Reteaua de 6kV - Modificat

UNIVERSITATEA VALAHIA TARGOVISTE

CAPITOLUL 1

CARACTERISTICILE TEHNICE I CONSIDERAII ASUPRA REGIMULUI NORMAL DE FUNCIONARE AL REELEI ELECTRICE DE 6 kV

Transportul i distribuia energiei electrice, ca orice proces industrial, presupune, prin nsi condiiile de generare i consum stabilite, diferene ntre energia (puterea) intrat i cea iesit dintr-o reea electric, diferene ce reflect preul obiectiv al transportului, respectiv al distribuiei energiei electrice, de fapt consumul propriu tehnologic aferent acestui proces.

Statistic, energia electric consumat pentru activitatea industrial, transport i distribuie, este consemnat ca o pierdere de putere, respectiv de energie cnd, de fapt, ea reprezint un consum propriu tehnologic aferent respectivei activiti industriale i numai ntr-o oarecare masur consumuri tehnic nejustificate - pierderi.

n literatura de specialitate se menioneaz necesitatea acestui mod de abordare, deoarece ceea ce reprezint consum propriu tehnologic trebuie optimizat din punct de vedere tehnico-economic, iar pierderile trebuie eliminate.

n figurile nr. 1 si nr. 2 sunt artate dou moduri de reprezentare a unei balane energetice pentru un sistem energetic dezvoltat, din care rezult cota energiei pierdute n raport cu totalul resurselor energetice, al resurselor utilizate n centrale, precum i al energiei electrice produse n central.

Fig. 1. Balanta energetica a unui sistem energetic dezvoltat

Fig. 2. Balanta energetica a unui sistem energetic dezvoltat

Nivelul pierderilor de energie n reele oscileaz ntre 10% si 15% din energia produs n centralele electrice,in funcie de structura reelei, de condiiile de exploatare, etc.n procesul de livrare a energiei electrice la consumatori, pierderile apar n etapele de generare, transport i distribuie, dup cum rezult din figura nr. 3.

Fig. 3Pierderile n reele au o mare influen asupra indicilor tehnico- economici ai reelelor, ele reflectndu-se n preul transportului energiei electrice n proporie de 30-40%. Raportate statistic, pierderile n reelele electrice reprezint diferena dintre energia emis n reele de ctre centralele electrice sau importat i energia electric vandut consumatorilor, inclusiv cea exportat. Ele cuprind trei elemente:

consumul propriu tehnologic aferent procesului de transport i distribute a energiei electrice;

pierderi tehnice prin abateri de la regimul de funcionare proiectat, fie prin dezvoltarea incomplet a instalaiei, fie printr-o funcionare necorespunztoare;

pierderi comerciale (pozitive sau negative), rezultate din erorile introduse de calitatea grupurilor de msur i organizarea evidenei energiei electrice, dar cuprinznd i unele consumuri nemsurate, ca cele ale transformatoarelor de msur, contoare, precum i furturi de energie electric.

Cauzele principale ale acestor pierderi de putere i energie n reelele electrice se consider a fi:

efectul Joule, la trecerea curentului electric prin conductoarele liniilor, nfurrile transformatoarelor i mainilor electrice, etc.;

efectul curenilor Foucault n miezul magnetic al transformatoarelor i mainilor electrice;

pierderi prin izolaie sau efect corona (caracteristice liniilor de nalt tensiune).

Este de menionat faptul c aceste pierderi, considerate consumuri proprii tehnologice, pot fi reduse n condiii tehnico-economice avantajoase numai pn la anumite limite, innd seama c majoritatea modernizrilor instalaiilor electrice au fost proiectate i realizate n ultimii 10 ani.

n procesele tehnologice de utilizare a energiei electrice se ntlnesc ns i urmtoarele categorii de pierderi ce pot fi de regul diminuate substanial prin msuri tehnico-organizatorice, avantajoase din punct de vedere economic:

pierderi datorate imperfeciunilor constructive sau exploatrii necorespunztoare a unor utilaje (randamente sczute ale transformatoarelor, contacte imperfecte);

pierderi datorate abaterilor de la regimul optim al proceselor tehnologice;

pierderi ca urmare a circulatiei inoportune de putere reactiv;

pierderi prin subdimensionarea sau supradimensionarea unor instalaii i receptoare;

pierderi prin funcionarea n gol a utilajelor;

pierderi suplimentare datorate funcionrii receptoarelor n regim deformant.

Cunoaterea nivelului pierderilor de energie electric pe diversele trepte ale unei reele, n diferitele ei elemente (linii, transformatoare), este necesar att n faza de proiectare ct i n exploatarea i dezvoltarea ulterioar, pentru stabilirea regimurilor de funcionare i pentru dimensionarea reelei. Calculul pierderilor permite stabilirea preului de cost al transportului energiei electrice, aprecierea eficienei msurilor pentru reducerea pierderilor, trecerea la alt tensiune, utilizarea de noi circuite, alegerea puterii i a locului de amplasare a instalaiilor de compensare a puterii reactive, etc.

Este foarte important ca n proiectarea i n exploatarea reelelor electrice, n urmrirea nivelului pierderilor, s se acorde n egal msur atenie problemei bilanurilor, abordrii corecte din punct de vedere tehnic a acestei probleme.

Introducerea tehnicii de calcul face posibil utilizarea unor metode, modele i programe de investigare, care permit stabilirea regimurilor optime de funcionare i exploatare, a nivelului corespunzator al consumului propriu tehnologic nc din faza de proiectare, depistarea piererilor n reele, stabilirea eficienei msurilor de cretere a randamentului reelelor i de reducere a pierderilor, activitate care s conduc la o economie efectiv de energie electric.

Tema proiectului se justifica datorit faptului ca a crescut consumul de energie electric n reelele de joas tensiune, au aparut consumatori perturbatori, care influeteaz calitatea energiei electrice, n special la orele de vrf de sarcina, cnd consumul casnic este maxim i, cnd influentele negative asupra bunurilor de larg consum au pondere nsemnat, fiind deci necesar reanalizarea n ansamblu a acestor reele, a pierderilor nregistrate, cu identificarea detalierea i soluionarea tuturor cauzelor.

1.1. Schema monofilar i caracteristicile tehnice ale reelei de 6 kV

Reeaua electric de distribuie de 6 kV analizat, este amplasat n zona micro cartierului VI a municipiului Trgovite i are n componen 16 posturi de transformare, cu o putere instalat de 6630 kVA. Cele 4 linii electrice pot fi alimentate din sttia de transformare 110/20/6 kV ROMLUX prin punctul de alimentare PA 2 ITA sau, din bara de 6 kV a staiei de transformare VALEA VOIEVOZILOR prin PA 3 MITROPOLIE si PA 5 A.I. CUZA.

Din posturile de transformare sunt alimentate cu preponderen consumatori casnici, mici consumatori (societi comerciale, doua licee industriale cu ateliere coal) i mici consumatori industriali (o tipografie, trei unitti de panificatie i o secie CONSIRD).

Factorul de putere mediu, msurat i luat n calcul, cos = 0,85, se situeaz sub cel neutral, explicaia constnd n faptul c n zon sunt amplasate apte puncte termice care asigur alimentarea cu agent termic a blocurilor de locuine i, nu n ultimul rnd, dotarea cu ascensoare electrice a blocurilor cu 10 nivele.

n urmtorii 10 ani nu se prevede modificarea puterii maxime absorbite.

Timpul de utilizare al sarcinii maxime Tmax = 4000 ore, a fost determinat pe baza relatiei:

Tmax =

pentru un timp de studiu t = 8760 ore, valoarea rezultat Tmax = 4000 ore, reliefand faptul ca puterea maxima ceruta se inregistreaza in lunile de iarna, la varf de sarcina. Valorile curenilor luai n calcul au fost determinate pe baza msurtorilor efectuate ntr-o lun de vrf de sarcina (decembrie 1999), ntr-o zi de control, considerat caracteristic.

Procesul tehnologic const n analizarea bilanului energetic, ce face comparaia ntre suma cantittilor de energie care intr n conturul dinainte stabilit i suma cantitatilor de energie care ies din acest contur, raportate la o perioad de timp (zi, luna, an).

Conturul energetic este o linie imaginar, care unete toate punctele de msurare prin care energia electric intr, respecticv iese, din reea. Pentru bilanul energetic al reelei analizate, elementele luate n calcul sunt:

A. energia electric intrat n contur (primit), constituit din energia electric primit din sursele locale;

B. energia electric ieit din contur, adic energia electric livrat altor linii electrice;

C. energia electric ramas n contur (consumat n interiorul conturului), care este format din: energia vndut consumatorilor aflai n conturul stabilit, energia electric consumat pentru activiti proprii (consum regie, consum propriu tehnologic determinat prin postcalcul pentru fiecare element din reea: linii, transformatoare, de fapt pierderile de energie din aceste elemente) i energia electric necesar transportului energiei reactive.

Dup caracterul lui fizic, consumul propriu tehnologic de energie electric poate fi:

consum prin efect Joule, la trecerea curentului prin conductoarele liniilor electrice subterane i nfurrile transformatoarelor;

consum prin cureni Foucault n miezul magnetic al transformatoarelor.

Consumul propriu tehnologic va fi:

W = Wintrata - Wvanduta

n aceasta diferen sunt incluse:

consumul propriu tehnologic, aa-numitele pierderi tehnice WT, corespunztoare regimului de funcionare, consum care poate fi stabilit prin calcul;

pierderi comerciale WC i alte consumuri neautorizate.

Diferena dintre pierderile determinate prin calcul i cele determinate prin evidena se consider c fiind pierderi comerciale. Valoarea diferenei depinde de calitatea evidenei energiei:

precizia mijloacelor de msurare;

corecta alegere a grupurilor de msurare n raport cu condiiile de funcionare reale ale instalaiilor electrice;

reacia contoarelor la sarcini mici;

inexactitatea msurarii consumurilor propriu n staii;

decalajul i precizia n citirea contoarelor.

Deci:

W = WT WC ,

unde:

WT - pierderi tehnice, determinate prin calcul;

WC - pierderi comerciale.

n anexa nr. 1 este prezentat procesul tehnologic pentru reeaua de distribuie de 6 kV, analizat, calculatapentru un interval de timp de 30 zile (720 ore). Constanta contoarelor amplasate n posturile de transformare este 800 kWh/div. Aceste constante au fost determinate astfel:

pentru contoarele din staia ROMLUX:

KTC STATIE = I1/I2 = 200/5 = 40;

KTT STATIE = U1/U2 = 6000/100 = 60;

KSTATIE = KTC STATIE KTT STATIE = 2400 [kWh/div].

pentru contoarele din posturile de transformare:

KTC PT = I1/I2 = 1000/5 = 200;

KTT PT = U1/U2 = 400/100 = 4;

KPT8 = KTC PT KTT PT = 800 [kWh/div].

n cazul consumului de energie s-a adaugat eroarea aparatelor de masur de 1%.

1.2. Datele de intrare privind consumul de energie electric n nodurile de consum i circulaiile de puteri (cureni) n liniile electrice

Pe baza valorilor curenilor absorbii, valori calculate n zi de control considerat caracteristic (decembrie 1999), pe partea de joas tensiune a transformatoarelor din posturile de transformare ale zonei analizate (anexa nr. 2), s-au stabilit puterile cerute de consumatori, cu relaia:

Sceruta = U I;

Tinnd cont de faptul c n zon majoritatea consumatorilor sunt casnici, dar exist i mici consumatori (societi comerciale, unitti de invatmnt cu ateliere scoal, blocuri de locuine dotate cu ascensoare i, nu n ultimul rnd, sapte puncte termice) pentru stabilirea factorului de putere mediu s-a recurs la msur n diverse zone. n urma msurtorilor a rezultat un cos mediu = 0.85.

Pentru partea de medie tensiune (U = 6 kV) s-au stabilit valorile curenilor cu relaia:

I = ;

prezentate n anexa nr.2, atat sub forma de modul ct i n complex. S-au folosit relaiile:

Ia = I cos , [A];

Ir = I sin , [A];

I = Ia - j Ir = I cos - j I sin , [A];

| I | = , [A].

CAPITOLUL 2

ANALIZA CONDIIILOR TEHNICE DE EFECTUARE A SERVICIULUI DE FURNIZARE A ENERGIEI ELECTRICE

2.1 Facturarea energiei electrice, transmiterea informaiei i prelucrarea acestora

Calculul preurilor i tarifelor energiei electrice n conformitate cu legile funcionrii economiei de pia, este necesar s se reflecte n mod corect costurile induse n sistemul energetic naional de ctre fiecare tip de consumator, evideniind volumul de resurse implicate n procesul de producere a energiei electrice. Cantitile de resurse consumate n acest proces depind nu numai de cantitatea de energie efectiv consumat, ci i de comportamentul energetic al consumatorului, adic de modul n care consum n timp energia respectiv.

Costul unitar de furnizare la consumator este puternic dependent de nivelul de tensiune la care se face furnizarea i de comportamentul energetic al consumatorilor. Stabilirea costurilor unitare depinde n egal msur de perioada consumului maxim (n timpul orelor de vrf de sarcina ale sistemului energetic naional) i de costurile (fixe) de contorizare, citire, facturare i ncasare a energiei electrice consumate.

Facturarea consumurilor de energie electric se face pe baza citirii contoarelor, tot astfel reuindu-se determinarea pierderilor. Pentru liniile de transport al energiei electrice, determinarea pierderilor se face simplu, prin citirea contoarelor de la cele doua capete n acelai moment. n cazul reelelor electrice de distribuie cu muli abonai, nu este posibil citirea simultan a contoarelor tuturor abonailor. Evident, pierderile reprezint diferena dintre indicaiile contoarelor de pe liniile care pleac din staie i suma indicaiilor contoarelor abonailor pentru un interval de timp dat.

n prezent, pentru consumatorii casnici, citirea contoarelor se face de ctre cititorii-ncasatori, la un interval de timp de 60 zile, facturarea i ncasarea contravalorii energiei electrice consumate realizndu-se pentru citirea anterioar.

Pentru consumatorii industriali, consumurile de energie electric se stabilesc trimestrial, emiterea facturilor realizndu-se ntr-un interval de timp de 30 zile de la ncheierea trimestrului respectiv.

n cazul micilor consumatori (inclusiv asociaii de locatari), citirea contoarelor se realizeaz trimestrial, indexele contoarelor fiind trecute n carnetele de citiri. Datele, prelucrate i verificate din punct de vedere al corectitudinii, sunt introduse n calculator i se emit facturile, operaii ce se desfoar pe parcursul a aproximativ 30 zile.

Sistemul de organizare a citirii contoarelor prezint deficiene i genereaz erori datorate faptului c nu se poate face o citire simultan a acestor mijloace de msurare, deficienele fiind generate de diferena mare dintre numrul mic de cititori i numrul mare de contoare ce trebuie citite.

Prin noul contract de furnizare a energiei electrice, care are la baza autocitirea lunar a contoarelor de ctre abonaii casnici, pentru diminuarea pierderilor comerciale nregistrate prin neplata la timp a energiei consumate, se introduce garania de furnizare, calculat n funcie de puterea maxim absorbit. Aceasta garanie este depus la furnizor i se reactualizeaz periodic, n raport cu rata inflaiei. n prezent se afl n studiu un nou sistem de tarifare, care include o tax de abonament. Astfel, pentru consumatorii casnici va exista posibilitatea alegerii ntre 4 tarife n funcie de consumul fiecruia, tarifele complexe necesitnd contoare mai performante, care pot deosebi consumul din timpul zilei de cel din timpul nopii i cel din week-end de cel din zilele obinuite. Contoarele ALPHA POWER PLUS pot realiza aceste deziderate i n plus, ofer o clas de precizie foarte bun (0.2 S i 0.5 S conform CEI 687).

Din studiile de specialitate i comparaiile realizate cu sistemele aplicate n ri din Uniunea Europeana, rezult c singura modalitate de facturare n timp real a energiei electrice consumate este, la ora actual, utilizarea contoarelor cu preplata.

2.2 Instalaii electrice utilizate pentru distribuia energiei electrice n zona analizat

n stabilirea schemei de alimentare cu energie electric a uni consumator concur atat condiiile fundamentale referitoare la: continuitate maxim, investiii i cheltuieli de exploatare minime, pierderi de putere i energie cat mai mici, dar i condiii auxiliare: simplitatea i elasticitatea maxim a schemei de alimentare, protecie i automatizri corespunztoare.

Reelele de distribuie de medie tensiune au n general tensiuni standardizate de 6 si 20 kV i servesc la alimentarea posturilor de transformare sau a punctelor de alimentare stabilind legatura ntre acestea i statiile de transformare coboratoare. Reeaua de medie tensiune poate fi de distribuie direct, n care posturile de transformare sunt alimentate direct din staia de transformare coboratoare, sau de distribuie prin puncte de alimentare, ca n cazul de fat, n care posturile de transformare sunt racordate prin distribuitori la barele punctelor de alimentare, alimentarea acestora realizandu-se prin linii electrice subterane. Avantajul utilizarii punctelor de alimentare const n: reducerea numrului de celule necesare n statia de transformare (celule care sunt mai scumpe fat de cele din punctele de alimentare), reducerea puterilor de scurtcircuit, care sunt limitate de impedanele cablurilor sau de bobinele de rectan instalate n punctele de plecare din staie.

Creterea capacitii de transport se face fie prin mrirea seciunii conductoarelor, fie prin trecerea la o tensiune superioar, trecerea de la 6 la 20 kV implicand reducerea de la 4 pan la 6 ori a pierderilor prin efect Joule, precum i a pierderilor in dielectric, prin imbtranirea izolatiei. Alimentarea abonatilor casnici i industriali din municipiul Targovite se realizeaz prin intermediul a trei staii de transformare:

staia 110/20/6 kV VALEA VOIEVOZILOR;

staia 110/20/6 kV ROMLUX;

staia 110/6 kV IUP, ce deserveste SC UPET SA.

Staia 110/20/6 kV ROMLUX constituie nodul de alimentare al unui numr de 8 linii electrice subterane, din care 5 la tensiunea de 20 kV i 3 la 6 kV.

Staia 110/20/6 kV VALEA VOIEVOZILOR alimenteaz 6 linii electrice subterane, din care 3 la tensiunea de 20 kV i 3 la tensiunea de 6 kV.

Distribuitorul de 6 kV alimenteaz 51 posturi de transformare astfel:

LES 6 kV PA5 A.I. CUZA: 7 posturi de transformare;

LES 6 kV PA 3 MITROPOLIE: 7 posturi de transformare;

LES 6 kV PA 2 ITA: 11 posturi de transformare;

LES 6 kV PA U.M. TEIS: 8 posturi de transformare;

LES 6 kV PA 1 LICEU: 11 posturi de transformare;

LES 6 kV PA 4 MICRO IX: 7 posturi de transformare.

Lungimea reelei de 6 kV ce asigur interconexiunea posturilor de transformare este de cca. 56.2 km, din care:

45.7 km, cabluri de 6 kV tip ACHPBI, A2YSY cu sectiunea de 120 mm2;

4.6 km, cabluri de 6 kV tip ACHPBI, A2YSY cu sectiunea de 150 mm2;

5.9 km, cabluri de 6 kV tip ACHPBI, A2YSY cu sectiunea de 240 mm2.

n studiu s-a luat zona microcartierului VI, o reea de distribuie urban, caracterizat printr-un numr mare de consumatori de putere relativ redus, alimentai la joas tensiune i dispui concentrat pe o anumit suprafat. Cele 16 posturi de transformare, dispuse pe 4 linii electrice subterane alimenteaz preponderent consum casnic i n mic masur uniti comerciale (mici consumatori).

Distribuitorul punctului de alimentare PA 2 ITA este echipat cu 4 celule de linie:

celula LES 6 kV din PA 2 ITA, ce pleaca spre PTZ 74;

celula LES 6 kV din PA 2 ITA, ce pleaca spre PTZ 6;

celula LES 6 kV din PA 2 ITA, ce pleaca spre PTZ 67.

Buclarea liniilor electrice permite reducerea timpului de nealimentare cu energie electric a consumatorilor din zona n caz de avarie, dand posibilitatea existentei unei a doua alimentari. Astfel, linia I, ce cuprinde 4 posturi de transformare tip zid, poate fi alimentat din: ST. ROMLUX, PA 2 ITA sau din PA 5 A.I. CUZA. Linia a II-a cu 5 posturi de transformare (din care unul n rezerva rece la PT 69 LICEU COST) are doua posibilitati de alimentare: fie din PA 2 ITA, fie din PA 5 A.I. CUZA, linia a III-a cu 6 posturi de transformare se poate alimenta din PA 5 A.I. CUZA sau din PA 2 ITA, iar cea de a IV-a linie, cu doua posturi de transformare poate fi alimentata din PA 2 ITA sau din PA 5 A.I. CUZA (conform schemei monofilare anexate).

Pentru efectuarea calculelor s-a considerat ca toate cele 4 linii sunt alimentate direct din distribuitorul PA 2 ITA, legatura dintre acesta si ST. ROMLUX fiind realizata printr-un feeder de 700m, ce are n componenta sa dou cabluri electrice subterane tip ACYABY 120 mm2 (conform schemei electrice monofilare anexate). Puterea aparenta instalat este de 6630 kVA, iar necesarul de energie electric, calculat pe baza puterilor cerute de consumatori, este pentru un an (8760 ore) de 1651.523 MWh.

2.3. Calculul caderilor de tensiune in reteaua electrica de 6 kV

Cderile i pierderile de tensiune au fost calculate pentru perioada de utilizare a sarcinii maxime (Tmax), presupunand c n restul perioadelor cderile de tensiune sunt mai mici i deci nu necesit calcul suplimentar. S-a considerat ca reeaua analizat nu are o capacitate reactiv mare, astfel ncat n regim de consum minim tensiunea la consumatori s fie mai mare decat tensiunea la surs

Standardele i normativele energetice, care trebuie respectate atat n proiectarea cat i n exploatarea instalatiilor electrice, stabilesc, n funcie de nivelul tensiunilor i de cerinele impuse de consumatorii de energie electric, abateri admisibile de la valoarea nominala a tensiunii. Astfel, pentru liniile electrice de alimentare a consumatorilor la tensiuni de (6-20)kV, abaterile admisibile sunt de 5%. Cderile de tensiune longitudinale, respectiv transversale, se determin cu relaiile:

Uk = , [V];

Uk = , [V];

iar cderea total de tensiune va fi:

U = , [V]

unde:

- Rk, Xk rezistenta, respectiv reactana tronsonului k al liniei electrice, [];

- Pk, Qk puterea activ, respectiv reactiv vehiculat pe tronsonul k al liniei electrice respective, [kW];[kVAr];

- n - numrul tronsoanelor liniei;

- Uk - tensiunea nominal a consumatorului de pe tronsonul k, [kV].

n calculul cderilor de tensiune s-a pornit de la ipoteza valorii cerute la consumator, determinand astfel, valoarea necesar la sursa de alimentare, respectiv bara de 6 kV a STATIEI ROMLUX.

Linia I

Fig.5 . Schema electrica monofilara a liniei I

Legturile ntre tronsoane sunt realizate cu cablu electric subteran tip ACYABY-120mm2, care are urmtoarele caracteristici specifice:

rezistena specific: ro = 0.253 [/km];

reactana specific: xo = 0.0845 [/km];

(bibliografie 5, pag. 263).

Impedanele tronsoanelor se determin cu relaia:

Z = (ro + j xo) l,

unde:

ro - rezistena specific, [/km];

xo - reactana specific, [/km];

l - lungimea tronsonului, [km].

Rezult impedanele pe tronsoane:

Z1 = (0.164 + j 0.055) [];

Z3 = (0.121 + j 0.040) [];

Z2 = (0.053 + j 0.018) [];

Z4 = (0.092 + j 0.030) [].

Puterile active si reactive in punctele de consum sunt:

n punctul 1: P74 = 161.5 [kW] ; Q74 = 100.13 [kVAr];

n punctul 2: P73 = 170 [kW] ; Q73 = 105.40 [kVAr];


n punctul 4: P70 = 110.50 [kW] ; Q70 = 68.51 [kVAr].

Cderea de tensiune longitudinal totala va fi:

U =

=

= 5.332 +1.817 + 2.106 + 2.036 = 11.291 [V];

Cderea de tensiune transversal totala va fi:

U =

=

= -1.256 0.421 0.506 0.498 = - 2.681 [V].

Cderile de tensiune pe fiecare tronson al liniei vor fi:

U1 = (5.332 - j 1.256) [V];

U3 = (2.106 - j 0.506), [V];

U2 = (1.817 - j 0.421) [V];

U4 = (2.036 - j 0.421), [V].

Tensiunile pe barele posturilor de transformare si in punctul de alimentare, avand in vedere ca U4 = 6 kV, sunt urmatoarele:

U3 = U4 + U4 = 6000 + 2.036 j 0.421 = (6002.036 j 0.421) [V];

U2 = U3 + U3 = (6004.136 j 0.927) [V];

U1 = U2 + U2 = (6005.953 j 1.348) [V];

U0 = U1 + U1 = (6011.285 j 2.604) [V].

Valorile efective ale tensiunilor pe barele posturilor de transformare sunt urmtoerele:

U4 = 6000 [V];

U3 = 6002.036 [V];

U2 = 6004.136 [V];

U1 = 6005.953 [V];

U0 = 6011.285 [V].

Cderea total de tensiune in modul este:

| U| = = 11.605 [V],

iar n procente:

u = 0.2 [%].

Din calcule a rezultat c aceast linie se ncadreaz n limitele admisibile din punct de vedere al cderilor de tensiune.

Linia a II a

Fig. 6. Schema electrica monofilara a liniei II - a

Cablul electric subteran este tip ACYABY-120mm2, cu urmtoarele caracteristici specifice:


reactana specific: xo = 0.0845 [/km].

Impedanele tronsoanelor sunt:

Z1 = (0.116 + j 0.039) [];

Z3 = (0.136 + j 0.045) [];

Z2 = (0.123 + j 0.041) [];

Z4 = (0.054 + j 0.018) [].

Puterile active si reactive cerute in punctele de consum sunt:




- n punctul 4: P44 = 57.80 [kW] ; Q44 = 35.83 [kVAr].

Cderea de tensiune longitudinal total va fi:

Uk = 2.145 + 4.793 + 1.927 + 0.628 = 9.493 [V];

Cderea de tensiune transversal total va fi:

Uk = - 0.503 1.138 0.462 0.149 = -2.252 [V].


U1 = (2.145 - j 0.503) [V];

U3 = (1.927 - j 0.462) [V];

U2 = (4.793 - j 1.138) [V

U4 = (0.628 - j 0.149) [V].

Tensiunile complexe i respectiv valorile complexe pe barele posturilor de transformare sunt:

U4 = 6000 [V];

U4 = 6000 [V];

U3 = (6000.628 j 0.149) [V];

U3 = 6000.628 [V];

U2 = (6002.555 j 0.611) [V];

U2 = 6002.555 [V];

U1 = (6007.348 j 1.749) [V];

U1 = 6007.348 [V].

U0 = (6009.493 j 2.252) [V].

Cderea total de tensiune n modul este:

|U| = = 9.756 [V],

iar n procente:

u = 0.16 [%].


Linia a III a

Fig. 7. Schema electrica monofilara a liniei a III-a

Cablul electric de legatur ntre posturile de transformare este de tip ACHPBI-120mm2, cu urmtoarele caracteristici, [5]:


reactana specific; xo = 0.0845 [/km].

Impedanele pe tronsoane sunt:

Z1 = (0.060 + j 0.026) [];

Z4 = (0.830 + j 0.036) [];

Z2 = (0.039 + j 0.017) [];

Z5 = (0.124 + j 0.053) [];

Z3 = (0.080 + j 0.035) [];

Z6 = (0.188 + j 0.080) [].

n punctele de consum, puterile aparente sunt:

S1 = (162.35 + j 100.47) [kVA];

S3 = (175.10 + j 108.52) [kVA];

S2 = (113.05 + j 70.07) [kVA];

S4 = ( 49.30 + j 130.56) [kVA];

S5 = (145.35 + j 90.08) [kVA];

S6 = (168.30 + j 104.31) [kVA].


Uk = 2.06 + 0.933 + 2.968 + 0.865 + 3.8 + 6.664 = 17.29 [V];

Cderea de tensiune transversal totala va fi:

Uk = - 0.3 0.135 0.426 0.127 0.578 1.024 = - 2.59 [V].


U1 = (2.060 - j 0.300) [V];

U4 = (0.865 - j 0.127) [V];

U2 = (0.933 - j 0.135) [V];

U5 = (3.800 - j 0.578) [V];

U3 = (2.968 - j 0.426) [V];

U6 = (6.664 - j 1.024) [V].

Tensiunile complexe pe barele posturilor de transformare i n punctele de alimentare, avand n vedere c U6 = 6 kV, sunt urmtoarele:

U5 = (6006.664 j 1.024) [V];

U2 = (6014.285 j 2.155) [V];

U4 = (6010.464 j 1.602) [V];

U1 = (6015.230 j 2.290) [V];

U3 = (6011.329 j 1.729) [V];

U0 = (6017.290 j 2.590) [V].


|U| = = 17.483 [V],

iar n procente:

u = 0.229 [%].


Linia a IV a

Fig. 8. Schema electrica monofilara a liniei a IV-a

Cablul folosit este de tip ACHPBI-120 mm2, cu urmatoarele caracteristici, [5]:



Impedanele pe tronsoane sunt:

Z1 = (0.090 + j 0.039) [];

Z2 = (0.097 + j 0.041) [].

n punctele de consum, puterile aparente sunt:

S1 = (34.0 + j 21.08) [kVA];

S2 = (95.2 + j 59.0 ) [kVA].


Uk = 0.647 + 1.942 = 2.589 [V];

Cderea de tensiune transversal total va fi:

Uk = - 0.095 0.303 = - 0.398 [V].


U1 = (0.647 - j 0.095) [V];

U2 = (1.942 - j 0.303) [V].

Tensiunile complexe i valoriele efective pe barele posturilor de transformare sunt:

U1 = (6001.942 j 0.303) [V];

U2 = 6000.000 [V];

U0 = (6002.589 j 0.398) [V];

U1 = 6001.942 [V];

U0 = 6002.589 [V].


|U| = = 2.619 [V],

iar n procente:

u = 0.044 [%].

Din calcule a reieit c pe nici una din cele patru linii ale schemei analizate cderile de tensiune nu depesc limitele admisibile.

Feeder STATIA ROMLUX PA 2 ITA

fig. 9. Feeder STATIA ROMLUX PA 2 ITA

Cablul electric subteran este tip ACYABY-120mm2, cu urmtoarele caracteristici specifice, [5]:

rezistena specific: ro = 0.253 [/km];2


Impedana feeder-ului se determin cu relaia:

Zo = (ro + j xo) = (0.0885 + j 0.0295) [].

Pentru calculul cderilor de tensiune, n acest caz se folosesc relaiile:

Uo = [V];

Uo = [V].

Uo = ;

Uo = .


| U0| = = 34.489 [V],

iar n procente:

u = 0.574 [%].

Cderile totale de tensiune pe linii sunt:

Utotal = Ulinia I + Ulinia II + Ulinia III + Ulinia IV ;

Utotal = 11.291 - j 2.68 + 9.493 - j 2.252 + 17.29 - j 2.59 + 2.589 - j 0.398 ;

Utotal = (40.663 j 7.92) [V];

Cderile de tensiune pe barele STATIEI ROMLUX sunt:

U = Utotal + Uo + j Uo = 40.663 j 7.92 + 33.553 j 7.98 ;

U = (74.216 j 15.9) [V].

|U| = 75.9 [V],

iar n procente:

u = 1.265 [%].

Deci, cderile de tensiune pentru schema electric analizat se ncadreaz n limitele admisibile stabilite de prescriptiile energetice n vigoare.

2.4 Calculul piederilor de putere activ i reactiv i al pierderilor active, respectiv reactive n transformatoarele de putere

2.4.1. Calculul pierderilor de putere activa, respectiv reactiva in transformatoare

Pierderile de putere activ au loc att n circuitul magnetic prin cureni turbionari i prin histerezis, ct i n circuitele electrice (n nfsurri) prin efect Joule, la parcurgerea conductoarelor nfurrilor de ctre curentul de sarcina.

Pierderile de putere activ n circuitul magnetic reprezint pierderile la mers n gol (Po) ale transformatorului, ele fiind determinate de fluxul de magnetizare produs n nfsurarea primar. Pierderile de putere activ n nfsurrile transformatorului (Psc) depind de rezistena transformatorului i de ptratul curentului de sarcin, ele corespund puterii absorbite de transformator la proba de scurtcircuit.

Pierderile de putere activ totale la o putere aparent S vehiculata prin transformator se determin cu relaia:

PT = Po + Psc[kW];

Pierderile de putere reactiv ce apar la funcionarea n sarcin a transformatoarelor au loc n circuitul magnetic pentru magnetizarea acestuia i n reactana de scpri a nfurrilor. Pierderile de putere reactiv n fierul transformatorului (Qo) sunt proporionale cu valoarea curentului de mers n gol:

Qo = [kVAr];

unde io este dat n procente fa de curentul nominal.

Pierderile maxime de putere reactiv n nfurrile transformatorului datorit reactanei acestuia, se determin la proba de scurtcircuit, fiind proporionale cu valoarea procentual a tensiunii de scurtcircuit:

Qsc = [kVAr];

Pierderile de putere reactiv pentru o putere aparent S, sunt:

QT = Qo + Qsc[kVAr].

n posturile de transformare din zona analizat sunt montate 15 transformatoare cu Sn = 400 kVA i un transformator cu Sn = 630 kVA. Caracteristicile acestor transformatoare, conform [5] sunt:

Tip

TransformatorSn

kVAUn

KVAGrupa de conexiunePo

kWPsc

kWusc

[%]Io

[%]

TTU-NL 6/0.4 kV4000.4Dyn50.94662.8

TTU-NL 6/0.4kV6300.4Dyn51.28.262.4

Semnificaiile simbolurilor sunt:

T - transformator;

T - trifazat;

U - ulei (mediu izolant i de rcire);

N - circulaia natural a uleiului de rcire;

L - cu rcire liber (natural) a uleiului;

Dyn D - nfurarea pe partea de medie tensiune n triunghi;

y - nfurarea pe partea de joas tensiune n stea;

5 - defazajul relativ dintre fazorii tensiunilor msurate la bornele omoloage,

n uniti convenionale de 30 (defazajul n acest caz este 5x 30 = 150).

Pentru transformatorul de 630 kVA, pierderile de putere reactiv sunt :

Qo = 15.12 [kVAr] ; iar cele in infasurari Qsc = 37.8 [kVAr].

Pentru transformatorul de 400 kVA, pierderile de putere reactiv sunt :

Qo = 11.2 [kVAr] ; iar cele in infasurari Qsc = 24 [kVAr].

Valorile pierderilor de putere activ i respectiv reactiv n transformatoare, rezultate n urma calculelor sunt prezentate n anexa nr. 3.

sT6 =(1.954+j18.59) [kVA];

sT65 = (2.89+j19) [kVA];

sT14 = (2.41+j17.08) [kVA];

sT67 = (1+j11.44) [kVA];

sT29 = (1.38+j12.95) [kVA];

sT69 = (1.20+j12.23) [kVA];

sT39 = (1.067+j11.70) [kVA];

sT70 = (1.57+j17.34) [kVA];

sT44 = (1.11+j11.89) [kVA];

sT72 = (1.41+j13.08) [kVA];

sT46 = (2.037+j15.59) [kVA];

sT73 = (2.44+j17.20) [kVA];

sT61 = (2.53+j17.57) [kVA];

sT74 = (2.30+j16.62) [kVA];

sT62 = (1.60+j13.85) [kVA];

sT91 = (1.33+j12.7) [kVA];

2.4.2. Calculul pierderilor de energie activ, respectiv reactiv n transformatoare

Pentru determinarea pierderilor de energie electric activ - cunoscute i sub denumirea de consum propriu tehnologic - i a energiei reactive, trebuie s se in seama de urmtorii indicatori:

Pmax, Qmax, (Imax) puterea activ, respectiv reactiv maxim sau curentul maxim, nregistrat n intervalul de timp considerat, in [kW], [kVAr], [A].

t durata intervalului de timp luat n considerare [ore];

Tmax durata de utilizare a puterii maxime n intervalul de timp t, Tmax reprezentnd un timp convenional n care s-ar vehicula aceeai cantitate de energie electric activ ca i n intervalul de timp t dac s-ar funciona la puterea activ maxima Pmax;

durata pierderilor maxime, [ore], timp convenional ce reprezint numrul de ore n care s-ar funciona la Pmax s-ar nregistra aceleai pierderi de energie activ ca i n cazul n care s-ar funciona dup curba de sarcin real.

= f (Tmax , cos ), din diagrame.

Pentru un interval de timp de un an, t = 8760 ore, luand n considerare un timp de utilizare a sarcinii maxime Tmax = 4000 ore se determin, la un factor de putere cos = 0.85, timpul de pierderi = 2500 ore, a se vedea [5].

Cu aceste elemente de calcul, pierderile de energie electric activ (c.p.t.) i respectiv reactiv n transformatoare se pot determina cu relaiile:

WaT = (Po + k Qo) t + (Psc + k Qsc) , [kWh];

WrT = Qo t + Qsc , [kVArh];

unde:

Smax puterea aparenta maxim de sarcin, n [kVA];

Sn puterea aparent nominal a transformatorului, n [kVA];

k coeficient ce reprezint aportul componenei reactive corespunztoare pierderilor la curent total de sarcin ce se vehiculeaz prin transformator.

Pentru transformatoarele din schema analizat, montate n posturi de transformare zidite, conform prescriptilor energetice n vigoare k = 0.10.15.

Pentru transformatorul din PT 6 cu Sn = 630 [kVA]:

WaT = (1.2 + 0.1 15.12) 8760 + (8.2 + 0.1 37.8) =

= 26507 [kWh] = 26.507 [MWh]

WrT = 15.12 8760 + 37.8 = 141127.15 [kVArh] = 141.127 [MVA rh].

Pentru transformatorul din PT 14 cu Sn = 400 [kVA]:

WaT = (0.94 + 0.1 11.2) 8760 + (6 + 0.1 24) =

= 23191.125 [kWh] = 23.19 [MWh].

WrT = 11.2 8760 + 24 =

= 112813.5 [kVArh] = 112.813 [MVA rh].

Rezultatele obinute n urma calculelor efectuate sunt prezentate n anexa nr. 3.

Valorile pierderilor de energie W prin transformatoare din posturile de transformare sunt prezentate mai jos, calculate cu relaia:

W= WaT +j WrT

W6 = (26.505+j141.127);

W65 = (24.868+j117.606);

W14 = (23.19+j112.813);

W67 = (18.255+j98.712);

W29 = (19.576+j102.486);

W69 = (18.95+j100.695);

W39 = (18.487+j99.373);

W70 = (20.264+j104.45);

W44 = (18.652+j99846);

W72 = (19.692+j102.816);

W46 = (21.883+j109.077);

W73 = (23.296+j113.12);

W61 = (23.615+j114.025);

W74 = (22784+j111.650);

W62 = (20.367+j104.750);

W91 = (19.411+j102.013);

2.5. Calculul pierderilor de putere i energie electric n liniile electrice de 6 kV

2.5.1. Calculul pierderilor de putere electrica in liniile electrice de 6 kV

Pierderile de putere n parametrii longitudinali ai liniilor electrice duc la nclzirea conductoarelor prin efectul Joule-Lenz, datorit circulaiei curentului electric prin ele. Acestea sunt pierderi de putere activ ce au loc n rezistena liniilor electrice i pierderi de putere reactiv, care au loc n reactana liniilor electrice, ele putndu-se determina cu relaiile:

P = RL, [kW];

Q = XL, [kVAr].

unde P i Q sunt exprimate n kW i respectiv kVAr, iar U n kV;

Pentru liniile electrice n cablu, pierderile de putere reactiv n conductana, ce au loc n dielectricul acestora, au valori mici, n special pentru cablurile de medie i joas tensiune (120)kV, fapt pentru care se pot neglija. ns liniile electrice n cablu, cu tensiuni egale sau mai mari de 6 kV au o susceptan capacitiv a carei valoare nu se poate neglija i produc putere reactiv de natura capacitiv, notat QL, ce se ia n considerare n balana puterii reactive vehiculate. Puterea reactiv produs datorit susceptanei capacitive poate compensa parial sau total puterea reactiv transportat pe linia electric contribuind astfel la micorarea pierderilor de putere i a cderilor de tensiune.

Puterea reactiv, produs datorit susceptanei capacitive, se calculeaz cu relaia:

QL = BL U2 10-3 [kVAr]

unde:

BL susceptanta capacitiva a liniei, in [S];

U - tensiunea, in [V].

Considerm schema electric n a unei linii electrice radiale, conform figurii 10.

Fig. 10. Schema electrica in a unei linii electrice radiale

unde:

S1 = P1 + j Q1 puterea aparent n capatul de alimentare;

S2 = P2 + j Q2 puterea aparent n captul de consum;

U1 tensiunea la captul de alimentare;

U2 tensiunea la captul de alimentare.

Tinnd seama de pierderile de putere activ i reactiv, relaiile precedente devin:

P = RL, [kW];

Q = XL, [kVAr],

iar puterea aparent n punctul de alimentare cu energie electric, se determin cu relaia:

S1 = P2 + P + j (Q2 + Q QL) = P1 + j Q1.

Se calculeaz pierderile de putere activ i respectiv reactiv n transformatoare i pe linii, ncepnd de la ultimul consumator ctre surs.

Linia I

Racordurile ntre punctele de transformare sunt realizate cu cablu tip ACYABY 120 mm2, cu urmtoarele caracteristici:

ro = 0.253 [/km];

xo = 0.0845 [/km];

bo = 242.56 10-3 [S/km].

Impedanele pe tronsoane i tensiunile n punctele de racord ale posturilor de transformare sunt cele calculate n subcapitolul 2.3 (vezi relaiile 2.5; 2.11);

Pentru calculul pierderilor de putere s-a avut n vedere aportul capacitiv al susceptanei

Valorile puterii reactive produse datorit susceptanei capacitive sunt:

QL1 = 5.65 [kVAr];

QL3 = 4.19 [kVAr];

QL2 = 1.83 [kVAr];

QL4 = 3.18 [kVAr].

Puterea aparent n punctul 4 este:

S4 = S4 + ST4 = 110.5 + j 68.51 + 1.57 + j 17.34 =

= (112.07 + j 85.85) [kVA];

S4 = S4 - = 112.07 + j 85.85 j 1.59 =

= (112.07 + j 84.26) [kVA];

Pierderile de putere pe tronsonul 4 din linia I se calculeaz cu releia:

SL4 = Z410-3 = (0.092 +j 0.03) 0.546 = (0.05 + j 0.016) [kVA];

S3 = S4 + SL4 QL4/2 = 112.07 + j 84.26 +0.05 +j 0.016 j 1.59 =

= (112.12 + j 82.686) [kVA];

S3 = S3 + ST3 = 86.7 + j 53.75 + 1.33 + j 12.76 = (88.03 + j 66.51) [kVA];

S3 = S3 + S3 QL3/2 = 112.12 + j 82.686 + 88.03 + j 66.51 j 2.095 =

= (200.15 + j 147.101) [kVA].

Pierderile de putere pe tronsonul 2 din linia I:

SL3 = Z 3 10-3 = (0.121 + j 0.04) 1.712 = (0.207 + j 0.068),[kVA]; S2 = S3 + SL3 - QL3/2 = 200.15 + j 147.101 + 0.207 + j 0.068 j 2.095 =

= (200.357 + j 145.074), [kVA];

S2 = S2 + ST2 = 170 + j 105.4 + 2.44 + j 17.2 = ( 172.44 + j 122.6), [kVA];

S2 = S2 + S2 QL2/2 = 172.44 + j 122.6 + 200.357 + j 145.074 j 0.915 =

= (372.797 + j 266.759), [kVA];

Pierderile de putere pe tronsonul 2 din linia I: SL2 = Z 210-3 = (0.053 + j 0.018) 5.829 = (0.309 + j 0.105),[kVA]; S1 = S2 + SL2 QL2/2 = 372.797 + j 266.759 + 0.309 + j 0.105 j 0.915 =

= (373.106 + j 265.949), [kVA];

S1 = S1+ ST1 = 161.5 + j 100.13 + 2.30 + j 16.62 = (163.8 + j 116.75) [kVA];

S1 = S1 +S1 QL1/2 = 163.8 + j 116.75 + 373.106 + 265.949 j 2.825 =

= (536.906 + j 379.874), [kVA];

Pierderile de putere pe tronsonul 1 al liniei I:

SL1 = Z 110-3 = (0.164 + j 0.055) 11.992 = (1.966 + j 0.66), [kVA];

Puterea aparent n punctul 0' al liniei este: S0 = S1 + SL1 QL1/2 = 536.906 + j 379.874 +1.966 + j 0.66 j 2.825 =

= (538.872 + j 377.709), [kVA];

Sceruta linia I = (528.7 + j 327.79), [kVA];

Stranzitata linia I = (538.872 + j 377.709), [kVA].

Deci, pierderile de putere activa, respective reactiva sunt:

Plinia I = 10.172 [kW];

Qlinia I = 49.919 [kVAr].

Linia a-II-a

Cablul electric subteran folosit este de tip ACYABY 120 mm2, cu urmatoarele caracteristici:

ro = 0.253 [/km];

xo = 0.0845 [/km];

bo = 242.56 10-3 [S/km].

Impedantele pe tronsoane i tensiunile n punctele de racord ale posturilor de transformare sunt cele calculate n subcapitolul 2.3 (vezi relaia 2.13; 2.19);

Puterile reactive produse datorit susceptanei capacitive sunt:

QL1 = 4.027 [kVAr];

QL3 = 4.681 [kVAr];

QL2 = 4.265 [kVAr];

QL4 = 1.886 [kVAr].

Puterea aparent n punctul 4este:

S4 = S4 + ST4 = 57.8 + j 35.83 + 1.11 + j 11.89 =

= (58.91 + j 47.72) [kVA];

S4 = S4 - = 58.91 + j 47.72 j 0.943 = (58.91 + j 46.777) [kVA];

Pierderile de putere aparent pe tronsonul 4 al liniei a II-a se calculeaz conform releiei:

SL4 = Z410-3 = (0.054 +j 0.018) 0.157 = (0.008 + j 0.002) [kVA];

S3 = S4 + SL4 QL4/2 = 58.91 + j 46.777 + 0.008 + j 0.002 j 0.943 =

= (58.918 + j 45.836) [kVA];

S3 = S3 + ST3 = 70.55 + j 43.73 + 1.20 + j 12.23 = (71.75 + j 55.96) [kVA];

S3 = S3 + S3 QL3/2 = 58.918 + j 45.836 + 71.75 + j 55.96 j 2.34 =

= (130.668 + j 99.456) [kVA].

Pierderile de putere aparent pe tronsonul 3 al liniei a II-a se calculeaz conform releiei:

SL3 = Z 3 103 = (0.136 + j 0.045) 0.48 = (0.101 + j 0.033),[kVA]; S2 = S3 + SL3 - QL3/2 = 130.668 + j 99.456 + 0.101 + j 0.033 j 2.34 =

= (130.769 + j 97.059), [kVA];

S2 = S2 + ST2 = 193.8 + j 120.11 + 2.89 + j 19 = ( 196.69 + j 139.11) [kVA];

S2 = S2 + S2 QL2/2 = 196.69 + j 139.11 + 130.769 + j 97.059 j 2.1325 =

= (327.459 + j 234.036), [kVA];

Pierderile de putere aparent de pe tronsonul 2 al liniei a II-a sunt:

SL2 = Z 2 103 = (0.123 + j 0.041) 4.496 = (0.553 + j 0.184),[kVA]; S1 = S2 + SL2 QL2/2 = 327.459 + j 234.036 + 0.553 + j 0.184 j 2.1325 =

= (328.012 + j 232.087), [kVA];

S1 = S1+ ST1 = 91.8 + j 56.9 + 1.38 + j 12.95 = (93.18 + j 69.85) [kVA];

S1 = S1 +S1 QL1/2 = 93.18 + j 69.85 + 328.012 + j 232.087 j 2.0135 =

= (421.192 + j 299.923), [kVA];

Pierderile de pe tronsonul 1 al liniei a II-a sunt:

SL1 = Z 1 103 = (0.116 + j 0.039) 7.408 = (0.859 + j 0.289), [kVA];

Puterea aparent n punctul 0' al liniei este:S0 = S1 + SL1 QL1/2 = 421.192 + j 299.923 +0.859 + j 0.289 j 2.0135 =

= (422.05 + j 298.198), [kVA];

Sceruta linia II = (413.95 + j 256.57), [kVA];

Stranzitata linia II = (422.05 + j 298.198), [kVA].

Deci, pierderile de putere activ, respectiv reactiv sunt:

Plinia II = 8.1 [kW];

Qlinia II = 41.628 [kVAr].

Linia a III- a

Cablul electric subteran, tip ACHPBI 120 mm2, are urmatoarele caracteristici:

ro = 0.202 [/km];

xo = 0.0863 [/km];

bo = 169.56 10-6 [S/km].


Puterile reactive produse datorit susceptantei capacitive sunt:

QL1 = 1.84 [kVAr];

QL4 = 2.52 [kVAr];

QL2 = 1.18 [kVAr];

QL5 = 3.76 [kVAr];

QL3 = 2.45 [kVAr];

QL6 = 5.69 [kVAr].

Schema electric echivalent aferent liniei eletrice subterane de 6 kV PA 2 ITA i PT 14 este prezentat n figura 13.

Fig. 13. Schema echivalenta aferenta liniei electrice subterane de 6 kV PA 2 ITA PT 14

Puterea aparent n punctul 6este:

S6 = S6 + ST6 = 168.3 + j 104.31 + 2.41 + j 17.08 =

= (170.71 + j 121.39) [kVA];

S6 = S6 - = 170.71 + j 121.39 j 2.845 =

= (170.71 + j 118.545) [kVA];

Pierderile de putere aparent pe tronsonul 6 liniei a III-a se calculeaz cu relaia:

SL6 = Z610-3 = (0.188 +j 0.08) 1.2 = (0.225 + j 0.096) [kVA];

S5 = S6 + SL6 QL6/2 = 170.71 + j 118.545 + 0.225 + j 0.096 j 2.845 =

= (170.35 + j 115.796) [kVA];

S5 = S5 + ST5 = 145.35 + j 90.08 + 20.37 + j 15.59 = (147.387 + j 105.67) [kVA];

S5 = S5 + S5 QL5/2 = 170.935 + j 115.796 + 147.387 + j 105.67 j 1.88 =

= (3180.322 + j 219.586) [kVA].

Piederile de putere aparent pe tronsonul 5 al liniei a III-a:

SL5 = Z 5 103 = (0.124 + j 0.053) 4.14 = (0.513 + j 0.219) [kVA];

S4 = S5 + SL5 - QL5/2 = 318.322 + j 219.586 + 0.513 + j 0.219 j 1.88 =

= (318.835 + j 217.925), [kVA];

S4 = S4 + ST4 = 49.3 + j 30.56 + 1.067 + j 11.70 = ( 50.367 + j 42.26) [kVA];

S4 = S4 + S4 QL4/2 = 50.367 + j 42.26 + 318.835 + j 217.925 j 1.26 =

= (369.202 + j 258.925), [kVA];

Pierderile de putere aparent pe tronsonul 4 al liniei a III-a:

SL4=Z 4 103 = (0.083 + j 0.036) 5.629 = (0.467 + j 0.202),[kVA]; S3 = S4 + SL4 QL4/2 = 369.202 + j 258.925 + 0.467 + j 0.202 j 1.26 =

= (369.669 + j 257.867), [kVA];

S3 = S3+ ST3 = 175.1 + j 108.52 + 2.53 + j 17.57 = (177.63 + j 126.09) [kVA];

S3 = S3 +S3 QL3/2 = 369.669 + j 257.867 + 177.63 + j 126.09 j 1.225 =

= (547.299 + j 382.732), [kVA];


SL3 = Z 3 103 = (0.08 + j 0.035) 12.342 = (0.987 + j 0.432), [kVA]; S2 = S3 + SL3 QL3/2 = 547.299 + j 382.732 + 0.987 + j 0.432 j 1.225 =

= (548.286 + j 381.94), [kVA];

S2 = S2+ ST2 = 113.05 + j 70.07 + 1.60 + j 13.85 = (114.65 + j 83.92) [kVA];

S2 = S2 +S2 QL2/2 = 114.65 + j 83.92 + 548.286 + j 381.94 j 0.59 =

= (662.936 + j 462.27), [kVA];


SL2 = Z 2 103 = (0.039 + j 0.017) 18.06 = (0.704 + j 0.307), [kVA];

S1 = S2 + SL2 QL2/2 = 662.936 + j 462.27 + 0.704 + j 0.307 j 0.59 =

= (663.64 + j 461.987), [kVA];

S1 = S1+ ST1 = 162.35 + j 100.47 + 1.954 + j 18.59 = (164.304 + j 119.06) [kVA];

S1 = S1 +S1 QL1/2 = 164.304 + j 119.06 + 663.64 + j 461.987 j 0.92 =

= (827.944 + j 580.127) [kVA];


SL1 = Z 1 103 = (0.06 + j 0.026) 28.246 = (1.695 + j 0.734) [kVA]; Puterea aparent n punctul 0' este:S0 = S1 + SL1 QL1/2 = 827.944 + j 580.27 + 1.6957 + j 0.734 j 0.92 =

= (829.639 + j 579.941) [kVA];

Sceruta linia III = (813.45 + j 504.04) [kVA];

Stranzitata linia III = (829.639 + j 579.941) [kVA].


Plinia III = 16.189 [kW];

Qlinia III = 75.901 [kVAr].

Linia a IV a

Racordurile ntre posturile de transformare sunt realizate prin cablu electric subteran tip ACHPBI-120 mm2, care are urmtoarele caracteristici:

ro = 0.202 [/km];

xo = 0.0863 [/km];

bo = 169.56 10-6 [S/km].


Puterile reactive produse datorit susceptanei capacitive sunt:

QL1 = 2.736 [kVAr];

QL2 = 2.930 [kVAr].

Puterea aparent n punctul 2 este:

S2 = S2+ ST2 = 95.2 + j 59 + 1.41 + j 13.08 = (96.61 + j 72.08) [kVA];

S2 = S2 QL2/2 = 96.61 + j 72.08 j 1.465 =

= (96.61 + j 70.615), [kVA];

Pierderile de putere aparent pe tronsonul 2 al liniei a IV-a:

SL2 = Z 2 103 = (0.097 + j 0.041) 0.398 = (0.038 + j 0.016), [kVA];

S1 = S2 + SL2 QL2/2 = 96.61 + j 70.615 + 0.038 + j 0.016 j 1.465 =

= (96.648 + j 69.166), [kVA];

S1 = S1+ ST1 = 34 + j 21.01 + 1 + j 11.44 = (35 + j 32.45) [kVA];

S1 = S1 +S1 QL1/2 = 35 + j 32.45 + 96.648 + j 69.166 j 1.368 =

= (131.648 + j 100.248), [kVA];

Pierderile de putere aparent pe tronsonul 1 al liniei a IV-a;

SL1 = Z 1 103 = (0.09 + j 0.039) 0.76 = (0.068 + j 0.0296), [kVA]; Puterea aparent n punctul 0' este:

S0 = S1 + SL1 QL1/2 = 131.648 + j 100.248 + 0.0684 + j 0.0296 j 1.368 =

= (131.716 + j 98.91) [kVA];

Sceruta linia IV = (129.2 + j 80.01) [kVA];

Stranzitata linia IV = (131.716 + j 98.91) [kVA].


Plinia IV = 2.516 [kW];

Qlinia IV = 18.90 [kVAr].

Bara de 6 kV a PA 2 ITA

Puterea aparent total este:

S0 = 538.872 + j 377.709 + 422.05 + j 298.198 + 829.639 + j 579.941 + 131.716 + j 98.91 =

= (1922.277 + j 1354.758) [kVA].

Fig. 14. Schema echivalenta aferenta barei de 6 kV a statiei 110/20/6 kV ROMLUX

S = (1922.277 + j 1354.758) [kVA].

S-au folosit dou cabluri electrice subterane, tip ACYABY (3 x 120 mm2) cu urmtoarele caracteristici:

ro = 0.253 [/km];

xo = 0.0845 [/km];

bo = 42.73 10-6 [S/km].

Impedana feederului de 6 kV este:

Z = (0.253 + j 0.0845) = (0.088 + j 0.0295) [].

Tensiunea pe bara de 6 kV a staiei 110/20/6 kV Romlux este:

U = 6041.210 [V].

Puterea reactiv produs datorit susceptanei capacitive este:

QL = 42.730 10-6 0.7 6041.2102 = 1.091 [kVAr].

Puterea aparent n punctul B este:

SB = S j QL/2 = 1922.277 + j 1354.758 j 0.545 = (1922.277 + j 1354.213) [kVA];

Pierderile de putere aparent rezult din relaia de mai jos:

SL = = (0.044 + j 0.0147) 151.496 = (6.665 + j 2.227) [kVA]

Putrea aparenta n punctul A:

SA = 1922.277 + j 1354.758 + 6.665 + j 2.227 j 0.545 = (1928.942 + j 1356.44) [kVA];

Puterea aparent la captul terminal al feeder-ului de 6 kV n staia ROMLUX este:

S = (1928.942 + j 1356.758) [kVA]

Fcnd comparaie cu puterea aparent total cerut de consumatorii din zona analizat, rezult urmatoarele valori pentru pierderile de putere activ, respectiv reactiv:

S ceruta = (1885.3 + j 1168.45) [kVA];

Ptotal = 43.642 [kW];

Qtotal = 188.308 [kVAr];

Procedural rezult:

P% = = 2.31 [%], din puterea activ cerut;

Q%= = 16.11 [%], din puterea reactiv cerut;

P = = 2.26 [%], din puterea activ vehiculat;

Q = = 13.82 [%], din puterea reactiv vehiculat2.2.2. Calculul pierderilor de energie electrica in liniile electrice de 6 kV

Pornind de la concluzia c puterea aparent maxim vehiculat nu rmne constant n timp i nici pierderile de putere nu sunt constante, pierderile de energie electric activ (c.p.t.) i cele de energie electric reactiv se pot determina cu relaiile:

Wa = ;

Wr = ,

unde: - Pk pierderile de putere activ pe cele m tronsoane ale liniei electrice [kW];

- Qk pierderile de putere reactiv pe cele m tronsoane ale liniei electrice [kVAr];

- - durata pierderilor maxime [ore].

n subcapitolul 2.4. s-a determinat = 2500 [ore].

n baza calculelor de putere activ i reactiv din linii i din transformatoare, pentru un timp de utilizare a sarcinii maxime Tmax = 4000 ore i un timp de pierderi = 2500 ore, se pot calcula pierderile de energie pentru schema analizat.

Pentru cosumatorii racordai la cele 16 posturi de transformare, energiile absorbite pe barele de joas tensiune ale transformatoarelor se determin cu relaia:

W = (Pmax + j Qmax) Tmax,

iar pierderile de energie electric activ i reactiv sunt prezentate n anexa nr. 3.

Energiile absorbite, determinate calculate pentru fiecare post de transformare, au urmtoarele valori:

W6 = (649400 + j 401880) [kVAh];

W14 = (673200 + j 417240) [kVAh];

W29 = (367200 + j 227600) [kVAh];

W39 = (197200 + j 122240) [kVAh];

W44 = (231200 + j 143320) [kVAh];

W46 = (581400 + j 360320) [kVAh];

W61 = (700400 + j 434080) [kVAh];

W62 = (452200 + j 280280) [kVAh];

W65 = (775200 + j 480440) [kVAh];

W67 = (136000 + j 84320) [kVAh];

W69 = (282200 + j 174920) [kVAh];

W70 = (44200 + j 274040) [kVAh];

W72 = (380800 + j 236000) [kVAh];

W73 = (680000 + j 421600) [kVAh];

W74 = (646000 + j 400520) [kVAh];

W91 = (346800 + j 215000) [kVAh].

S-a procedat la calcularea pierderilor de energie ca i n cazul pierderilor de putere n subcapitolul 2.5.1, de la consumator ctre surs, pe baza schemei electrice a cuadripolului n :

Linia I

W70 = (442000 + j 274040) [kVAh].

In punctual 4 cantitatea de energie electrica se determina astfel:

W4 = W70 + W70 j =

= 442000 + j 274040 + 20264 + j 104450 j 1.59 8760 =

= ( 462264 + j 364561.6) [kVAh].

Pierderile de energie in cablul dintre PT 70 si PT 91, pentru = 2500 [ore], se calculeaza astfel:

WPT 70 PT 91 = Z4 = ( 0.05 + j 0.016) 2500 = (125 + j 40) [kVAh].

Energia electrica in punctual 3 este:

W3 = 462264 + j 364561.6 + 125 + j 40 j 13928.4 =

= (462398 + j 350673.2) [kVAh];

In continuare sunt prezentate doar rezultatele calculelor efectuate:

W3 = (366211 + j 317013) [kVAh];

W3 = (828600 + j 649334) [kVAh];

WPT 91 PT 73 = ( 517.5 + j 172.5) [kVAh];

W2 = (829117.5 + j 631154.3) [kVAh];

W2 = (703296 + j 534712) [kVAh];

W2 = (1532413.5 + j 1157850) [kVAh];

WPT 73 PT 74 = ( 772.5 + j 262.5) [kVAh];

W1 = (1533186 + j 1150098) [kVAh];

W1 = (668784 + j 411685) [kVAh];

W1 = (2201970 + j 1537036) [kVAh];

WPT 74 PT 2 ITA = ( 4915 + j 1650) [kVAh];

W0 = ( 2206885 + j 1528776.5) [kVAh];

W tranzitata = ( 2206885 + j 1614425) [kVAh];

W ceruta = ( 2114800 + j 1311160) [kVAh];

W linia I = (92085 + j 303265) [kVAh].

Linia a II-a

W4 = (249852 + j 234905.32) [kVAh];

WPT 44 PT 69 = ( 20 + j 5) [kVAh];

W3 = (249872 + j 226649.64) [kVAh];

W3 = (551022 + j 481766.24) [kVAh];

WPT 69 PT 65 = ( 252.5 + j 82.5) [kVAh];

W2 = (551274.5 + j 461350.34) [kVAh];

W2 = (800068 + j 598046) [kVAh];

W2 = (1351342.5 + j 1041715.6) [kVAh];

WPT 65 PT 29 = (1382.5 + j 460) [kVAh];

W1 = (1352725 + j 1033494.9) [kVAh];

W1 = (386776 + j 330086) [kVAh];

W1 = (1739501 + j 1335754.3) [kVAh];

WPT 29 PT 2 ITA = (2147.5 + j 722.5) [kVAh];

W0 = ( 1741648.5 + j 1318650.2) [kVAh];

W linia I I = (85848.5 + j 292370.2) [kVAh].

Linia a III a

W6 = (696390 + j 505130.8) [kVAh];

WPT 14 PT 46 = ( 562.5 + j 240) [kVAh];

W5 = (696952 + j 480378.6) [kVAh];

W5 = (1300235.5 + j 933306.8) [kVAh];

WPT 46 PT 39 = (4493.88 + j 1918.44) [kVAh];

W4 = (1304729.3 + j 918756.44) [kVAh];

W4 = (1520416.3 + j 1129331.8) [kVAh];

WPT 39 PT 61 = (1167.5 + j 505) [kVAh];

W3 = ( 1521583.8 + j 1118799.2) [kVAh];

W3 = (2245598.8 + j 1656166.2) [kVAh];

WPT 61 PT 62 = (2467.5 + j 1080) [kVAh];

W2 = (2248066.3 + j 1646515.2) [kVAh];

W2 = (2720633.3 + j 2026368.8) [kVAh];

WPT 62 PT 6 = (1760 + j 767,5) [kVAh];

W1 = (2722393.3 + j 2021967.9) [kVAh];

W1 = (3398300.3 + j 2556915.7) [kVAh];

WPT 6 PT 2 ITA = (4237.5 + j 1835) [kVAh];

W0 = (3402537.8 + j 2553582.3) [kVAh];

W ceruta = (3253800 + j 2016040) [kVAh];

W linia I I I = (148737.8 + j 537542.3) [kVAh].

Linia a IV- a

W2 = (400492 + j 338816) [kVAh];

W2 = (400492 + j 325982.6) [kVAh];

WPT 72 PT 67 = (95 + j 40) [kVAh];

W1 = (400587 + j 313189.2) [kVAh];

W1 = (554842 + j 484237.5) [kVAh];

WPT 67 PT 2 ITA = (171 + j 74) [kVAh];

W0 = (555013 + j 472327.82) [kVAh];

W ceruta = (516800 + j 320320) [kVAh];

W linia I V = (38213 + j 152007.82) [kVAh].

Pe bara de 6 kV a PA 2 ITA energia aparenta tranzitata este:

W = (7906084.3 + j 5858499.3) [kVAh];

W PA 2 ITA SC ROMLUX SA = (16662 + j 5567.5) [kVAh];

WA = (7922746.8 + j 5945408.5) [kVAh].

Energia ceruta de consumatorii racordati la posturile de transformare de pe cele 4 linii este:

W ceruta = (7541200 + j 4673800) [kVAh].

Pierderile de energie pentru schema luata in calcul sunt:

W = (381546.8 + j 1271608.5) [kVAh].

Procentual, pierderile de energie activa reprezinta 5.06% din energia activa ceruta, iar pierderile de energie reactiva reprezinta 27.20% din cea ceruta, deci pierderile se transporta cu pierderi.

CAPITOLUL 3

MSURI I METODE PENTRU REDUCEREA PIERDERILOR DE PUTERE I ENERGIE ELECTRIC N REEAUA EXISTENTA DE 6kV

Problema pierderilor n reelele electrice i a reducerii consumului propriu tehnologic, privit din punct de vedere al costului acestora i al necesitii economisirii energiei ca atare, a devenit mai ales n ultimii ani, un factor semnificativ. n present, este unanim recunoscut faptul c reducerea pierderilor, mai ales n reelele electrice de distributie, conduce la obinerea unor puteri i energii la costuri mult mai reduse decat construirea de noi capaciti de producie i de transport.

Elementul principal n abordarea problemei reducerii consumului propriu tehnologic n reele electrice l constituie cunoaterea nivelului acestuia pe ansamblu i pe diferite elemente de reea (transformatoare, linii, etc.).

Principalele msuri de reducere a consumului propriu tehnologic i a pierderilor de putere i energie, aplicabile reelei analizate, pot fi grupate astfel:

a. optimizarea regimurilor de funcionare a reelei i a echipamentelor de baza prin:

stabilirea schemei normale de funcionare avand ca obiectiv prioritar minimizarea consumului propriu tehnologic;

determinarea regimului optim de tensiune i putere reactiv;

optimizarea regimurilor de funcionare a instalaiilor de compensare a puterii reactive;

b. optimizarea circulaiei de putere prin stabilirea rapoartelor optime de transformare la unitatile far reglaj sub sarcin;

c. optimizarea nivelului tensiunii prin:

meninerea tensiunii maxime admisibile la orele de varf de sarcina i a celei nominale n regim de sarcin minim;

modificarea periodic (sezonier) a rapoartelor de transformare la unitatile far reglaj sub sarcin;

d. echilibrarea sarcinii pe fazele de medie i joasa tensiune ale reelei;

e. ridicarea nivelului exploatrii reelei prin:

creterea siguranei i economicitii funcionarii tuturor elementelor reelei; reducerea duratelor i creterea calitii reparaiilor elementelor reelei;

introducerea lucrului sub tensiune la repararea liniilor de transport;

imbuntirea calitii recepiei lucrrilor efectuate;

f. perfecionarea sistemului de evident a pierderilor de energie prin:

organizarea i realizarea unui sistem informaional corespunztor, aplicabil sistemelor de calcul electronic;

organizarea i introducerea unui sistem de determinare a pierderilor tehnice de energie;

optimizarea i perfecionarea sistemului de evident a pierderilor de putere i energie;

elaborarea unui sistem de analiz a pierderilor comerciale, de localizare i stabilire a caracterului lor i de alegere a msurilor de reducere corespunztoare;

perfecionarea pregtirii profesionale a personalului.

Dintre msurile tehnice de reducere a consumului propriu tehnologic care necesit investiii importante i implic consumuri de materiale, pot fi menionate urmtoarele:

a. creterea tensiunii nominale, prin trecerea la o treapt superioar, n acest caz treceea de la 6 la 20 kV;

b. instalarea de mijloace suplimentare de compensare a puterii reactive i de reglaj, care presupune:

schimbarea transformatoarelor far reglaj sub tensiune cu transformatoare cu reglaj, sau cu reglaj mai fin (de exemplu: pentru transformatoarele MT/JT de la Un5% la Un2x2.5%);

instalarea de mijloace de compensare (baterii de condensatoare n posturile de transformare, pe partea de joas tensiune sau instalaii de compensare automat a energiei reactive);

c. optimizarea parametrilor de funcionare a reelei electrice prin:

corelarea puterii instalate n posturile de transformare cu sarcina acestora (nlocuirea transformatoarelor slab ncarcate cu altele avand puteri aparente nominale apropiate de valorile maxime ale puterilor cerute de consumatori);

mrirea seciunii liniilor electrice numai dac sarcina liniei electrice depete sarcina electric a acesteia sau dac densitatea real de sarcina este mai mare decat densitatea economica: Jreal > Jec.;

d. dezvotarea i reconstrucia reelor, prin introducerea distribuiei descentralizate pe joas tensiune, practic eliminarea reelei de joas tensiune;

Evident fiecare dintre msurile enumerate mai sus trebuie justificat atat din punct de vedere tehnic, cat i economic.n cele ce urmeaz sunt detaliate unele din aceste msuri, considerate a fi mai importante.

Caracteristicile regimurilor reelei electrice cu tensiunea de 0.4 kV este ncrcarea neuniform a fazelor reelei (anexa nr. 2), ceea ce conduce la creteri ale pierderilor de putere si energie. Gradul de dezechilibrare a fazelor poate fi evaluat prin coeficientul de dezechilibru, pierderile de putere crescand direct proporional cu creterea coeficientului de dezechilibru al sarcinii.

Astfel pentru un tronsonul i de reea n care curentul de sarcina nu este uniform repartizat, coeficientul de dezechilibru Ni se determina cu relaia:

Ni =

unde: IAi, IBi, ICi sunt curenii pe faza pentru tronsonul i, iar Imed i este valoarea lor medie.

Creterea pierderilor de putere n funcie de coeficientul de dezechilibru se determin prin coeficientul de corecie kc, care pentru liniile cu patru conductoare are expresia:

Kc =

unde:

R0n , R0fi sunt rezistenele conductoarelor de nul i respectiv de faza ale tronsonului i;

I0i este curentul prin conductorul de nul al tronsonului i;

Imedi este valoarea medie a curenilor de faz de pe tronsonul I, care se determin cu relaia:

Imedi =

Astfel pierderile de putere activ respective energie activa n regim dezechilibrat de sarcin, pentru liniile electrice de distribuie se determina cu urmtoarele relaii:

P = Kci Pi ;

;

Pentru reducerea pierderilor datorit dezechilibrului este necesar ca, sistematic, n exploatare s se controleze asimetria curenilor i tensiunilor i s se redistribuie sarcinile pe faze dac curentul pe conductorul neutru al liniei cu 4 conductoare, pe prima poriune depete 15 20 A.

Introducerea de transformatoare cu randamente mbuntite, respectiv pierderi mici de putere la mersul n gol i scurtcircuit, compensarea puterii reactive i creterea tensiunii nominale a reelei sunt msuri care necesit investiii substaniale pentru aplicare i un mare volum de lucrri. Trecerea la o tensiune superioar se poate aplica numai atunci cand prin alte msuri nu se obine efectul necesar de reducere a consumului propriu tehnologic sau dac reeaua existent este depsit din punct de vedere tehnic i moral. De asemenea, se poate observa, din anexa nr. 3, ca doar trei din transformatoarele reelei analizate sunt ncarcate la peste 50% din sarcina nominal, deci n exploatare apare necesitatea redistribuirii transformatoarelor, corelata cu ncrcrile reale. Meninerea unor transformatoare cu o putere nominal mult peste sarcina real poate conduce, aa cum arat studiile de specialitate, la pierderi suplimentare de pan la 40-50%.

Compensarea puterii reactive este o msura ce trebuie analizat pe ansamblul reelei i care ridic doua probleme:

care este cantitatea total de putere reactiv ce trebuie compensat n condiii economice eficiente;

cum trebuie repartizat aceast cantitate n nodurile reelei.

n instalaiile de joasa tesiune, se recomand conexiunea n triunghi pentru montarea bateriilor de condensatoare, pentru c astfel, puterea reactiv produs de o baterie racordat n triunghi este de 3 ori mai mare decat cea produs de o baterie racordat n stea, cu acelai numr de elemente.

n ceea ce privete msurile organizatorice ce pot fi aplicate, acestea se refer n primul rand la diminuarea pierderilor comerciale i pot fi grupate astfel:

a. aciuni de depistare a fraudelor:

controlul ncrucisat i direct, sesizri, reclamaii, supervizare;

schimbarea periodic a contoarelor;

aplicarea rapid a tehnologiilor antifurt avansate;

b. analiza aciunilor de prevenire i depistare a sustragerilor, pe baza:

numarului de abonati controlati;

numrului de procese verbale de contravenie ntocmite;

analiza balanelor pe post i axa;c. aplicarea coreciilor rezultate n urma analizelor i studiilor:

intensificarea controlului;

adaptarea msurilor la noile metode de sustragere.

Elocvente n acest sens sunt modelul de proces i diagrama prezentat mai jos:

unde:

C.E.M. 110 kV centrul exploatare 110 kV;

M.H.C. microhidrocentala;

C.R.C. Targoviste centrul exploatare mentenan, relaii cu clienii;

B.M.G.C.E.E. biroul msura, gestiune, calitatea energiei electrice.

O parte dintre msurile de reducere a pierderilor comerciale are la baz contientizarea personalului de exploatare implicat i anume:

stabilirea corect a cantitilor de energie electric prezentate pentru a fi facturate, la micii consumatori; perfecionarea pregtirii profesionale a personalului implicat n activitatea de furnizare a energiei electrice, pentru nlturarea greelilor de montaj a grupurilor de msur;

verificarea tuturor punctelor de msur cu consumuri mici sau scderi mari ale consumului, pentru evitarea consumului fraudulos de energie electric;

respectarea perioadelor de verificare metrological pentru mijloacele de msurare utilizate;

depistarea i nlocuirea contoarelor blocate;

stabilirea corect a constantelor mijloacelor de msurare ce compun grupurile de msurare (transformatoare de current, transformatoare de tensiune i contoare);

interzicerea alimentrii cu energie electric a consumatorilor far contract de furnizare a energiei electrice.

Tot pentru reducerea pierderilor comerciale se impun i msuri care necesit investiii din partea furnizorului de energie electric i anume:

montarea echipamentelor de msurare a energiei electrice n concordant cu puterea absorbit;

montarea de contoare n cat mai multe posturi de transformare i urmrirea continu a balanei ntre energia masurat i energia facturat la abonai;

montarea de blocuri de msur i de protecie n vederea evitrii modificrilor n instalaii pentru consum fraudulos de energie electric.

n acest sens pot fi utilizate contoare electronice trifazate (ALPHA POWER) cu clasa de precizie 0.2, care permit aplatizarea curbei de sarcina prin utilizarea tarifelor multiple, eliminarea consumurilor ilicite, posibilitatea transmiterii datelor la distant, monitorizarea consumului de energie electric i elaborarea automat a facturilor ctre beneficiari. Contoarele acestea ofer, de asemenea, posibilitatea nregistrrii curbei de sarcin.

3.1. Compensarea puterii reactive

Aa cum s-a artat anterior, reducerea consumului de putere reactiv poate diminua sau chiar elimina o serie de efecte negative ale utilizrii unui factor de putere de valoare mic. Efectele consumului de putere reactiv se resimt n ntregul proces de producere, transport i distribuie a energiei electrice prin:

creterea pierderilor de energie electric n instalaiile de transport i distribuie;

creterea cderilor de tensiune n reelele electrice;

necesitatea supradimensionrii instalatiilor electrice pentru a permite i transportul puterii reactive. Una din modalitile de reducere a consumului de putere reactiv, pentru a ajunge la valoarea factorului de putere neutral, este instalarea unor surse speciale de producere a puterii reactive, i anume baterii de condensatoare, cat mai aproape de locul de consum, pe partea de joasa tensiune (0.4 kV) n posturile de transformare. Pentru instalatiile de joas tensiune se utilizeaz conexiunea triunghi pentru montarea bateriei de condensatoare, pentru c astfel puterea reactiv este de trei ori mai mare decat cea produs de o baterie de condensatoare racordat n stea, cu acelai numr de elemente.

Puterea reactiv necesara a se compensa se calculeaz cu relaia:

Qc = P (tg tg n) [kVAr],

unde: P puterea activa maxima absorbita de consummator;

tg tangenta unghiului de defazaj dintre puterea aparenta si puterea activa la care functioneaza instalatia electrica a consumatorului;

tg n tangenta unghiului de defazaj neutral.

tg =

tg n =

Va rezulta: Qc = P (062 0.426) = P 0.194;

Pentru transformatorul din PT 6:

S = (162.35 + j 100.74) [kVA], iar

Qc = 162.35 0.194 = 31.50 [kVAr],

corespunzand unui modul de baterii de condensatoare de 2 x 15 [kVAr]. Dup compensare:

S = S6 - j Qc = (162.35 + j 70.47) [kVA].

n modul, puterea aparent pentru transformatorul instalat n PT 6, va fi:

| S6 | = 176.98 [kVA].

Valoarea factorului de putere la care s-a ajuns dup compensarea puterii reactive este:

cos = ;

n prezent, se pot monta n instalaii baterii de condensatoare cu pierderi reduse, sub 0.25 W/kVAr, deci pierderile de putere activ ale condensatoarelor pot fi considerate neglijabile.

Valorile puterilor reactive compensate i puterile reactive ale modulelor de condensatoare sunt urmtoarele:

QcPT6 = 31.50 [kVAr] 2 x 15 [kVAr];

QcPT14 = 32.65 [kVAr] 2 x 15 [kVAr];

QcPT29 = 17.809 [kVAr] 1 x 15 [kVAr];

QcPT39 = 9.56 [kVAr] 1 x 10 [kVAr];

QcPT44 = 11.213 [kVAr] 1 x 15 [kVAr];

QcPT46 = 28.198 [kVAr] 2 x 15 [kVAr];

QcPT61 = 33.97 [kVAr] 2 x 20 [kVAr];

QcPT62 = 21.93 [kVAr] 1 x 20 [kVAr];

QcPT65 = 37.60 [kVAr] 2 x 20 [kVAr];

QcPT67 = 6.659 [kVAr] 1 x 10 [kVAr];

QcPT69 = 13.68 [kVAr] 1 x 15 [kVAr];

QcPT70 = 21.437 [kVAr] 1 x 20 [kVAr];

QcPT72 = 18.47 [kVAr] 1 x 20 [kVAr];

QcPT73 = 32.98 [kVAr] 2 x 15 [kVAr];

QcPT74 = 31.33 [kVAr] 2 x 15 [kVAr];

QcPT91 = 16.82 [kVAr] 1 x 20 [kVAr].

Dupa montarea bateriilor de condensatoare i reducerea puterii reactive, puterile aparente necesare pe barele de 0.4 kV ale posturilor de transformare sunt:

SPT6 = (162.35 + j 70.47 ) [kVA] | S6 | = 176.98 [kVA];

SPT14 = (168.30 + j 74.31 ) [kVA] | S14 | = 183.975 [kVA];

SPT29 = ( 91.80 + j 36.90 ) [kVA] | S29 | = 98.94 [kVA];

SPT39 = ( 49.30 + j 20.56 ) [kVA] | S39 | = 53.42 [kVA];

SPT44 = ( 57.80 + j 25.83 ) [kVA] | S44 | = 63.31 [kVA];

SPT46 = (145.35 + j 60.08 ) [kVA] | S46 | = 157.28 [kVA];

SPT61 = (175.10 + j 68.52 ) [kVA] | S61 | = 188.03 [kVA];

SPT62 = (113.05 + j 50.57 ) [kVA] | S62 | = 123.84 [kVA];

SPT65 = (193.80 + j 80.11 ) [kVA] | S65 | = 209.70 [kVA];

SPT67 = ( 34.00 + j 11.08 ) [kVA] | S67 | = 35.76 [kVA];

SPT69 = ( 70.55 + j 28.73 ) [kVA] | S69 | = 76.17 [kVA];

SPT70 = (110.50 + j 48.51 ) [kVA] | S70 | = 120.68 [kVA];

SPT72 = ( 95.20 + j 39.00 ) [kVA] | S72 | = 102.88 [kVA];

SPT73 = (170.00 + j 75.40 ) [kVA] | S73 | = 185.97 [kVA];

SPT74 = (161.50 + j 70.13 ) [kVA] | S74 | = 176.07 [kVA];

SPT91 = ( 86.70 + j 33.75 ) [kVA] | S91 | = 93.04 [kVA].

Pierderile de putere i energie electric activ, respective de putere i energie reactiv n transformatoare, prezentate n anexa nr. 4, au fost calculate pe baza relaiilor din subcapitolele 2.4.1 si 2.4.2, pornind de la premisa c Tmax = 4000 ore.

Din curbele = f (Tmax ; cos ), pentru cos = 0.9 si Tmax = 4000 ore, se poate aproxima c = 2500 ore.

3.1.1. Calculul pierderilor de putere pe liniile electrice de 6 kV, dup compensarea puterii reactive

Pentru linia I avem:

S4 = (111.98 + j 61.87) [kVA];

S4 = 111.98 + j 61.87 j 1.59 = (111.98 + j 60.28) [kVA];

SL1 = = (0.041 + j 0.013) [kVA];

Se calculeaz puterile aparente i pierderile de putere iterative, urmrind modalitatea de calcul din subcapitolul 2.3 i, n final, valoarea puterii aparente vehiculat pe linia I este:

S linia I = (537.899 + j 271.735) [kVA];

Fat de puterea cerut:

S ceruta linia I = (537.899 + j 276.714) [kVA],

pierderile de putere calculate sunt:

Slinia I = (9.199 + j 43.945) [kVA].

Pentru linia a II-a , avem:

S tranzitata linia II = (421.356 + j 211.452) [kVA];

S ceruta linia II = (421.356 + j 211.452) [kVA];

S linia II = ( 7.406 + j 39.882) [kVA].

Pentru linia a III-a , avem:

S tranzitata linia III = (828.058 + j 419.654) [kVA];

S ceruta linia III = (813.450 + j 344.510) [kVA];

S linia III = ( 14.608 + j 75.144) [kVA].

Pentru linia a IV-a , avem:

S tranzitata linia IV = (131.599 + j 68.624) [kVA];

S ceruta linia IV = (129.200 + j 50.080) [kVA];

S linia IV = ( 2.399 + j 18.544) [kVA].

Feederul ST. ROMLUX PA 2 ITA:]

S ceruta = (1885.300 + j 793.950) [kVA];

S tranzitata = (1924.487 + j 972.782) [kVA];

Deci pierderile de putere n cazul compensrii puterii reactive, sunt:

S = (39.187 + j 178.832) [kVA].

Fat de cazul n care nu erau montate baterii de condensatoare, se constata o scdere a pierderilor de putere astfel:

pierderile de putere activ scad cu 4.455 kW, deci cu 10.2%;

pierderile de putere reactiv scad cu 9.476 kVAr, deci n proporie de 5.03%.

3.1.2. Calculul pierderilor de energie electric pe liniile electrice de 6 kV, dup compensarea puterii reactive

Pierderile de energie n transformatoare, calculate pentru t = 8760 ore i = 2500 ore, sunt prezentate n anexa nr.4. Pentru calcularea pierderilor de energie se foloseste aceeai modalitate ca i n paragraful 2.5.2.

Prin montarea bateriilor de condensatoare se obin urmtoarele rezultate ale energiei electrice consummate i ale pierderilor de energie pentru posturile de transformare:

PT 6 : Wa = 649400 [kVAh];

Wr = j281880 [kVArh];

PT 14 : Wa = 673200 [kVAh];

Wr = j297240 [kVArh];

PT 29 : Wa= 367200 [kVAh];

Wr = j147600 [kVArh];

PT 39 : Wa = 197200 [kVAh];

Wr = j 82240 [kVArh];

PT 44 : Wa= 31.200 [kVAh];

Wr = j103320 [kVArh];

PT 46 : Wa = 581400 [kVAh];

Wr = j240320 [kVArh];

PT 61 : Wa= 700400 [kVAh];

Wr = j274080 [kVArh];

PT 62 : Wa = 452200 [kVAh];

Wr = j202280 [kVArh];

PT 65 : Wa= 775200 [kVAh];

Wr = j320440 [kVArh];

PT 67 : Wa = 136000 [kVAh];

Wr = j 44320 [kVArh];

PT 69 : Wa= 282200 [kVAh];

Wr = j114920 [kVArh];

PT 70 : Wa = 442000 [kVAh];

Wr = j194040 [kVArh];

PT 72 : Wa = 380800 [kVAh];

Wr = j156000 [kVArh];

PT 73 : Wa = 680000 [kVAh];

Wr = j301600 [kVArh];

PT 74 : Wa= 646000 [kVAh];

Wr = j280520 [kVArh];

PT 91 : Wa = 346800 [kVAh];

Wr = j135000 [kVArh];

Linia I

Pierderile de energie electric n transformatoare sunt:

WPT 70 = (19935 + j 103512) [kVAh];

WPT 91 = (19176 + j 101341) [kVAh];

WPT 73 = (22586 + j 111085) [kVAh];

WPT 74 = ( 22111 + j 109728) [kVAh].

Pierderile de energie electric pe tronsoane sunt:

WPT 70 PT 91 = (0.04 + j 0.013) 2500 = (102.5 + j 32.5) [kVAh];

WPT 91 PT 73 = (422.5 + j 140 ) [kVAh];

WPT 73 PT 74 = (645 + j 217.5) [kVAh];

WPT 74 PA 2 ITA = (4120 + j 1375) [kVAh].

Din calcule rezult ca energia cerut pe aceasta linie este:

Wceruta linia I = (2114800+j 911160) [kVAh],

iar energia tranzitat este:

Wtranzitata linia I = (2203898+j 1208472.5) [kVAh],

Pierderile de energie electric sunt:

W linia I = (89098 + j 297312.5) [kVAh].

Linia a II-a


WPT 44 = (18570 + j 99610) [kVAh];

WPT 69 = (18804 + j 100278) [kVAh];

WPT 65 = (23812 + j 114586) [kVAh];

WPT 29 = (19327 + j 101772) [kVAh].


WPT 44 PT 69 = ( 17.5 + j 5.0) [kVAh];

WPT 69 PT 65 = ( 212.5 + j 70 ) [kVAh];

WPT 65 PT 29 = (1152.5 + j 382.5) [kVAh];

WPT 29 PA 2 ITA = (1785 + j 600) [kVAh].

Din calcule rezult c energia electric necesara alimentrii consumatorilor racordai la posturile de transformare de pe aceastlinie este:

Wceruta linia II = (1655800 + j 686280) [kVAh],

iar energia tranzitat n urma lurii msurilor de compensare a puterii reactive este:

Wtranzitata linia II = (1739480.5+j 973050.74) [kVAh],

Pierderile de energie electric n acest caz sunt:

W linia II = (83680.5 + j 286770.74) [kVAh].

Linia a III-a


WPT 14 = (22489 + j 110808) [kVAh];

WPT 46 = (21289 + j 107379) [kVAh];

WPT 39 = (18417 + j 99173) [kVAh];

WPT 61 = (22684 + j 111366) [kVAh].

WPT 62 = (20064 + j 103878) [kVAh];

WPT 6 = (26122 + j 139913) [kVAh].


WPT 14 PT 46 = ( 477.5 + j 202.5) [kVAh];

WPT 46 PT 39 = ( 1082.5 + j 462.5 ) [kVAh];

WPT 39 PT 61 = (982.5 + j 425) [kVAh];

WPT 61 PT 62 = ( 2055 + j 897.5) [kVAh];

WPT 62 PT 6 = ( 1477.5 + j 642.5 ) [kVAh];

WPT 6 PA 2 ITA = (3562.5 + j 1542.5) [kVAh].

Din calcule rezult c energia electric necesar alimentrii consumatorilor racordai la posturile de transformare de pe aceast linie este:

Wceruta linia III = (3253800 + j 1378040) [kVAh],

iar energia tranzitata in urma luarii masurilor de compensare a puterii reactive este:

Wtranzitata linia III = (3394502.5 + j 1901815.1) [kVAh].


W linia III = (140702.5 + j 523775.1) [kVAh].

Linia a IV-a


WPT 67 = (18216 + j 98598) [kVAh];

WPT 72 = (19432 + j 102075) [kVAh].

Pierderile de energie electric pe tronsoane, sunt:

WPT 72 PT 67 = ( 77.5 + j 32.5) [kVAh];

WPT 67 PA 2 ITA = (105.0 + j 45.0) [kVAh].

Din calcule rezult c energia electric necesar alimentrii consumatorilor racordai la posturile de transformare de pe aceasta linie este:

Wceruta linia IV = (516800 + j 200320) [kVAh],


Wtranzitata linia IV = (554630.5 + j 351796.34) [kVAh].


W linia IV = (37830.5 + j 151476.34) [kVAh].

Feeder PA 2 ITA ST. ROMLUX

Din calcule rezult c energia electric necesar alimentrii consumatorilor racordai la acest feeder, este:

Wceruta = (7541200 + j 3175740) [kVAh],


Wtranzitata = (7906448.5 + j 4420942.7) [kVAh].

Pierderile de energie electric n acest caz, sunt:

W PA 2 ITA-ST ROMLUX = (365248.5 + j 1245202.7) [kVAh].

Se observa ca fat de situaia existent, n cazul compensrii puterii reactive astfel ncat factorul de putere s fie cat mai aproape de cel neutral, pierderile de energie scad cu:

W = (26855.8 + j 264054.8) [kVAh].

Pierderile de energie activ scadin proporie de 7.35%, iar cele de energie electric reactiv scad n proporie de 2.12%. Se poate observa c, n cazul utilizrii bateriilor de condensatoare, pierderile de energie activ reprezint 4.62% din energia consumat i 4.84% din energia electric activ cerut, iar pierderile de energie reactiv reprezint 28.16% din energia electric reactiv tranzitat i 39.21% din energia electric reactiv cerut.

3.2. Realizarea funcionrii economice a transformatoarelor de putere din P.T. prin redistribuirea transformatoarelor sau nlocuirea celor supradimensionate

Limitele de funcionare economic a transformatoarelor din posturile de transformare, avand n vedere c acestea sunt echipate cu o singur unitate, se determin pe baza criteriului pierderilor minime de energie electric, utilizand relaia:

Slim(Wa) = Sn

Rezultatele calculului pentru transformatoarele cu puteri nominale de 250, 400 si 630 kVA i pentru Tmax = 4000 ore/an, cos = 0.85 sunt evideniate n urmtorul tabel:

Sn , [kVA]

250400630

Slim. ec. [kVA]116 - 181181 - 296296 451

[%]46.4 72.545.3 74.147 71.6

Transformatoarele de tipul TTU NL 6/0.4 kV, Sn = 250 kVA prezint urmatoarele caracteristici:

grupa de conexiuni Dyn5;

Po = 0.660 kW;

Psc = 4.40 kW;

usc = 6%;

io = 2.9%.

Avand n vedere tabelul de mai sus, rezult nlocuirea sau redistribuirea transformatoarelor din posturile de transformare analizate, cu transformatoare dimensionate corespunzator conform anexei nr. 5.

Pierderile de energie activ scad n proporie de 14.94%, iar cele de energie electrica reactiv scad n proporie de 20.166%.

3.3. Marirea sectiunii cablurilor electrice de 6 kV

Aceast masur, aplicabil mai ales pentru liniile electrice aeriene de distribuie de medie i joasa tensiune (nu ridic probleme din punct de vedere mecanic n cazul inlocuirii conductoarelor), se impune n situaia n care sarcina liniei este mai mare decat densitatea economic: jreal > jec.

Marirea seciunii conductoarelor, ce poate fi considerate ca o consecinta matematic a relaiei:

R = ,

presupune o micorare a rezistenei electrice a acestora i deci a pierderilor de putere activ (consum propriu tehnologic).

unde:

R- rezistena electric a conductorului [];

rezistivitatea conductorului [mm2/m];

l lungimea conductorului [m];

S seciunea conductorului [mm2].

Seciunea adoptata este cea mai mare dintre valorile stabilite pentru seciunea tehnic si cea economic:

Sadoptat = max (Stehnic ; Sec.).

Valoarea seciunii economice se determina cu relaia:

Sec. = [mm2].

Pentru determinarea seciunii economice se utilizeaz valori medii ale densitii de current, n funcie de durata de utilizare a sarcinii maxime. Pentru liniile electrice n cablu, la tensiunea de 6 kV si Tmax = 4000 ore, densitatea economic de curent este de 1.1 A/mm2 (conform bibliografiei 5; pag. 65).

Se obin, astfel:

Pentru linia I: Imax = 59.86 [A]; sec. = 54.418 [mm2];

Pentru linia II: Imax = 46.87 [A]; sec. = 42.61 [mm2];

Pentru linia III: Imax = 92.08 [A]; sec. = 83.70 [mm2];

Pentru linia IV: Imax = 14.637 [A]; sec. = 13.30 [mm2];

Pentru feeder PA 2 ITA ST. ROMLUX:

Imax = 213.455 [A]; sec. = 194.05 [mm2].

Deci n schema de funcionare analizat, cablul este subincrcat (seciunea de 120 mm2 pentru cablul de 6 kV, determin o ncarcare maxim de 299 A pentru cabluri cu izolaii din hartie i manta de plumb tip ACHPBI i de 243 A pentru cabluri din PVC sau PE tip ACYABY) i mrirea secunii conductoarelor este o msur care nu se justific nici din punct de vedere tehnic i nici din punct de vedere economic.

CAPITOLUL 4

Trecerea funcionrii reelei electrice de 6 kV, la tensiunea superioar de 20 kV

Trecerea funcionrii liniilor electrice la tensiuni superioare, n acest caz la tensiunea de 20 kV standardizat, este o msura ce se justific din punct de vedere tehnic, ns presupune executarea unor lucrri de investiii i modernizri, cu cheltuieli destul de mari, tinand cont de faptul c se impune nlocuirea cablurilor electrice subterane de 6 kV cu altele, ce funcioneaz la tensiunea de 20 kV.

Totodat, este necesar nlocuirea transformatoarelor i a aparatajului primar din posturile de transformare.

Din punct de vedere al pierderilor de putere electric activ, considerand U1 = 20 kV, tensiunea la care se trece (condiia U2 > U1 fiind ndeplinit), rezult:

P1 = RL ;

P2 = RL .Raportul pierderilor de putere activ dintre cele doua situaii de funcionare a liniilor electrice va fi invers proporional cu ptratul tensiunilor:

sau P2 = ,

n cazul de fa, P2 = 0.09 P1.

n vederea comparrii pierderilor de putere prin trecerea la tensiunea de 20 kV, s-a plecat de la premisa c, n posturile de transformare au fost montate

transformatoare tip TTUE-ONAN de 160-250-400 kVA - 202X2.5/0.4

Reteaua de 6kV - Modificat

Documents

Transcript of Reteaua de 6kV - Modificat