Instalații și Rețele Electrice de Joasă Tensiune în Clădiri Civile

uie, în primul rând obtinuta din alte forme de energie si apoi distribuita fiecarui consumator în parte.

Datorita unor considerente practice si tehnice a aparut si problema transportului energiei electrice la distante apreciabile.

1.1. Evolutia producerii, transportului distributiei si utilizarii energiei electrice.

Dezvoltarea industriala si agricola din ultimele doua secole, a determinat o crestere considerabila a consumului de energie.

Daca la început, necesitatile reduse de energie determinau amplasarea consumatorilor lânga sursele de energie (eoliana, hidraulica), introducerea masinilor cu abur a marit independenta omului de formele de energie (vânt, apa) si puterile utilizate în procesele de productie.

Constituirea unor centre industriale si asigurarea acestora cu resurse de energie a determinat necesitatea transportului acestor resurse, deoarece centrele de consum si cele cu surse de energie nu coincideau. A aparut astfel problema gasirii cailor prin care aceste resurse sa fie transportate de la sursa la locurile de consum.

Transportul energiei mecanice de rotatie, obtinuta pe cale hidraulica sau pneumatica a înregistrat la timpul respectiv recorduri (750 - Schaffhausen cca. 200CP. - de la o instalatie hidraulica la o filatura) care astazi servesc doar pentru comparatii.

La Londra instalatia hidraulica de transmitere a energiei avea în 1894 o lungime totala de 112 km.

Prima transmisie pneumatica s-a construit în 1845 pentru saparea tunelurilor si a minelor. Parisul avea înainte de 1890 o centrala de 2000 CP si o retea de aer comprimat de 60 km.

Unele descoperiri ale stiintei au permis realizarea primelor surse de energie electrica, a primelor receptoare de energie electrica si apoi a tuturor instalatiilor de transmitere a energiei electrice la distanta.

Bazele teoretice ale noului domeniu ce începea sa se dezvolte a impus constituirea unui nou capitol al fizicii, electricitatea, iar ulterior electrotehnica. Fizicienii specializati în acest domeniu devin electrotehnicieni.

Electroenergetica a învins initial în competitia cu celelalte sisteme energetice în mare datorita iluminatului electric, '' regele abur '' a fost învins si datorita celorlalte avantaje ale energiei electrice în comparatie cu celelalte forme de energie.

În continuare, se va prezenta pe scurt istoricul producerii si a transportului energiei electrice. Astfel în 1795 apare pila Volta, care permite sa se întrevada posibilitatea utilizarii energiei electrice în iluminat. Pe vremea lui Napoleon la scoala politehnica din Paris, exista o pila de 500 V si 10 A.

În 1831 N. Faraday descopera fenomenul inductiei electromagnetice si realizeaza primele dispozitive de laborator pentru producerea curentului electric pe baza acestui fenomen:

(1.1.)

În 1832 Pixii realizeaza în Franta primul generator de curent alternativ monofazat. Ulterior realizeaza si o masina de curent continuu. Realizarile de acest tip devin apte pentru aplicatii industriale abia în anul 1871 prin dinamul lui Z.T.Gramme.

În 1838 E.H. Lentz stabileste principiul reversibilitatii masinilor electrice, deci posibilitatea realizarii motorului electric.

Inginerul francez H. Fontaine împreuna cu Gramme demonstreaza în 1873 la Viena ca dinamul poate functiona ca motor electric fig.1.1.

Dezavantajul acestui prim sistem de producere, transport si utilizare a energiei electrice l-a constituit randamentul scazut.

Din expresia pierderilor de putere:

(1.2.)

rezultau doua cai pentru reducerea pierderilor în reteaua de transport: cresterea sectiunii sau a tensiunii de transport (reducerea valorii curentului).

În 1874 inginerul rus F.A.Pirotkii face mai multe experiente privind transportul energiei electrice la distanta. Utilizând sinele unei cai ferate cu o lungime de 3,5 km, ajunge la concluzia ca transportul energiei electrice se poate face numai cu conductoare cu sectiune mare.

În 1880 M.Deprez si separat D.A Lacinov dovedesc ca transportul energiei electrice este posibil fara pierderi mari prin cresterea tensiunii.

În 1881 Deprez, cu ajutorul firmei AEG construieste o linie de transport în curent continuu fig.1.2., cu care realizeaza un randament de 25 %.

În urmatorii doi ani în Franta s-au obtinut randamente de 62 % cu aceeasi instalatie, crescându-se tensiunea pâna la 6000 V.

În perioada 1870-1881 interesul pentru iluminatul electric a stimulat producerea de energie electrica.

În 1883 au aparut primele sisteme de curent continuu cu trei conductoare alimentate de generatoare care aveau la borne tensiuni de 2x220 V sau 2x110 V, fig. 1.3.

Instalatii de distributie a energiei electrice în curent continuu au existat la noi, în Franta, Anglia, SUA, pâna în a doua jumatate a sec. xx.

Dupa 1880 când M.Deri, O.Blathy si Kk.Zipernovsky au perfectionat transformatorul si motorul de curent alternativ monofazat, au existat toate elementele pentru realizarea unui sistem de producere, transport, distributie si utilizare a energiei electrice. Acest sistem a fost realizat în 1884 la expozitia de la Torino de catre L.Goliar la tensiunea de 2 kV, L= 40 km si P= 20 kW.

Aceste sisteme monofazate corespundeau cerintelor receptoarelor de iluminat, dar nu si celor de forta, datorita caracteristicilor necorespunzatoare ale motoarelor monofazate.

Se impunea deci rezolvarea problemelor legate de motorul de curent alternativ, care sa aiba un cuplu de pornire mai mare.

În 1884 N.Tesla realizeaza un generator de curent alternativ bifazat si un electromotor corespunzator, prevazând si posibilitatea oricarui sistem polifazat. Acest sistem bifazat a fost aplicat de firma Westinghause în 1896 la hidrocentrala Niagara, cea mai mare centrala electrica din acea vreme. Acest sistem nu s-a impus datorita celor patru conductoare de care avea nevoie, pentru doar doua faze.

În 1889, M.O.Dolivo-Dobrovolski, sesizând avantajele sistemului trifazat fata de cel bifazat, a reusit sa rezolve problema motorului asincron trifazat, cât si a transformatorului. Ca urmare, realizeaza în anul 1890 un sistem, fig.1.4., pe stâlpi de lemn si cu izolatoare de portelan, care a functionat cu un randament de 80 %.