Научная статья на тему 'EVALUAREA PIERDERILOR DE PUTERE şI ENERGIE ELECTRICă îN REţELE ELECTRICE DE DISTRIBUţIE DE MEDIE TENSIUNE DEZECHILIBRATE'

EVALUAREA PIERDERILOR DE PUTERE şI ENERGIE ELECTRICă îN REţELE ELECTRICE DE DISTRIBUţIE DE MEDIE TENSIUNE DEZECHILIBRATE Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
2873
120
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
INDICATORI DE NESIMETRIE A CURENţILOR ELECTRICI / CALCULUL PIERDERILOR DE PUTERE şI ENERGIE ELECTRICă

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Toader C., Golovanov N., Porumb R., Triştiu I., Bulac C.

Lucrarea este dedicată calculului pierderilor de putere şi energie electrică aferente liniilor electrice de medie tensiune, care din punct de vedere constructiv pot fi aeriene sau subterane, iar din punct de vedere funcţional pot fi trifazate sau monofazate, în regim armonic sinusoidal nesimetric, determinându-se indicatori de eficienţă energetică (ca de exemplu factori de nesimetrie negativă şi pozitivă) ale acestora. Se analizează un studiu de caz şi se argumentează rezultatele obţinute.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «EVALUAREA PIERDERILOR DE PUTERE şI ENERGIE ELECTRICă îN REţELE ELECTRICE DE DISTRIBUţIE DE MEDIE TENSIUNE DEZECHILIBRATE»

Assessing Losses of Power and Electrical Energy in Unbalanced Medium

Voltage Distribution Networks

Toader C.1, Golovanov N.1, Porumb R. 1, Trishtiu I.1, Bulac C.1, Mandish Al.1, M. Tirshu2

1 University Polytechnic of Bucharest, Bucharest, Romania 2Institute of Power Engineering of Academy of Sciences of Moldova, Chisinau, Republic of

Moldova

Abstract. The work is dedicated to calculating electricity losses related to power lines average voltage overhead or underground, which in terms of construction can be three-phase (three or four wire) in unbalanced sinusoidal harmonic, determining energy efficiency indicators (such as positive and negative factors of unbalance) thereof. It examines a case study and argues the results. Keywords: indicators of unbalance of electricity, power and energy loss calculation.

Evaluarea pierderilor de putere energie electrica in retele electrice de distribute de medie tensiune dezechilibrate Toader C.1, Golovanov N.1, Porumb R.1, Tri^tiu I.1, Bulac C.1, Mandi? Al.1, Tir^u M.2

1Universitatea Politehnica Bucure§ti, Bucure§ti, Romania 2Institutul de Energetica al Academiei de §tiinte a Moldovei, Chi§inau, Republica Moldova Rezumat: Lucrarea este dedicata calculului pierderilor de putere §i energie electrica aferente liniilor electrice de medie tensiune, care din punct de vedere constructiv pot fi aeriene sau subterane, iar din punct de vedere functional pot fi trifazate sau monofazate, in regim armonic sinusoidal nesimetric, determinandu-se indicatori de eficienta energetica (ca de exemplu factori de nesimetrie negativa §i pozitiva) ale acestora. Se analizeaza un studiu de caz §i se argumenteaza rezultatele obtinute.

Cuvinte-cheie: indicatori de nesimetrie a curentilor electrici, calculul pierderilor de putere §i energie electrica.

Оценка потерь мощности и электрической энергии в несбалансированных распределительных сетях среднего напряжения Тоадер К.1, Голованов Н.1, Порумб Р.1, Триштиу И.1, Булак К. 1, Мандиш А. 1, Тыршу М. 2

1 Политехнический Университет Бухарест, Бухарест, Румыния 2Институт Энергетики Академии Наук Молдовы, Кишинев, Республика Молдова Аннотация. Работа посвящена расчётам потерь мощности и электрической энергии на распределительных линиях электропередачи средней мощности, которые с точки зрения конструкции могут быть воздушного и подземного исполнения, а функционально - трёхфазные либо однофазные, в несимметричном синусоидальном гармоническом режиме, определяя показатели энергоэффективности (к примеру, показатели положительной и отрицательной асимметрии). Анализируется тематическое исследование, и аргументируются полученные результаты.

Ключевые слова: показатели несимметричности электрических токов, расчёт потерь мощности и электрической энергии.

Sistemele de energie electricä sunt considerate, la proiectare, ca fiind echilibrate §i incärcate simetric.

In aceste regimuri toate elementele componente - generatoare, transformatoare, linii §i utilizatori - prezintä parametri de circuit identici pe fiecare fazä, iar sistemele de tensiuni §i de curenti electrici, in orice sectiune, sunt simetrice. Dacä unul dintre elementele retelei sau ale utilizatorului se dezechilibreazä, regimul devine nesimetric (sau dezechilibrat), iar

sistemele de tensiuni §i curenti electrici î§i pierd simetria.

Aparitia dezechilibrelor sau a încàrcàrii nesimetrice determinà regimuri în care curentii electrici §i tensiunile de secventà pozitivà, negativà §i zero pot determina creçterea pierderilor §i chiar daune în functionarea unor echipamente.

Preocupàrile pentru limitarea efectelor induse de nesimetrii s-au concretizat în normative pentru operatorii de transport §i de distributie a energiei electrice.

Pentru evaluarea nesimetriei curbelor de tensiune sau de curent electric se folose§te teoria Fortescue a componentelor simetrice. Aceasta teorie se poate aplica numai marimilor sinusoidale; in practica marimile nesimetrice se refera la armonica fundamentala.

Se considera ca fiind relevanta numai componenta de secventa negativa a marimilor trifazate. Evaluarea utilizata in Europa pe baza teoriei Fortescue conduce la valori substantial diferite fata de evaluarea pe baza indicatorilor IEEE.

1.DEZECHILIBRUL RETELEI ELECTRICE - DEFINITII

9

Consecinta cea mai defavorabila a dezechilibrului de tensiune este circulatia unor componente de curent electric (negativa §i zero) ce produc pierderi suplimentare, cupluri parazite la motoare electrice de tensiune alternativa, cre§terea uzurii etc.

Cauzele care produc dezechilibrul sistemului trifazat pot fi:

• Temporare - in general, apar datorita influentei defectelor asupra retelei, care se pot produce intre doua sau mai multe conductoare cu sau fara punere la pamant; aceste defecte determina aparitia unor variatii ale tensiunii §i curentului electric, diferite pe cele trei faze §i dispar odata cu defectul;

• Permanente - dezechilibrul fazelor este provocat de cauze de natura constructiva (liniile electrice nu sunt perfect simetrice geometric sau in retelele de joasa tensiune, o parte din utilizatori sunt monofazati §i se alimenteaza din retele trifazate etc.). Propagarea sistemelor de secventa zero

(homopolara) este limitata de transformatoarele cu conexiune in triunghi. Propagarea tensiunilor de succesiune negativa (inversa) dintr-o retea de tensiune inferioara catre una de tensiune superioara se face cu atenuare puternica in functie de puterea de scurtcircuit a sistemului de tensiune ridicata, in timp ce propagarea dintr-o retea spre alta de tensiune inferioara se face cu o atenuare care depinde de prezenta ma§inilor rotative trifazate, care au un puternic efect de reechilibrare.

Simetrizarea curentilor electrici are drept efect principal scaderea pierderilor tehnice din retelele electrice atat ale utilizatorilor, cat §i ale SEN.

Calculul indicatorilor caracteristici ai marimilor nesimetrice in cazul regimurilor nesimetrice, se poate face cu ajutorul teoriei

componentelor simetrice (teorema lui Fortescue) pe baza datelor obtinute din mäsuräri din care sä rezulte valorile märimilor urmärite pe fiecare fazä sau íntre faze. Mäsurarea componentelor simetrice (pozitivä, negativä §i zero) este realizabilä, ín mod obi§nuit, prin montaje adecvate ale aparatelor de mäsurare specializate.

Simetrizarea retelelor se poate realiza fie pe cale naturalä, fie pe cale artificialä. Simetrizarea pe cale naturalä presupune incärcarea echilibratä a fazelor cu receptoare monofazate care sä realizeze simetria.

Dacä functionarea acestor receptoare este reciproc independentä, echilibrarea dispare cänd unul din receptoare iese din functiune sau i§i schimbä regimul de functionare din considerente tehnologice; este cazul cuptoarelor industríale monofazate sau bifazate (de inductie) sau al tractiunii electrice.

Simetrizarea naturalä este eficientä numai acolo unde regimul receptoarelor monofazate este relativ uniform, cum este cazul cartierelor de locuinte §i sträzilor, stadioanelor, halelor industríale etc. Puterile acestor receptoare sunt relativ mici.

Simetrizarea artificialä se realizeazä cu echipamente specifice, special concepute, care se conecteazä impreunä cu receptoarele dezechilibrate de puteri mari pentru a forma receptoare echivalente echilibrate.

2. NESIMETRII ALE TENSIUNILOR §I CURENTILOR ELECTRICI ÍN RETELE ELECTRICE

O retea trifazatä, compusä din linii, generatoare §i receptoare, poate fi reprezentatä intr-o schemä echivalentä prin impedantele respective. A§a cum s-a mentionat mai sus, in cazul in care impedantele pe cele trei faze ale retelei sunt identice, adicä au acela§i modul §i acela§i argument, reteaua se nume§te echilibratä. Dacä cel putin una din impedantele complexe diferä de celelalte, reteaua respectivä se dezechilibreazä.

Intr-un sistem trifazat echilibrat, alimentat cu un sistem de tensiuni simetric, curentii electrici care iau na§tere in diversele elemente, precum §i cäderile de tensiune corespunzätoare, formeazä sisteme trifazate simetrice.

Cu exceptia scurtcircuitului trifazat, celelalte tipuri de defecte intre conductoarele retelei, cu §i färä legäturä cu pämäntul, conduc la variatii de tensiune trecätoare nesimetrice in retea, mai mult sau mai putin pronuntate. Pentru studiul unor

astfel de scurtcircuite se utilizeazá teoría componentelor simetrice. Aplicarea metodei componentelor simetrice presupune calculul a trei componente independente (de succesiune pozitivá, negativá §i zero), fárá legáturi intre ele, in afara conditiilor de la locul de scurtcircuit. Fiecare dintre aceste componente are propria impedantá. Tipul de nesimetrie sau de dezechilibru din retea poate fi reprezentat printr-o interconectare intre retele echivalente de diferite succesiuni.

Dezechilibrul impedantelor, provocat de unele cauze de naturá constructivá sau dezechilibru provocat de repartitia neuniformá a sarcinii pe cele trei faze ale retelei de alimentare, conduce la aparitia unor regimuri nesimetrice permanente, care sunt caracterizate prin aparitia unor componente de secventá negativá/zero a tensiunilor §i a curentilor electrici in reteaua respectivá.

In general, din punct de vedere constructiv, liniile electrice aeriene de inaltá tensiune nu sunt „echilibrate". In cazul dispunerii celor trei conductoare ale unui circuit dupá várfurile unui triunghi echilateral, apare necesará o supraináltare suplimentará a stálpilor de sustinere §i o transpunere repetatá a conductoarelor pentru a simetriza aceste circuite, ceea ce uneori nu se poate realiza total. Chiar §i in aceste conditii rezultá un dezechilibru al impedantelor. In cazul dispunerii pe orizontalá a celor trei conductoare, conductorul central prezintá - la curenti electrici de secventá pozitivá/negativá - o impedanta inferioará cu 610% fatá de cea a celorlalte conductoare. In aceastá situatie, cáderea de tensiune este mai micá, ceea ce atrage o u§oará nesimetrie la bornele utilizatorilor.

Dezechilibrul sarcinii poate fi provocat, spre exemplu, de receptoarele cu constructie nesimetricá care, conectate la retelele trifazate, absorb curenti electrici diferiti pe cele trei faze. Aceastá situatie conduce la o nesimetrie a sistemului de tensiuni. Probabilitatea de aparitie a dezechilibrului pe cele trei faze este mai mare in cazul retelelor cu utilizatori monofazati sau bifazati (tractiune electricá, sudare, instalatii electrotermice monofazate sau bifazate, echipamente electrocasnice etc.).

In acela§i timp, in zonele rurale §i chiar in zonele urbane periferice, alimentarea sarcinilor reduse §i dispersate determiná un tranzit de putere prin liniile electrice mult inferior fatá de capacitatea acestora. In aceste conditii, preocupárile de reducere a cheltuielilor de

investitii au condus la aparitia §i dezvoltarea a§a numitului sistem mixt de distribuée trifazat-monofazat. Astfel de sisteme se întâlnesc în America de Nord (sistemul mixt cu neutrul distribuit cu conductor neutru), în Australia (Sistemul mixt fàrà conductor neutru). Acest mod de realizare a sistemului de distributie poate induce importante nesimetrii ale màrimilor electrice în sistemul trifazat de alimentare).

În functie de structura defectului care conduce la nesimetrie pot fi

• nesimetrii longitudinale, apàrute ca urmare a întreruperii unei faze;

• nesimetrii transversale, apàrute în urma unor scurtcircuite între faze sau fazà-pàmânt;

• nesimetrii simple sau multiple, în functie de numàrul de impedante sau admitante care intervin;

• nesimetrii, cauzate de componentele de secventà zero §i negative.

3. MARIMICARACTERISTICE §I NIVELURI ADMISIBILE

In general, nesimetria unui sistem de tensiuni (sau de curenti electrici) se evalueazä cu indicatori care exprimä procentual raportul dintre componenta de secventä negativä (inversä) §i/sau zero (homopolarä) pe de o parte §i componenta de secventä pozitivä (directä), pe de altä parte. Astfel se poate defini [1]:

• factorul de nesimetrie negativä ca fiind:

A~

(1)

in care: A- este valoarea efectivä a componentei de secventä negativä a tensiunii sau a curentului electric; aA - componenta de secventä pozitivä. • factorul de nesimetrie zero este A 0

k° = — , (2) ns A + v '

in care A0 este componenta de secventä zero a tensiunii sau a curentului electric.

In normative §i reglementäri se fac precizäri numai asupra nivelurilor admisibile de nesimetrie referitoare la tensiune. Astfel, in SR EN 50160/2012 [2] se considerä cä o retea electricä se poate considera practic echilibratä dacä factorul de nesimetrie negativä nu depä§e§te valoarea de 2%, consideratä ca limitä de compatibilitate

In nodul de sistem in care se conecteazä o substatie de alimentare a tractiunii electrice feroviare, factorul de nesimetrie negativä de tensiune poate ajunge pänä la 3%.

Uneori, pentru estimarea factorului de nesimetrie negativä de tensiune raportarea se face la tensiunea nominalä, considerându-se cä aceasta este suficient de apropiatä de componenta de succesiune pozitivä.

Nivelurile de planificare, utilizate în mod practic pentru evaluarea nesimetriei în reteaua electricä, pentru dezechilibrul de tensiune sunt egale sau mai mici fatä de nivelurile de compatibilitate §i trebuie sä permitä coordonarea dezechilibrelor de tensiune între diferitele niveluri de tensiune.

In tabelul 1 [3] sunt indicate valorile de planificare recomandate pentru diferite niveluri de tensiune.

Tabelul 1

Valori indicative ale nivelurilor de planificare pentru nesimetria de tensiune (factorul de nesimetrie negativä) pentru retele de MT, IT, FIT

4. CALCULUL PIERDERILOR DE

ENERGIE ELECTRICA ÎN RETELELE ELECTRICE ÎN REGIM ARMONIC NESIMETRIC

4.1. Introducere

Este cunoscut faptul partea tehnicä a pierderilor de putere §i energie electricä are douä subclase: realä §i teoreticä.

Componenta tehnicä teoreticä a pierderilor de energie se poate optimiza, în sensul minimizärii ei. In acest fel, pierderile de energie electricä pot fi considerate ca un indicator ce caracterizeazä functionarea retelei electrice respective [4].

4.2. Informatii necesare privind liniile electrice (LE)

Pentru calculul pierderilor de energie dintr-un PT este necesar sä se cunoascä topologia sau schema electricä monofilarä (fig. 1) [5];

In figura 1 au fost utilizate notatiile: я s este aria sectiunii transversale a

conductoarelor active; я l - lungimea liniei;

я p - rezistivitatea materialului conductoarelor

liniei electrice; я X0 - reactanta specificä longitudinalä a

conductoarelor liniei; я Bo - susceptanta transversalä a liniei; я G0 - conductanta transversalä a liniei.

Parametrii liniei electrice, cu n circuite, rezultä:

• Rezistenta §i reactanta longitudinalä a liniei

Rl ; Xl = ^ ; (3)

n ■ s n

• Conductanta §i susceptanta transversalä a liniei

G, = n ■ G0 ■ l ; Bl = n ■ B0 ■ L (4)

4.3. Graficul de sarcinâ al utilizatorului

Prin ipotezä se admite cä sistemul de achizitie are o interfatä ce poate achizitiona datele de la medie tensiune §i deci este posibilä obtinerea informatiilor privind märimile: U - tensiunea liniei,

I - curentul electric absorbit de utilizatorii de energie electricä,

P - puterea activä aferentä utilizatorului, Wa - energia activä aferentä utilizatorului la intervale de timp egale At,

Q - puterea reactivä a utilizatorului, Wr - energia reactivä în aceleaçi intervale de timp At.

Nivelul de tensiune

Nivelul de planificare Ln

kV

%

MT

1,

IT

1,4

FIT

0,

Nota 1 - Valorile indicate asigurä ca emisiile utilizatorilor de la JT §i ale instalatiilor nesimetrice sä permitä realizarea nivelului de compatibilitate de 2% a sistemelor de JT. Pentru retelele de MT la care se utilizeazä un nivel de compatibilitate de 3% (1,5 ori nivelul de compatibilitate de 2%), nivelul de planificarea poate fi ales de 1,5 ori valoarea indicatä în acest tabel (adicä valoarea de 2,7).

Nota 2 - Valorile indicate în tabel iau în considerare un factor de transfer egal cu 0,9 de la MT la JT §i de 0,95 la transferul de la IT la MT, cu un exponent egal cu 1,4 în legea de însumare. Alocarea este bazatä pe o egalä mpärtire a contributiei dezechilibrului la fiecare nivel de tensiune.

Nota 3 - Valorile din tabel nu au rolul de a controla nesimetria care apare datoritä unor evenimente necontrolabile sau exceptionale precum functionarea necorespunzätoare a unor echipamente, scurtcircuite, operatii de comutare etc.

intrare

ieçire

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

h .

l, s a)

Rc-l

X'l Л

U2 V3

b)

Figura 1 - Schema unei linii electrice: a) schema monofilara; b) schema echivalenta pe faza.

Datele obtinute permit constructia graficelor de sarcinä, atât pentru fiecare fazä în parte, cât §i pe ansamblul sistemului trifazat.

Indicatorii curbelor de sarcina cei mai utilizati sunt [6]:

- puterea aparentä medie Smed

Vw2 + W2 ;

S = •

med

t

(5)

f

- factorul de umplere ки:

S

к. = S21; (6)

SM

- factorul de formä al graficului de sarcinä

к

f

2 1 - a к, = a +--

f к

(7)

în care: SM este puterea aparentä maximä, a - factor de regresie cuprins în domeniul a G [0,15; 0,30] iar tf - timpul de functionare al utilizatorului.

4.4.Pierderi de putere çi energie electrica ale liniilor electrice de fara conductor neutru

4.4.1. Pierderi de putere çi energie activa ale liniilor electrice trifazate fara conductor neutru

În cazul liniilor electrice trifazate färä

conductor neutru, în constructie simetricä, sunt valabile relatiile [7]:

• Pierderile de putere activä APL

APj = P

+ Rj•(( + Il + Il ) (8)

în care

AP0 L = G L - U2

0 L oL n

(9)

• Pierderile de energie electricä activä

AWaL

AWaj = [AP0J + Rj-(IA - к\ + Il - кВ + Il - к1 )] (10)

în care: IA, Ib, Ic sunt curentii electrici medii de functionare ai liniei;

^ , ^ , ^ - factorii de formä ai graficelor de sarcinä pentru fiecare fazä.

Considerând tensiunile de alimentare simetrice, iar curentii electrici nesimetrici, ipoteza valabilä în sistemele de distributie, curentii electrici de secventä sunt [7]:

л Pozitivä

(I +)2 = l 3 12-E Il + 2 -E Iu -1v - cos {ф„ + 4 (11)

meF и ,veF

negativä

(I- )2 = [ J J - E Il + 2 ' E Iu - Iv - cos [фи, + 2 (12)

Unghiurile фи, apartin multimii:

ф e(фAв ;фи ) ; u,v e F (13)

unde F este multimea fazelor liniei, iar unghiurile фи, sunt:

TAl YA У В ■> УК '

ФсА = Фс-ФА .

(14)

Utilizând factorii de nesimetrie, relatia (8) devine:

Apj =AP0J + rJ -

V3-U„ -1+

1+( к;)2

Un

(15)

1

2

unde factorii kj se definesc cu relatii cunoscute tinand seama de relatiile (11) §i (12).

Marimile U = Un §i J+ sunt componentele de succesiune pozitiva ale tensiunii §i respectiv ale curentului electric, aceasta din urma fiind definitá cu relatia (12).

Daca se define§te factorul de forma kf cu

relatia :

t2. k2 + 12 • k2 + 12 • k2

k 2 _ TA k A B KB^TC kC

kf _ J2 + J2 + J2

(16)

atunci relatia (10) care dupa inlocuire cu factorii

de nesimetrie (kj) §i de expresiile

componentelor de succesiune pozitiva din (11) conduce la forma:

(17)

Se noteaza cu S marimea [2, 6]

s+_v3 •un • j + ,

(18)

care define§te puterea aparenta de succesiune pozitiva.

Daca se introduce factorul de incarcare al curentului electric aT definit de [5]:

a j _

J+ Jn

(19)

atunci relatiile (15) §i (17) devin:

APl _APoL +APl •

1 + (k-)2

AWl _{APol +APl • kf .aj .[1 + {kj

(20)

Alegand ca variabila marimea aT , derívatele functiilor din relatiile (20) se anuleaza astfel:

- pentru APL , aT = 0;

- pentru AWaL, aT = 0.

In ipoteza ca tensiunea retelei Un = const. in locul factorului de incarcare in curent electric definit in relatia (19), prin amplificarea acesteia cu tensiunea retelei se poate defini un factor de

incarcare in puteri aparente:

-.+

aS _

SI Sn

(21)

Variatiile expresiilor din (20) ín functie de factorul de incárcare al puterii aparente, aS, sunt prezentate in figura 2.

4.4.2. Pierderi de putere energie reactiva la liniilor electrice trifazate fara conductor neutru

Pornind de la relatiile de definitie ale márimilor asociate liniilor electrice trifazate fárá conductor neutru, in constructie simetricá, expresiile pierderilor de putere reactivá §i de energie reactivá rezultá.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• Pierderile de putere reactivá AQL

AQl =AQol + XfL \I2A + IB + IC ), (22)

in care

A00l _ B0lU; (23)

Pierderile de energie electrica reactiva

AWrí

AWl _

AQ0L + Xl

(Jl-kA + JB• kB + +JC• kC

(24)

2

PROBLEMELE ENERGETICIIREGIONALE 3 (32) 2016 ELECTROENERGETICA Utilizánd factorii de nesimetrie, relatia (22) devine:

1 + (k;)2 }(/+)2 (25)

W = ¡Aft; + AQfl • k) • aj • [1 + (k;)2]) • tf (27)

AQl = AQo L + X

fL

Variatiile expresiilor din (25) §i (27) in functie de factorul de incárcare al puterii aparente, aS, sunt 2 prezentate in figura 3.

Dacá se define§te factorul de formá kf cu relatia Relatiile obtinute sunt exemplificate in studiul de (16), atunci relatia (24) care dupá inlocuire cu la caz prezentat la paragraful 5 al lucrárii. forma:

as

a)

as

b)

Figura. 3 - Pierderi de putere AQL (a) de energie AWrL (b) in functie de factorul de incárcare in puteri aparente as .

5. STUDIU DE CAZ PENTRU O LINIE ELECTRICA DE MEDIE TENSIUNE

Utilizánd modelul matematic prezentat anterior, s-a realizat o aplicatie numericá pentru determinarea pierderilor de putere §i respectiv de energie pentru o linie electricá aerianá simplu circuit (n = 1) de 20 kV cu caracteristicile indicate in tabelul 2.

Tabelul 2.

Caracteristici ale conductoarelor pentru o linie aerianá de 20 kV

U n R0

n l Y s Xo R X

k cir k Sm/m m Q/k Q/k

V c m m2 m2 m m Q Q

2 1 1 15 0.2 0.3 3.1 5.5

0 5 35 0 1 72 5 8

Folosind relatiile prezentate anterior au rezultat valorile numerice din tabelele 3 §i 4, in care este

evidentiatá incárcarea dezechilibratá a liniei pentru care s-a efectuat aceastá analizá.

Tabelul 3.

Incárcárile pentru un tronson de retea electricá

dezechilibratá

IA IB Ic I-

A A A A A

100 50 86.6 76.38 28.87

Tabelul 4.

Incárcárile simetrice pentru un tronson de retea electricá echilibratá

I+ I-

A A

76.38 0

In Tabelul 5 sunt redate pierderile de putere in regimuri simetrice §i nesimetrice.

Tabelul 5.

Pierderi de putere energie pentru linia de 20 kV prezentatá in regim simetric §i nesimetric

I+ I kí APl AQl tf kf AWaL AWrL Wa CPT cazul

A A % kW kVAr ore kWh kVArh kWh % -

76.38 28.87 37.8 63.0 111.6 8760 1.05 613 978 23177 2.65 nesimetric

76.38 0 0 55.1 97.7 8760 1.05 536 855 23177 2.31 simetric

Datele din tabelul 5 pun în evidenta urmätoarele:

- în cazul real (regim nesimetric) pierderile de energie activä în procente sunt de 2.65%;

- în situatia compensärii nesimetriei de £/=37.8% (realizarea regimului simetric) pierderile de energie activä procentuale ajung la 2,31%.

6. CONCLUZII

Nesimetriile din retelele electrice pot determina:

■ încâlziri datorate pierderilor suplimentare în maçinile electrice rotative de tensiune alternativä;

■ cupluri parazite în maçinile rotative ce se manifestä prin vibratii;

■ alimentarea convertoarelor alternativ -continuu (punti redresoare) cu tensiuni nesimetrice conduce la aparitia de componente continue în spectrul armonic;

■ functionarea protectiilor de distantä este perturbatä de asemenea de prezenta tensiunilor de secventä negativä.

În sistemele electroenergetice trifazate, nesimetria tensiunilor §i a curentilor electrici, este o importantä sursä de pierderi suplimentare de putere §i energie electricä.

Aceste abateri de la regimul normal de functionare (simetric çi sinusoidal), trebuie sä fie identifícate prin mäsurätori adecvate preväzute de norme.

Dacä abaterile parametrilor caracteristici depä§esc valorile acceptate de reglementärile în vigoare, este necesar sä se prevadä mäsuri de corectie corespunzätoare.

Modelul teoretic dezvoltat este util prin elaborarea detaliatä a unor mäsuri tehnico-organizatorice, puncte de vedere financiare care sä valideze §i sä justifice strategia rentabilizärii distributiei energiei electrice [8].

Dintre mäsurile care pot fi adoptate pentru limitarea nesimetrie pot fi indicate:

- alegerea parametrilor liniilor (sectiune çi perditantä) astfel încât sä fie asigurat necesarul utilizatorilor cu minim de pierderi (putere çi energie);

- asigurarea regimului de mcärcare simetric çi echilibrat care permite, la acelaçi tranzit de energie electricä, randamente ridicate,

implicit pierderi de putere activä çi energie electricä minime; - mäsuri tarifare adecvate pentru o mai buna aplatizare a graficelor de sarcina care, în regim simetric (çi nesimetric), conduce la pierderi de putere çi energie mai mici. În cazul unor nesimetrii care depä§esc valorile admise pot fi utilizate instalatii specializate de simetrizare. La utilizarea acestora este necesar a lua în consideratie[9]:

- amplasarea eficientä a instalatiilor de simetrizare;

- dimensionarea tehnico-economicä a instalatiilor de simetrizare §i compensare a nesimetriilor;

Toate aceste elemente sunt cunoscute çi concretizate prin toate normativele în vigoare care trebuie completate cu studii pentru grafice tip de sarcinä ce vor putea permite elaborarea unor noi reglementäri în domeniul tarifelor de energie electricä convingätoare pentru utilizator de necesitatea ridicärii eficientei distributiei çi utilizärii energiei electrice.

Bibliografie

[1] Albert Hermina ç.a., Calitatea energiei electrice. Contributii. Rezultate. Perspective, Editura AGIR, Bucureçti, 2013.

[2] Caracteristici ale tensiunii în retele electrice publice de distributie, SR EN 50160:2011.

[3] Normä tehnicä energeticä privind limitare a regimului datorat conectärii instalatiilor nesimetrice în retelele electrice de transport §i de distributie, ANRE 2014.

[4] Czarnecki L. S., Power Related Phenomena in Three-Phase Unbalanced System, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 10, No.3, July 1995, pg. 1168.1176.

[5] Blackburn C.F., Evans R. D., Symmetrical components for Power Systems Engineering, Marcel Dekker Inc., New York 1993.

[6] Iordänescu I. ç.a., Instalatii electroenergetice çi elemente de audit industrial, Editura N'Ergo, Bucureçti, 2008.

[7] Georgescu Gh., Gavrilaç M., Rädä^anu D.,

Calculul §i reducerea pierderilor de putere §i energie în retelele electrice, Publisher Spectrum, Iaçi, 1997.

[8] Ferrero A., Leva S., Morando A., A systematic, mathematically and practically sound approach to the energy balance in three-wire three-phase systems, L'Energia Elettrica, vol.81, 2004.

[9] Golovanov N., Postolache P., Toader C., Eficienta §i calitatea energiei electrice, AGIR Publishing House, Bucharest, 2007.

Despre autori.

Profesor dr.ing. la catedra Sisteme Electroenergetice, facultatea Energetica, Universitatea Politehnica din Bucuresti, specialist in domeniul utilizarii eficiente a energiei electrice §i in domeniul calitatii energiei electrice, autor, prim autor sau coautor la un numar de peste 30 carti sau tratate. Are peste 100 lucrari stiintifice publicate in reviste de specialitate din tara si strainatate._

Profesor dr.ing la Universitatea Politehnica din Bucure§ti. Cursuri §i dezvoltarea de noi cursuri in ceea ce priveste resursele regenerabile de energie (RR), productie distribuita (DG), DG Integrarea in sistemele distri-butie electrice traditionale, calitatea energiei electrice si de eficienta energetica. E-mail: raduporumb@yahoo.com

Articolul a_ fostprezentat la Con ferinta "Energetica Moldovei 2016"

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.