1.PARAMETRI DE CALITATE AI ENERGIEI ELECTRICE: CONTINUITATEA IN ALIMENTARE, CAUZE, EFECTECONTINUITATEA IN ALIMENTARE

Nivelul de siguranţă în alimentarea cu energie electrică, ce trebuie asigurat consumatorilor, depinde de caracteristicile receptorilor acestora, respectiv de daunele ce pot fi produse de o eventuală întrerupere.

EFECTELE INTRERUPERI ALIMENTARI CU ENERGIE ELECTRICE

Pentru consumatorii de energie electrică întreruperea alimentării poate avea unul sau mai multe din următoarele efecte :- explozii, incendii, degajări de substanţe nocive, etc., cu efecte grave asupra personalului de deservire; -distrugeri sau avarieri ale echipamentelor, a căror recuperare sau înlocuire necesită fonduri importante precum şi reducerea unor capacităţi pe durata înlocuirii sau reparării echipamentelor afectate;

-cheltuieli determinate de produse degradate,degradarea produselor, etc.

Durata reluării activităţii, după restabilirea alimentării, poate fi, practic, instantanee

la unii consumatori, iar la alţii se poate ajunge până la timpi de (10-20)h.

Cunoaşterea consecinţelor economice ale întreruperilor în alimentarea cu energie

electrică poate permite evaluarea daunelor, respectiv, clasificarea consumatorilor şi

oportunitatea aplicării de soluţii adecvate de concepere a sistemului integrat al surselor de

alimentare, figura de mai jos

1

RN

Sursa siguranta

TGRV - tablou general receptori vitali;RN - receptori normali;

TGRV

2.PARAMETRI DE CALITATE AI ENERGIEI ELECTRICE   : NESIMETRIA SISTEMULUI TRIFAZAT DE TENSIUNI SI CURENT   :CAUZE, EFECTE,MIJLOACELE DE MENTINERE IN LIMITELE ADMISIBILE

NESIMETRIA SISTEMULUI ELECTRIC TRIFAZAT DE TENSIUNI SI CURENT

Prin definiţie un sistem trifazat de mărimi sinusoidale este simetric dacă cei trei fazori sunt egali în modul şi sunt defazaţi cu câte 120 grade electrice unul faţă de celălalt.

Se prezintă un sistem electric trifazat nesimetric de tensiuni, UR, US, UT, figA şi componentele în care acesta se descompune; direct URd,USd,UTd, fig.B invers, URi, USi, UTi fig.C, respectiv homopolar URo, USo, UTo, fig.DValoarea modulelor celor trei sisteme şi a fazei lor iniţiale se obţin, fie prin construcţie grafică, fie analitic pe seama relaţiilor de def UR= URd + URi +URo URd = 1/3 ( U1 + aU2 + a2U3

US= USd + USi +USo = a2URd +aURi +URo respectiv:URi = 1/3 ( U1 + a2U2 + aU3) UT= UTd + UTi +UTo = a URd +a2URi+URo URo = 1/3 ( U1 + U2 + U3)

C DA BCaracterizarea unui regim de funcţionare nesimetric se face cu ajutorul următorilor indicatori:

a.)Coeficientul de nesimetrie a tensiunii n , definit ca raportul dintre mărimea componentei de secvenţă inversă a tensiunii (Ui) şi tensiunea nominală de fază a reţelE

[%]

În România valoarea coeficientului de nesimetrie n trebuie să fie de 2% în 95% din săptămână.

În mod analog se poate defini şi coeficientul de nesimetrie al curentului.b) Coeficientul de dezechilibru 0 , definit ca raportul dintre componenta

de secvenţă homopolară a tensiunii (U0 ) şi tensiunea nominală de fază a reţelei:

[%]

2

UR

U10

U1i

US

UT

U1d

USd

UTd

URd

2π/3

2π/3

USi

UTi

URi

Fig.2.5.

UR0 US0 UT0

c) Coeficientul de disimetrie în curent sau tensiune, definit ca raportul dintre componenta de secvenţă inversă şi cea de secvenţă directă:

;

Efectele regimurilor nesimetrice.- pierderi suplimentare în motoarele electrice ale celorlalţi consumatori,

datorate cuplurilor aferente componenţei de secvenţă inversă, vibraţii ale maşinilor şi diminuarea randamentului motoarelor electrice; - diminuarea puterii reactive a bateriilor de condensatoare;- influenţe asupra liniilor de telecomunicaţii.

Datorită efectelor negative ale unui regim nesimetric, în toate sistemele electroenergetice, este obligatorie evitarea depăşirii nivelelor lor admisibile .

Mijloace de menţinere a simetriei sistemului de tensiuni şi curenţi.În condiţiile în care , prin proiectare şi realizare , generatoarele electrice

produc la borne un sistem trifazat simetric de tensiuni, nesimetria este determinată de:

- reţeaua electrică dezechilibrată;

- existenţa unor receptori monofazaţi.

Un sistem electric trifazat simertic aferent unei reţele electrice trifazate echilibrată, poate deveni dezechilibrat temporar sau permanent dacă se conectează unul sau mai mulţi receptori monofazaţi.

Metodele utilizate în prezent pentru simetrizarea reţelelor se pot clasifica astfel:

- organizatorice, utilizate în cazul tracţiunii electrice feroviare, prin introducerea unor grafice de mers, astfel încât, în fiecare moment, puterile absorbite ale trenurilor alimentate de tronsoanele reţelei de contact, conectate la fiecare din cele trei faze să fie practic egale; metoda are rezultate relative, deoarece încărcarea simetrică poate fi asigurată doar numeric, puterile instantanee sunt practic nesimetrice;

- tehnico-organizatorice, utilizate în faza de proiectare a instalaţiilor electrice de lumină şi forţă, prin repartizarea receptorilor monofazaţi în mod cât mai uniform pe fiecare din cele trei faze; metoda are practic acelaşi neajuns ca şi cea anterioară;

- tehnice, prevăzute pentru alimentarea individuală, eventual colectivă, a unor receptoare monofazate de mare putere de la surse proprii cum ar fi :

-convertizoare rotative motor-generator;-convertizoare statice cu mutatoare.

3

3.Parametrii de calitate ai energiei electrice: variatiile de frecventa ,cauze efecte,mijloace de mentinere in limite le admisibile.

Variaţiile de frecvenţă.În regim normal de funcţionare variaţia frecvenţei este determinată de o

inegalitate temporară între puterea activă produsă şi cea consumată.Variaţiile admise de frecvenţă trebuiesc menţinute în limitele de 49,5 – 50,5 Hz pe seama acţiunii continue a regulatoarelor automate de frecvenţă (RAF) cu care sunt echipate unele generatoare (reglante) dintr-un sistem electroenergetic.

În cazul în care în urma acţiunii RAF, deficitul de putere fiind prea mare, nu se reuşeşte menţinerea frecvenţei în limitele menţionate, atunci intervine o altă categorie de dispozitive automate (DAS- Descarcare automata de sarcina) care deconectează anumiţi consumatori sau (RAS), care reconectează automat consumatori deconectaţi prin acţiunea anterioară a DAS.

Efectele variaţiilor de frecvenţă.Variaţiile de frecvenţă, în afara limitelor admisibile, au ,de regulă, efecte

negative. Cele mai sensibile echipamente sunt acţionările de precizie cu motoare sincrone, precum şi utilajele din filaturi, etc. De asemenea, unele instalaţii de automatizare (din procesele tehnologice) nu mai au condiţii pentru o acţionare corectă. Problema toleranţelor maxime admisibile ale abaterilor de frecvenţă pentru funcţionarea de durată, legată de consecinţele care se manifestă la consumatori, a preocupat în mod deosebit pe furnizorii de energie electrică.

Printre concluziile mai importante se pot menţiona : - reducerea frecvenţei cu 0,1 Hz determină , pe ansamblul consumului o reducere a acestuia de (0,167 0,4)%. - studii mai aprofundate, pentru diferite grupe de consumatori au arătat că limitele de reducere a sarcinii în funcţie de scăderea frecvenţei ar putea fi :la consumatori industriali de (0,1 –0,37) % / 0,1Hz; la consumul comercial de (0,02 –0,18)% / 0,1 Hz, iar la consumul casnic de (0,02 –0,09)% / 0,1 Hz.

Pentru sistemul electroenergetic din România nu se dispune de date aprofundate. Se apreciază o reducere a sarcinii de (2-5)%/0,1 Hz; valorile mai mari corespund scăderii de la 50 la 49 Hz.

Mijloace de reducere a variaţiilor de frecvenţă.În cazul concret al unui consumator, pentru a putea apela la mijloacele

cunoscute (DAS; RAS) de menţinere a frecvenţei în limitele admisibile, acesta trebuie să-şi conceapă în mod adecvat configuraţia reţelei proprii de distribuţie. Astfel, în primă instanţă, trebuie să-şi eşaloneze receptori din punct de vedere a ordinii de sacrificare a lor de către DAS, respectiv de reconectare de către RAS.

4

Schema de alimentare a receptorilor trebuie să permită deconectarea selectivă a receptorilor pe tranşe. DAS, fig.1În cazul consumatorilor care au şi sursă proprie, la stabilirea tranşelor de sacrificiu se are în vedere şi eventualitatea rămânerii doar pe sursa proprie.

4.Parametrii de calitate ai energiei electrice: variatiile de tensiune:mijloace de mentinere in limite admisibile

Mijloace de reducere a variaţiilor de tensiune.a) Reducerea variaţiilor lente.Posibilităţile de a menţine tensiunea la consumator, Uc ,în limite admise,

respectiv :

unde: U1 - este tensiunea sursei de alimentare (Ugenerator; Usecundar trafo); R,XL - parametrii electrici ai reţelei, între sursă şi consumator;

Pc,Qc-puterea activă, respectiv reactivă, absorbită (ceruta) de consumator UN- tensiunea nominală a treptei de tensiune la care funcţionează reţeaua

electrică;Usupl. - o componentă suplimentară de tensiune ce se poate introduce prin

reglarea tensiunii generatoarelor electrice, modificarea raportului de transformare al transformatoarelor, etc.; Qk - putere reactivă asigurată la consumator prin mijloace de creştere (ameliorare) a factorului de putere (compensare transversală); Xc - reactanţa mijloacelor de compensare longitudinală.b) Reducerea fluctuaţiilor de tensiune.

Pe seama cauzelor care determină fluctuaţiile de tensiune, şi îndeosebi efectul de flicker, mijloacele de reducere a acestora sunt :

- alimentarea receptorilor sau a consumatorilor, de la o treaptă de tensiune superioară, eventual printr-o reţea separată ;

- creşterea puterii de scurtcircuit a sistemului (Sk), prin legături suplimentare cu sistemul electroenergetic;

5

FIG.1

- instalarea de surse locale de putere reactivă, care să furnizeze necesarul de putere reactivă al receptorilor cu şocuri.

c) Reducerea efectelor golurilor de tensiune.În prezent, se utilizează diferite mijloace de asigurare a continuităţii în

funcţionare la apariţia unui gol de tensiune. după natura şi puterea absorbită de receptoarele sensibile la acestea.

- alimentarea de la surse speciale cu acumulare de energie, fig.2.10.a,b,c; - reducerea sensibilităţii receptoarelor şi a aparatelor de comutaţie.5.Parametrii de calitate ai energiei electrice : deformarea undei de tensiune: cauze , efecte, mijloace de atenuare.

2.1.4. Deformarea undei de tensiune.Unele receptoare cum ar fi : redresoarele, cuptoarele cu arc,

transformatoarele de forţă şi cele de sudură precum şi alte elemente cu caracteristici neliniare dintr-o reţea, deformează unda sinusoidală de tensiune (produsă la bornele generatoarelor).

Considerând că sistemul trifazat de tensiuni este simetric, dar nesinusoidal (deformat) acesta, folosind componentele armonice (fiecare în parte formând sisteme trifazate simetrice si sinusoidale, nedeformate) poate fi caracterizat prin :

a) Reziduul deformant, reprezintă ceea ce rămâne din unda deformată în urma eliminării armonicii fundamentale:

unde: U,U1-sunt valorile efective ale tensiunii reţelei şi respectiv a fundamentalei; Uk- este valoarea efectivă a armonicii de ordinul k (n se limitează în calculele practice la 25.)

b) Coeficientul de distorsiune, reprezintă raportul dintre valorile efective ale reziduului deformant şi ale fundamentalei :

[%]

c) Nivelul armonicilor, care este raportul dintre valoarea efectivă a armonicii considerate şi valoarea efectivă a fundamentalei :

2.2.4. Efectele regimului deformat.Pentru a putea evidenţia efectele unei unde de tensiune deformate,

respectiv a faptului că unda de tensiune este deformată, este necesar să se analizeze, prin comparaţie, modul în care se comportă fiecare armonică componentă a undei deformate, respectiv efectul fiecăreia.

6

Presupunând că unda de tensiune deformată, u(t) rezultă din însumarea (conform descompunerii în serie Fourier) unui număr n( 1;), numere întregi :

(2.18.)

Aceasta este armonica fundamentală, cu frecvenţa şi sensul de rotaţie al undei de bază deformate, deci cea care determină sensul de rotaţie direct al rotorului (arborelui) motoarelor care antrenează utilajele. Orice altă componentă care are o frecvenţă diferită şi un sens de rotaţie diferit va reprezenta un cuplu parazit, care perturbă acţiunea undei fundamentale.

Rezultă că, în prezenţa unor armonici, puterea absorbită pe armonica fundamentală trebuie să asigure, pe de o parte cuplul activ la arborele utilajului antrenat de motor, iar pe de altă parte trebuie să compenseze efectul armonicilor de ordin superior, cea ce determina:

- creşterea pierderilor de putere în toate elementele RED, prin care circulă;

-creşterea puterii absorbite pe armonica fundamentală, peste cea necesară la arboreal motorului, pe seama cuplurilor parazite produse de armonicile superioare;

-erori la aparatele de măsură şi control;

-fenomene de rezonanţă armonică, pe anumite armonici, care determină apariţia de supracurenţi, supratensiuni şi perturbaţii asupra reţelelor de telecomunicaţii.

Mijloace de reducere a deformării undei de tensiune.

Principalii receptori care deformează unda de tensiune, sunt redresoarele şi cuptoarele electrice cu arc.

Pentru a putea reduce efectul deformant al acestor receptori, cu mijloace adecvate, este necesar să se stabilească conţinutul de armonici şi alţi parametri ai ansamblului – sistem-receptori deformanţi.

Soluţiile pentru diminuarea efectelor produse de instalaţiile de redresare asupra reţelei electrice de distribuţie (a celorlalţi receptori) se împart în două categorii :

- în domeniul conceperii echipamentului instalaţiei de redresare şi a modului de încadrare în reţea. Ca urmare, se folosesc : redresoare cu comandă succesivă, în cascadă; redresoare alimentate prin transformatoare speciale cu domeniul extins de reglaj a tensiunii, redresoare cu 12 alternanţe; redresoare cu acţiune conjugată;

7

- prevederea cu mijloace auxiliare de compensare: baterii de condensatoare, circuite de filtrare.

6.Parametrii de calitate ai energiei electrice: variatiile de tensiune:cauze , efecte.

Efectele variaţiilor de tensiune.Există în prezent o preocupare constantă de a urmări influenţa calităţii

energiei electrice asupra receptoarelor, în scopul determinării consecinţelor tehnice şi economice şi de a determina mijloacele adecvate de eliminare a efectelor.

a) variaţiilor Efectele lente de tensiune .Într-o primă aproximaţie, sensibilitatea unui receptor faţă de variaţiile de

tensiune se poate caracteriza prin mărimea plajei de tensiune acceptabilă la bornele lui. Acest domeniu este indicat de constructorii de echipamente şi este cuprins între 5%, uneori şi mai mult.

Experienţa arată că în absenţa unor mijloace corespunzătoare de reglaj a tensiunii în timpul nopţii, în reţelele ce alimentează sistemele de iluminat se pot înregistra creşteri de(5 – 10)% ale tensiunii. Numai din această cauză consumul anual de lămpi electrice se majorează cu (10- 30)%.

Abaterile tensiunii în reţelele de distribuţie determină modificarea puterilor active şi reactive care le străbat ca urmare a modificării puterilor cerute de receptori (când se modifică tensiunea la bornele acestora); în aceste condiţii se vor modifica pierderile de putere în reţelele electrice de distribuţie. b) Efectele fluctuaţiilor de tensiunePe lângă efectele menţionate anterior, fluctuaţiile de tensiune, în funcţie de frecvenţa de apariţie, pot avea următoarele consecinţe în reţelele electrice de distribuţie (RED) :

- variaţia sensibilă a fluxului luminos emis de sursele electrice de lumină, fenomen care produce, în mod deosebit în domeniul frecvenţelor de (1-20)Hz, o senzaţie de jenă fiziologică asupra ochiului (efect flicker), determinând o oboseală suplimentară, scăderea productivităţii şi creşterea posibilităţii de a comite erori ;

- deformarea imaginii televizoarelor;- deranjamente în funcţionarea aparatelor de radio şi a altor instalaţii

electronice.Cercetări efectuate în Franţa asupra efectului flicker au demonstrat că în

prezenţa variaţiilor rapide ale fluxului luminos, senzaţia resimţită de un observator este funcţie de pătratul amplitudinii şi de durata acesteia.

8

La amplitudine constantă, maximul de jenă este resimţit în cazul fluctuaţiei la 10 Hz, pentru care pragul de vizibilitate se înregistrează şi la amplitudini de 0,3%. În cazul fluctuaţiilor cu amplitudine şi frecvenţă variabile, un ansamblu lampă-observator se comportă ca un filtru liniar a cărui curbă de răspuns este prezentată în fig.2.7., unde :

- ai este amplitudinea fluctuaţiei de frecvenţă i; - a10 este fluctuaţia echivalentă la 10Hz.

c) Efectele golurilor de tensiune. Amplitudinea golurilor de tensiune care se resimt la bornele receptoarelor

unui consumator depinde de mai mulţi factori, printre care :- tipul defectului ( mono sau polifazat) în funcţie şi de modul de

tratare a neutrului;- impedanţa de trecere la locul cu defect;- puterea de scurtcircuit a sursei, în raport cu punctul de defect;-puterea nominală a motoarelor (receptoare), de care depinde

aportul lor la curentul de defect; -caracteristicile surselor locale (Sistemul intern).

Amplitudinea golurilor de tensiune de la bornele receptoarelor se poate calcula dacă se cunoaşte valoarea tensiunii remanente (Urem) în punctul considerat pentru diferite tipuri de defecte produse în puncte K din aval

Durata golurilor de tensiune depinde, în principal, de durata de acţionare a dispozitivelor de protecţie şi a automaticii de siguranţă.

7.Mijloace de asigurare a continuitatii in alimentare (parametrii de calitate ai energiei electrice).

2.3.5. Mijloace de asigurare a continuităţii în alimentare.

9

Nivelul de siguranţă în alimentare cu energie electrică a consumatorilor depinde, aşa cum s-a arătat în paragraful 2.1.5., de caracteristicile receptorilor şi de daunele produse de o eventuală întrerupere .

Ca urmare, asigurarea unui anumit nivelul de siguranţă în alimentare se analizează pentru fiecare caz în parte şi se poate asigura prin :

- realizarea unui sistem integrat al surselor de alimentare, fig.2.6.

- asigurarea posibilităţii de separare (în cazuri complexe, a insularizării);

- măsuri de evitare a extinderii avariilor prin influenţa reciprocă a instalaţiilor;

- mijloace tehnico-organizatorice :

- conducerea operativă;

- colaborarea dintre furnizor şi consumator;

- perfecţionarea pregătirii profesionale a personalului de exploatare şi îndeosebi de conducere si deservire operativa la toate nivelele SEE ;

- adoptarea orei de vară;

- reglarea curbei de sarcină a consumatorilor.

8.RED-MT : surse de alimentare, elemente componenteELEMENTELE COMPONENTE ALE UNEI REE DE MEDIE

TENSIUNEReţelele electrice edilitare de medie tensiune REE-MT cuprind ansamblul

elementelor de la punctul de primire a energiei electrice din sistemul electroenergetic până la fiecare consumator în parte. Pentru o reţea electrică edilitară de medie tensiune consumatorul este reprezentat, de regulă, de transformatorul dintr-un post de transformare (PT).

Deci elementele componente ale unei REE-MT vor fi :-instalaţii de distribuţie de medie tensiune (ID-MT) prin intermediul

cărora se primeşte energia electrică de la sistemul electroenergetic (S.E).Aşa cum s-a arătat în fig.3.1, primirea (injecţia) de putere din S.E. se

poate face prin intermediul unor staţii de transformare şi a reţelei electrice de transport, sau direct de la o centrală electrică a S.E. din zonă.

De regulă, activitatea de conducere operativă a REE se exercită numai asupra circuitelor de plecare din ID-MT de la primul aliniat; restul respectiv, ID-IT şi transformatoarele staţiei de transformare sunt conduse operativ de eşalonul superior, conform organizării conducerii operative a S.E. [28];

-instalaţii de distribuţie (puncte de conexiuni) intermediare, prin intermediul cărora, în cadrul REE-MT, se redistribuie energia electrică către

10

consumatori, la acelaşi nivel de tensiune. Aceste instalaţii de distribuţie, din cuprinsul unei REE-MT, au denumirea particulară de puncte de alimentare (PA).

Dintr-un PA se poate alimenta direct şi un receptor de medie tensiune. Evident, în acest caz PA face parte din RED-MT a unui consumator.

-instalaţia de distribuţie de pe partea de medie tensiune a posturilor de transformare. Acestea sunt de fapt staţii de transformare, a căror transformatoare au în secundar treapta de tensiune 380/220 V; deci din instalaţia de distribuţie, de pe partea secundară, este alimentată reţeaua electrică de distribuţie edilitară de joasă tensiune (REE-JT) a unei zone social-edilitare sau a unui consumator;

-linii electrice, prin intermediul cărora se asigură legătura între elementele concentrate (menţionate mai sus) ale REE-MT, în scopul tranzitării energiei spre consumatori.

Numărul liniilor de legătură între punctele de conexiuni ale REE-MT depinde de valoarea puterii tranzitate, rentabilitatea tranzitului de putere, cerinţele privind continuitatea în alimentare şi soluţia constructivă a acestora. Soluţia constructivă a unei linii electrice este determinată în mare măsură de preţul de cost (liniile în cablu fiind mult mai scumpe decât cele aeriene). Cerinţele privind arhitectura, îndeosebi în centrele urbane, au impus însă executarea în cadrul acestora, a liniilor electrice în cablu, pozate subteran (LES). La periferia oraşelor şi pentru alimentarea zonelor rurale, (în general în extravilan) se folosesc liniile electrice aeriene (LEA). În fig.3.5. se prezintă configuraţia de ansamblu a unei REE-MT din perimetrul unui centru urban.

Extinderea unei REE-MT alimentate de la o ID-MT depinde de mai mulţi parametri. Aceştia limitează lungimea liniilor, ceea ce face ca în cazul

unei mari aglomerări urbane REE-MT, a acesteia, să conţină mai multe ID-MT alimentate de la staţii de transformare IT/MT şi să fie formată din mai multe reţele care pot funcţiona separat, dar care se pot şi cupla în scopul asigurării continuităţii în alimentare.

De asemenea, caracteristicile diferite ale regimurilor de funcţionare ale unei REE-MT realizate cu LES, faţă de cele realizate cu LEA, fac ca , de

11

Fig.3.5.

regulă, în cadrul unei REE-MT să se evite utilizarea celor două soluţii constructive.

Din acest motiv, dar şi datorită aspectelor legate de conducerea operativă a lor, REE-MT se separă în reţelele urbane şi rurale.9.Stabilirea caracteristicilor RED publica.STABILIREA CARACTERISTICILOR REŢELEI ELECTRICE EDILITARE

Stabilirea amplasamentului instalaţiilor de distribuţie.Stabilirea judicioasă a amplasării unei instalaţii de distribuţie aferente

REE (I.D de primire; PA;PT) este un factor hotărâtor în acţiunea de optimizare a acesteia. Abaterea de la amplasamentele optime determină creşterea investiţiilor în cabluri şi alte căi de curent, precum şi creşterea pierderilor de putere.

În cazul REE-MT din perimetrul unui oraş, aceasta se proiectează pentru o perspectivă de 20 ani, pe seama evoluţiei consumului la fiecare abonat în parte, a creşterii nivelului de civilizaţie precum şi a creşterii numărului de abonaţi. Ţinând cont de aceste aspecte se determină, prin metodele ce se vor expune în continuare, numărul de PT, numărul şi puterea transformatoarelor cu care se echipează şi amplasamentul acestora.

Pe seama amplasamentului PT şi a caracteristicilor acestora, se stabileşte configuraţia REE-MT prin intermediul căreia vor fi alimentate. Pentru a asigura tranzitarea cât mai rentabilă a energiei electrice prin REE, va rezulta necesitatea unor puncte de conexiuni intermediare, precum şi secţiunile liniilor electrice de legătură între punctele de conexiuni (PA;PT) ale REE-MT.

Prima operaţie în acţiunea de proiectare a unei REE constă în cartografierea sarcinilor pe planul general de amplasare a abonaţilor .

Pentru fiecare dintre aceştia se trasează conturul clădirilor şi sarcinile de calcul, fig.3.6. În mod obişnuit, în cartogramă, sarcinile sunt reprezentate prin cercuri a căror rază se calculează cu relaţia :

unde :Pi – este puterea cerută de receptorii din conturul i;m – factor de scară Kw/mm2

12

În unele cazuri este utilă şi cartografierea sarcinilor reactive.

A doua operaţie constă în determinarea coordonatelor sarcinii electrice totale (centrul de sarcină) pentru o anumită zonă urbană (care va fi alimentată de la ID-MT,PA sau PT), pe ansamblul unui cartier sau a unui oraş.

În prezent se utilizează mai multe metode de determinare a coordonatelor centrului de sarcină; dintre acestea vor fi prezentate următoarele :

a) Metoda momentelor sarcinilor. În acest caz, coordonatele x0, y0 ale centrului de sarcină se determină

după legea momentelor statice, utilizate în mecanica teoretică, prin înlocuirea maselor cu sarcina (puterea) electrică activă :

În b)Metoda momentelor energiei, care ia în considerare şi duratele de

utilizare Ti ale puterilor Pi, în care caz coordonatele centrului de sarcină rezultă din :

10Statii de transformare de medie tensiune.

13

Fig.3.6.

Scheme de staţii de transformare de medie tensiune.Acest tip de staţie de transformare rezolvă necesităţi practice de modificare a treptei de tensiune în cadrul unei REE-MT, în care există două sau mai multe trepte de tensiune (6, 10, 20 Kv), din diferite motive şi anume :

-extinderea REE-MT la o treaptă de tensiune superioară (20 Kv) celei existente (6; 10Kv);

-alimentarea unor receptori (motoare) de MT cu tensiune nominală de 6; 10 kv, de la o reţea de MT de 20 Kv. Cazul cel mai întâlnit îl constituie staţiile de transformare pentru irigaţii.

În primul caz, cel al staţiilor de transformare prin intermediul cărora se interconectează două componente ale unui RED-MT, de regulă urbană, aflate la două trepte de tensiune diferite, acestea sunt formate din două instalaţii de distribuţie de MT şi un număr n de transformatoare, fig.1

Numărului (n) şi puterea transformatoarelor de MT-I/MT-II se stabilesc după o metodologia cunoscută

În al doilea caz, cel al staţiilor de transformare pentru alimentarea staţiilor de irigaţii, care sunt de 6 Kv, acestea au o configuraţie simplă, îndeosebi pe partea tensiunii de alimentare. Pentru a asigura serviciile necesare staţiei de pompare, în ansamblul său, este necesară asigurarea şi a tensiunii de 0,4 kv (iluminatul exterior, casa personalului ce deserveşte staţia, etc.). Ca urmare, staţia va avea două grupuri de transformatoare : unul pentru a asigura, la treapta de MT-II, alimentarea motoarelor ce antrenează pompele şi altul pentru a asigura tensiunea de 0,4 Kv necesară alimentării serviciilor proprii ale staţiei de irigaţii. În fig.3.13. se prezintă schema de conexiuni a unei staţii de transformare de 20/6 Kv pentru irigaţii şi desecări, cu alimentarea serviciilor proprii de la un post de transformare aerian de 20/0,4 Kv a cărei putere, aşa cum se cunoaşte , nu depăşeşte 250 KVA.

Dacă pentru consumul propriu, de la 0,4 Kv al staţiei de pompare, este necesar amplasează în construcţia (cabina) staţiei de transformare de MT. În fig.3.14 se prezintă schema electrică a staţiei de conexiuni pentru acest caz.

14

Fig.1

11.Puncte de conecsiuni ale RED-MT cu BD cu 1intr./circuit, scenarii de manevraCONFIGURAŢIA PUNCTELOR DE CONEXIUNI.

Punctele de conexiuni ale unei REE-MT pot fi : -staţia de transformare, prin intermediul căreia se face legătura cu SE, respectiv RET,.Aceasta este formată dintr-o ID-IT, una de MT şi un număr de transformatoare de IT/MT. Evident, din REE-MT face parte numai instalaţia de distribuţie de pe partea de medie tensiune;

-puncte de alimentare (PA), care sunt puncte intermediare de conexiuni, ale unei REE-MT, în cadrul cărora nu se modifică treapta de tensiune;

-staţii de transformare de medie tensiune, cu ajutorul cărora se modifică treapta de tensiune, în cadrul clasei de reţele de medie tensiune;

-instalaţia de distribuţie de pe partea de medie tensiune a posturilor de transformare.

Pentru o staţie de transformare în general, respectiv o instalaţie de distribuţie în particular, problemele principale care trebuiesc rezolvate sunt :

-determinarea amplasamentului-alegerea schemei de conexiuni ;-alegerea numărului şi a puterii nominale a transformatoarelor de forţă.3.5.1.Alegerea schemei de conexiuni a instalaţiei de distribuţie.Instalaţiile electrice de distribuţie ale unei REE-MT urbane, conţin un

număr destul de mare de circuite, aspect specific domeniului distribuţiei şi ca urmare, acestea sunt cu bare colectoare, de la sau la care se racordează liniile electrice. În funcţie de treapta de tensiune, soluţia constructivă, cerinţele de electrosecuritate, rezultă ca necesar un spaţiu tridimensional pentru montarea echipamentului aferent “legării” (racordării) la barele colectoare (un punct de conexiuni desfăşurat) şi care se numeşte celulă.

La denumirea generală de celulă se adaugă precizări cu privire la natura sau rolul celulei, (de ex. de linie, de transformator, de măsură, etc.)

Complexitatea schemei cu bare colectoare depinde de numărul de celule pe care-l conţine şi mai ales de cerinţele cu privire la continuitatea în alimentare a consumatorilor.

Echipamentul de comutaţie utilizat în REE-MT este mai restrâns decât în reţelele de joasă tensiune şi este format din întrerupătoare (care sunt numai automate şi ca urmare nu se mai precizează această caracteristică) şi separatoare. Un aparat de comutaţie specific îl reprezintă separatoarele de putere, care au capacitatea de a conecta sau deconecta curenţii lor nominali.

15

În continuare, se vor prezenta schemele instalaţiilor de distribuţie cu bare colectoare utilizate în REE-MT.

12.Scheme de alimentare ale RED-MT A. Scheme electrice de alimentare a punctelor de alimentare.

Varianta de schemă de alimentare depinde de numărul de puncte de alimentare al REEU-MT.

În cazul unui REEU cu un singur PA, cea mai simplă este schema radială, fig.3.15, care se realizează cu investiţii minime şi necesită o exploatare uşoară. Însă, la un defect pe barele I.D. a staţiei de transformare sau pe fiderul de alimentare, PA rămâne fără tensiune până la remedierea defectului, situaţie care, de obicei, este inadmisibilă.

Deoarece probabilitatea de defect în fiderii de alimentare este mult mai mare decât pe barele I.D-MT, în cazul unor consumatori mai importanţi, se recomandă schema radială dublă, fig.3.16. Fiecare din cei doi fideri de alimentare este astfel dimensionat încât să asigure puterea necesară PA şi sunt permanent conectaţi.

Ca urmare, creşte puterea de scurtcircuit pe barele PA, nivelul de dotare cu echipament de comutaţie şi complexitatea dispozitivelor de protecţie.

Pentru a evita creşterea puterii de scurtcircuit pe barele PA, menţinând însă avantajul alimentării prin doi fideri de alimentare se utilizează schema din fig.3.17. la care barele PA sunt secţionate, iar cupla longitudinală este normal deschisă, dar prevăzută cu dispozitiv de anclanşare automată a alimentării de rezervă (AAR).

Pentru a asigura continuitatea alimentării PA şi în cazul unui defect la sursă (barele ID-MT), cei doi fideri de alimentare pot fi racordaţi la secţii diferite de bare ale unei I.D.-MT sau de la I.D.-MT diferite.

În cazul unei REEU-MT mai extinse, cu trei puncte de alimentare, pentru a

reduce volumul investiţiilor, se poate utiliza schema din fig.3.19. În regim normal fiecare PA este alimentat de la fiderul propriu; la un defect, pe unul din fideri, se asigură alimentarea PA alimentat de acesta, prin încărcarea suplimentară cu câte 50% a celorlalţi doi fideri şi conectarea prin AAR a legăturilor transversale.

Pentru schemele buclate din fig.3.18; 3.19 este recomandat, dacă există mai multe staţii de transformare, ca alimentarea fiderilor să se facă de la I.D.-MT diferite sau de pe secţii de bare diferite ale aceleaşi I.D.-MT.

O soluţie în care trei puncte de alimentare au asigurată rezerva de alimentare printr-un singur fider de rezervă, se prezintă în fig.3.20. Fiecare PA

16

are o bară de lucru şi o baretă de rezervă, legate printr-o cuplă prevăzută cu dispozitiv de AAR.Fiderul de rezervă Fr este alimentat de la I.D.-MT a staţiei de transformare, de pe o secţie de bare diferită de cea de la care sunt alimentaţi fiderii de bază (Fb), iar în PA2, Fr este conectat la bareta de rezervă. În regim normal, punctele de alimentare sunt alimentate radial. La un defect pe unul din fiderii de bază se închide, prin AAR,

întrerupătorul cuplei de legătură cu bareta de rezervă şi astfel este pus sub tensiune Fr, a cărui întrerupător, din ID-MT, este normal închis. Capacitatea de transport a fiderilor de alimentare este numai cu 33% mai mare decât puterea necesară unui PA.

17

Fig.3.15.

Fig.3.16.

Fig.3.17.

Fider alimentaredistribuitori

13.Puncte de conecsiuni ale RED-MT cu BSN, scenarii de manevra, posibilitati de rezervareScheme cu bară simplă nesecţionată (BSN) fig.3.7. Acest tip de schemă se foloseşte în cazul unui număr redus de circuite şi când nu se impun cerinţe deosebite în ce priveşte continuitatea în alimentare. Aceasta deoarece schema cu BSN nu asigură rezervă nici de bară colectoare nici pentru elementele de comutaţie din celulă, îndeosebi pentru întrerupător. Acesta, fiind un echipament complex, cu risc mare de defect, se impune să poată fi separat, scos de sub tensiune, astfel încât accesul la el să determine scoaterea de sub tensiune a unei zone cât mai restrânse.Din acest motiv, de regulă, un întrerupător este încadrat de separatoare. Se constată cu uşurinţă că un defect (K) pe BSN, determină scoaterea din funcţiune a I.D., în ansamblul său, iar pe durata remedierii acesteia nu este posibilă menţinerea alimentării pentru nici una din liniile racordate la BSN.

În ceea ce priveşte manevrele cu aparatele de comutaţie, nu este permisă manevrarea sub sarcină (când sunt parcurse de curent) a separatoarelor , deoarece nu au capacitate de rupere. Ca urmare, manevrarea acestora este posibilă numai în anumite condiţii respectiv, când nu sunt parcurse de curent sau când mai există o cale, în paralel cu ele, pe unde curentul ce le parcurg să se poată închide, cînd el va fi deschis. Pentru BSN manevrarea separatoarelor este posibilă numai dacă întrerupătorul pe care-l încadrează (separă) este deschis. Deci, la deconectarea unei linii (celule în general) mai întâi se deschide întrerupătorul apoi separatorul, iar la reconectare ordinea este inversă.

Pentru a se limita zona afectată de un defect pe bare (K, fig.3.7.) o primă soluţie constă în secţionarea barei în una sau mai multe secţii de bare.

18

Fig.3.7.

14.Puncte de conecsiuni ale RED-MT cu BD- folosirea multipla a cuplei transversale

Rolul cuplei transversale.Aşa cum s-a arătat, cupla transversală s-a introdus în schema I.D. cu bare colectoare duble şi un întrerupător pe circuit din nevoia de a proba cu tensiune integritatea barei aflată în rezervă

Existenţa celulei de CT, cu întrerupător şi faptul că în scopul probării BR este folosită un timp foarte scurt, a făcut ca ea să poată fi folosită şi în alte scopuri şi anume :

a)-pentru deconectarea unui circuit în cazul în care întrerupătorul acestuia refuză să declanşeze. În acest scop circuitul respectiv se alimentează de pe BL, prin intermediul BR şi a CT astfel : se închide CT, se închide, de ex.Sb5, se deschide Sb6 şi în acest fel L1 este alimentată de pe BL prin intermediul a două întrerupătoare în serie, dintre care unul I3 refuză să declanşeze, iar celălalt ICL

care , comandat să declanşeze, va întrerupe L1; după aceasta se pot deschide Sb5

şi SL1 şi se poate interveni la I3 în scopul remedierii acestuia;b)-dacă linia L1, de la aliniatul precedent , trebuie să rămână alimentată,

chiar dacă I3 este defect atunci, dacă există posibilitatea scoaterii acestuia din circuit (acesta depinde de soluţia constructivă a I.D) se poate reconecta L1 şi menţine sub tensiune prin intermediul CT şi a BR, aşa cum s-a procedat la deconectare.Această situaţie se poate menţine atât timp cât nu este necesar să se apeleze la BR dintr-un alt motiv. Deci, pe o durată limitată de timp, după o întrerupere necesară trecerii pe CT şi în cazul unei soluţii constructive adecvate a I.D, întrerupătorul CT poate constitui o rezervă de întrerupător, dar numai pentru unul din întrerupătoarele circuitelor racordate la barele colectoare.

Evident, în aceste condiţii restrictive nu se poate considera că există posibilitatea asigurării rezervei propriu-zise de întrerupător.

O soluţie de asigurare totuşi a unei rezerve propriu-zise de întrerupător în cazul I.D cu un întrerupător pe circuit o constituie cupla de transfer.

În principiu, pentru a putea înlocui orice întrerupător al unei I.D. cu un altul, de rezervă, acesta trebuie să poată fi conectat în paralel cu oricare dintre ele. Un punct comun tuturor o reprezintă bara colectoare, iar cel de-al doilea trebuie să existe după separatorul de linie (SL) al fiecărui circuit. Evident, în acest scop, toate aceste circuite, în locul menţionat, trebuiesc conectate împreună prin câte o legătură uşor de realizat (de ex.un separator).

S-a ajuns astfel, în scopul asigurării rezervei de întrerupător, în cazul I.D. cu un întrerupător pe circuit (BS, sau BD), la schema cu bară de ocolire (transfer) fig.3.11, în cadrul căreia bara de ocolire reprezintă o componentă a cuplei de ocolire.

Întrerupătorul C.O. este normal deschis, iar succesiunea manevrelor este următoarea :

19

-se închide Ico (separatoarele ce-l încadrează sunt normal închise, în funcţie şi de existenţa, sau nu, a BR, fig.3.11.a), astfel s-a probat integritatea bazei de ocolire;

-se deschide Ico;-se închide separatorul de ocolire al liniei a cărui întrerupător trebuie

ocolit (de ex.SO1 al L1);-se închide Ico;-se deschide I1, sau dacă este defect se deschid separatoarele care-l

încadrează.La reintroducerea în circuit a lui I1, se închid separatoarele care-l

încadrează, apoi se închide I1, se deschide Ico şi So1 şi astfel s-a revenit la starea normală a schemei.

Este evident că, la un moment dat, prin CO se poate asigura rezerva numai pentru unul din întrerupătoarele circuitelor unei I.D., nefiind permisă alimentarea printr-un singur întrerupător a două circuite.

15.Puncte de conecsiuni ale RED-MT cu BSS –scenarii de manevra , posibilitati de rezervare

Scheme cu bară simplă secţionată (BSS) fig.3.8. Secţionarea unei bare colectoare se poate face , printr-o cuplă longitudinală (CL), fie cu separator fie cu întrerupător. Secţionarea cu separator elimină posibilitatea manevrării sub sarcină a cuplei (legăturii) dintre cele două secţii de bare, cu consecinţe nefavorabile asupra duratei şi a numărului de operaţii ce trebuie efectuate în scopul asigurării continuităţii în alimentare.O problemă specifică unei instalaţii de distribuţie cu BSS, constă în poziţia normală a cuplei, respectiv dacă este normal închisă sau deschisă, fiecare dincele două stări având avantaje şi dezavantaje.

20

BO

Fig.3.11

BSN

Dacă poziţia este normal deschisă , la un defect pe una din secţii, cealaltă nu este afectată sau dacă consumatorii de pe o secţie au un regim de funcţionare perturbator pentru ceilalţi, atunci, în regim normal aceştia nu se deranjează.

Însă, dacă la un moment dat, sursa de alimentare a uneia din secţii iese din funcţiune, atunci alimentarea respectivei secţii, prin cupla longitudinală

(CL), se asigură după un ∆t =tmanevre. În funcţie de valoarea lui ∆t acesta poate constitui un gol de tensiune sau o întrerupere a alimentării. Dacă CL este cu separator, evident ∆t >3 secunde şi va reprezenta o întrerupere a alimentării.

În ce priveşte caracteristicile electrice ale cuplei longitudinale acestea trebuie să fie identice cu ale celei mai încărcate celule racordate la B.S.S.

În concluzie, B.S.S. asigură, într-o măsură limitată, menţinerea alimentării prin limitarea zonei afectate de defect (numai la o secţie a B.S.S) şi permite ameliorarea calităţii energiei electrice prin separarea consumatorilor cu regimuri de funcţionare diferite.

Totuşi, prin secţionare nu se poate asigura menţinerea alimentării consumatorilor la un defect pe bară (rezervă de bară) şi nici în cazul unui defect la întrerupătorul unei celule de racord la bară (rezervă de întrerupător).

16.Scheme de distributie radiale si buclate ale RED-MT17.Asigurarea rezervarii de intrerupator in cazul BD.18.Asigurarea rezervei in cadrul punctalor de conexiuni ale RED-MT cu BS.

21

Fig.3.8.

19.RED-MT ruraleConfiguraţia reţelelor electrice edilitare rurale.Caracteristica acestor reţele constă în aceea că sarcinile sunt relativ mici

şi amplasate la distanţe mari (Km sau zeci de Km).În fig.3.27 se prezintă o reţea electrică edilitară rurală de medie tensiune

REER-MT radială, de la care consumatorii sunt alimentaţi, prin posturi de transformare monofazate, utilizată în SUA. În scopul creşterii selectivităţii dispozitivelor de protecţie, pe ramurile mai importante, se montează întrerupătoare, prevăzute cu dispozitive RAR.În fig.3.28 se prezintă o schemă de REER-MT, trifazată cu linii magistrale, de la care sunt racordate PT ale colectivităţilor rurale.Alimentarea REER-MT se poate face din ID-MT a unei staţii conexiuni şi

transformare, a SE, aflată în zonă.

Alimentarea REER-MT se poate face din ID-MT a unei staţii conexiuni şi

transformare, a SE, aflată în zonă.

22

20 Surse de alimentare a RED-JT4.2 SURSE DE ALIMENTARE PENTRU REŢELELE ELECTRICE

EDILITARE DE JOASĂ TENSIUNE

Datorită succesiunii fireşti a procesului de producere, transport şi distribuţie a energiei electrice în cadrul unui sistem electroenergetice (SE), sursa de energie electrică pentru reţelele electrice de distribuţie edilitare de joasă tensiune REE-JT o reprezintă secundarul transformatorului dintr-un post de transformare [2]. Postul de transformare (PT) reprezintă forma particulară a unei staţii de transformare a cărei tensiune de pe partea de înaltă (primară), fig.4.5., face parte din clasa reţelelor de medie tensiune, iar cea de pe partea de joasă tensiune (secundară) face parte din clasa reţelei de joasă tensiune.

În cazul unor localităţi izolate, staţii de retransmisie radio-TV care nu pot fi alimentaţi din sistemul electroenergetic, se poate utiliza ca sursă de alimentare pentru o RE-JT, un generator electric trifazat, antrenat de un motor

cu ardere internă (grup electrogen).

Postul de transformareÎn categoria posturilor de transformare (PT) sunt cuprinse toate

construcţiile şi echipamentul electromecanic, menit să transforme tensiunea la care se tranzitează energia electrică, de la valori incluse în clasa reţelelor electrice de medie tensiune, la valori incluse în clasa reţelelor electrice de joasă tensiune, PT asigurând legătura între cele două clase de reţele electrice.

Ca urmare, prezenţa unui post de transformare în aria geografică a unei aşezări are două implicaţii:

- una determinată de prezenţa fizică în spaţiul construit ,- şi o alta legată de rolul funcţional respectiv, asigurarea tranzitului de

putere

23

TRAFO

ID-MT

REDE-MT

MMmmMT

REDA-JT

ID-JT TD TG

N;PnT

din reţeaua electrică de medie tensiune către cea de joasa tensiune.

Ansamblul definit ca post de transformare are deci două componente

principale respectiv :

-partea constructivă, reprezentătă de suportul în care şi pe care sunt susţinute componentele celei de a două părţi, adoptarea soluţiei de realizare (supraterane, subterane sau aeriene), fiind determinată de considerente economice, arhitecturale , de spaţiu disponibil, etc respectiv,

-echiparea electro-mecanică, constituită din materialele şi aparatele prin care este tranzitată energia electrică şi accesoriile necesare acestui scop, adoptarea soluţiei fiind determinată de considerente economice, soluţie constructivă, dar în special de cerinţele legate de continuitatea în alimentare.

Echiparea electro-mecanică a unui post de transformare, la rândul său, este constituită din:

- circuite primare (principale), cele parcurse de energia electrică tranzitată respectiv, cele expuse la tensiunea de serviciu şi parcurse de curenţii absorbiţi de receptori;

- circuite secundare, deservesc circuitele primare, au tensiuni mai mici sau egale cu 220V, iar curenţii sunt foarte mici, de regulă sub 5A. Din această categorie fac parte circuitele de comandă, semnalizare, protecţie, măsură;

- instalaţii auxiliare, din care fac parte serviciile proprii de curent alternativ şi de curent continuu, instalaţia de legare la pământ şi cea de protecţie împotriva loviturilor directe de trăsnet.

21 Tiputi de receptori, tipuri de consumatoriTipuri de receptori

Pe lângă clasificările, din punct de vedere a nivelului de siguranţă a alimentării, din punct de vedere al rolului funcţional şi a caracteristicilor lor de funcţionare, receptorii electrici alimentaţi de la REA-JT se împart şi în trei tipuri, din punct de vedere al coexistenţei lor în REDA-JT a unui consumator.

1.Receptori de forţăAceştia sunt alimentaţi de la un sistem electric trifazat simetric 380/220V

(UR,US,UT), fiind caracterizaţi, din punct de vedere electric, prin trei impedanţe Z1,Z2,Z3 ce pot fi conectate în stea,sau în triunghi. Prin concepere şi execuţie, receptorii trifazaţi reprezintă un sistem trifazat echilibrat şi ca urmare nu necesită alimentarea printr-o reţea electrică cu patru conductoare (nulul de lucru nu este necesar). Din acest motiv, (al neaccesibilităţii nulului sistemului electric trifazat al sursei), într-o asemenea reţea , tensiunea de fază nu este accesibilă. În cazul în care receptorul trifazat este un utilaj, pentru care este

24

necesar să se asigure iluminare locală (strung, freză,maşină de găurit, etc.), reţeaua de alimentare trebuie să fie cu patru conductoare, pentru a fi accesibilă şi tensiunea de fază (220V), dacă nu se adoptă alte soluţii tehnice.

4.1.3.2 Receptori de iluminatAceştia sunt constituiţi din corpurile de iluminat, sursa de lumină din

cadrul sistemelor electrice de iluminat interior, sau exterior.Sursele electrice de lumină cu care se echipează un corp de iluminat au

tensiunea nominală de 220V Această tensiune, în cadrul sistemului electric trifazat cu tensiunile

380/220V se obţine între o fază şi nulul sistemului electric trifazat al sursei Din acest motiv, REDA-JT pentru alimentarea receptorilor de iluminat

trebuie să fie alimentată de la o sursă (post de transformare sau generator electric) cu înfăşurările conectate în stea (Y), cu neutrul accesibil (Yo),respectiv cu neutrul " prelungit" printr-un conductor de nul până la fiecare receptor în parte.

4.1.3.3.Prize monofazatePrizele monofazate nu reprezintă receptori propriu-zişi ci un aparat la

care , prin fişe, sunt conectaţi receptori monofazaţi a căror putere nominală nu depăşesc 2 kw, respectiv un curent absorbit de 10A.

Receptorii monofazaţi alimentaţi, prin conectarea (branşarea) la o priză, sunt din categoria" debroşabili", respectiv nu sunt conectaţi permanent (legătură fixă).Pentru comanda acestora (pornire, oprire), există aparate de conectare speciale, încorporate în receptor.

Întrucât puterea şi numărul receptorilor monofazaţi ce pot fi branşaţi la o priză monofazată depind în mare măsură de posibilităţile materiale ale "consumatorului", dimensionarea căilor de curent prin care sunt alimentate prizele monofazate se face şi în funcţie de tipul RE-JT (urban, rural), inclusiv de numărul de locuitori ai aglomerării urbane.

4.1.4. Tipuri de consumatori

Consumatorii de energie electrică sunt definiţi astfel: -consumator final - persoana fizică sau juridică care consumă energie

electrică pe bază de contract şi ale cărui instalaţii electrice de utilizare sunt conectate la instalaţia de alimentare a furnizorului prin unul sau mai multe puncte de delimitare , prin care primeşte şi în condiţii determinate retransmite energie electrică unor subconsumatori ;

-consumator casnic - consumator care utilizează energie electrică în exclusivitate în scopuri casnice ( pentru iluminat artificial în interiorul şi exteriorul locuinţei, precum şi pentru funcţionarea receptoarelor electrocasnice

25

din propria locuinţă). Receptoarele electrocasnice cuprind totalitatea bunurilor de larg consum destinate uzului propriu şi care sunt alimentate cu energie electrică la tensiunea de 220/380 V;

- consumator industrial şi similar-consumatorul care foloseşte energia electrică, în principal, în domeniul extragerii de materii prime, a materialelor sau a unor produse agricole în mijloace de producţie sau bunuri de consum. Prin asimilare, şantierele de construcţii, staţiile de pompare, inclusiv cele pentru irigaţii, unităţile de transporturi feroviare ,rutiere, navale şi aeriene şi altele asemenea, se consideră consumatori industriali .

În funcţie de puterea electrică activă maximă simultan absorbită aceşti consumatori se clasifică , la rândul lor astfel:-Mici consumatori - consumatori cu puteri contractate (pentru consumatorii noi – puterile maxime simultan absorbite solicitate prin cererea de aviz tehnic de racordare) de 100 kW sau mai mici pe loc de consum, cu excepţia consumatorilor casnici;-Mari consumatori - consumatori cu puteri contractate (pentru consumatori noi – puterile maxime simultan absorbite solicitate prin cererea de aviz tehnic de racordare) de peste 100 kW pe loc de consum.

O categorie specială de consumatori, o reprezintă sistemul electric de iluminat public stradal.

26

PDRACORD

TGF TGIP

REDA pentru

receptori de

forţă

REDA pentru

ilum. + prize

3F+N

TS

F+NL F+NL+NP

TS

REA pentru

receptori

iluminat

REDA pt. Prize

monofazateCircuit de iluminat Circuit de

prize

NL – nul de lucru NP – nul de protecţie

a) b)Fig.4.4.

22.RED-JT -: scheme radiale, inelare si complex buclate.4.3.3.Reţele complex buclateO reţea este complex buclată, dacă din fiecare nod (punct de conexiuni-

firidă de branşament) al reţelei pleacă minim trei legături. Reţeaua complex buclată poate avea configuraţia în forma de plasă,

Bucla complexă implică, printre altele, costuri reduse pentru asigurarea unui nivel de siguranţă ridicat, iar surplusul de cabluri din RED-MT este compensat de economia obţinută prin reducerea puterii transformatoarelor, deoarece se admite o suprasarcină temporară a acestora de (20-30)%, în regim de avarie.

În unele cazuri se pot întâlni şi configuraţii particulare ca cele.buclate longitudinal sau transversal.

Avantajele tehnice şi economice, specifice configuraţiei complex buclate, sunt:

- un nivel de siguranţă ridicat ;- un palier restrâns al variaţiilor de tensiune, practic acelaşi pentru

toţi consumatorii;- pierderile de putere şi energie în reţea sunt cele mai mici, datorită

autoadaptării circulaţiei de putere prin ramurile buclei;- sunt elastice, putând prelua creşteri însemnate ale sarcinii în zonă.

23.RED-JT ; ale imobilelor turn.4.3.5. Reţele ale imobilelor turn

Termenul de imobil turn caracterizează imobilele dezvoltate pe înălţime pentru care

puterea cerută se poate apropia de puterea nominală a unuia sau mai multor transformatoare

de MT/JT.

Structura sarcinii este constituită din servicii generale, concentrate (baterii de

ascensoare, centrale de condiţionare a aerului,etc.) şi o sarcină distribuită, repartizată pe

etaje, cum ar fi consumul casnic în locuinţe (6-9 kW/apartament), iluminat şi utilităţi diverse

în birouri(50-100 W/m2 util) etc. Căderea admisibilă de tensiune între bornele de joasă

tensiune ale transformatorului din PT şi racordul celui mai îndepărtat abonat este de 4.5%.

Instalaţiile electrice speciale ( ascensoarele, hidrofoarele de incendii, iluminatul de

siguranţă, sistemele de securitate etc.) care reprezintă receptori de categoria I-a, sunt

prevăzute cu sursă de rezervă de înlocuire, cu pornire automată, comutabilă automat (grup

electrogen). Pentru restul receptorilor se acceptă întreruperi ale alimentării de câteva ore, dacă

27

sunt anunţate din timp; întreruperile accidentale nu sunt însă, în general, admise, mai ales în

ceea ce priveşte birourile.

Posturile de transformare sunt prevăzute, pe partea de MT, cu dublă alimentare,

iar numărul de transformatoare se corelează cu nivelul de siguranţă al continuităţii în

alimentarea care se solicită.

Amplasarea PT pe etaje şi a unor puncte de alimentare (PA) nu este avantajoasă, datorită

dificultăţilor constructive ale imobilului în sine. Sunt necesare, în asemenea cazuri,

transformatoare speciale (uscate, nivel de zgomot redus, greutate redusă, coloană de medie

tensiune dublă, în cablu etc.). În unele situaţii se prevăd două PT, unul montat în subsol şi

altul la ultimul etaj.

Alimentarea PT de la REE-MT se poate realiza astfel:

- fiecare transformator alimentat radial de la distribuitorul de MT, fără celulă

de MT,

- posturile de transformare tip clasic, alimentate în derivaţie de la distribuitorul

de MT al unei scheme inel sau simplu buclată

25.Retele electrice de iluminat public

4.3.6.Reţele electrice pentru iluminat public .publică şi anume: străzi, trotuare, pieţe, intersecţii, parcări, treceri de

pietoni, poduri şi pasaje, tunele etc. Alimentarea cu energie electrică a sistemelor de iluminat public stradal se

asigură din RED-JT a furnizorului respectiv, din anumite posturi de transformare ale acesteia, în funcţie de densitatea de sarcină specifică zonei.

În postul de transformare (PT) se constituie un tablou de distribuţie (TD) separat, alimentat din cel general (TG) al PT printr-un aparat de conectare (AC) ce poate fi acţionat local sau comandat şi de la distanţăNumărul circuitelor de plecare se corelează cu configuraţia zonei ce o deserveşte.

În mediul urban, se admite realizarea reţelei de iluminat public stradal separat de reţeaua de distribuţie pentru consumatori şi se execută subteran, în schemă buclată cu funcţionare radială. Punctele de separare se amenajează în tablouri (nişe) speciale, amplasate pe zidul clădirilor învecinate sau în cutii metalice amplasate la baza unui stâlp. De regulă, reţeaua este trifazată, urmărindu-se echilibrarea sarcinii pe cele trei faze. În cazul în care, circuitele sunt monofazate (străzi cu trafic redus), acestea se alimentează de pe faze diferite, pentru echilibrarea acestora. În acest caz reţeaua de iluminat public va însoţi REEU-JT pentru alimentarea consumatorilor. Corpurile de iluminat de pe stâlpi, în cazul reţelei subterane, se pot alimenta în două variante:

28

a)- prin intrare ieşire de la o cutie montată la baza stâlpuluisuprateran, la cca. 50cm de la sol. În cutie există borne pentru racordarea celor trei faze, a nulului de lucru şi a celui de protecţie şi se montează siguranţe fuzibile pe circuitul de alimentare a corpului de iluminat, circuit pozat prin interiorul stâlpului;b) -prin manşon de derivaţie la baza fiecărui stâlp

În mediul rural, reţeaua de iluminat public se execută în comun cu reţeaua aeriană de distribuţie, în schemă radială, iar alimentarea corpurilor de iluminat se face direct de la conductorul de fază aferent iluminatului public şi de la conductorul de nul, care este comun.

26.Retele electrice de distributie de joasa tensiune rurale.

4.4.REŢELE ELECTRICE EDILITARE DE JOASĂ TENSIUNE RURALE

Reţelele electrice edilitare de distribuţie rurale de joasă tensiune (REER-JT) datorită densităţii reduse de sarcină, a cerinţelor mai reduse din punct de vedere estetic şi nu în ultimul rând a posibilităţilor economice mai mici, se concep şi mai ales se execută, diferit faţă de cele urbane.

În primul rând, sursa de alimentare pentru PT se asigură prin linii electrice de medie tensiune aeriene. Ca urmare, postul de transformare este aerian pe stâlpi de beton sau lemn, în funcţie de puterea nominală a transformatorului.

La rândul ei, REER-JT este aeriană, pe stâlpi de lemn sau beton armat şi este comună cu cea pentru iluminatul public stradal.

În ultimul timp se execută REER-JT şi cu conductoare torsadate, pozate pe stâlpi sau pe suprafaţa clădirilor.

29

Configuraţia reţelei este radială, pe ambele părţi ale străzii sau numai pe o parte, în

funcţie de intensitatea traficului şi numărul de traversări.

Liniile electrice sunt trifazate sau monofazate, urmărindu-se încărcarea cât mai echilibrată

a fazelor.

Nulul sistemului electric trifazat este însă comun pentru reţeaua de alimentare a

consumatorilor şi cea pentru iluminatul public stradal.

Lungimea circuitelor reţelei este determinată de limitele admisibile ale căderii de

tensiune, această cerinţă poate determina creşterea numărului de circuite sau, în unele cazuri, a

numărului de PT aferente zonei rurale.

Eventualii consumatori industriali sau similari, din zonă, pot fi alimentaţi

printr-un PT propriu, sau din acelaşi PT ca şi zona rurală amplasat, de regulă,

în vecinătatea consumatorului industrial sau similar.

27.Determinarea solicitarii electrotermice in regim tranzitoriu.6.1.2.2.1. Solicitări electrotermiceAşa cum este cunoscut, [22;23], trecerea unui curent prin calea de curent

a unui element este însoţită de pierderi de putere activă (Δp), care se transformă în căldură absorbită(Qabs ), în primă instanţă, de masa (m) a căii de curent şi apoi cedată mediului ambiant (Qced), prin fenomene de radiaţie, conducţie şi convecţie (în funcţie de natura mediului ambiant).

30

2

1

5

4 3

2

1

5 4 3

Fig.4.21.Fig.4.20.1 Stâlp de beton centrifugal (sau ţeavă de oţel) ;2 Corp de iluminat ;3 Cablul reţelei electrice de distribuţie publică ;4 Cutie metalică la baza stîlpului ;5. Cablul electric de alimentare a corpului de iluminat

Fig.9.12.

1 Stâlp de beton centrifugal (sau ţeavă de oţel) ;2 Corp de iluminat ;3 Cablul reţelei electrice de distribuţie publică ;4 Manson de derivatie ;5.Cablul electric de alimentare a corpului de iluminat

Fig.9.12.

Această căldură se determină analitic cu expresia

[cal] ( 6.21)

unde : R - rezistenţa căii de curent a elementului de reţea( linie, aparat,etc.); i = Imax sin ωt , curentul alternativ ce parcurge calea de curent ; t - intervalul de timp în care se produc pierderile ( încălzirea) ;La rândul lor, cele două componente ale căldurii produse, pe seama

pierderilor de putere activă în calea de curent de rezistenţa R, au expresiile : Qabs = m.c.Δθ = m.c.( θfinal - θiniţial ) ( 6.22)

Qcedat = f(θfinal, θmediu ambiant, suprafaţa de schimb de căldură, natura mediului ambiant, etc.)unde: -m - este masa căii de curent de rezistenţă R şi în care se produce căldura Q ;

-c - căldura specifică a elementului care se încălzeşte ; -θfinal - temperatura la care se stabilizează procesul de încălzire a

elementului ; -θiniţial -temperatura iniţială a elementului, practic temperatura θmediu ambiant ;Prin natura mediului ambiant se are în vedere atât natura lui fizică (vid,

aer, apă, pământ, izolaţie electrică, etc.) cât şi fenomenele prin care se cedează căldura( radiaţie, conducţie, convecţie).

Un anumit element (caracterizat prin : m, c, suprafaţă de schimb de căldură) în anumite condiţii de mediu, parcurs de un curent i, se încălzeşte până la o anumită temperatură θfinal ,în urma unui regim tranzitoriu ( Δttranzitoriu

fig.6.3), după care procesul termic se stabilizează.

În regim stabilizat: Qabs = 0 Q = Qcedat

respectiv, toată căldura produsă de curent în calea de curent de rezistenţă R este cedată mediului ambiant.

Dacă se impune o anumită valoare pentru θfinal , al unui anumit element al reţelei, din : 4,18.Rt

Δttr i2dt = Qced = f(θfinal , θmed, k, SS.C)

31

θ

θ

Δ

Fig.6.3.

rezultă că la această temperatură se va stabiliza procesul de încălzire, pentru o anumită valoare a curentului, în funcţie de natura (k) şi temperatura(Qmed) mediului ambiant şi SSC (suprafaţa de schimb de căldură).

Ca urmare, curentul pe care o cale de curent de secţiune S (cupru sau aluminiu) îl poate suporta( θfinal la suprafaţa căii de curent) depinde de :

- θfinal admis ( 700C, 800C, etc.) în regim normal stabilizat ;- natura izolaţiei ( cauciuc, textil, PVC, etc.);- natura mediului în care este pozat( aer,apă, canal de cable, pământ,etc)- temperatura mediului ambiant;-condiţii de pozare ( mai multe căi de curent la un loc într-un tub sau

canal -fiecare pot ceda căldură);- natura elementului ( conductor al unei linii electrice, aparat

electric,etc.).Datorită multiplilor factori de care depinde curentul pe care îl poate

suporta un anumit element, în regim normal stabilizat, i s-au atribuit diferite denumiri şi anume :

- In - curent nominal, pentru aparate electrice, corespunzător anumitor condiţii de mediu ( în special θmediu ambiant ).

- Iad - curent admisibil, pentru conductoare şi cabluri, deoarece curentul pe care îl suportă este, în acest caz determinat în mare măsura şi de condiţiile de pozare.

Dacă durata trecerii curentului printr-un element este mai mică decât Δttranzit, evident acesta nu va ajunge la θfinal , dacă este parcurs de curentul admisibil (nominal), definit mai sus.

Deci, în cazul în care un element de circuit este parcurs în regim normal de un curent I, un timp mai mic decât Δttranzit, valoarea lui poate fi mai mare decât In (Iad), respectiv cu cât Δt < Δttranzit cu atât I poate fi mai mare decât In

(Iad).În funcţie de caracteristicile regimului ciclic intermitent, fig.6.4., pentru o

cale de curent de secţiune (S) se poate defini un curent admisibil IDC cu valoare mai mare decât cea definită în fig.6.3., valoare care în Δtconectare<Δttranzit

determină o încălzire până la θfinal admis . Acest curent admisibil se indică asociat cu durata relativă de conectare, în procente, ca raport între Δtconectere şi Δtciclu .

30.Determinarea solicitarii electrodinamice a curentului de regim trenzitoriu.

6.1.2.2.2.. Solicitări electrodinamiceAşa cum este cunoscut [22;23], un conductor rectiliniu parcurs de curent

(I) fig.6.5, acţionează cu o forţă electromagnetică F asupra unei porţiuni de lungime l

32

dintr-un alt conductor rectiliniu parcurs de un curent (I2). Valoarea forţei electromagnetice :

F = ( 6.25)depinde deci de distanţa d, şi de permiabilitatea magnetică a mediului dintre cele două conductoare (μ).

Cele prezentate mai sus reprezintă cazul concret al căilor de curent ale unui circuit electric ( monofazat, sau trifazat).

Deci, între căile de curent ale unei reţele electrice se exercită forţe electromagnetice, care pot determina momente de încovoiere asupra izolatoarelor de susţinere fig.6.6.a.( barele rigide din tablourile de distribuţie), striviri ale izolaţiei dintre fazele unui aparat fig.6.6.b, sau apropierea conductoarelor unei LEA fig.6.6.c.

În funcţie de natura elementului REE, firma constructoare indică valorile limita al solicitărilor electrodinamice pe care acesta le poate suporta, solicitări determinate de valorile maxime instantanee ale curenţilor I1 şi I2, respectiv amplitudinile când au o variaţie periodică sinusoidală.

33

θ

θθθ

θ

θ

θ

ΔΔ

ΔI2 I1

d

F

figura 12.7

F F

a)

R S T

izolatiecarcasaaparat

b)

IR

IS

IT =0

R

S

T

S

T

RF

stalp sustinere stalp sustinerec)

figura 12.8

b)

Fig6.6

Fig 6.5

34

35

36

37

38

39