Transportul și distribuția energiei electrice - proiectarea unei rețele electrice

INTRODUCERE

Sistemul electroenergetic (SEE) sau sistemul electric de putere reprezintă ansamblul instalaţiilor destinate producerii, transportului, distribuţiei şi utilizării energiei electrice avînd drept scop alimentarea consumatorilor. Evoluţia sau involuţia unui sistem electroenergetic este univoc determinată de dezvoltarea consumatorilor ( sarcinii ). Particularitatea acestei stricte dependenţe este legată de anticiparea bazată pe studiile de prognoză. Deoarece investiţiile în sistemul electroenergetic sunt cele mai mari din toate ramurile economiei naţionale, duratele de execuţie ale obiectivelor variaza în cîteva luni şi cîţiva ani, dificultăţile legate de dezvoltare prin incertitudine a studiilor de sarcină fac necesară şi obligatorie utilizarea unui instrument matematic foarte complex cu destinaţia curentă şi proiectivă în viitor.

Extinderea instalaţiilor electrice ale SEE la nivelul suprafeţei unui stat se datorează în primul rînd neconcordanţei poziţiei zonale de ocurenţă a surselor de energie cu cea a centrelor de consum.

Se pot distinge trei mari categorii de sisteme: cu dezvoltarea planificată, sisteme intermediare şi sisteme cu dezvoltarea naturală.

Compoziţia SEE poate fi sistematizată prin: surse, reţea de transport, reţele de distribuţie şi consumatori. Sursele sunt centralele termo, hidro, nuclearo-electrice sau alte tipuri de centrale electrice. Reţeaua de transport cuprinde staţiile de evacuare, staţiile de conexiune şi liniile de transport de înaltă tensiune şi foarte înaltă tensiune. Reţelele de distribuţie cuprind staţiile de distribuţie, liniile de distribuţie de medie şi joasă tensiune. Majoritatea consumatorilor individuali sunt alimentaţi la nivel de joasă tensiune, consumatorii de puteri individuale de mari – sute de kW sau de ordinul MW.

Proiectarea şi exploatarea SEE are la bază principalele cerinţe de ordin general: siguranţă în alimentarea consumatorilor, calitatea energiei electrice şi soluţia tehnico-economică optimă.

Funcţionarea SEE este determinată de sarcina în mod normal, perturbaţiile de tip electromagnetic conducînd la regimuri tranzitorii singulare cu caracter trecător. O analiză de regim specific conduce la patru categorii de regimuri distincte: regimul permanent normal, regimul tranzitoriu al funcţionării normale, regimul de avarie sau de funcţionare perturbată, regimul permanent de după avarie.

În lucrarea dată vor fi examinate doar două regimuri de funcţionare: regimul permanent de funcţionare şi regimul de postavarie (sau permanent de după avarie).

Regimul normal de functionare este determinat pentru proiectare, dezvoltare şi exploatare, fiind regimul de durată în funcţionarea sistemului. Celelalte regimuri decurg intr-un interval de timp redus şi sunt aleatorii în histograma acestuia. Dacă nu sunt esenţiale pentru dezvoltare şi exploatare, ele au însă o mare importanţă în funcţionarea perturbată a sistemului şi în ceea ce priveşte siguranţa în funcţionare. Solicitările mari, distrugerile materiale, supravegherea specială sunt elemente care complică conducerea sistemului şi amplifică investiţiile în automatizări şi tehnica de calcul numeric.

1. BILANŢUL PUTERILOR ACTIVE ŞI REACTIVE ÎN PROIECTAREA

UNEI REŢELE ELECTRICE

1.1. Puterea activă debitată

Puterea activă a surselor debitată în reţea se determină conform relaţiei:

unde ,este puterea activă sumară a generatoarelor centralelor electrice din sistem furnizată în reţeaua electrică proiectată, MW;

- coeficientul de simultaneitate a sarcinii maxime active, ;

- numărul consumatorilor;

- sarcina maximă de iarnă a consumatorului racordat în nodul „i”, MW;

- valoarea relativă sumară a pierderilor de putere pentru elementele reţelei electrice, ;

1.2. Puterea reactivă disponibilă

Puterea reactivă disponibilă a surselor se determină după relaţia:

;

unde este puterea reactivă disponibilă a surselor de alimentare, MVAr;

, - puterea reactivă a sursei A, respectiv a sursei B, MVAr;

;

1.3. Bilanţul puterilor reactive

Puterea reactivă necesară pentru alimentarea consumatorilor este:

;

unde: este coeficientul de simultaneitate a sarcinii maxime reactive, ;

- puterea reactivă maximă a consumatorului racordat în nodul „i”, MVAr;

;

j - numărul de tronsoane ale reţelei electrice;

- pierderile de putere reactivă în tronsonul „j”, MVAr;

- puterea reactivă, generată de linia „j”, MVAr;

- valoarea pierderii de putere reactivă corespunzătoare fiecărei transformări, ;

– numărul treptelor de transformare, ;

- puterea totală aparentă a consumatorului racordat în nodul „i”, MVA;

;