Cerintele impuse instalatiilor de transport si distributie a energiei electrice

Cerintele impuse instalatiilor de transport si distributie A ENERGIEI ELECTRICE

Dintre aceste cerinte, unele trebuie sa fie satisfacute de SEE in totalitatea lui, deci si de retelele electrice ca parte componenta a sistemului, iar altele se refera numai la retelele electrice, in masura in care acestea constituie elemente mai mult sau mai putin independente de restul elementelor componente ale sistemului. Principalele cerinte impuse retelelor electrice sunt:

- continuitatea alimentarii cu energie electrica a consumatorilor;

- siguranta in functionare;

- calitatea energiei electrice furnizate consumatorilor;

- dezvoltarea ulterioara a retelei;

- eficienta economica a investitiilor;

- cerinte suplimentare impuse de impactul cu mediul inconjurator.

Continuitatea alimentarii cu energie electrica a consumatorilor este o cerinta esentiala pe care trebuie sa o indeplineasca o retea electrica. Alimentarea consumatorilor trebuie asigurata practic fara intrerupere (sau la un nivel de intrerupere admis, de valoare mica), indiferent de regimul si starea sistemului. Acest deziderat se realizeaza in primul rand prin alegerea unei configuratii adecvate a retelei dar depinde direct de siguranta in functionare a retelei.

Intreruperea alimentarii cu energie electrica afecteaza consumatorii in mod diferit. In functie de natura efectelor produse de intreruperea alimentarii cu energie electrica, receptoarele se incadreaza in urmatoarele categorii:

- categoria zero, la care intreruperea in alimentarea cu energie electrica poate duce la explozii, incendii, distrugeri de utilaje sau pierderi de vieti omenesti. In aceasta categorie intra, spre exemplu: calculatoarele de proces, instalatiile de ventilatie si evacuare a gazelor nocive sau a amestecurilor explozive, instalatiile de racire la cuptoarele de inductie etc.;

- categoria I, la care intreruperea alimentarii conduce la dereglarea proceselor tehnologice in flux continuu, necesitand perioade lungi pentru reluarea activitatii la parametrii cantitativi si calitativi existenti in momentul intreruperii, sau la rebuturi importante de materii prime, materiale auxiliare etc., fara a exista posibilitatea recuperarii productiei nerealizate. Se pot incadra in aceasta categorie: podurile rulante de turnare in otelarii, cuptoarele de topit sticla, incubatoarele, statiile de pompe pentru evacuarea apelor din mine etc.;

- categoria a II-a cuprinde receptoarele la care intreruperea alimentarii conduce la nerealizari de productie, practic numai pe durata intreruperii, iar productia nerealizata poate fi, de regula, recuperata. In aceasta categorie se pot incadra: cuptoarele pentru tratamente chimice, compresoarele de aer, instalatiile de extractie, masinile prelucratoare pentru productia de serie etc.;

- categoria a III-a cuprinde receptoarele de mica importanta care nu se incadreaza in categoriile precedente, cum ar fi: receptoarele din ateliere, depozite, sectii auxiliare, cum si cele apartinand consumatorilor casnici si rurali.

In functie de categoria din care fac parte, receptoarelor trebuie sa li se asigure rezerva necesara in alimentarea cu energie electrica, prin scheme de alimentare adecvate. Astfel, exista consumatori, respectiv receptoare, cum sunt cele din categoria zero, care necesita rezerva de 100%, caile de alimentare fiind independente si racordate in puncte de alimentare distincte. Pentru acesti consumatori, daca in intreprindere nu exista o centrala electrica de termoficare, se prevede o sursa separata de energie (grup electrogen).

Pentru receptoarele din categoria I sunt necesare doua cai de alimentare cu rezerva de 100% care pot sa nu fie independente si sa fie racordate in puncte nedistincte de alimentare. Durata de intrerupere a alimentarii este de maximum 3 s si corespunde timpului de actionare a automaticii din statii.

Pentru alimentarea receptoarelor din categoria a II-a se asigura de asemenea rezerva de 100%, dar durata intreruperii, adica de trecere de la alimentarea de baza la cea de rezerva, poate varia de la 30 min. la 16 ore Aceste intervale de timp sunt necesare pentru efectuarea manevrelor de izolare a defectului si de stabilire a unei noi scheme pentru alimentarea pe calea de rezerva.

Pentru receptoarele din categoria a III-a nu este obligatorie asigurarea unei alimentari de rezerva.

In privinta notiunii de puncte distincte de alimentare se precizeaza ca acestea pot fi doua statii de transformare sau doua centrale diferite, racordarea facandu-se prin linii diferite. Se considera, de asemenea, puncte diferite doua sectii de bare dintr-o statie, daca fiecare sectie este alimentata prin cai distincte (generatoare, linii, transformatoare) si daca nu sunt unite intre ele, sau sunt unite printr-un intreruptor cu declansare rapida, in cazul perturbarii regimului normal de functionare pe una din sectii.

Doua cai de alimentare se considera independente daca un defect unic sau lucrarile de reparatii si intretinere la elementele unei cai nu conduc la scoaterea din functiune a celeilalte cai. Se considera cai de alimentare independente doua linii pe stalpi separati sau cele doua circuite ale unei linii cu dublu circuit, in ipoteza ca nu se ia in considerare, pentru a doua varianta, avarierea grava a unui stalp, acesta fiind, de obicei, un element sigur al liniei.

Prin siguranta in functionare a unei retele electrice se intelege capacitatea acesteia de a suporta solicitarile care apar in functionarea ei fara consecinte inacceptabile pentru instalatiile si aparatele ce o compun, fara prejudicii pentru personalul de deservire, pentru constructiile sau obiectivele invecinate.

Datorita diversitatii elementelor care alcatuiesc reteaua electrica si a numeroaselor incidente care apar in exploatarea acesteia, realizarea unei sigurante absolute in functionarea unei retele electrice este deosebit de dificila si irationala. In exploatarea unei retele electrice pot apare solicitari foarte mari sau mai multe avarii simultane, independente unele de altele, frecventa de aparitie in ambele situatii fiind foarte mica. A supradimensiona toate elementele componente ale retelei pentru a suporta astfel de solicitari ar insemna un efort financiar deosebit de mare. De aceea este necesara corelarea judicioasa a sigurantei in functionare cu economicitatea instalatiilor ce compun reteaua, ceea ce va conduce la o solutie optima din punct de vedere tehnico-economic.

Calitatea energiei electrice furnizate consumatorilor reprezinta o cerinta esentiala in exploatarea retelelor electrice si se apreciaza in functie de urmatorii parametri: tensiunea de alimentare, frecventa, gradul de simetrie al sistemului trifazat de tensiuni si puritatea undei de tensiune, dorita de forma sinusoidala.

O buna calitate a energie furnizate impune ca tensiunea de alimentare si frecventa sa fie cat mai apropiate de valorile nominale, iar fluctuatiile de tensiune si frecventa in jurul acestor valori sa fie cat mai reduse atat ca valoare cat si ca frecventa. Abaterile admise sunt de cca. ±5% pentru tensiuni, respectiv ±0,5% pentru frecventa. Mentinerea frecventei in limitele admise depinde de circulatia puterilor active in sistem, fiind o problema de exploatare a centralelor electrice. Valoarea tensiunii in nodurile sistemului depinde in primul rand de circulatia puterilor reactive. Mentinerea ei intre limitele admise reprezinta o problema esentiala in proiectare si exploatarea RE, fiind cunoscuta sub denumirea de reglarea tensiunii.

Gradul de simetrie al sistemului trifazat de tensiuni este o cerinta de calitate, ce impune ca in toate nodurile sistemului sa existe un sistem trifazat simetric de tensiuni. Pentru asigurarea acestui deziderat este necesar ca generatoarele sincrone din sistem sa furnizeze un sistem trifazat simetric de tensiuni, iar elementele din sistem sa fie echilibrate trifazat. In acest sens, la transformatoare se actioneaza asupra formei miezului magnetic, la linii se efectueaza transpunerea fazelor, receptoarele trifazate se construiesc echilibrate, cele monofazate se distribuie pe cele trei faze astfel incat sa asigure o incarcare echilibrata a retelei. In general, cerinta de simetrie a tensiunilor este practic realizata in SEE.

Cerinta de puritate a undei de tensiune impune lipsa armonicilor de tensiune (si curent) sau limitarea acestora la un nivel redus. Pentru aceasta, prin constructie, generatoarele trebuie sa furnizeze tensiuni electromotoare lipsite de armonici. Apoi, prin proiectare, constructie si exploatare trebuie sa se evite domeniile neliniare de functionare a elementelor din sistem (exemplu saturatia la transformatoare) si sa se evite configuratiile ce pot forma circuite rezonante pentru armonicile cele mai probabil existente in sistem (de ex. linie aeriana lunga conectata cu o retea extinsa de cabluri). In fine, la consumatorii importanti, care constituie surse de armonici (de exemplu statii de redresare) se vor utiliza scheme de compensare.

Dezvoltarea ulterioara a retelei este o cerinta potrivit careia reteaua electrica existenta trebuie sa permita o extindere (dezvoltare) viitoare fara ca prin aceasta gradul ei de siguranta si simplitatea manevrelor sa sufere modificari esentiale.

Eficienta economica a investitiilor este cerinta care impune ca transportul si distributia energiei electrice sa se realizeze cu cheltuieli minime la o anumita putere transferata. Cresterea eficientei economice a investitiilor se realizeaza prin:

- reducerea la maxim a cheltuielilor de investitii prin adoptarea solutii-lor celor mai ieftine dintr-un numar de solutii posibile, care satisfac conditiile tehnice impuse;

- reducerea pierderilor de putere pe elementele retelei, prin alegerea unor aparate si instalatii ce prezinta randamente ridicate si prin exploatarea rationala a acestora.

Cerintele suplimentare impuse de impactul cu mediul inconjurator actioneaza ca restrictii, care trebuie respectate in mod obligatoriu. De exemplu, se impun restrictii de poluare estetica, fonica, atmosferica sau de deviere a traseelor in cazul unor zone urbane (chiar daca solutia tehnico-economica recomanda ca o linie de inalta tensiune sa treaca prin centrul unei zone urbane, aceasta solutie nu poate fi acceptata si traseul se modifica corespunzator).