Instalații Electrice

CAPITOLUL I

ALIMENTAREA CU ENERGIE ELECTRICĂ A INTREPRINDERILOR INDUSTRIALE

1.1. SISTEMUL ENERGETIC.

AVANTAJELE UTILIZĂRII CURENTULUI ALTERNATIV FAŢĂ DE CEL CONTINUU

Energia electrică constituie principala formă de energie utilizată în întreprinderile industriale. Acest lucru se datorează următoarelor avantaje pe care energia electrică le are în comparaţie cu alte forme de energie şi anume:

- randamentele la care se produce, se transportă şi se distribuie spre consumatori sunt mult mai mici în comparaţie cu alte forme de energie;

- transportul şi distribuţia se realizează uşor;

- preţ de cost redus (energia electrică este de 6-7 ori mai ieftină decât energia aburului şi de 3-4 ori mai ieftină decât cea pneumatică).

Energia electrică este preluată din cadrul sistemului energetic naţional (S.E.N.), care a luat fiinţă prin interconectarea pe teritoriul ţării a tuturor centralelor electrice (indiferent de natura lor) precum şi a liniilor de transport şi distribuţie a energiei electrice spre consumatori.

Interconectarea în cadrul S.E.N. a centralelor electrice (C.E.) precum şi a liniilor de transport şi distribuţie spre consumatori prezintă următoarele avantaje:

- măreşte siguranţa in funcţionare;

- asigură continuitatea în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor;

- permite producerea energiei electrice în unităţi mari care funcţionează cu indicatori tehnico-economici ridicaţi;

- permite utilizarea combustibililor inferiori prin amplasarea centralelor lângă aceştia;

- reduce necesarul de putere de rezervă.

Schema cea mai generală a unui sistem energetic este ilustrată în figură:

Fig.1.1. Schema generală a sistemului energetic.

1 – element primar (sursă de energie);

2 – sistem de transport;

3 – generator sincron (de curent alternativ);

4 – transformator ridicător de tensiune;

5 – linie de transport şi distribuţie a energiei electrice;

După natura lor, liniilor electrice pot fi:

- linii electrice aeriene (L.E.A.);

- linii electrice în cablu (L.C.);

6 – transformator coborâtor de tensiune;

7 – consumatori de energie electrică

Elementele 3 şi 4 formează împreună C.E. (centrala electrică), 4, 5 şi 6 formează reţeaua electrică, 3, 4, 5, 6, 7 constituie sistemul electroenergetic,1 – 7 formează sistemul energetic.

După natura sursei de energie, adică a elementului primar, se disting următoarele tipuri de centrale electrice: termocentrale, hidrocentrale, centrale atomice, centrale eoliene.

În stadiul actual de dezvoltare a tehnicii, este raţional din punct de vedere tehnic şi rentabil sub aspect economic, ca energia electrică produsă în C.E. (indiferent de natura lor) să se facă la un nivel de tensiune de 6, 10, 15 kV. În schimb pentru transportul şi distribuţia energiei electrice la puteri mari şi la distanţe mari este indicat să se utilizeze înalta tensiune. Din acest motiv în schemă se introduce transformatorul ridicător de tensiune 4. Explicaţia constă în faptul că la înaltă tensiune curentul este mai mic şi va rezulta o secţiune mai redusă pentru conductoarele liniilor de transport şi distribuţie a energiei (elementul 5),(rezultă astfel o economie de material conductor). Altfel spus la înaltă tensiune scad şi pierderile de tensiune şi cele de putere pe elementele de reţea.

Un transformator lucrează pe legea inducţiei electromagnetice:

(1.1)

Dacă se neglijează pierderile dintr-un transformator se poate scrie că puterea electromagnetică din primar se transmite integral în secundar.

(1.2)

Dacă transformatorul este ridicător de tensiune vom avea , prin urmare curentul fiind mai mic, şi secţiunea conductoarelor liniilor de transport şi distribuţie a energiei va fi mai redusă rezultă economie de material conductor.

Astfel în S.E.N. pentru transportul puterilor mari (zeci şi sute de MW) la distanţe mari (zeci, sute de km), se utilizează tensiuni de 440, 220, 110 kV. Pentru transportul puterilor mai reduse la distanţe mai mici, se utilizează tensiuni de 80, 60, 35 kV.

În apropierea consumatorilor 7 se prevăd transformatoare coborâtoare de tensiune 6 care reduc nivelul tensiunii la cel necesar, astfel în întreprinderile industriale se utilizează următoarele nivele de tensiune:

- tensiuni înalte (6, 10 sau chiar 15kV) cum ar fi excavatoarele, podurile transbordoare din cariere, instalaţiile principale de extracţie, staţiile principale de compresoare, ventilatoare, pompe precum şi transportoarele de mare capacitate.

- tensiuni de 1440, 660, 500, 380 V pentru consumatorii de forţă cum sunt maşinile unelte din atelierele electrice, maşinile miniere din abataje, transportoare cu bandă sau raclete, compresoare de mică capacitate, pompe de evacuare a apelor de mică capacitate, ventilatoare de aeraj parţial.