eventual numai putere reactiv); ele diminueaz doar cantitatea cerut de ntreprindere furnizorului.

Resursele energetice sunt reprezentate de combustibilii sau fluidele folosite n centralele electrice: crbuni, pcura, gaze naturale, combustibili nucleari, ap. Ele sunt extrase din zcmintele naturale i prelucrate tehnologic corespunztor sau prin amenajri hidroenergetice, n cazul centralelor hidroelectrice.

Reelele electrice ale furnizorului sunt instalaiile prin care se transport i se distribuie energia n cadrul SEN, la nalt i medie tensiune precum i interconexiunea cu rile vecine pentru importul i/sau exportul de energie la treapta de nalt tensiune .

Reelele electrice ale consumatorului sunt instalaiile prin care se distribuie energia n treptele de medie i joas tensiune n incinta consumatorului.

n organigram sunt prezentate i treptele conducerii operative din cadrul SEN:

DEN - are atribuii de a menine echilibrul balanei energetice la nivelul naional, cu pstrarea frecvenei n domeniul standardizat prin modificarea produciei centralelor electrice i a consumului de energie electric i de a dispeceriza interconexiunile cu rile vecine, avnd n gestiune reelele de interconexiune;

DT dispecerizeaz reelele de transport de , subordonndu-se pentru manevre DEN - ului;

DI dispecerizeaz reelele de , medie i joas tensiune, fiind subordonat DT;

DC coordoneaz ntreaga activitate energetic a ntreprinderii consumatoare de energie electric, urmrind economisirea i utilizarea eficient a energiei.

2.2 Arhitectura reelelor electrice

2.2.1 Reelele de transport

Formeaz inele (bucle) pe trepte de tensiuni nominale conectate ntre ele prin staii de transformare zonale sau de consumator. Au caracter radial n interconexiunile cu rile vecine, dar dublate prin linii la trepte de tensiune diferite.

Ele sunt constituite din linii aeriene, simplu circuit la i simplu sau dublu circuit la i i staii electrice de interconexiune i transformare

2.2.2 Reele de distribuie

a) Reele de distribuie de medie tensiune

Arhitectura i structura acestora sunt diferite la reelele din orae fa de cele rurale.

n orae, majoritatea reelelor, dei funcioneaz n schem radial, au posibilitatea alimentrii din ambele capete, unele cu comutare prin dispozitive de anclanare automat a rezervei.

Liniile electrice sunt realizate fie n cablu, n proporie majoritar, mai ales n oraele mari, fie aeriene, construite pe stlpi de beton armat, cu conductoare din oel-aluminiu i izolatoare de tip suport din porelan. Punctele de alimentare i posturile de transformare sunt realizate n cabine metalice sau zidite, n construcii subterane sau supraterane.

n zonele rurale, majoritatea reelelor funcioneaz n schem radial i numai o parte din liniile electrice au posibilitatea de alimentare pe dou ci, cu schimbarea alimentrii prin manevre.

Reeaua este multiplu arborescent, cu numeroase derivaii. Liniile electrice sunt n totalitate aeriene, cu poriuni n cablu numai la ieirea din staii sau n zone speciale de traseu. Ele sunt realizate pe stlpi de beton armat, cu excepia traseelor de mic lungime pe care se monteaz stlpi de lemn, echipate cu conductoare din oel-aluminiu i izolatoare suport din porelan sau sticl clit. Posturile de transformare sunt de tip aerian i numai n cazuri speciale se construiesc n cabine zidite.

b) Reele de distribuie de joas tensiuneArhitectura i structura difer n orae fa de cele din localitile rurale.

n orae, majoritatea reelelor au posibilitatea de alimentare din dou direcii, iar n zone des populate schema reelei este de tip buclat, funcionnd radial. Liniile electrice sunt de tipul subteran n majoritate, iar cele aeriene sunt pe stlpi de beton, fie cu conductoare de aluminiu neizolate fixate pe izolatori de porelan fie cu conductoare torsadate( i fixate prin cleme de stlp.

n localitile rurale, reelele sunt radiale. Liniile electrice sunt aproape n ntregime aeriene, pe stlpi de beton armat sau stlpi de lemn, cu conductoare de aluminiu neizolate fixate pe izolatoare de porelan i n mic proporie cu conductoare torsadate.

DI dispecer ntreprindere furnizoare

DT dispecer teritorial

DEN dispecer naional

DC dispecer consumator

Punct de delimitare

Furnizor Consumator

Reele

electrice

ri vecine

DT

DEN

DI

DC

Surse

consumator

Receptoare

electrice

Reele

electrice

consumator

Reele

electrice

furnizor

Surse

furnizor

Resurse

energetice

D.S.M.

(Demand Side Management)

S.S.M.

(Supply Side Management)

Sistem energetic naional (SEN)

Instalaii electrice de utilizare

Tablouri electrice (TE)

400 KV

220 KV

POST TRAFO DE UTILIZARE (PT)

STAII COBORTOARE UTILIZARE (St E U)

RA2

RA1

COLOAN

LEA 400KV

400/20 KV

St E

LEA 220KV

220/10 KV

St E

PT

TE

REELE ELECTRICE DE DISTRIBUIE

PUNCTE DE ALIMENTARE (PA)

POSTURI DE TRANSFORMARE (PT)

STAII ELECTRICE DE DISTRIBUIE

( St ED )

STAII ELECTRICE COBORTOARE ( ZONALE ) St Ez

REELE ELECTRICE DE TRANSPORT

110 KV

REELE ELECTRICE

SISTEM ELECTRIC

SISTEM ENERGETIC

Legend:

CA cazan abur ( generator abur)

CH construcii hidrotehnice

R reactor nuclear

TA turbin abur

TH turbin hidraulic

G generator electric

CD cutie distribuie

FB firid branament

CE contor electric

TE tablou electric

RA racord adnc

LES 20KV

TE

FB

LEA 0,4KV

LES 0.4KV

PT

10/0,4 KV

PT

20/0,4 KV

St ED

110/10 KV

St ED

110/20 KV

LEA 110KV

LES 110KV

StEz

400/110 KV

StEz

220/110 KV

St Er

220/400 KV

750/400 KV

INTERCONEXIUNE CU SISTEMELE ELECTRICE VECINE

LEA 750KV

LEA 400KV

LEA 220KV

STAII

ELECTRICE RIDICTOARE

SURSE DE ENERGIE ELECTRIC

St Er

24/400KV

St Er

15(24/400KV

St.Er

10/220 KV

CE

CD

PA

TA

TH

TA

CH

CA

Combustibil nuclear

Potential hidroenergetic

Combustibil clasic

Ap

RESURSE ENERGETICE

G

3~

G

3~

G

3~

R

Fig.2.1 Structura sistemului energetic

( A se vedea capitolul 1

** - cu Bulgaria prin linii aeriene de 220 kV i 400 kV

- cu Ungaria prin linii aeriene de 220 kV

- cu Ucraina prin linii aeriene de 400 kV i 750 kV

- cu Moldova prin linii aeriene de 110 kV

- cu Ex-Iugoslavia prin linii aeriene de 400 kV

( A se vedea 6.1.1.

_945147153.unknown

_945147216.unknown

_945149806.unknown

_945149814.unknown

_945149774.unknown

_945147201.unknown

_945147118.unknown