Curs PACIE

I1.1. Definiţii

Un ansamblu de echipamente electrice interconectate într-un spaţiu dat şi reprezentând un tot unitar,, cu o funcţionalitate bine determinată, formează o instalaţie electrică.

Orice instalaţie electrică presupune deci o serie de echipamente electrice, precum şi interconexiunile dintre acestea, realizate prin diferite tipuri de conducte electrice.

Prin echipament electric se înţelege, în general, orice dispozitiv interconectat pentru producerea, transformarea, distribuţia, transportul sau utilizarea energiei electrice. Această ultimă destinaţie, reprezentând scopul final al întregului proces de producere, transport şi distribuţie, defineşte o categorie distinctă de echipamente, denumite receptoare electrice.

Receptorul electric este un ansamblu (dispozitiv) electric care absoarbe energie electrică şi o transformă în altă formă de energie (mecanică, termică, luminoasă etc.) în scop util. După destinaţie receptoarele electrice se clasifică în:

• receptoare de lumină,

• receptoare de forţă,

• receptoare pentru transmiterea informaţiilor,

iar după siguranţa în funcţionare:

• normale, cu o singură sursă de alimentare pe una sau mai multe căi,

• vitale, cu două sau mai multe surse de alimentare.

Ansamblul instalaţiilor electrice de producere, transport, distribuţie şi utilizare a energiei electrice, interconectate într-un anumit mod şi având un regim comun şi continuu de producere şi consum de energie electrică, alcătuiesc un sistem electroenergetic SE.

Reprezentarea schematică a unui sistem electroenergetic este redată în figura I.1.

Fig. I.1. Reprezentarea schematică a unui sistem electroenergetic

În sistemul electroenergetic naţional SEN, energia electrică se produce în centrale termoelectrice, hidroelectrice şi nucleare. În ultimul timp se acordă o atenţie tot mai mare centralelor care folosesc resurse regenerabile. xxx

Energia electrică produsă în centrale electrice se transmite la consumatori prin reţele electrice, formate din linii electrice aeriene LEA, linii electrice subterane LES, staţii de transformare ST şi de conexiuni SC, posturi de transformare PT. Importanţa alimentării cu energie electrică a consumatorilor impune o serie de condiţii tehnice şi economice reţelelor electrice, dintre care cele mai importante sunt:

• asigurarea continuităţii în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor (în funcţie de natura efectelor produse de întreruperea alimentării),

• siguranţa în funcţionare,

• asigurarea parametrilor calitativi ai energiei electrice furnizate,

• eficienţa economică a investiţiilor.

Sistemul electroenergetic naţional este realizat prin interconectarea sistemelor regionale create în jurul centralelor electrice amplasate în diferite zone geografice. Sistemul conţine mai multe noduri, reprezentate prin centrale electrice sau staţii de transformare. Având în vedere că orice centrală electrică are o staţie ridicătoare de tensiune pentru transportul energiei electrice produse (energia electrică la bornele generatoarelor centralelor electrice fiind de 24 kV), se poate considera că nodurile sistemului electroenergetic sunt constituite practic din staţii de transformare.

Drept consumator de energie electrică se consideră ansamblul instalaţiilor electrice de distribuţie şi utilizare aferente unei întreprinderi, instituţii sau colectivităţi. După natura consumului de energiei electrică, consumatorii se clasifică în:

• industriali şi similari,

• casnici, care folosesc energia electrică pentru iluminat şi utilizarea receptoarelor electrocasnice,

• terţiari: clădiri administrative, şcoli spitale.

După puterea contractată de consumatori deosebim:

• mici consumatori, cu puterea contractată sub 100 kW,

• mari consumatori, cu puterea contractată peste 100 kW.

Furnizorul (F) de energie electrică cuprinde ansamblul instalaţiilor de producere, transport şi distribuţie a energiei electrice. Racordarea consumatorilor la sistemul electroenergetic naţional SEN se face de regulă printr-o singură linie electrică de alimentare. Aceasta va fi prevăzută cu numărul minim de circuite necesare tranzitului energiei electrice în condiţii economice şi la parametri de calitate şi siguranţă ceruţi de consumator.

Energia electrică este transmisă de la furnizor la consumator printr-o staţie de primire (SP) care, după natura consumatorului, poate fi o staţie de transformare (ST), un post de transformare (PT) sau un tablou general (TG). Punctul de separaţie între furnizor şi consumator este denumit punct de delimitare (PD), reprezentat prin contorul care înregistrează consumul de energie electrică şi este amplasat înainte sau după staţia de primire (fig. I.2).

Fig. I.2. Legarea consumatorului la reţeaua furnizorului

Punctele de delimitare sunt distincte dacă prin fiecare din ele se poate asigura puterea necesară consumatorului, în caz de dispariţie a tensiunii în celălalt punct. Asigurarea continuităţii în alimentarea consumatorului din punctele de delimitare distincte presupune funcţionarea reuşită a automaticii de sistem şi a sistemului de alimentare extern în ansamblu.

Relaţia dintre furnizor şi consumator se stabileşte prin contractul de furnizare şi utilizare a energiei electrice cu următoarele prevederi principale:

- locul de consum, amplasamentul instalaţiilor de utilizare a energiei electrice,

- punctul sau punctele de delimitare,

- puterea contractată, cea mai mare putere medie orară sau pe 15 min, pe care consumatorul are dreptul să o absoarbe în perioada de consum,

- puterea la orele de vâr ale SEN, cea mai mare putere medie orară sau pe 15 min, convenită pentru a fi absorbită în aceste intervale de timp,

- puterea minimă de avarie, puterea strict necesară pentru a menţine în funcţiune receptoarele vitale,

- puterea minimă tehnologică, cea mai mică putere necesară consumatorului în regim de limitare, pentru menţinerea în funcţiune, în condiţii de siguranţă, a instalaţiilor pentru a evita pierderi de producţie nerecuperabile.

Nodul electric din amonte de punctul de delimitare constituie sursa în raport cu consumatorul considerat. Alimentarea consumatorilor de energie electrică se poate realiza de la una din următoarele surse:

• sursă de bază, care asigură alimentarea cu energie electrică a receptoarelor consumatorului în regim normal de funcţionare,

• sursă de rezervă, care asigură alimentarea cu energie electrică a receptoarelor consumatorului în cazul indisponibilităţii sursei de bază,

• sursă de intervenţie, care la indisponibilitatea sursei de bază sau de rezervă, asigură alimentarea cu energie electrică a unui grup restrâns de receptoare, în scopul evitării unor fenomene periculoase la consumator. Ea poate fi realizată sub forma unor centrale electrice proprii, a unor generatoare sincrone mici acţionate de motoare cu ardere internă, a unor grupuri Diesel cu pornire rapidă sau baterii de acumulatoare.

Instalaţia electrică înseriată între sursă şi un punct de consum considerat se numeşte cale de alimentare, aceasta putând cuprinde linii aeriene şi în cabluri, întreruptoare, separatoare, transformatoare etc.

Indisponibilitatea oricărui element al căii de alimentare conduce la întreruperea alimentării în punctul de consum respectiv. Întreruperea călor de alimentare ale unui consumator poate fi:

• întrerupere simplă, în cazul indisponibilităţii accidentale sau programate a unei singure căi de alimentare,

• întrerupere dublă sau multiplă, care afectează în acelaşi timp două sau mai multe căi de alimentare ale sistemului de alimentare, determinând o întrerupere totală sau parţială a alimentării cu energie electrică.

Staţia de injecţie a energiei electrice din SEN realizează coborârea tensiunii de la cea a liniilor de transport la cea a reţelelor de distribuţie ale consumatorilor. Staţia de injecţie poate fi o staţie de transformare ST (dacă tensiunea secundară este înaltă sau medie tensiune) sau un post de transformare PT (dacă tensiunea secundară este joasă tensiune).

Reţelele (instalaţiile) de distribuţie interioare ale consumatorului sunt constituite din liniile, staţiile şi posturile de transformare care preiau energia electrică de la barele secundare ale staţiilor de injecţie din sistem şi o transmit până la fiecare receptor în parte.