Transport şi distribuţie prin sistem energetic naţional

4   TRANSPORT ŞI DISTRIBUŢIE PRIN SISTEM ENERGETIC NAŢIONAL

Transportul şi distribuţia energiei electrice

Energia termică şi electrică obţinută în centralele electrice este transportată şi distribuită la consumator cu utorul reţelelor de transmisie. Spre deosebire de energia termică, energia electrică poate fi transmisă la distanţe mari, dar nu poate fi folosită ca atare de către consumatori ale căror eceptoarele electrice o convertesc într-o formă convenabilă: uminoasă, mecanică, termică.

Producerea şi transportul energiei electrice (figura 1) se realizează, de regulă, sub formă de curent alternativ - sistem - fazat din următoarele considerente:

•    uşurinţa cu care o tensiune alternată de joasă tensiune se transformă în una de înaltă tensiune, şi invers;

•    complexitatea redusă a generatorelor de curent alternativ . mparativ cu cea a generatoarelor de curent continuu;

•evitarea problemelor create de coroziunea electrochimică, ^ecifice circuitelor electrice în curent continuu.

Sistemul energetic reprezintă complexul tuturor instalaţiilor aflate pe fluxul energiei: producere, transport- distribuţie, consum.

Acesta cuprinde amenajări pentru extragerea sau ...marea energiei surselor primare, centrale electrice, reţele de . nsmisie şi instalaţii de conversie a energiei în forma necesară . nsumatorilor.

Partea electrică a sistemului energetic este denumită sistem electric (electroenergetic) şi este compusă din:

•generatoare electrice instalate în centralele electrice;

•    eţea electrică;

•    eceptoare electrice.

Generatoarele de curent alternativ (alternatoarele) i j puteri unitare de până la 2000 MW (în ţara noastră se folosesc cele cu puteri de până la 330 MW) şi produc curent electric .tensiuni cuprinse între 6-3OKV, frecvenţă 50 Hz. Există şi generatoare electrice de puteri mici, cu tensiuni nominale sub iikv.

Reţeaua electrică (figura 2) preia energia generată :e centralele electrice şi o transmite consumatorilor. Reţeaua ejprinde staţii electrice (de transformare, de conexiuni) şi linii electrice (de transport, de distribuţie).

Identificaţi elementele componente ale sistemului electroenergetic.         

Staţiile electrice de transformare (figura 4) sunt instalaţii în care se transformă parametrii curentului menţinând frecvenţa constantă. Ele conţin transformatoare ridicătoare, respectiv coborâtoare de tensiune.

Staţii ridicătoare de tensiune

y

Transportul economic (cu pierderi cât mai mici) pe distanţe mari, de la locul producerii până la consumatori, constituie o problemă deosebită a electroenergeticii. Pierderile de energie datorate efectului termic al curentului electric sunt direct proporţionale cu rezistenţa electrică a conductorilor şi cu intensitatea curentului pe linia de transport. Pentru o anumită putere electrică care trebuie transportată, este evident faptul că scăderea intensităţii curentului presupune creşterea tensiunii. Astfel, transportul energiei electrice la distanţă se efectuează la tensiuni mai mari decât cele la care au fost produse. Primul element al reţelei electrice - staţia ridicătoare de tensiune creşte tensiunea, prin intermediul tranformatorului, la valori înalte (110 KV - 400KV) sau foarte înalte (peste 400 KV).

Liniile electrice

Energia electrică este transportată la distanţe mari prin linii electrice de înaltă tensiune sau foarte înaltă tensiune şi distribuită prin linii de medie sau joasă tensiune. Tensiunea nominală a liniei are una din valorile standardizate: 380V, 6 KV, 10 KV, 20 KV, 35 KV, 110 KV, 220 KV, 400 KV Când distanţele de transport sunt foarte mari, tensiunile liniei pot depăşi 400 KV.

Indiferent de tensiune şi destinaţie, liniile electrice pot fi realizate aerian sau subteran. în cazul liniilor aeriene, firele conductoare sunt susţinute de stâlpi, cu ajutorul unor elemente izolatoare (figura 5).

Liniile electrice aeriene sunt uşor accesibile în cazul defecţiunilor, dar ocupă spaţii mari şi sunt supuse permanent acţiunii agenţilor atmosferici şi poluanţi: precipitaţii, chiciură, vânt, praf, substanţe corozive. în cazul liniilor subterane, conductoarele sunt legate între ele prin „cutii de derivaţie" sau „cutii de înnădire" în funcţie de numărul de cabluri ce se ramifică la ieşirea din aceste puncte de legătură.

Liniile electrice subterane au avantajul că nu aglomerează spaţiile aeriene, nu prezintă pericolul electrocutării prin atingere directă şi au siguranţă mai mare în exploatare. Totuşi sunt scumpe şi greu accesibile în cazul defectării. Ele se folosesc în cazul legăturilor submarine, în zonele din apropierea ieroporturilor, pe sub căile ferate.

Staţiile coborâtoare de tensiune reduc tensiunea electrică a liniilor de transport la valori medii (6-35 KV) corespunzătoare liniilor de distribuţie. De la aceste staţii, amplasate în apropierea consumatorilor, se alimentează Itaţiile uzinale sau posturile de transformare (figura 6), în care fisiunea este coborâtă la valoarea de utilizare standardizată la 380 V pentru receptoare de joasă tensiune.

Reţele de distribuţie. Staţii electrice de conexiune Distribuţia energiei electrice către marii consumatori realizează prin linii de medie tensiune, iar pentru mici nsumatori prin intermediul liniilor de distribuţie, punctelor k distribuţie şi posturilor de transformare.

Liniile de distribuţie se află în prelungirea liniilor de transport şi asigură alimentarea cu energie electrică a fiecărui nsumator (figura 7). Punctele de distribuţie sunt   staţii electrice de conexiuni care realizează repartiţia energiei de o anumită tensiune. în cazul în care staţiile de transformare şi pe conexiune formează o singură instalaţie, acestea se numesc >talaţii de distribuţie. Posturile de transformare au rol similar cu staţiile coborâtoare de tensiune, reducând tensiunea la valori ase sub 1 kV.

Transportul energiei electrice în curent continuu gura 8) constituie o soluţie modernă bazată pe următoarele antaje:

. apaeitatea de transport în curent continuu este mai mare faţă cea în curent alternativ;

pierderile şi cheltuielile de investiţii, la aceeaşi putere ismisă, sunt mai mici; \ stemele energetice interconectate prin linii de curent continuu

sunt afectate de fluctuaţii ale tensiunii sau frecvenţei; » poluarea electromagnetică şi cea vizuală sunt mai reduse.

Receptoarele electrice ale consumatorilor

Consumatorii de energie electrică pot fi industriali sau casnici, cu funcţionare în curent alternativ sau în curent continuu. Receptoarele electrice ale consumatorilor preiau energia electrică şi o transformă în alte forme de energie. Ca număr, o pondere considerabilă o au consumatorii alimentaţi la tensiunea de 220 V.

Interconectarea sistemelor electrice

Amplasarea neuniformă în teritoriul ţării a centralelor electrice şi variaţiile mari, de la o zonă la alta, în ceea ce priveşte cantitatea de curent solicitată de consumatori au impus interconectarea tuturor producătorilor şi consumatorilor în cadrul unui sistem energetic naţional unic. Acest sistem asigură acoperirea necesarului energetic în condiţiile în care energia electrică nu poate fi stocată în cantităţi mari.

Interconectarea prezintă următoarele avantaje tehnice şi economice: optimizarea funcţionării centralelor electrice, reducerea pierderilor de energie în reţele, siguranţă în alimentarea cu energie de calitate a consumatorilor. De asemeni, prin existenţa sistemului energetic unic este înlăturată dependenţa consumatorilor de cantitatea de energie pe care o produc centralele electrice din apropiere.

Datorită acestor avantaje, sistemul energetic naţional ce cuprinde întreg teritoriul ţării este interconectat cu sistemele energetice ale ţărilor vecine (figura 9).