Instalati Electrice Si Automatizari

8/4/2019 Instalati Electrice Si Automatizari

1/229

ASOCIAIA INGINERILOR DE INSTALAII DIN ROMNIA AIIRSOCIETATEA DE INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI DIN ROMNIA SIEAR

ACADEMIA CENTRAL EUROPEAN DE TIINI ART ACESAFACULTATEA DE INSTALAII - UTCB

MINISTERUL TRANSPORTURILOR CONSTRUCIILORI TURISMULUI MTCTSOCIETATEA ROMN PENTRU PROTECIA CONTRA INCENDIILOR SORPINC

SOCIETATEA ROMN PENTRU PROTECIA ATMOSFEREI SOROPAASOCIAIA GENERAL A FRIGOTEHNITILOR DIN ROMNIA AGFR

COMITETUL NAIONAL ROMN DE ILUMINAT CNRIGRUPUL DE FIRME INSTALAII TRANSILVANIAGIT

EDITURA REVISTELOR INSTALATORUL, ELECTRICIANUL I MSURRI I AUTOMATIZRI ARTECNOBUCURETI SRL

A 41 a

CONFERIN NAIONAL DE INSTALAII

INSTALAII PENTRUNCEPUTUL MILENIULUI TREI

Volumul

Instalaii electrice i automatizri

SINAIA 1921 OCTOMBRIE 2006


2/229

A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri, SIEAR - Sinaia - 2006

SOCIETATEA DE INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI

DIN ROMNIA

A 41 A CONFERIN

NATIONALA DE

INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI

SIEAR - 2006

SINAIA

19 21 OCTOMBRIE 2006

2


3/229


Broura a fost realizat sub ngrijireasl. univ. drd. ing. Eugen BADEAi prof. univ. dr. ing. Constantin IONESCU

Forma electronic a volumului a fost realizat destud. Eugenu Drgoescu Facultatea de Instalaii - UTCB

3


4/229


C U P R I N S

1. Ing. Cornel CHIOREANU C&I ELCA IMPEX - CERINTE NOI IN FATAPROIECTARII DE INSTALATII ELECTRICE SI DE AUTOMATIZARI...... 6

2. Ing. Marius MILOVICI ISPE - SITUAIA ACTIVITIIVERIFICATORILOR DE PROIECTE I EXPERILOR TEHNICI NINSTALAII ELECTRICE Ie N ANUL 2006................................................ 9

3. Prof. dr. ing. Ion IORD NESCU U.P.B. - COMPENSAREA PUTERIIREACTIVE N CONDIIILE EXISTENEI CONSUMATORILORDEFORMANI....................................................................................................... 13

4. Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN, Prof. dr. ing. Alexandru LARIONESCU -Universitatea tefan cel Mare Suceava - CONSIDERAII ASUPRASISTEMELOR AUTOMATE NEENERGOFAGE............................................. 22

5. Sl. drd. ing. Mircea ROCA UTCB - DETERMINAREA COEFICIENILORFOURIER PENTRU O SERIE DE SEMNALE NESINUSOIDALEPARTICULARE..................................................................................................... 27

6. Prof. univ. dr. ing. Ion IORDANESCU U.P.B. - IMM SI CONSUMUL DEENERGIE ELECTRICA IN PERSPECTIVA INTRARII IN UNIUNEAEUROPEANA......................................................................................................... 37

7. As. drd. ing. Ionu HOMEAG IGSU - INTEGRAREA SISTEMELOR DEDETECTARE I ALARMARE A INCENDIILOR NTR-UN SISTEM DEGESTIUNE TEHNIC.......................................................................................... 42

8. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU UTCB - METODE DE CALCUL PENTRUIMBUNATATIREA EFICIENTEI ENERGETICE A CLADIRILOR PRINUTILIZAREA SISTEMELOR DE AUTOMATIZARE INTEGRATE............ 46

9. Prof. dr. ing. Sorin LARIONESCU UTCB - PROIECTAREA SISTEMELORDE CONDUCERE CU AUTOMATE PROGRAMABILE................................ 49

10.Prof. dr. ing. Nicolae GOLOVANOV, Prof. dr. ing. Petru POSTOLACHE, l. dr. ing.Radu PORUMB U.P.B, Dr. ing. VASILE RMNICEANU TIAB, Prof. dr. ing.Cornel TOADER U.P.B. - PUTERILE I RANDAMENTELE OPTIME NREGIM NESIMETRIC SINUSOIDAL LA TRANSFORMATOARELE CU DOUNFURRI........................................................................................................................... 59

11.Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN, Masterand ing. Daniel GAVRIL Universitateatefan cel Mare - SISTEM AUTOMAT PENTRU VERIFICAREA RELEELORDIN INSTALAIILE DE CENTRALIZARE ELECTRODINAMICFEROVIAR SAR-CED........................................................................................ 67

12.Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - CERCETAREAPOLURII ELECTROMAGNETICE A MEDIULUI N DOMENIULLOCUINELORI INSTALAIILOR PENTRU CONSTRUCII................ 75

13.Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - INSUFICIENEPRIVIND APRECIEREA OBIECTIV A EFICIENEI NCLZIRII

ELECTRICE PRIN RADIAIE, FR A CONSIDERA I CMPULELECTROMAGNETIC EMIS............................................................................. 90

4
http://01.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://04.pdf/http://04.pdf/http://04.pdf/http://04.pdf/http://05.pdf/http://05.pdf/http://05.pdf/http://05.pdf/http://05.pdf/http://06.pdf/http://06.pdf/http://06.pdf/http://07.pdf/http://07.pdf/http://07.pdf/http://07.pdf/http://07.pdf/http://07.pdf/http://08.pdf/http://08.pdf/http://08.pdf/http://09.pdf/http://09.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://13.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://12.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://11.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://10.pdf/http://09.pdf/http://09.pdf/http://08.pdf/http://08.pdf/http://08.pdf/http://07.pdf/http://07.pdf/http://07.pdf/http://06.pdf/http://06.pdf/http://06.pdf/http://05.pdf/http://05.pdf/http://05.pdf/http://04.pdf/http://04.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://03.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://02.pdf/http://01.pdf/http://01.pdf/


5/229


14.Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - ABORDAREACADRULUI LEGAL I ROLUL CERCETRII POLURIIELECTROMAGNETICE A MEDIULUI N DOMENIUL INSTALAIILORPENTRU CONSTRUCII..................................................................................... 100

15.Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai -CE S-AR MAI PUTEASPUNE DESPRE ILUMINATUL FLUORESCENT ?........................................ 10916.Prof. dr. ing. Constantin IONESCU SIEAR - SITUATIA AUTORIZARII

INGINERILOR DE INSTALATII ELECTRICE 118

17.Prof. dr. ing. Constantin IONESCU UTCB - UN NOU MOD DE A PRIVIAUTOMATIZAREA INSTALAIILOR DINTR-O CLDIRE....................... 120

18.Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN - Universitatea tefan cel Mare Suceava -SISTEM INTERACTIV PENTRU SEMAFORIZAREA ECOLOGIC AINTERSECIILOR RUTIERE............................................................................ 125

19.Prof. dr. ing. Constantin IONESCU - UTCB, As. drd. ing. Stefan ALECSANDRU SIEAR ACTUALITATE I PERSPECTIV N SISTEMELE DEMANAGEMENT ALE CLDIRILOR 133

20.Prof. dr. ing. Sorin LARIONESCU UTCB - PROGRAMAREAAUTOMATELOR DE TIP MASINA DE STARE.. 144

21.Sl. drd. ing. Mircea ROCA U.T.C.B. TOPOLOGII MODERNE DE UPS-URI 151

22.Drd. ing. Marius RAMARU SRAC MODUL EXPERIMENTAL PENTRUACHIZITIE DE DATE SI COMANDA 158

23.Prof. dr. ing. Constantin IONESCU SIEAR IEAS 2006 SI PARTICIPAREASIEAR... 168

24.Sl. drd. ing. Silviu GHEORGHE UTCB - CURS DE PERFECTIONARE APROIECTANTILOR DE INSTALATII ELECTRICE SI AUTOMATIZARI.................................................................................................................................. 173

25.Conf.dr.ing. Daniel POPESCU UTCB ASPECTE SPECIFICE PROIECTARIISISTEMELOR AUTOMATE DE DETECTARE SI DE ALARMARE LAINCENDII............................................................................................................... 175

26.Prof.dr.ing. Niculae MIRA UTCB CALIFICAREA INTREPRINDERILOR CEEXECUTA LUCRARI DE INSTALATII ELECTRICE................................... 185

27.Prof.dr.ing. Constantin IONESCU UTCB 100 DE ANI DE LA INFIINTAREACOMISIEI ELECTROTEHNICE INTERNATIONALE (CEI)........................ 188

28.Prof.dr.ing. Constantin IONESCU UTCB ACTIVITATEA SIEAR IN ANUL2006 ........................................................................................................................ 201

29.LISTA COMITETELOR TEHNICE CEI N CARE ROMNIA ESTEMEMBRU CU STATUT DE PARTICIPANT SAU OBSERVATOR ICOMITETELE TEHNICE NAIONALE N OGLIND................................. 209

30.STANDARDELE DIN DOMENIUL INSTALATIILOR ELECTRICE PENTRUCONSTRUCTII preluare din Buletinul Informativ SIEAR nr. 192 / iulie 2006.. 214

31.PREZENTARE DE FIRME....... 218

5
http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://15.pdf/http://15.pdf/http://16.pdf/http://16.pdf/http://17.pdf/http://17.pdf/http://17.pdf/http://17.pdf/http://17.pdf/http://17.pdf/http://18.pdf/http://18.pdf/http://18.pdf/http://18.pdf/http://18.pdf/http://18.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://20.pdf/http://20.pdf/http://21.pdf/http://21.pdf/http://22.pdf/http://22.pdf/http://23.pdf/http://23.pdf/http://24.pdf/http://24.pdf/http://25.pdf/http://25.pdf/http://25.pdf/http://26.pdf/http://26.pdf/http://27.pdf/http://27.pdf/http://28.pdf/http://28.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://30.pdf/http://30.pdf/http://31.pdf/http://31.pdf/http://30.pdf/http://30.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://29.pdf/http://28.pdf/http://28.pdf/http://27.pdf/http://27.pdf/http://26.pdf/http://26.pdf/http://25.pdf/http://25.pdf/http://25.pdf/http://24.pdf/http://24.pdf/http://23.pdf/http://23.pdf/http://22.pdf/http://22.pdf/http://21.pdf/http://21.pdf/http://20.pdf/http://20.pdf/http://19.pdf/http://19.pdf/http://18.pdf/http://18.pdf/http://17.pdf/http://17.pdf/http://16.pdf/http://16.pdf/http://15.pdf/http://15.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/http://14.pdf/


6/229


CERINTE NOI IN FATA PROIECTARII DE INSTALATII

ELECTRICE SI DE AUTOMATIZARI

Ing. Cornel Chioreanu - C&I-ELCA IMPEX SRL

Cu convingerea ca mai sunt doar doua luni pana cand Romania va deveni membru cu

drepturi depline al Uniunii Europene, consideram ca este util sa privim cu ochiul critic

drumul pe care l-am parcurs in ultimii 16 ani in sfera noastra de activitate si mai ales sa

constientizam intreaga masa a celor care ne-am dedicat muncii de proiectare in acest

domeniu, asupra saltului calitativ pe care trebuie sa-l facem in viitorul foarte apropiat, pentru

a face fata concurentei la care vom fi supusi de catre colegii de bransa din Uniunea

Europeana.

In drumul sinuos spre economia de piata munca de proiectare in general, iar munca de

proiectare in domeniul instalatiilor electrice si de automatizari in special, a cunoscut mutatii

semnificative, atat din punct de vedere al structurii organizatorice cat mai ales al nivelului

calitativ.

1 - Daca ne referim la mutatiile de ordin organizatoric trebuie amintit faptul ca incepand

cu anii90 pepinierele de cadre de proiectare Institutele de proiectare ale ministerelor

economice treptatsi-au redus activitatea pana la desfiintare, initial prin divizare, pentru ca

apoi efectiv sa-si inceteze activitatea, iar cadrele cu inalta calificare au migrat spre alte

domenii de activitate, care le ofereau venituri mai mari. In acelasi timp au inceput sa apara

firme mici de proiectare, care grupeaza un numar mic de specialisti cu o arie de cuprindere

mai mica si implicit cu o putere financiara mai mica.

2 - Absolventii institutelor superioare de invatamant care prin profilul lor pregatesc

specialisti de instalatii electrice si automatizari au fost tot mai putin atrasi spre proiectare din

cauza veniturilor din ce in ce mai scazute in raport cu alte domenii si in mod special indomeniul comertului.

3 - Migrarea proiectantilor din institutele de proiectare cu profil industrial, ca urmare a

diminuarii drastice a activitatii in aceste domenii, spre unitatile de proiectare din constructiile

civile ar fi trebuit in mod normal, sa duca la o crestere calitativaa muncii in acest domeniu,

presupunandu-se ca migrarea se face cu cei mai buni specialisti. Din nefericire lucrurile nu au

stat asa. Motivul este ca specialistii din sectoarele industriale nu au cunostintele necesare

specifice sectorului constructiilor civile.

4 - Probabil ca reducerea numarului de personal al inspectoratelorjudetene de

constructii face ca aceste unitati sa nu mai poata cuprinde totalitatea santierelor din sfera lor

de activitate, mai ales ca in unele judete si in ansamblu la nivelul intregii tari, sectorul

constructiilor cunoaste o crestere vizibila a activitatii, aducandu-si o contributie importantaprodusului intern brut.

Toti acesti factori si poate nu numai acestia, au facut ca in prezent sa se simta o anumita

lipsa de proiectanti atat in sectorul constructiilor civile cat si in cel al constructiilor

industriale. De unde Romania era un exportator de specialisti in domeniul proiectarii, s-a

ajuns in situatia ca unitati de proiectare prestigioase sa recurga la a aduce proiectanti din

provincie, cu cheltuieli substantiale de transport, cazare etc., in domenii in care cu ani in urma

proiectarea romaneasca era deosebit de apreciata.

Tinand seama de cele de mai sus consideram ca SIEAR ca si alte organizatii

saustructuri similare trebuie sa gaseasca impreuna cu organele de stat competente o solutie de

revigorare a activitatii de proiectare, mai ales in prezent cand in fata specialistilor din acest

domeniu pot sa apara oportunitati tentante de lucru chiar si pe piata europeana.

6


7/229


Exista pentru unii din colegii de breasla, o anumita teama de momentul intrarii in

Uniunea Europeana, o teama de concurenta cu specialistii din tarile vest-europene, care cel

putin din punctual meu de vedere este total nejustificata, din urmatoarele morive:

a.- Legislatia noastra este in mare masura adaptata la legislatia europeana (legi,

standarde, normative,etc.);

b.-echipamentele cu care lucram de multi ani, sunt echipamentele cu care se va lucra sidupa momentul aderarii;

c.- In Romania sunt prezente unele din cele mai prestigioase firme de constructii din

tarile europene si firme de top in domeniul productiei de materiale si aparataje utilizate in

proiectele de constructii; cu aceste firme un mare numar de specialisti romani sau chiar unitati

de proiectare, se afla intr-un contact permanent, spre cinstea lor si se numara printre

colaboratorii de baza ai firmelor straine care realizeaza obiective de referinta in Romania;

deci nu intram intr-un necunoscut, pentru ca practic suntem ancorati in activitatea unor firme

europene;

d.- Vorbind strict despre sectorul proiectarii de instalatii electrice si automatizare pentru

constructii, toate standardele principale in baza carora ne desfasuram activitatea sunt corelate

cu standardele europene; Legea 10/1995 privind calitatea in constructii, cu toate modificarileulterioare, este corelata cu legislatia europeana; legislatia in domeniul protectiei omului si a

bunurilor, aferente domeniului nostru de activitate este de asemenea aliniata la legislatia

europeana si lucram efectiv in baza acestei legislatii; iata de ce consider nejustificata teama

unora dintre colegii nostrii de breasla de momentul aderarii, pe care unii il vad ca un moment

generator de grave disfunctii in activitatea noastra.

Problemele care deranjeaza si asupra carora trebuie sa atragem atentia MTCT, sunt

legate de nevoia urgenta de revizuire a Normativului I7-02 Normativ pentru proiectarea si

executarea instalatiilor electrice cu tensiuni pana la 1000 V c.a. si 1500 V c.c., precum si a

Normativului I-20 privind protectia impotriva trasnetului. Intradevar unele din prevederile

acestor acte normative, normative de baza in munca noastra, trebuiesc revizuite si inlaturate

unele prevederi contradictorii sau ambigue.

Nu vom face o analiza a prevederilor din actele normative mentionate, care impun in

mod categoric revizuirea lor, ne vom rezumadoar la a da doua exemple dintre cele mai putin

semnificative:

a.- La art.3.4.9 - din normativul I7-02 se prevede: La consumatorii alimentati direct

din reteaua furnizorului de energie electrica, instalatiile electrice se executa cudistributie

monofazata , pentru valori ale curentilor pana la 30 A si cu distributie trifazata,pentru

situatiile in care curentul in regim monofazat este peste 30 A; dar in acelasi timp este bine

stiut faptul ca Unitatile de Masura si Protectie UMP- sunt astfel echipate incat permit

distributii monofazate 10-40A si trifazate intre 40-100 A.

b. - contoarele monofazate se fabrica pentru curenti de pana la 40A atat cele fabricatein Romania cat si cele straine;

Admiterea distributiei monofazate de 40 A., face posibila racordarea unor consumatori,

in special la locuinte, a caror putere instalata sa se incadreze intre 10-12 kW.p.i. si 9 kW. p.u.,

iar coloana intre UMP si Tabloul de distributie sa fie: 3FY6,0-IPY20; iar pentru puteri

instalate mai mari de 12,00 kW., sa se lase proiectantului raspunderea de a admite un

coeficient de simulataneitate mai mic de 0,8, astfel incat pentru locuinte cu spatii mai

generoase, la care puterea instalata poate sa ajunga la 15,00 kW., sa se admita un coeficient

de simultaneitate de pana la 0,6, ajungandu-se in final la aceeasi coloana de 3FY6,0-IPY20.

Pentru distributiile trifazate practic nu sunt probleme.

c. - Art.5.2.9 - din Normativul I7-02, precizeaza ca :Prizele trebuie montate pe pereti la

urmatoarele inaltimi masurate de la axul aparatului pana la nivelul pardoselii finite: - peste2,0 m. la scoli, in clase, prevedere pe care o consider total lipsita de sens, atata timp cat

7


8/229


elevii vin de acasa unde au prizele montate de regula la h=0,3m. de la nivelul pardoselii

finite; daca se doreste evitarea unor accidente exista solutii tehnice corespunzatoare de

protectie si nu montarea la inaltimi inaccesibile elevilor; salile de clasa pot sa fie Sali de

muzica, Sali de informatica, sau Sali de laboratoare de fizica, chimie, etc., la care sunt

necesare echipamente specifice de laborator si unde contrar prevederilor din normative se

monteaza prize la tensiune normala 220V, pe mesele de laborator. La inaltimea de 2m. de lanivelul pardoselii finite este suficient sa ramana 2 locuri de prize, in dreapta si stanga tablei

pemtru bransarea unor echipamente necesare procesului de invatamant (monitor,

retroproiector, multimedia etc.).

d.- In prezent ELECTRICA in dorinta de a mari gradul de siguranta in exploatare a

instalatiilor electrice din cladirile de locuit solicita caFDCP (firidele de distributie cu contori

pe palier), sa fie dotate cu echipamente mai performante. In acelasi timp vechile firide se

gasesc in cataloagele de detalii tip, iar noile solutii promovate de care ELECTRICA nu sunt

cunoscute nici de proiectanti si nici de catre firmele de executie, care de regula utilizeaza

Catalogul de Detalii Tip.

Pentru a veni sprijinul promovarii noilor solutii este absolut necesara o colaborare intre

specialistii de la SC ELECTRICA si cei din subordinea M.T.C.T. pentru a stabili echiparea siimplicit dimensiunile noilor firide, eventual reconsiderarea schemelor de distributie din

cladirile de locuinte, avand in vedere ca de la ultima revizuire a acestora au trecut aproape 15

ani.

Consider ca aceste exemplesunt suficiente si convingatoare pentru a cere urgenta

revizuire a acestui normativ, care desi are multe elemente corelate cu legislatia europeana,

iata ca sunt si prevederi care vin in contradictie cu normele europene si cu alte prescriptii

tehnice romanesti.

Consider ca la elaborarea noii editii a normativului I7, la revizuirea FDCP si a

schemelor de distributie din cladirile de locuinte, trebuie sa participe si specialisti din

proiectare.

Luand in considerare numarul mare de accidente: incendii sau pierderea de vieti

omenesti cauzate de proasta functionare a instalatiilor electrice, nici un efort financiar nu este

prea mare si nu poate fi invocat drept obstacol in calea introducerii noilor tehnologii, in

scopul imbunatatirii parametrilor de functionare a instalatiilor electrice, a protejarii bunurilor

materiale si vietii oamenilor.

Apropiata aderare a Romaniei la Uniunea Europeana trebuie sa constituie pentru noi

proiectantii de instalatii electrice si automatizari un prilej de a ne apropia mai mult de

firmeleproducatoare si/sau distribuitoare de materiale, aparate si echipamente de instalatii

electrice si de automatizare, de a le studia cataloagele, solutiile tehnice pe care le ofera,

deoarece in mod sigur vom fi bine primiti si vom primi toate lamuririle necesare pentru ca in

proiectele pe care le elaboram, folosind tehnologiile avansate, sa satisfacem pretentiileinvestitorilor care ne vor solicita serviciile noastre.

Revistele romanesti de specialitate Electricianul, Masurari si Automatizari,

Instalatorul, ne pun la dispozitie in fiecare nou numar al lor informatii despre cele mai noi

descoperiri, cele mai noi solutii in tehnologiile si practica instalatiilor, scutindu-ne si de

efortul de a le traduce din revistele straine de specialitate.

Efortul care ni se cere este de a dori sa fim la curent cu noutatile, sa citim, sa ne

documentam, sa participam la targuri interne si internationale, la conferinte si simpozioane,

cele mai la indemana mijloace de a ne pune in contact cu noul.

8


9/229


SITUAIA ACTIVITII VERIFICATORILOR DE PROIECTEI EXPERILOR TEHNICI N INSTALAII ELECTRICE Ie

N ANUL 2006

Ing. Marius MILOVICI ISPE Bucuretie-mail:[email protected]

1. ROLUL I ATRIBUIILE SPECIALITILOR VERIFICATORI DEPROIECTE I EXPERI TEHNICI

Verificarea i expertizarea tehnic de calitate a proiectelor,efectuat de ctre specialitiatestai, att la lucrrile noi, ct i la lucrrile de modernizare, modificare sau transformare ainstalaiilor electrice pentru construcii, are ca scop realizarea unor construcii care s

corespund calitativ cel puin unor nivele minime de performan referitoare la cerinele(exigenele) de calitate definite de Legea nr. 10/1995 privind calitatea n construcii:A rezisteni stabilitate;B siguran n exploatare;C siguran la foc;D igiena, sntatea oamenilor, refacerea i protecia mediului;E izolaia termic, hidrofugi economia de energie;F protecia mpotriva zgomotului.Specialitii verificatori de proiect i experi tehnici pentru instalaii electrice i

automatizri sunt atestai pentru:- toate cerinele A, B, C, D, E, F;

- toate domeniile de construcii care cuprind urmtoarele instalaii electrice:- instalaii electrice aferente construciilor, inclusiv pentru cureni slabi i de protecie

la descrcri atmosferice;- instalaii de automatizare i interblocare pentru instalaii tehnologice aferente

cldirilor (instalaii termice, sanitare, de ventilaie-climatizare, frig etc.);- instalaii de avertizare i prevenire a incendiilor.Instalaiile electrice aferente construciilor se supun verificrii i expertizrii tehnice de

calitate dup cum urmeaz:a. Proiectele instalaiilor electrice care se gsesc:- pe construcii sau n interiorul lor;

- n staiile de conexiuni i transformare din cldiri, din incinta sau din ansamblurile decldiri;- n staiile de pompare din incinta sau din ansamblurile de cldiri;- n staiile locale de captare a apei;- staiile locale de epurare a apei;- n centrale termice sau punctele termice din incinte sau din ansambluri de cldiri;- n centralele de ventilare sau climatizare;- n centralele sau instalaiile de frig.

b. Proiectele reelelor electrice de alimentare cu energie electrici de distribuie dinposturile/staiile de transformare din construcii, incinte sau ansambluri de cldiri.

Criteriile de performan ale cerinelor de calitate conform Legii nr. 10/1995 privind

calitatea n construcii pentru instalaiile electrice sunt prezentate n Ghidul criteriilor deperforman pentru instalaii electrice GT 059-03 editat n colecia ARTECNO. Aa cum

9
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]


10/229


rezult din acest ghid, n afara celor 6 exigene (AF), exist exigene recomandate (R1R6)la care se pot verifica proiectele.

2. LISTA VERIFICATORILOR DE PROIECTE I A EXPERILOR TEHNICI

Pn n prezent au fost atestai tehnico-profesional pentru specialitatea INSTALAIIELECTRICE Ie 75 Verificatori de Proiecte i 17 Experi Tehnici. Lista acestora estedisponibil pe site-ul SIEAR: www.siear.ro

Aceast list va fi actualizat cu ajutorul responsabililor din MTCT, (d-na ing. AureliaSimion), avnd n vedere importanta ndatorire a specialitilor cu activitate de verificare iexpertizare de a anuna modificrile datelor de domiciliu i telefon survenite ulterior atestrii.

ntruct Inspectoratul de Stat n Construcii i Primriile solicit tot mai insistent prezentarea unor documentaii verificate de VP, este n interesul specialitilor atestai, afirmelor de proiectare i a forurilor cu competene de avizare s cunoasc aceast listntocmit corect, pentru a da acces egal verificatorilori experilor n activitatea de verificaretehnic de calitate a proiectelor.

O bun parte din aceti verificatori de proiecte i experi tehnici fac parte din FilialaSIEAR VP&ET nfiinat n anul 2003, n scopul implicrii mai intense a VP i ET nactivitile SIEAR (schimburi de experien, cunoaterea preocuprilor altor VP i ET,elaborarea / revizuirea de normative de proiectare, participare la conferine, mese rotunde,certificarea calificrii profesionale etc.).

Avem convingerea c specialitii care fac parte din aceast filial, cadre cu experiendeosebit n activitatea de proiectare n construcii, vor aduce contribuii importante lambuntirea situaiei reglementrilor tehnice n acest domeniu. Solicitm acestor specialitis fac observaii i propuneri la revizuirea unor reglementri tehnice, s fac propuneri

pentru ANRE i MTCT n legtur cu revizuirea unor normative i alinierea acestora la

normele europene.

3. CURSURI PENTRU PREGTIREA ATESTRII UNOR NOIVERIFICATORI DE PROIECTE I EXPERI TEHNICI.

SIEAR organizeaz cursuri intensive pentru pregtirea atestrii VP i ET.Anul acesta a fost organizat un astfel de curs n perioada 20-24.02.2006Cursurile s-au desfurat pe parcursul a 5 zile, cte 6 ore/zi.Planul cursului cuprinde n principal:- prezentarea Legii 10/1995; agremente tehnice;- criterii de performan pentru fiecare categorie de instalaii (Ie, Is, It, Ig);

- aspecte organizatorice i prezentarea regulamentului de verificare i expertizaretehnic de calitate a proiectelor, a execuiei lucrrilor i a construciilor, aprobat cu HG925/1995.

Fiecare participant la curs primete Ghidul criteriilor de performan pentru domeniulinteresat i ndrumtorul pentru atestarea tehnico-profesional a specialitilor cu activiti nconstrucii.

O diplom de absolvire certific participarea la curs.Membrii SIEAR absolveni ai acestui curs primesc o recomandare din partea conducerii

SIEAR pentru nscrierea la examen.Anul acesta nu au avut loc ntlniri ale Comisiei Tehnice de Atestare a MTCT pentru

examinarea candidailor pentru atestarea unor noi VP i ET.

10
http://www.siear.ro/http://www.siear.ro/


11/229


4. PARTICIPRI LA MANIFESTRI ORGANIZATE DE PRODUCTORI DEECHIPAMENTE DE JOAS TENSIUNE

Muli VP i ET din Bucureti, alturi de proiectani de prestigiu, au participat lainteresante manifestri organizate de productori (sau reprezentani ai acestora) de

echipamente de joas tensiune:Firma Moeller a organizat n zilele de 05.057.05.06 la hotel Rozmarin din Predeal un

workshop n care s-au prezentat produsele noi Moeller, soluii privind confortul n locuine,aplicaii de automatizare.

Firma Schneider a organizat Clubul Proiectanilor la Moeciu n zilele de 22-23.06.2006, unde a prezentat tehnologii noi de proiectare, aspecte privind calitatea energiei i

problematica BMS.Firma Legrand Romnia a prezentat la sediul su din Bucureti (str. Aromei) tablouri

concepute i executate de ctre aceasta.Firma Proenerg din Oradea a prezentat la Institutul de Arhitectur din Bucureti

corpurile de iluminat ERCO, care reprezint o gam larg de produse mai ales pentruiluminatul ornamental.

Firma Schrack a prezentat n cadrul unui simpozion organizat la Hotel Marriotinstalaiile AAR, distribuiile n bare i alte nouti privind aparatajul de joas tensiune.

5. ALTE ASPECTE DE INTERES5.1. Sistemul de verificare i atestare a calitii lucrrilor de montaj pentru utilaje,

echipamente i instalaii tehnologice industriale instituit prin OG nr. 95/30.08.1999, aprobati modificat prin Legea 440/2002, a nceput s funcioneze, fiind deja atestai verificatori de

proiecte conform Regulamentului aprobat prin ordinul MIR nr. 88/14.02.2003.

n conformitate cu prevederile art. 6, aliniat (2) din Regulament, autorizarea tehnico-profesional a specialitilor verificatori de proiecte pentru dotri tehnologice industrialenu acoper i autorizrile necesare legiferate pentru activitile specifice n domeniileacoperite de MTCT.

Avnd n vedere asemnarea cerinelor de calitate, s-a constatat n unele situaii ointerferen a diferitelor categorii de construcii i instalaii ale celor dou domenii deverificat. De aceea este necesar ca Direciile de Specialitate din cele dou ministereresponsabile cu atestarea verificatorilor de proiecte i experilor tehnici s fac departajareaclar a atribuiilor acestora i s stabileasc domeniile concrete, instalaiile i utilajeletehnologice la care conform legii trebuie ntocmite verificri, expertize ale proiectelor ncondiiile Legii nr. 10/1995, respectiv OG nr. 95/1999.

Avem sesizri c Verificatorii de proiecte atestai pentru instalaiile tehnologice dectre MEC intervin la primrii pentru verificarea de proiecte de instalaii electrice nconstrucii.

5.2. Verificatorii de proiecte (VP) i/sau Experii tehnici (ET) crora le va expira vizape legitimaii trebuie s se prezinte la ISC teritorial cu urmtoarele documente:

- cerere ctre ISC prin care se solicit prelungirea vizei (n cerere se vor precizanumele, prenumele, adresa, numrul legitimaiei, data valabilitii);

- registrul de eviden a proiectelor verificate, n original;- 2-3 referate reprezentative privind verificarea de calitate la cerina Ie;- Legitimaia/legitimaiile i certificatul/certificatele de atestare, n copie.Dup obinerea avizului ISC, concretizat printr-o adres ctre Direcia Tehnic a

MTCT, solicitantul pred aceast adres la MTCT, care acord viza de prelungire alegitimaiei.

11


12/229


5.3. Urmare a discuiilor cu inspectorul Mircea Pace de la ISCMB a rezultat cverificatorii de proiecte trebuie s urmreasc, c toate proiectele trebuie s conin referiri

privind obligativitatea respectrii prevederilor legii nr. 10/1995 calitatea n construcii, legiinr. 50/1991, cu completrile ulterioare privind autorizarea executrii construciilori legii nr.608/2001 privind evaluarea conformitii produselor.

Aceast din urm lege, alturi de H.G. 622/2004 i alte prevederi aprobate i publicaten Monitorul Oficial privind condiiile de introducere pe pia a produselor pentru construcii,reprezint preluarea n legislaia romneasc a Directivei cadru 89/106/CEE - produse pentruconstrucii. Prevederile acestei legi constituie baza pregtirilor specifice ce trebuie realizate nvederea utilizrii pe plan intern a produselor pentru construcii n condiiile cerute de UE.

5.4. n ultima perioad tot mai multe proiecte respect legislaia n vigoare privindnscrierea n cartuul desenelor a parametrilor verificrii: numele i semnturaverificatorului sau expertului, cerinele la care se verific proiectul i numrul referatuluintocmit de verificator.

12


13/229


COMPENSAREA PUTERII REACTIVE N CONDIIILEEXISTENEI CONSUMATORILOR DEFORMANI

Prof. dr. ing. Ion Iordnescu UPB

REZUMAT: Problema puterii reactive a aprut odat cu sistemele electroenergetice decurent alternativ i continu s existe datorit meninerii specificului acestei puteri, subaspectul consumului i al producerii. Reducerea ncrcrii cu putere reactiv a tuturorinstalaiilor ntre consumatorii larg rspndii i sursele concentrate ale sistemelor energeticen avantajul puteri active, a pus problema compensrii pe scar larg a puterii reactive ct maiaproape de receptori. Soluia general folosit constnd din baterii cu condensatoare, (nccorespunde), necesit ns o reexaminare de principiu, n etapa actual de apariie iintensificare a noilor receptori care, din cauza caracteristicilor electrice neliniare, producfenomenul de deformare a curbelor de cureni i de tensiune. Una din consecinele existeneii intensificrii fenomenului deformant, o constituie vulnerabilitatea, pn la deteriorare, a

bateriilor cu condensatoare n funciune. n prezentul material se examineaz sub aspectteoretic i tehnic, problema compensrii puterii reactive care este nc necesar, innd seamape de o parte de existena i comportarea bateriilor cu condensatoare, dar corelnd-o i cumsura atenurii regimului deformant, care devine i ea necesar i pentru care se poateaplica o msur unic de compensare i atenuare, prin folosirea filtrelor.

Cuvinte cheie: calitatea energiei, regimul deformant, gradul de deformare al curbelor decurent

I. ASPECTE GENERALE

Etapa actual de desfurare i dezvoltare a tuturor activitilor economice i sociale,att n ara noastr ct i pe plan internaional, precum i largul orizont al perspectiveiapropiate, se caracterizeaz printr-o modernizare intens. Factorul specific l constituieschimbarea practic total, n toate domeniile de activitate, fr excepie, inclusiv ngospodriile casnice a structurii receptorilor de energie electric. Marea majoritate a acestorreceptori, deja n funciune, dar mai ales i n perspectiv, format din aparate, circuite iinstalaii electrocasnice, respectiv, tot ce produce electronica sub forme din ce n ce mai

performante i mai sofisticate, se poate afirma c, au invadat sistemul electroenergetic i nara noastr.

Datorit faptului c aceti receptori au caracteristici electrice neliniare, prezena lor ninstalaiile sistemului energetic, n care generatoarele electrice din centrale produc tensiuni

electrice alternative, care au forma curbei practic sinusoidal, la aplicarea acesteia la bornelefiecrui receptor sau grupe de receptori neliniari, acetia deformeaz curbele de curent.Gradul de deformare al curbelor de curent i respectiv de abatere de la forma idealsinusoidal, depinde numai de caracteristicile fiecrui receptor, nu i de alte mrimielectroenergetice, cum ar fi, de exemplu, puterea de scurtcircuit din nodul n care suntracordai. Curbele de curent deformate conin pe lng curbele fundamentale sinusoidale cufrecvena de 50 Hz i curbe de curent cu frecvene reprezentnd multipli ai frecvenei curbeifundamentale, denumite armonici i valori ntre multiplii frecvenei fundamentale, denumiteinterarmonici. Mai pot apare i subarmonici, respectiv, cu frecvene mai mici dect cea acurbei fundamentale. Deci curbele reale ale curenilor deformai, conin, aa cum rezulti

din analizele armonice, care se efectueaz folosind o gam larg de aparate de msurarerealizate n acest scop, un spectru foarte larg i complex de curbe sinusoidale reprezentnd

13


14/229


armonicele, interarmonicele i subarmonicele, avnd frecvene pn la rangul (ordinul) 50,respectiv 2500 Hz. Toi aceti cureni sunt injectai n nodurile reelei electroenergetice dectre receptorii respectivi i circul prin instalaiile (linii, transformatoare etc.) producndmulte fenomene cu consecine defavorabile. Una din consecinele directe care apare, esteconstituit de cderile de tensiune, datorate curenilor menionai i impedanelor cu frecvene

corespunztoare fiecrui curent armonic, interarmonic sau subarmonic. Se menioneaz cdeoarece ponderea cea mai mare o au armonicele de curent, care au frecvene, multipli aifrecvenei fundamentale, pentru examinarea general a fenomenului deformant se rein numaicurenii respectivi. Aceti cureni reprezentnd armonicele: 2,3,4,5 etc. sunt i cei afiai deaparatele de msurare i care circul prin instalaii, produc cderi de tensiune care au aceleaifrecvene cu ale curenilori impedanelor reelelor care le genereazi reprezint armonicelede tensiune care contribuie la deformarea curbelor de tensiune din noduri. Aceste cderi detensiune se aplic n nodurile reelelor electrice simultan cu tensiunea fundamental tuturorreceptorilor conectai la barele respective. O comportare deosebit la aplicarea acestortensiuni armonice o au bateriile cu condensatoare, montate pentru compensarea puteriireactive. n aceast situaie, care a aprut i la noi se va intensifica foarte mult, utilizarea

bateriilor cu condensatoare n soluia de montare actual, devin vulnerabile i este necesar sse reexamineze problema pentru a rezolva, att compensarea puterii reactive, precum iatenuarea regimului deformant, n scopul limitrii la minimum, dac nu chiar la eliminareamultiplelor consecine negative, care afecteaz o mare parte din instalaiile electroenergetice.

II. ASPECTE TEORETICE I TEHNICE PRIVIND FUNCIONAREABATERIILOR CU CONDENSATOARE

II.1. REGIMUL SINUSOIDAL

Folosirea bateriilor cu condensatoare constituie de mai multe decenii, soluia optim din punct de vedere tehnico economic, pentru compensarea puterii reactive, respectiv ambuntirii factorului de putere, n reelele electrice i n general n instalaiile electrice dinntreprinderile industriale. Prin utilizarea automatizrilor, n ultimii ani se realizeaz cuajutorul treptelor finale de reglaj ale bateriei, monitorizarea factorului de putere foarteaproape de valoarea neutral, prin afiarea valorilor realizate. n regim sinusoidal, adic prinaplicarea la bornele bateriei a unor curbe de tensiune foarte apropiate de sinusoid cufrecvena de 50 Hz, bateriile cu condensatoare, reprezentnd receptori capacitivi, produc, nurma calculelor de dimensionare, puteri reactive pentru compensare, pe care le injecteaz la

barele la care sunt conectate. Prin aportul lor reduc n mod corespunztor aportul din sistemulenergetic a puterii reactive, micornd componenta reactiv a curentului preluat din sistem de

la valoarea corespunztoare factorului de putere natural pn la cel neutral, de obicei (0,95 0,96). Ilustrarea celor prezentate se face n figurile 1 i 2 i prin expresiile pentru calcululvalorilor factorului de putere, n regim sinusoidal:

fr compensare (fig. 1 i fig. 3)neccnecs

ss

s

cc

csc

QP

P

QP

P,,

2222coscos ==

+=

+== (1)

Deci valoarea factorului de putere fr compensare, cea natural, este aceeai i peplecarea spre consumatori i pe linia de alimentare din reeaua de distribuie ( )sc =

cu compensare (fig. 2 i fig. 4)( ) compsBcs

s

compsQQP

P,222, cos=+= (2)

14


15/229


i

necccompc

cc

ccompc

QP

P,,

22, coscos ==

+= (3)

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4Deci cu compensarea dup schema din fig. 2 (centralizat), valoarea factorului de

putere pentru linia de alimentare din reeaua de distribuie este mai mare, deoarece apareinfluena aportului bateriei QB. Acest aport reduce puterea reactiv pe care o furnizeazsistemul n situaia fr compensare (fig. 1) la valoarea (fig. 2), cu

compensare, corespunztor cu puterea Q

B

sc QQ =22

, Bccomps QQQ =

BB produs de bateria cu condensatoareB. Diagramelefazoriale din figurile 3 i 4 ilustreaz, cu ajutorul fazorilor componentelor reactive alecurenilor, cele dou situaii, fr / cu compensare. Din aceast prezentare rezult c n regimsinusoidal, cnd la barele de alimentare se aplic numai curba de tensiune fundamental cufrecvena de 50 Hz, implicit i bateriei cu condensatoare care ne intereseaz, aceasta produce

puterea reactivQB numai pentru frecvena fundamental.BII.2. REGIMUL NESINUSOIDAL - DEFORMANT

Situaia respectiv implic deci apariia n toate instalaiile electrice, pe lngcomponenta fundamental reactiv (50 Hz) i un spectru de cureni armonici cu frecvenediferite ( ), multiplu de 50 Hz produi de consumatorii deformani, se examineaz separatcele dou cazuri, respectiv, fr baterie cu condensatoare i cu baterie cu condensatoare.

II.2.1. SITUAIA FR BATERIE CU CONDENSATORE

Pentru examinarea primului caz, se consider schema electric de principiu a unui nodA (fig. 5) la care sunt racordate 3 linii electrice, respectiv: (a) de alimentare a nodului A dinsistem; (b) de racordare i alimentare a consumatorilor deformani i (c) de racordare ialimentare a consumatorilor nedeformani din aceeai zon de consum. Se au n vedere, n

primul rnd curenii fundamentali 1I , cu frecvena de 50 Hz, din cele 3 linii i anume: aI1

care vine din sistem pentru alimentarea tuturor consumatorilor din nodul A, deformani inedeformani; bI1 care circul prin linia (b), pentru alimentarea consumatorilor nedeformani;

cI1 care circul prin linia (c) spre consumatorii nedeformani, alimentai de la aceleai bareA.n acelai timp consumatorii deformani produc i injecteaz prin linia (b) n nodul A unspectru de cureni armonici I format din cureni armonici, dup expresia:

n

n

IIII +++==

...322

(4)

Un prim indicator al regimului deformant l constituie reziduul deformant, avndexpresiile:

=

=+++=n

2

22n

23

22rez, II...III (5)

15


16/229


O alt mrime important o reprezint valoarea efectiv a curentului deformatrezultant, care se determin cu relaia:

222

21 ... ndef IIII +++= (6)

Un indicator important, afiat de aparatele de msur estefactorul de distorsiune, care,n cazul curentului se determin

cu expresia:

[ ] 100I

I100

I

I...II%

1

rez,

1

2n

23

22

I =+++

= (7)

Pentru a clarifica situaia de la nodulA (fig. 5), se observ nti circulaia componenteifundamentale 1I ce vine din sistem i intrnd n nodul A se repartizeaz spre cele doucategorii de consumatori,

aI1

bI1 , spre consumatorii deformani prin linia (b) i cI1 spreconsumatorii nedeformani, prin linia (c), corespunztor puterilor active (Pa i Pc) i celorreactive (Qai Qc) necompensate, necesare ambelor categorii de consumatori.

Simultan cu aceti cureni fundamentali avnd (frecvena de 50 Hz), circul prinaceleai linii i curenii armonici, produi de consumatorii deformani I i injectai nnodulA prin linia (a).

n nodulA acetia se ramific, o parte spre consumatorii locali nedeformani ( cI , ) icealalt parte circul spre sistemul energetic prin linia (a) avnd sensul invers fa decomponenta fundamental, sI1 . Repartizarea pe fiecare din cele 2 linii se face corespunztorimpedanelor armonice pentru fiecare frecven, att pentru consumatorii nedeformani locali

cz , , ct i pentru sistemul energetic bz , din figura 6, n care se reprezint schema

echivalent pentru nodul A. Se poate stabili, pentru fiecare armonic componenta care circulspre sistem, folosind relaia:

.ca

c

a

zz

zII

,,

,,

+

= (8)

Deoarece:. ca zz ,,


17/229


Peste aceast situaie simpl, corespunztoare curenilor avndf= 50 Hz, se suprapunarmonicele de curent I produi i injectai n nodulA prin linia (b). Acetia se ramificastfel: o component spre sistem prin linia (a)i alta spre bateria cu condesatoare.

Pentru a examina aceast distribuie i ndeosebi comportarea bateriei, s-s realizat nfigura 8 schema echivalent corespunztoare schemei electrice de principiu din fig. 7. nfigura 8 sunt prezentate reactanele echivalente pentru sistemul energetic, corespunztoarediferitelor ranguri de armonici, respectiv: ca zz ,,


18/229


instalaiei pentru frecvena de rezonan care nu este considerat n expresia (13) i pe de alt parte, rangul armonicei de rezonan este de cele mai multe ori ntre dou ranguri (deexemplu: 6,4 ntre 5 i 7). De asemenea curenii armonici din rangurile apropiate maimari sau mai mici dect pot fi suficient de mari pentru a periclita bateria. Pentru adetermina valorile i sensurile de circulaie prin baterie a armonicelor de curent carecorespund unor ranguri diferite de

rez

rez

rez respectiv 21


19/229


reducerea la valori admisibile a fenomenului deformant. Dintre cele dou tipuri de filtrerespectiv, active i pasive, acestea din urm pot corespunde, fiind i sub aspect economic,mult mai avantajos. Important este faptul c filtrele pasive n schema lor cea mai simpl, suntrealizate n principiu dintr-o bobin n serie cu o baterie cu condensatoare (fig. 9) i c nacest scop pot fi adaptate i bateriile cu condensatoare existente, care au fost montate anterior

pentru compensarea puterii reactive, n nodurile respective.

III.1. STABILIREA CARACTERISTICILOR PRINCIPALE ALE FILTRULUI

PASIV I FUNCIONAREA ACESTUIA

Dintre cele dou elemente componente se poate ncepe cu bateria cu condesatoare, carese dimensioneaz pentru compensarea puterii reactive pentru frecvena fundamental, de 50Hz, cu expresia:

)compnecmedB tgtgPQ = (19)unde: este puterea activ medie anual a consumatorului;medP

nectg - tangenta unghiului dintre fazorii tensiune i curent, corespunztor factorului deputere natural, necompensat;

comptg - tangenta unghiului dintre fazorii tensiune i curent, corespunztor factorului

de putere neutral, impus de furnizorul de energie electric.

Deoarece bateria n schema filtrului este n serie cu bobina, la aceast valoare seadaug pierderile de putere reactiv datorit bobinei, pentru a nu reduce gradul decompensare i care este n general, de 4 % - 5 %. Aceasta se verific nsi se corecteaz,dup stabilirea parametrilor bobinei. De asemenea tensiunea nominal a bateriei va trebui sfie mai mare cu circa 10 % dect cea a barelor din nodul A (fig. 9) deoarece ntre baterie i

bare exist bobina, datorit creia apare o cdere suplimentar de tensiune.

BQ

Dup stabilirea puterii bateriei, , se poate calcula capacitatea a acesteia folosindrelaia:

BQ BC

= BnomB CUQ 3 (20)n continuare se poate trece la determinarea reactanei bobinei filtrului, pentru care estenecesar s se aleago armonicde rezonan i apoi se utilizeaz relaia:rezn

01

=

rezB

rezbnC

nx (21)

n care:502 = bb Lx [ ] (22)

este reactana bobinei, care reprezint necunoscuta n relaia (21), cu care se poate calculainductana a bobinei. Pentru alegerea rangului armonicei de rezonan este necesar s seexamineze cteva elemente teoretice i tehnice, privind comportarea filtrului, n ansamblu, nvederea atenurii i a regimului deformant, dup ce prin calcularea puterii bateriei, s-aasigurat compensarea puterii reactive. Astfel, se menioneaz c aa cum rezult din relaia(21), reactana rezultant a circuitului filtrului corespunztoare frecvenei rangului ( ), derezonan este zero. Deci, acesta realizeaz la barele nodului A condiiile unui scurt circuittrifazat pentru frecvena respectiv i astfel, prin filtru va circula spre pmnt n ntregimearmonica de curent cu frecvena corespunztoare, att cea produs de consumatoriideformani din nodul A, precum i din alte noduri exterioare, dac nu sunt reinute de filtre

pentru aceeai frecven. Deci poate apare i un aport din exterior, care va trebui considerat.

bL

rez

19


20/229


Problema urmtoare const n determinarea comportrii filtrului pentru armonicile decurent, care sunt n spectrul total de armonici i au frecvene mai mari sau mai mici dect rez adic pentru:

21


21/229


Fig. 9 Fig. 10

IV. CONCLUZII

Din analiza concentrat fcut n acest material, rezult c i pentru sistemul nostruelectroenergetic etapa care se parcurge, caracterizat de ptrunderea n msur din ce n cemai mare a electronicii sub toate formele ei sofisticate, n instala iile de transport, distribuiei mai ales n masa mare a consumatorilor de energie electric, se ncheie perioada deutilizare exclusiva i respectiv de funcionare numai a bateriilor cu condensatoare.

Apariia i intensificarea foarte rapid a fenomenului deformant al curbelor de curent ide tensiune, au condus i conduc la afectarea siguranei n funcionare a bateriilor cucondensatoare, care n plus contribuie i la amplificarea regimului deformant.

Aceast situaie este argumentat teoretic i tehnic n acest material n care se prezinti se justific soluia de rezolvare prin folosirea filtrelor pasive, care rezolv simultan, cucosturi accesibile, att problema compensrii puterii reactive la consumatori industriali ct iatenuarea, n limite admisibile, a regimului deformant, i cu posibilitatea utilizrii bateriilorexistente, pentru realizarea noii soluii.

V. BIBLIOGRAFIE

1.Iordnescu, I., Iacobescu, Gh., .a. Reele electrice pentru alimentareantreprinderilor industriale. Editura Tehnic, Bucureti, 1985.

2.Iacobescu, Gh., Iordnescu, I., .a. Reele electrice. Editura Didactic iPedagogic, Bucureti. 1981;

3.Iacobescu, Gh., Iordnescu, I., Tudose, M. Reele i sisteme electrice. EdituraDidactici Pedagogic, Bucureti, 1979;

4.Golovanov, N. Utilizarea energiei electrice i mari consumatori. Litografia IPB,Bucureti, 1983.

5.Golovanov, N., ora, I. .a. Electrotermie i electrotehnologii. (Vol.1 i 2) EdituraTehnic, Bucureti, 1997.

21


22/229


CONSIDERAII ASUPRA SISTEMELOR AUTOMATENEENERGOFAGE

Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN - Universitatea tefan cel Mare Suceavae-mail: [email protected]

Conf. dr. ing. Alexandru LARIONESCU - Universitatea tefan cel Mare Suceavae-mail: [email protected]

1. INTRODUCERE

n dezvoltarea sistemelor automate moderne sunt evidente tendinele de reducere adimensiunilor i consumurilor energetice, concomitent cu multiplicarea funcionalitii.Aceste deziderate, oarecum antagonice, presupun proiectarea i fabricaia modulelor sausistemelor n condiiile creterii densitii de echipare cu componente electronice, boarddensity. Astfel, n automatizrile electronice apar modulele PCB cu componente pe ambelefee i cu o plasare a acestora la distane foarte mici high board density. O consecinnedorit a acestui mod de implementare a sistemelor de automatizri electronice moderne esteaceea c se observ o cretere a defectelor datorit aspectelor termice. De altfel, tehnologiileelectronice dezvoltate n ultimul deceniu au generat o accentuare a problemelor de naturtermic din echipamentele de automatizri, iar statistici recente [1], [8], au artat c mai multde 50 % din defectele produselor electronice sunt datorate unui management termic defectuosal componentelori modulelor.

Dintre modalitile de remediere a fenomenelor termice distructive asupracomponentelor i modulelor electronice menionm proiectarea i fabricarea unor sistemeneenergofage, alimentate la tensiuni i cureni mici. Lucrarea de fa i focalizeaz ateniaasupra sistemelor de alimentare de tip LDO (Low Drop Output) i a configuraiilor de sisteme

de automatizri electronice cu un consum redus de putere electric.2. STABILIZATOARE DE TENSIUNE CONTINU LDO

Stabilizatoarele de tensiune continu LDO sunt stabilizatoarele care prezint o cderede tensiune redus intrare-ieire. Stabilizatoarele LDO utilizeaz un element regulator serie,de obicei un tranzistor (notat TR n fig.1 i fig.2), fie n conexiune colector comun, fie nconexiune emitor comun. Conexiunea de tip colector comun este caracterizat de oamplificare subunitar n tensiune i de o amplificare mare n curent, iar conexiunea de tipemitor comun se caracterizeaz prin o amplificare mare n tensiune. Principial, cele doutipuri de stabilizatoare sunt date n figura 1, respectiv n figura 2, unde AE semnific

amplificatorul de eroare, iar DZ dioda Zener ce livreaz tensiunea de referin pentru AE.

VIN

R1

DZ

TR

VREF

AE

R2

R3+

-RL VL

Fig.1. Stabilizator LDO cu tranzistor regulator n conexiune colector comun

22
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


23/229


VIN

R1

DZ

TR

VREF

AE

R2

R3+

-RL VL

Fig.2. Stabilizator LDO cu tranzistor regulator n conexiune emitor comun

Pentru stabilizatoarele LDO realizate conform schemei din figura 1, tranzistoarele npnn configuraie de repetor pe emitor necesit o tensiune de intrare destul de mare, fa detensiunea de intrare stabilizat, pentru a acoperi tensiunea de saturaie colector-emitor atranzistorului regulator.

Pentru un amplificator n conexiune emitor comun (figura 2) diferena de tensiuneintrare-ieire este mai mic, pstrndu-se un factor bun de stabilizare a tensiunii de ieire.Acest lucru se datoreaz modului de conectare a tranzistorului regulator pnp. Stabilizatoarelede tensiune care au o cdere redus de tensiune intrare-ieire sunt cunoscute dreptstabilizatoare LDO (Low Drop-Out). Schema bloc a unui circuit integral stabilizator LDOeste reprezentat n figura 3 [9].

Se observ n figura 3 componentele clasice ale unui circuit integrat stabilizator de

tensiune continu din generaia a doua, concomitent cu asigurarea unui mecanism intern deprotecie la supracurent ce acioneaz n colectorul tranzistorului regulator Tri nu n emitorulsu, aa cum este cazul variantelor comune, ceea ce face ca s nu existe n nici un regim defuncionare disipare de nergie.

Fig.3. Schema bloc a unui circuit integrat stabilizator LDO

Referin

de tensiune

Protecii

internePolarizare

R1

R2

Amplificatorde eroare

TR

GND

+UOUT

+UIN

Un stabilizator LDO are o cdere mic de tensiune pe elementul regulator serie.Cderea de tensiune pe regulator reprezint diferen dintre tensiunea de intrare nestabilizat

23


24/229


i cea de intrare stabilizat [3], [4], pentru care circuitul nu mai stabilizeaz tensiunea deieire. Pentru un stabilizator de tensiune continu fix valoarea minim a tensiunii de intrare

pentru care se obine o scdere cu 100 mV a tensiunii de ieire, fa de valoarea nominal aacesteia, reprezint pragul de la care stabilizatorul nu mai funcioneaz corespunztor.Deoarece elementul regulator serie (TR) este un amplificator de tensiune, stabilizatoarele

LDO sunt adeseori confruntate cu probleme de stabilitate. O msur uzual pentrumbuntirea stabilitii o constituie montarea, ntre ieirea circuitului i masa electric, aunui condensator de valoare mare, cu un curent de fug mic i cu o variaie redus acapacitii cu temperatura.

Pentru a exemplifica aspectele teoretice menionate mai sus, n figura 4 estereprezentat o schem de stabilizator de 3,3 V realizat cu circuitul integrat LDO de putereredus LM 2937, care poate debita la ieire un curent de maxim 0,1 A i utilizeaz o capsulTO92 [9].

Fig.4. Stabilizator 3,3 V / 0,1 A cu CI LDO 2937

VIN

+6V

LM 2937

IN OUT

GND

C10,1 F

16V

47 F

16V

0,1 F

16VC2 C3

1 3

2

3. CONTROLERE NEENERGOFAGE

Un consum redus de putere reprezint una din cerinele obligatorii ale sistemelorautomate de msur i control moderne, n special ale celor pentru aplicaiile embedded.Multe dintre aceste sisteme sunt alimentate din surse LDO sau de la baterii, ceea ce impuneun consum redus de putere. Estimrile recente arat c pn n anul 2007, peste o treimedintre noile microcontrolere vor lucra la 2V i vor consuma, semnificativ, mai puin puteredect componentele actuale. Un exemplu de astfel de microcontrolere l reprezint seriaHCS08 care lucreaz la tensiuni de 1,8V la 8 MHz, respectiv 2,1V la 20 MHz i care are unnumr de moduri de operare neenergofage (low power) [6]:

- Modul Stop1, utilizat n stand-by, sau pentru aplicaii n care consumul este situat n jurul a 2V/20 nA. n acest mod, este utilizat o ntrerupere extern de activare amicrocontrolerului, de la un pin IRQ sau pinul Reset. Cnd ntreruperea extern este primit,

microcontrolerul comut la o frecven intern de bus de 4 MHz. Activareamicrocontrolerului are loc n 50s la 3V sau 80s la 2V. Pentru aplica ii, acest mod deoperare poate reprezenta etapa de verificare, de ctre microcontroler, a sistemului pentru aciti starea senzorilor, a elementelor de execuie etc.

- Modul Stop2, n care este meninut coninutul memoriei RAM, iar un timer wake-up se poate activa automat. Rezult c n modul Stop2, microcontrolerul se poate activa fro ntrerupere extern. Un oscilator de 2 kHz livreaz baza de timp pentru aceast funcie, iarfrecvena mic necesit un consum redus de putere, de aproximativ 2V / 700nA. Atunci cndmicrocontrolerul detecteaz o condiie care necesit o vitez mare de calcul, vitezamagistralei poate fi incrementat pn la 20 MHz. Aceste funcii ce pot fi executate rapid, la20 MHz, i permit microcontrolerului s prseasc la fel de repede modul Run i s revin n

altul de consum mic.

24


25/229


- Modul Stop3 permite generatorului de ceas periferic s fie n stand-by. Acest mod estefolosit atunci cnd sunt utilizate referinele de ceas extern. Familia de microcontrolere HCS08utilizeaz att surse de ceas interne ct i externe. Exist un mod de lucru derivat din modulStop3, n care ceasul unitii centrale este inhibat i este activat ceasul extern. n acest mod delucru (n ateptare) interfaa serial periferic SPI (Serial Peripheral Interface) este activ,

ceea ce face ca o ntrerupere extern s treac microprocesorul din stand-by n modul detratare a ntreruperii respective asociat cu ntreruperea SPI.Astfel, familia de microprocesoare HCS08 execut ciclul de instruciune n 50ns la

2,1V sau n 125ns la 1,8V. Memoria flash on-chip poate fi citit la 2,1V, la aceeai tensiunefcndu-se i programarea in-circuit. Aceste performane fac ca microcontrolerele HCS08 sfie pretabile aplicaiilor neenergofage portabile. n general, n cazul microcontrolerelor, unmijloc simplu de a reduce consumul de curent este de a verifica starea pinilor I/O. Dacintrrile de tensiune se apropie de mijlocul valorii dintre tensiunile VDDi VSS pentru intrriledigitale, tranzistoarele din interiorul microcontrolerului sunt polarizate n regim liniari vorconsuma majoritatea curentului livrat de sursa de alimentare. Analog, o intrare mobil (deexemplu, n cazul fuzionrii n modul stand-by, menionat anterior) poate oscila i

determin creterea curentului de dren. Pentru a evita aceste fenomene nedorite, pinii I/Otrebuie s se termine cu rezistori pull-up sau pull-down, sau s fie n configuraie deieire.

4. CONSIDERAII ASUPRA ELEMENTELOR DE EXECUIE

Problematica consumului energetic al unui sistem automat trebuie gndit la ntregsistemul n loc s ajustm unitatea central sau microcontrolerul. Atunci cnd un perifericconsum mai mult putere, nu se poate micora consumul prin simpla ncercare de a micoraconsumul microcontrolerului. Mult mai util n acest caz este de a activa, la un moment dat,numai perifericul care trebuie s fie utilizat. Cea mai simpl soluie este de a alimentaelementele de execuie (perifericele) utiliznd pinii I/O ai microcontrolerului, care permit uncontrol uor de gestiune a puterii. Singura problem este de a asigura compatibilitatea dintreconsumul elementului periferic cu capacitatea sursei de curent a microcontrolerului. Astfel, se

justifici din acest punct de vedere, larga gam existent de circuite de comandi control pentru acionri electrice cu motoare de mici dimensiuni, neenergofage. Astfel, din clasadriverelor pentru motoarele de curent continuu, circuitul monolitic LSI L292 asigurcompatibilitatea cu clasicele amplificatoare L290 i L292 i formeaz mpreun cu acestea unsistem complet bazat pe trei circuite integrate pentru aplicaii de poziionare cu motor decurent continuu. Acest sistem permite comanda de la un microprocesor i admite tensiuneamaxim de lucru de 36 Vcc, curentul maxim de 2A i o frecven de 30kHz. Dintre

controlerele pentru motoarele pas cu pas menionm circuitul L297/L297D dedicat comenziimotoarelor pas cu pas bipolare i unipolare. Circuitul genereaz cele patru semnale necesarepentru comanda fazelor, n mod de pas normal, jumtate de pas i und. L297 trebuie utilizatmpreun cu un amplificator de curent discret, de exemplu un grup Darlington. El primete dela microprocesor un semnal de frecven de pas, un semnal de direcie i unul de tip comandi genereaz semnale de control ctre etajul amplificator de curent.

Amplificatorul de curent poate fi utilizat i n variant integrati se recomand pentrua fi utilizat mpreun cu L297, circuitul L298, care dispune de patru canale de alimentarectre motor comandate de cele patru semnale de comand livrate de L297.

Servomotoarele de curent continuu pentru acionri de precizie de tip motoare de curentcontinuu cu perii sau fr, pot fi asamblate cu reductoare ovoidale, cilindrice sau planetare.

Pentru a asigura un consum energetic redus, caracteristicile principale ale acestor motoare

25


26/229


sunt: inerie mecanic foarte mic, pierderi electrice mici, contacte electrice realizate dinmetale preioase, lagre din bronz sinterizat cu autolubrifiere.

5. CONCLUZII

Sistemele moderne de automatizri electronice i n special cele bazate pemicrocontrolere ofer caracteristici speciale de administrare a puterii. Fiecare sistem areprobleme specifice i soluii specifice. Acest articol nu i-a propus epuizarea acestor soluii(nici nu credem c ar fi posibil aa ceva), ci de a readuce n atenia cititorului importana

problematicii proiectrii i execuiei unor sisteme de automatizri electronice neenergofage.

BIBLIOGRAFIE

[1] C. Ionescu, S. Larionescu, C. Caluianu, D. Popescu,Automatizarea instalaiilor. Comenziautomate, Matrix Rom, Bucureti, 2002.

[2] I. Dumitrache, .a.,Automatizri electronice, Editura Didactici Pedagogic, Bucureti1993.[3] G. Kavaiya, Low-power Embedded Systems, Microchip Technology Inc., 2001.[4] R. Bannatyne, HCS80 Low-power Platform, Motorola Inc., 2002.[5] D. Backer, C. Bonnie, Driving the Analog Inputs of a SAR A/D Converter, AN246,

Microchip Technology Inc., 1999.[6] Gh. Sndulescu, Protecia la perturbaii n electronica industrial i automatizri,

Editura Tehnic, Bucureti, 1985.[7] D. Backer, C. Bonnie, Reading and Using Fast Fourier Transforms, AN681, Microchip

Technology Inc., 2002.[8] C. Ciufudean, A. Larionescu, D. Popescu, Diagnosability of Flexible Robotic

Manipulators for Railway Systems, Advances in Electrical and Computer Engineering, vol. 5 (12),

No. 1 (23), pp. 33 40, 2005.[9] C. Ciufudean,Elemente de electronicanalogic - Teme aplicative, Editura Universitii

Suceava, 2004.

26


27/229


DETERMINAREA COEFICIENILOR FOURIER PENTRU O SERIE

DE SEMNALE NESINUSOIDALE PARTICULARE

Sl.drd. ing. Mircea ROCA UTCB

e-mail: [email protected]

GeneralitiDiversitatea perturbaiilor care apar n reeaua de alimentare face necesar gruparea lor

dup diverse criterii, cum ar fi cel al cauzelor i fenomenelor care le-au generat. Acestefenomene se pot mpri n dou mari categorii: fenomene aleatoare i fenomene cu caracter

permanent sau cvasipermanent.Fenomenele aleatoare sunt acele evenimente cu caracter accidental; cum ar fi pot

trsnetul i defectele care iau natere fie n elementele reelei (linii, cabluri, transformatoare,etc.), fie n instalaiile de la consumator.

Fenomene permanente sau cvasipermanente apar pe perioade bine determinate i suntgenerate de diferite echipamente instalate la utilizatorii de energie electric. Aceste aparate

preiau curenii nesimetrici pe cele trei faze, absorb cureni a cror amplitudine variaz de omanier important sau a cror forma este mult diferita de cea sinusoidal.

Perturbaiile continue (altele dect supratensiunile sau subtensiunile de lung durat) semanifest ca distorsiuni armonice. Sursele unor astfel de distorsiuni includ aparatura decomand n frecven variabil a turaiei motoarelor asincrone, redresoarele n punte,cuptoarele cu arc electric, aparatele de sudare, sursele nentreruptibile de alimentare cuenergie electric (UPS), sursele de alimentare n comutaie ale echipamentelor de calcul,

balasturile electronice ale lmpilor fluorescente, etc. Consumatorii care dein un numr marede echipamente de tipul celor menionate mai nainte sunt cei mai predispui la apariiaproblemelor cauzate de distorsiuni armonice. Sursa acestui tip de probleme poate fi, deci, attn interiorul unitii consumatoare, ct i n exteriorul ei.

n zilele noastre, toate receptoarele electrice, cu excepia, poate, doar a lmpilor cuincandesceni a aparatelor de nclzit echipate cu rezistene, produc armonici. Armonicilesunt definite ca fiind tensiuni sau cureni ale cror frecvene sunt un multiplu ntreg alfrecvenei fundamentale. Pentru sistemele de alimentare a cror frecven de lucru este de 50Hz, frecvenele armonicilor sunt 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, etc.

Uzual, armonicile sunt definite prin ordinul lor, care reprezint multiplul fundamentaleila care aceasta se raporteaz. De exemplu, armonica a crei frecven este de 150 Hz este

cunoscut ca fiind armonica a 3-a. n acest caz, unei perioade a fundamentalei, i corespundtrei perioade ale armonicii. Dac multiplul ntreg al frecvenei fundamentale este impar,armonicile se numesc de ordin impar, n timp ce dac multiplul ntreg al frecveneifundamentale este par, armonicile se numesc de ordin par.

Marea majoritate a echipamentelor moderne produce armonici. Practic, orice aparatcare conine un modul ce convertete energia electric alternativ n energie electric continui invers, este considerat ca fiind un aparat care produce armonici. Cele mai rspnditeechipamente de acest fel sunt calculatoarele electronice, sursele de alimentarenentreruptibile, receptoarele de televiziune, etc.

Cea mai important consecin a apariiei armonicilor o constituie distorsionarea formeide und sinusoidale a tensiunii de alimentare.

n general, problemele cauzate de apariia armonicilor pot fi grupate n dou maricategorii:

27
mailto:[email protected]:[email protected]


28/229


Efecte ale armonicilor asupra instalaiilor electrice i consumatorilor alimentai dinacestea

Efecte ale armonicilor asupra sursei de alimentare cu energie electric

Probleme armonice n cadrul instalaiei de alimentare cu energie electric

Exist cteva arii de probleme comune, provocate de armonici. Printre cele mai desntlnite efecte ale armonicilor asupra instalaiilor electrice i consumatorilor alimentai dinacestea se numr:

Distorsionarea formei de und sinusoidale a tensiunii de alimentare; Zgomot la trecerea prin zero; Suprancrcarea cilor de curent, n special a conductoarelor de nul (datorit creterii

valorii efective a curentului, ca urmare a contribuiei armonicilor de curent); Supranclzirea transformatoarelori a motoarelor cu inducie; Pierderi suplimentare prin efect pelicular; Solicitri suplimentare ale izolaiei electrice, ca urmare a supratensiunilor (dato-rate, n

special rezonanei); Creterea pierderilor de putere n elementele de reea (n conductoare, n materialelemagnetice i n dielectric);

Funcionarea eronat a aparatelor de msuri protecie; Suprasolicitarea condensatoarelor de compensare a factorului de putere; Deranjamente n funcionarea ntreruptoarelor electromagnetice (declanarea

accidental a acestora);n ceea ce privete impactul armonicilor asupra sursei de alimentare, reglementrile

internaionale n domeniu limiteaz sever aspectele de interferen dintre consumatori ireeaua public de alimentare cu energie electric. Datorit impedanei proprii a sistemului dealimentare, curenii armonici absorbii din aceasta de ctre un consumator oarecare vor

produce distorsionarea formei de und sinusoidale a tensiunii de alimentare, cu consecinedirecte asupra tuturor celorlali consumatori alimentai din sistem de distribuie. Mai duntoreste, ns, faptul c distorsiunile armonice pot fi injectate n reelele de nalt tensiune, prinintermediul transformatoarelor de distribuie. n acest mod, poluarea armonic poate firspndit pe o arie foarte mare.

Probleme armonice ce afecteaz sursa de alimentare cu energie electricRegulamentele n vigoare impun ca nici un consumator s nu polueze armonic, peste o

anumit limit, reeaua din care se alimenteaz. Deoarece sistemul de alimentare areimpedan proprie, curenii armonici de generai de ctre receptoarele neliniare ale unuiconsumator oarecare vor provoca distorsionarea formei de und a tensiunii de alimentare i,implicit, apariia armonicilor de tensiune, care vor afecta pe toi consumatorii racordai n acelmoment n aceeai reea de distribuie. Mai grav este faptul ca unele dintre distorsiunilearmonice vor fi transferate prin intermediul transformatorului de distribuie n reele de mediesau chiar de nalt tensiune, propagndu-se, astfel, pe o scar foarte larg.

Rezult, astfel, necesitatea studiului teoretic al acestor tipuri de semnale, un locimportant ocupndu-l analiza Fourier a acestora

28


29/229


1. Descompunerea n serie Fourier a semnalelor nesinusoidale

( )tyTeoretic, oricrui semnal periodic i se poate asocia seria Fourier , adic oricefuncie periodic poate fi exprimat ca suma dintre o component continui o infinitate defuncii armonice:

( )tfn

(4-1)( ) [ ] NktksinBcosACtf 1k kk0n ++=

=

unde A0 este componenta continu (constant) a semnalului, iarAk i BBk sunt coeficieniitermenilor de ordinul kai dezvoltrii n serie Fourier.

( )tyExpresia seriei aproximeaz semnalul cu att mai precis cu ct n este mai mare,iar intervalul de timp pe care este valabil aceasta estimare depinde de tipul semnalului.

2T =( ) ( )nTtyty +=Daca semnalul este periodic , de perioada , i ndeplinete

anumite condiii, cum sunt, de exemplu, condiiile Dirichlet, i anume funcia (semnalul) sfie mrginit, neted (monoton) pe poriuni i cu un numr finit de discontinuiti de primaspe), atunci seria Fourier este convergent, iar suma ei coincide cu semnalul ( )ty( )tfn

pentru orice , adic:Rt

(4-

2)

( ) [ ] ( )n 0 k k n

k 1

lim f t C A cos k t B sin k t y t k N

=

= + + =

( )tyn orice punct de continuitate ta semnalului , respectiv:

( )( ) ( )0 0

n 0n

x t 0 x t 0 lim f t

2

+ + = , (4-

3)( )tyn orice punct t de discontinuitate de spea I a semnalului .0

Dac se fac notaiile:2k

2kk BAC += i

k

kk

B

Aarctg= , (4-

4)n care Cki k sunt amplitudinea i, respectiv, faza iniial a armonicii de ordinul k, atunci sededuce c semnalul periodic poate fi echivalat prin relaia:( )ty

(4-

5)

( ) ( )

=

++=1k

kk0 tksinCCty

care reprezint forma canonic (compact) a seriei Fourier.Forma n complex a seriei Fourier se obine din forma complex a funciilor

trigonometrice ( tksin ) ( )tkcos i, respectiv, :

( ) ( )tkjtkj eej2

1tksin = ( ) ( )tkjtkj ee

2

1tkcos +=

( ) ( ) ( )

=

=

=

=

=

=

++

+=

=

+

++=

=+++=

1k

tkjkk

1k

tkjkk0

1k

tkjkk

1k

tkjkk0

1k

tkjtkj

k

1k

tkjtkj

k0

e2

BjAe2

BjAC

ej2

B

2

Ae

j2

B

2

AC

eej2

1Bee

2

1ACty

29


30/229


Dac nsumarea se face dup , rezult forma n complex a seriei Fourier:k

( ) ZkeCe2

BjAe

2

BjACty

k

tkjk

1

k

tkjkk1

k

tkjkk0 =

++

+=

=

=

=

(4-6)

( ) ( ) ==

T

0

tkjj

kk dtety

T

1ekjCC k n care (4-

7)

kCFuncia este o funcie de variabil complex, care are modulul dependent de

frecven (denumit i amplitudine spectral) i argumentul dependent, de asemenea, defrecven.

( )kCC kk =Reprezentarea n funcie de frecven a modulului conduce la definireaspectrului de frecven al amplitudinilor (spectrul discret) iar reprezentarea argumentului

( ) kkk = , conduce la spectrul de frecven al fazelor iniiale.Expresiile (4-1) i (4-5) arat faptul c spectrul unui semnal periodic are un caracter

discret, deoarece este constituit dintr-o sum de componente de frecvene distincte (0, , 2,3,etc.).

Componenta armonic corespunztoare lui 1n = se numete fundamental (armonic

de baz), avnd frecventa2

f = , iar componentele corespunztoare lui se

numesc armonici superioare.

,3,2n =

Mrimile componente ale descompunerii evideniate prin relaia (4-2) au urmtoareleproprieti importante:

C este denumit component continu i se calculeaz ca valoare medie a funciei;

0

( )ty armonica de ordinul 1 (k=1), numiti "armonica fundamental", are perioada egal cu

perioada funciei ;( )ty armonicile superioare au frecvene multipli ntregi ai frecvenei de baz a funciei

periodice; amplitudinile armonicilor (C ,A0 kiBBk) descresc spre zero atunci cnd frecvena tinde la

infinit.Ca o concluzie a posibilitii de exprimare a oricrei funcii periodice nesinusoidale ca

sum dintre o component continui o infinitate de funcii armonice, n exemplul n figura1.1 este prezentat echivalena, bazat pe teorema superpoziiei, a dou situaii, aparentdistincte. Astfel, avnd o surs de tensiune periodic nesinusoidal ( )ty , care alimenteaz unreceptor de impedanZ(figura 1.1.a), situaia este echivalent cu aceea n care receptorul ar

fi alimentat cu mai multe surse de tensiune sinusoidal, conectate n serie (figura 1.1.b),dintre care:

surs de tensiune continu avnd valoarea egal cu componenta continu; o infinitate de surse de tensiune electromotoare armonic (de frecvene, 2, 3,.

etc.) avnd amplitudinile egale cu valorile coeficienilor Ck i defazajelecorespunztoare.Pot fi determinate, astfel valorile componente ale curentului din circuit: o component

de curent continuu plus cureni armonici datorai tuturor surselor armonice. Conformreciprocei teoremei Fourier, prin nsumarea tuturor acestor componente determinate, varezulta tot o form de variaie n timp cu perioada de baz egal cu perioada de bazT0 atensiunii .( )ty

30


31/229


n aplicaiile practice, numrul armonicilor superioare semnificative este limitat, astfelca dezvoltarea n serie Fourier a mrimilor periodice nesinusoidale conine un numr finit de

termeni. De cele maimulte ori, seconsider suficient

analiza armonicilorde ordin pn la 51iar, cel mai adeseori,numrul acestorascade chiar pn laordinul 21.

Problema carese pune este

determinareacoeficienilor C0, Aki BBk, respectiv a

amplitudinii Ck i afazei iniiale

~

~~

~

0C

( )nn tnsinC +

( )33 t3sinC +

( )22 t2sinC +

( )11 tsinC+

Z~( )ty Z

( )ti

( )ti

Fig. 1.1

a) b)

k.

Rezolvarea ine seama de urmtoarele relaii cunoscute:

(4-

8)

0dttksinT

0

= 0dttkcosT

0

=

( ) ( )[ ]

=

=+=

npentru2

T

npentru0dttkcostkcos

2

1dttsintksin

T

0

T

0

(4-

9)

( ) ( )[ ]

==++=

npentru2

Tnpentru0

dttkcostkcos2

1dttcostkcos

T

0

T

0

(4-10)

( ) ( )[ ] 0dttksintksin2

1dttcostksin

T

0

T

0

=++= (4-

11)cu care, din relaia (4-1), se obine:

( ) ( ) TB2

1dttkcostyTA

2

1dttksinty n

T

0

n

T

0

== (4-

12)din care rezult valorile coeficienilorC ,A0 kiBBk,:

( )=T

0

0 dttyT

1C ( )=

T

0

k dttkcostyT

2A ( )=

T

0

k dttksintyT

2B (4-13)

Coeficienii din relaiile (4-13) pot fi exprimai i sub form polar (figura 1.2), rezultnd:

31


32/229


[ ]tksincostkcossinBA

tksin

BA

Btkcos

BA

ABA

BA

tksinBtkcosABAtksinBtkcosA

kk2k

2k

2

k

2

k

k

2

k

2

k

k2k

2k

2k

2k

kk2k

2kkk

++=

=

++

++=

=+

++=+

Fig. 1.2

[ ]tksincostkcossinBAtksinBtkcosA kk2k

2kkk ++=+ (4-

14)

2k

2k

kk

2k

2k

kk

BA

Bcos

BA

Asin

+=

+= n care

Aplicnd relaiei (4-8) identitatea trigonometric cunoscut( ) sincoscossinsin +=+ , rezult:

( )k2k

2kkk tksinBAtksinBtkcosA ++=+ (4-

15)

k

k

k

kk

B

A

cos

sintg ==

n care

2. Calculul coeficienilor Fourier pentru cazuri particulare ale formelor de semnalDac semnalul este simetric, aceasta uureaz considerabil calculul coeficienilor

Fourier, mai ales dac acesta se face pentru o semiperioad. Cele mai des ntlnite tipuri de

simetrie sunt prezentate sintetic n tabelul 1.1.Tabelul 1.1

Dezvoltare n serie Fourier(trigonometric)

Tipul de simetrie Definiie

Funcie par, care satisface

condiia

( )tfSimetrie par(sinusoidal)

Serie trigonometric ce coninenumai termeni n cosinus( ) ( )tftf =

Funcie impar, care satisface

condiia

( )tf Serie trigonometric ce coninenumai termeni n sinus

Simetrie impar(cosinusoidal) ( ) ( )tftf =

Funcie care satisface condiia( )tf

Simetrie desemiund ( )

=

2tyty

Funcie impar, cu simetrie desemiund, care satisface condiia

( )tfSimetrie par

(sinusoidal) de sfertde und

Serie trigonometric ce coninenumai termeni impari n sinus

( )

+=

2

Ttftf

Funcie par, cu simetrie desemiund, care satisface condiia

( )tfSimetrie impar

(cosinusoidal) desfert de und

Serie trigonometric ce coninenumai termeni impari n

cosinus( )

+=

2

Ttftf

Aceste tipuri de semnale vor fi analizate n detaliu n cele ce urmeaz

32


33/229


2.1 Simetrie impar

Dac funcia este impar, aceasta satisface relaiile( )ty ( ) ( ) (tytTyty = )= .n aceste condiii, pornind de la relaia (4-2), se obine:

( ) [ ] [ ]

=

=

=

=

=

=+=

++=

1kk

1kk0

1k

kk0

1k

kk0

tksinBtkcosAC

tksinBtkcosACtksinBtkcosACty

( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]

=

=

=

=

=

+=

=++=++=

1kk

1kk0

1k

k

1k

k0

1k

kk0

tksinBtkcosAC


i, prin impunerea condiiei de imparitate, rezult:

( )[ ] ( )[ ]

( )[ ] ( )[ ]

( )

=

=

=

=

=

=

=

=

===

+

=+

1kk

1kk0

1kk0

1k

k

1k

k0

1k

k

1k

k0

tksinBty

0tkcosA;0C0tkcosAC2

tksinBtkcosACtksinBtkcosAC

Acelai rezultat se obine i prin impunerea condiiei de imparitate n relaiile (4-4), (4-5) i (4-7):

( ) 0dttyT

1C i

T

0

0 == ( ) 0dttkcostyT2

AT

0

k == ,

iar forma canonic (4-5) a dezvoltrii n serie Fourier devine:

( ) ( ) ==2

T

0

T

0

k dttksintyT

4dttksinty

T

2B cu( )

=

=1k

k tksinBty (4-16)

deoarece k2

k

2

k

2

kk BBBAC , 00arctgB

0arctg

B

Aarctg

kk

kk ==== ==+=

n figura 1.3 sunt prezentate cteva forme de und care prezint proprietatea deimparitate.

Fig. 1.3. Exemple de forme de und care prezint simetrie impar

33


34/229


2.2 Simetrie par

Dac funcia este par, ea are graficul simetric fa de axa ordonatelor, satisfcnd

condiia

( )ty( ) ( ) (tytTyty = )= . n aceste condiii, pornind de la relaia (4-2), se obine:

y ( ) [ ] [ ] [

=

=

=

++=++=1k

k

1k

k0

1k

kk0 tksinBtkcosACtksinBtkcosACt ]

]

( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]

[ ] [ ]

=

=

=

=

=

+=

=++=++=

1kk

1kk0

1kk

1kk0

1kkk0

tksinBtkcosAC


i, prin impunerea condiiei de paritate, rezult:

[ ] [ ] [ ] [

[ ] [ ]

( ) [ ]

=

=

=

=

=

=

=

+=

==

+=++

1kk0

k

1k

k

1k

k

1k

k

1k

k0

1k

k

1k

k0

tkcosACty

0BtksinBtksinB

tksinBtkcosACtksinBtkcosAC

Acelai rezultat se obine i prin impunerea condiiei de paritate n relaiile (4-4), (4-5)i (4-7):

( ) 0dttksintyT

2B

T

0

k == k2k

2k

2kk AABA, C ==+=

tkcos2

tksin

=

+

2arctg

0

Aarctg

B

Aarctg k

k

kk

====

iar forma compact (4-5) a seriei Fourier devine:

( ) ( ) ==2

T

0

T

0

k dttkcostyT

4dttkcosty

T

2A y cu( )

=

+=1k

k0 tkcosACt (4-

17)n figura 1.4 sunt prezentate cteva forme de und care prezint simetrie impar.

Fig. 1.4. Exemple de forme de und care prezint simetrie par

34


35/229


2.3 Simetrie de semiund

( )

=

2tyty

( )tyDac funcia ndeplinete condiia , atunci ea este alternativ

simetric sau se mai spune c prezint simetrie de semiund. n aceste condiii, pornind de larelaia (4-2), se obine:

( )y [ ] [ ] [

=

=

=

++=++=1k

k1k

k01k

kk0 tksinBtkcosACtksinBtkcosACt ]

=

=

=

=

=

=

=

=

+

+

+=

+

+

+=

+

+=

1k

k

1k

k0

1k

k

1kk0

1kk

1kk0

1kkk0

tkcosBtksinAC

2

sintkcos

2

costksinB

2sintksin

2costkcosAC

2tkksinB

2tkcosAC

2tksinB

2tkcosAC

2ty

i, prin impunerea condiiei de simetrie de semiund, rezult:

+C

=

=

=

=

=+1k

k

1k

k0

1k

k

1k

k0 tkcosBtksinACtksinBtkcosA

( ) 0dttyT

1C

T

0

0 == de unde rezult c , iar amplitudinile de ordin par A2k (A2,A ,A4 6, ...) i

B ( )tyB2k(B2,B ,B6, ) sunt nule. n aceasta situaie, funcia conine numai armonici impare.B4B BPrin descompunerea ei n armonici, rezult numai armonicile de ordin impar n sinus:

y , (k = 1, 3, 5, .) (4-

18)

( )

==

1k

k tksinCt

( ) ( ) ==2

T

0

T

0

k dttkcostyT

4dttkcosty

T

2n care: A , (k = 1, 3, 5, .) i

( ) ( ) = =A , (k = 1, 3, 5, .)2

T

0

T

0

k dttksintyT

4dttksinty

T

2

de semiund.n figura 1.5 sunt prezentate cteva forme de und care prezint proprietatea de simetrie

Fig. 1.5. Exemple de forme de und care prezint simetrie de semiund

35

Instalati Electrice Si Automatizari

Documents

Transcript of Instalati Electrice Si Automatizari