CONFIGURAŢII DE REŢELE ELECTRICE

Condiţiile necesare pentru construcţia centralelor electrice, cât şi plasarea nodurilor de racord la sistemul electroenergetic naţional, SEN, determină existenţa unor distanţe mari între locurile de producere şi cele de consum a energiei electrice.

Fig.6.1. Organizarea reţelelor electrice de alimentare şi distribuţie urbană

Se impune astfel construcţia liniilor electrice de transport, funcţionând la înaltă şi foarte înaltă tensiune. Consumatorii electrici sunt repartizaţi pe o anumită zonă geografică şi folosesc energia la nivelul tensiunilor medii şi joase. În consecinţă se construiesc reţele de distribuţie de medie tensiune, m.t., respectiv de joasă tensiune, j.t. Crescând tot mai mult puterea electrică a consumatorilor, liniile de 110 kV au început să aibă un caracter de linie de distribuţie. Cele spuse mai sus se materializează în schematizarea din fig.6.1. pentru alimentarea urbană cu energie electrică.

Schema electrică de principiu care materializează organizarea reţelelor, prezentată în fig.6.1., este redată în fig.6.2

Se remarcă tendinţele de separare a alimentării consumatorilor industriali de mare putere, pe când consumatorii industriali uzuali sunt alimentaţi direct din reţeaua de medie tensiune.

Fig.6.2. Reţele electrice de alimentare şi distribuţie urbană.

Ca notaţie general folosită se identifică sistemul energetic, SE, ca fiind format din totalitatea instalaţiilor de extracţie, prelucrare, transformare, transport şi distribuţie a energiei electrice. Sistemul electroenergetic, SEE este o componentă a SE şi se referă la instalaţiile pentru producerea, transformarea, transportul, distribuţia şi consumul energiei electrice. Această înşiruire de instalaţii începe cu generatorul electric şi se termină cu consumatorii electrici cuprinzând toate instalaţiile electrice necesare scopului mai sus definit.

Instalaţiilor de transport şi distribuţie li se impune în funcţionare realizarea unei continuităţi a alimentării cu energie electrică a consumatorilor în condiţiile unor parametri de calitate ridicaţi pentru energia livrată.

De asemeni, aceste instalaţii necesitând investiţii mari este nevoie de o eficienţă economică în funcţionarea lor. Proiectarea şi realizarea practică a instalaţiilor electroenergetice trebuie să asigure şi dezvoltarea funcţională ulterioară dictată de creşterea continuă a consumului de energie electrică.

6.2. CLASIFICAREA REŢ ELELOR ELECTRICE

Există o diversitate mare a reţelelor electrice funcţie de scopul lor funcţional, tensiunea nominală, configuraţie şi regimul neutrului acestora.

6.2.1. Clasificarea după tensiunea nominală

Având în vedere exploatarea raţională a reţelelor electrice, cât şi proiectarea şi construcţia lor se impune ca necesară restrângerea valorilor tensiunilor de lucru a reţelelor electrice. S-a normalizat astfel o anumită gamă de tensiuni ţinând cont şi de dinamica puterilor necesare a fi vehiculate.

În conformitate cu STAS-ul 930-65 se redau în tabelul 6.1. gama acestor tensiuni normalizate. Se specifică şi numărul conductoarelor active cât şi existenţa fizică a conductorului de nul.

Tabelul 6.1. Tensiunile normalizate în România. STAS 930-65

loarea tensiunii nor[kV] elul de tensiune

Nr.de cond. active Situaţia neutrului

meniul de utilizare

0,38joasă

tensiune3+1

legat la pământConsumatori casnici,

mici întreprinderi, ilum

0,660 (6)1020110

medie tensiune3

izolat sau tratat prin bobinrezistor

alimentareamotoarelor de putere mare,

subterane de distribuţie urbaşi linii aeriene regionale (LEA)

220400750

înaltă şi foarte înaltă tensiune3legat la pământ

Alimentareaplatformelor industriale, re

transport

De asemeni, se arată situaţia din punct de vedere electric faţă de pământ a neutrului reţelelor, cât şi destinaţia lor. Prin neutru se înţelege neutrul înfăşurării generatorului sau înfăşurării transformatorului de la care este alimentată reţeaua.

Prin tensiune nominală a reţelelor electrice sau a aparatajului electric se înţelege acea tensiune pentru care acestea funcţionează cu randament maxim.

Valorile tensiunilor nominale sunt corelate cu cele normalizate şi depind de locul ocupat de elementele de sistem (generatoare, transformatoare, linii electrice, consumatori electrici), loc determinat pe direcţia de transport a puterii electrice. Această diferenţă între tensiunile nominale şi cele nominalizate este determinată de necesitatea acoperirii pierderilor de tensiune pe elementele de sistem. Astfel, tensiunea nominală a unui element de sistem va fi mai mare decât tensiunea nominală a elementului următor cu o valoare de 5% sau 10%.Un exemplu în această direcţie este redat în fig.6.3. Astfel, generatorul are tensiunea nominală cu 5% mai mare decât a înfăşurării transformatorului pe care îl alimentează, iar acesta are tensiunea nominală egală cu cea a treptei de tensiune normalizată. Secundarul transformatorului T1 care are rol de sursă pentru linia L, va avea tensiunea nominală cu 10% mai mare decât cea normalizată a liniei.

Tensiunea nominală a liniei este egală cu cea normalizată la nivelul treptei de tensiune la care funcţionează. O exploatare optimă a liniei realizează tensiunea ei nominală la mijlocul liniei. Primarul transformatorului T2, care are rol de consumator faţă de linia L, are tensiunea nominală egală cu cea normalizată a liniei. Secundarului lui T2, cu rol de sursă pentru consumator, are tensiunea nominală cu 10% mai mare decât tensiunea normalizată a treptei pe care o deserveşte pentru acoperirea pierderilor de tensiune proprii, cât şi pe reţeaua consumatorului. Consumatorul C are tensiunea nominală egală cu cea normalizată a treptei de tensiune la care funcţionează.

În funcţionarea reţelelor electrice apar diverse solicitări de natură mecanică şi electrică, Nivelul de izolaţie pentru care au fost construire reţelele limitează valoarea maximă a tensiunii care poate să apară pe aceste reţele în condiţiile asigurării funcţionării normale ale acestora. Aceste valori maxime admisibile sunt 123 kV, 242 kV, 420 kV pentru tensiunile normalizate de 110 kV, 220 kV, respectiv 400 kV.

Fig.6.3. Exemplificare a corelării tensiunilor nominale a elementelor de sistem.

Faţă de cele arătate anterior vor exista reţele de joasă tensiune sub 1 kV, destinate consumatorilor de mică putere din instalaţiile industriale sau casnici, pentru iluminat sau în distribuţia comunală.

Reţelele de medie tensiune constau în linii electrice subterane, LES, la 6 şi 10 kV, respectiv aerian, LEA, la 20 kV şi sunt destinate distribuţiei industriale, urbane sau chiar rurale. Motoarele electrice cu puteri de sute de kW se alimentează direct de la aceste reţele de medie tensiune. Unele linii de 110 kV, chiar dacă aparţineau reţelei