Criteriul Duratei de Recuperare a Investitiilor (dri)

Lista notațiilor utilizate în lucrare

factorul de putere, respectiv valoarea maximă și

medie;

costul unui transformator de putere de m.t/j.t în lei (Euro);

costul (tariful) energiei electrice active, în lei (Euro)/kWh;

durata de recuperare a investiției în ani;

gradul de utilizare economică, în %;

cheltuieli de investiții efective, în lei (Euro);

valoarea efectivă a curentului de sarcină, respectiv valoarea maximă și medie, în A;

valorile efective ale curenților de sarcină pe fazele A,B,C și conductorul de nul, în A;

valorile fazoriale ale curenților de sarcină pe fazele A,B,C și conductorul de nul, în A;

valoarea efectivă medie a curentului de sarcină, în A;

cheltuielile totale de investiții în lei;

joasă tensiune;

lungimea liniei electrice, respectiv lungimea laturii (tronsonului) în m (km);

linie electrică în subteran;

medie tensiune;

numar de elemente, (linii electrice, transformatoare), respectiv valorile minime și maxime luate în considerare;

puterea electrică activă, respectiv valorile maximă și minimă, în kW (MW);

P.C.C. punct comun de cuplare;

pierderile de putere activă la proba de mers în gol, respectiv în scurtcircuit a transformatorului,în kW;

pierderile de putere activă în regim echilibrat de sarcină, în linii și transformatoare;

rezistența electrică pe fază(linie electrică, transformator, etc.), în Q;

rezistentă electrică specifică pentru conductoarele de fază si respectiv conductorul de nul;

pierderile de putere reactivă la proba de mers în gol, respectiv în scurtcircuit a transformatorului în kVAr;

puterea electrică reactivă, respectiv valorile maximă și medie, în kVAr(MVA);

puterea aparentă, respectiv valorile maximă și medie, în kVA(MVA);

puterea aparentă economică corespunzătoare C.T.A.- minim, în kVA, (MVA);

puterea aparentă respectiv valorile maximă și medie, în kVA(MVA);

SEE sistem electroenergetic;

t timpul de funcționare al unui echipament sau instalație, de regulă, pe durata unui an, în ore/an;

timpul de utilizare al puterii maxime aparente,

respectiv al puterii active și reactive, în ore/an;

tensiunea nominală a instalației electrice, în V(kV);

valoarea efectivă a tensiunii de serviciu, respectiv valorile limită minimă și maximă admisă, în V;

Uniunea Internațională a Producătorilor și Distribuitorilor de Energie Electrică;

valorile efective ale tensiunilor de fază, în V (kV); valorile complexe ale tensiunilor de fază,în V (kV);

energia electrică activă, respectiv reactivă în kWh (MWh) și kVArh (MVArh);

pierderile de energie electrică activă (consum propriu tehnologic,) în kWh (MWh);

pierderile de energie electrică activă în linii și transformatoare în regim echilibrat de sarcină în kWh (MWh);

reactanța elementului de rețea, linie electrică sau transformator în ();

impedanța complexă a elementului de rețea, linie electrică sau transformator, în Q,

unghiul de defazaj între curentul de fază (linie) și tensiunea de fază (linie) corespunzătoare la sarcina maximă și medie, în (Q);

timpul de pierderi maxime pe un interval de timp (an) în ore/an.

CAPITOLUL 1

Noțiuni introductive

1.1.Considerații generale privind auditul energetic

Termenul audit energetic provine din limba engleză (energy audit) și este echivalent în limba română cu expresia analiza energetică pe bază de bilanț. El are ca obiect verificarea înregistrărilor la capitolele intrări și ieșiri, a calculelor efectuate, precum și analiza critică a termenilor bilanțului, finalizată cu o evaluare.

Auditul energetic este o componentă de bază și în același timp un instrument de lucru al oricărui program de acțiuni având ca obiectiv economisirea energiei. El este necesar în managementul energetic, oferind o imagine accesibilă a modului în care fluxurile de energie intră, se distribuie, se transformă și se consumă în interiorul unui sistem dat. De asemenea, auditul energetic pune în evidență schimburile cu exteriorul, schimburile între componentele sistemului, precum și modul în care sunt valorificate resursele energetice secundare.

Auditul energetic permite identificarea zonelor unde sunt amplasați consumatorii majori de energie și, în același timp, a punctelor critice în care se manifestă ineficiența, evaluând și mărimea pierderilor cauzate de aceasta.

Prin indicatorii de eficiență energetică determinați, precum și prin planul de măsuri propuse pentru îmbunătățirea acestei eficiențe, auditul energetic poate servi la elaborarea unei strategii având ca scop eficientizarea energetică a sistemului considerat prin acțiuni de raționalizare, reorganizare, modernizare, retehnologizare, etc.

Întocmirea unui audit energetic are la bază bilanțul energetic al carui contur este ales în funcție de nivelul de organizare a sistemului ce urmează a fi analizat. În cadrul auditului toate fluxurile de energie se raportează la o anumită unitate de masură (timp, producție, ciclu tehnologic).

La final, auditul energetic trebuie să descrie,pe baza unor indicatori,caracteristici, eficiența cu care a fost folosită energia. După cum este cunoscut în țara noastră eficiența energetică este în general de 3-3,5 ori mai mică decât în țarile industrializate. Acesta este și motivul pentru care Guvernul României a emis Ordonanța de Urgență privind energia electrică și termică (63/30.12.1998).

Chiar dacă cladirile din sectorul rezidențial și terțiar nu se încadrează în aceste consumuri este totuși probabil ca la intervale regulate de timp să fie audiate energetic pentru a se pune în evidență eficienta lor energetică, a se compara cu performanțele anterioare și a se stabili pe aceste baze măsurile de reducere a consumurilor energetice. Din punct de vedere al formei de energie investigate auditurile pot fi clasificate în termice, electrice și complexe.

Din punct de vedere al gradului de detaliere, auditurile sunt de trei tipuri: preliminare, scurte și comp1exe .

Auditul preliminar este forma cea mai rapidă și ieftină de auditare, întrucât nu necesită investigații detaliate. Se efectuează pe baza analizei facturilor energetice (gaz, energie electrică) și conexe (apă rece, aer comprimat etc), cât și a interviurilor. Rezultatele constau în identificarea zonelor cu pierderi energetice, prezentarea unor măsuri corective și analiza preliminară cost beneficiu.

Auditul general pornește de la analiza detaliată a facturilor energetice și conexe pe perioade extinse (12-36 luni) cât și de la rezultatele unor măsurători proprii în cadrul lui se face o evaluare detaliată a măsurilor de conservare a energiei, urmată de o analiză financiară pentru fiecare măsură propusă. Se identifică posibilitațile de conservare a energiei astfel încât să se asigure funcționarea la parametrii nominali a obiectivului audiat.

Auditul în detaliu este forma cea mai elaborată, necesitând măsurarea, analiza sau evaluarea directă a consumului de energie. Se analizează utilizarea energiei separat pe diverse componente .

Acțiunea este mai laborioasă, întrucât pe de-o parte trebuie să se determine participarea fiecărei cladiri individuale, departament sau centru de cost în consumul total Aceste informații pot fi obținute numai efectuând examinări la fața locului și măsurări amănunțite. Necesită analiză pe baza unui model complex, a modului de utilizare a energiei.

Ca și în cazul auditului financiar, un audit energetic prevede informații manageriale pentru a ajuta la luarea decizilor, de aceea datele se vor referii mai ales la perioada calendaristică premergătoare auditării.

Rezultatul auditului energetic poate fi folosit la:

-determinarea priorităților pentru investigații, audit sau examinare mai detaliată;

-evaluarea potențialului economiei de energie în raport cu indicatorii de performanță;

-justificarea economică a investiției în măsuri de eficiență energetică;

-identificarea cazurilor de acțiune imediată ,cum ar fi schimbarea tarifului combustibilului;

-creșterea cunoștințelor în domeniul energiei pentru toți angajații, prin prezentarea datelor referitoare la utilizarea energiei.

1.2.Considerații generale privind rețelele energetice

Transportul și distribuția energiei, ca orice proces industrial, presupune prin însăși condițiile de generare și consum stabilite diferențe între energia (puterea) intrată și cea ieșită dintr-o rețea, diferențe ce reflectă prețul obiectiv al transportului, respectiv al distribuției energiei, de fapt consumul propriu tehnologic aferent acestui proces.

Statistic, energia consumată pentru activitatea industrială, transport și distribuție este consemnată ca o pierdere de putere, respectiv de energie când, de fapt, ea reprezintă un consum propriu tehnologic aferent respectivei activități industriale și numai într-o oarecare masură consumuri tehnice nejustificate – pierderi. În literatura de specialitate se menționează necesitatea acestui mod de abordare, deoarece ceea ce reprezintă consum propriu tehnologic trebuie optimizat din punct de vedere tehnico-economic, iar pierderile trebuie eliminate. În figurile nr. 1 si nr. 2 sunt arătate două moduri de reprezentare a unui bilanț energetic pentru un sistem energetic dezvoltat, din care rezultă cota energiei pierdute în raport cu totalul resurselor energetice, al resurselor utilizate în centrale, precum și al energiei electrice produse în centrală.

Nivelul pierderilor de energie în rețele oscilează între 10% și 15% din energia produsă în centralele electrice, în funcție de structura rețelei, de condițiile de exploatare etc. În procesul de livrare a energiei electrice la consumatori, pierderile apar în etapele de generare, transport și distribuție, după cum rezultă din figura nr. 3.

Pierderile în rețele au o mare influență asupra indicilor tehnico-economici ai rețelelor, ele reflectandu-se în prețul transportului energiei electrice în proporție de 30-40%.

Raportate statistic, pierderile în rețelele electrice reprezintă diferența dintre energia emisa în rețele de către centralele electrice sau importată și energia electrică vândută consumatorilor, inclusiv cea exportată.

Ele cuprind trei elemente:

•consumul propriu tehnologic aferent procesului de transport și distribuție a energiei electrice;

•pierderi tehnice prin abateri de la regimul de funcționare proiectat, fie prin dezvoltarea incompletă a instalației, fie printr-o funcționare necorespunzătoare;

•pierderi comerciale (pozitive sau negative), rezultate din erorile introduse de calitatea grupurilor de măsură și organizarea evidenței energiei electrice, dar cuprinzând și unele consumuri nemăsurate, ca cele ale transformatoarelor de măsură, contoare, precum și furturi de energie electrică.

Cauzele principale ale acestor pierderi de putere și energie în rețelele electrice se consideră a fi:

•efectul Joule, la trecerea curentului electric prin conductoarele liniilor, înfășurările transformatoarelor și mașinilor electrice, etc.;

•efectul curenților Foucault în miezul magnetic al transformatoarelor și mașinilor electrice;

•pierderi prin izolație sau efect corona (caracteristice liniilor de înalta tensiune).

Este de menționat faptul că aceste pierderi considerate consumuri proprii tehnologice pot fi reduse în condiții tehnico-economice avantajoase numai până la anumite limite, având în vedere caracteriticile energetice de consum și caracteristicile tehnice ale instalațiilor electrice.

În procesele tehnologice de utilizare a energiei electrice se întâlnesc însa și urmatoarele categorii de pierderi ce pot fi de regula diminuate substanțial prin măsuri tehnico-organizatorice avantajoase din punct de vedere economic:

•pierderi datorate imperfecțiunilor constructive sau exploatării necorespunzatoare a unor utilaje (randamente scăzute ale transformatoarelor, contacte imperfecte);

•pierderi datorate abaterilor de la regimul optim al proceselor tehnologice;

•pierderi ca urmare a circulației inoportune de putere reactivă;

•pierderi prin subdimensionarea sau supradimensionarea unor instalații și receptoare;

•pierderi prin funcționarea în gol a utilajelor;

•pierderi suplimentare datorate funcționării receptoarelor în regim deformant sau, și dezechilibrat.

Cunoașterea nivelului pierderilor de energie electrică pe diversele trepte ale unei rețele, în diferitele ei elemente (linii, transformatoare), este necesară atât în faza de proiectare cât și în exploatarea și dezvoltarea ulterioară, pentru stabilirea regimurilor de funcționare și pentru dimensionarea rețelei.

Calculul pierderilor permite stabilirea prețului de cost al transportului energiei electrice, aprecierea eficienței măsurilor pentru reducerea pierderilor, trecerea la altă tensiune, utilizarea de noi circuite, alegerea puterii și a locului de amplasare a instalațiilor de compensare a puterii reactive, etc.

Este foarte important ca în proiectarea și în exploatarea rețelelor electrice, în urmărirea nivelului pierderilor, să se acorde în egală masură atenție problemei bilanțurilor, abordării corecte din punct de vedere tehnic a acestei probleme. Introducerea tehnicii de calcul face posibilă utilizarea unor metode, modele și programe de investigare, care permit stabilirea regimurilor optime de funcționare și exploatare, a nivelului corespunzator al consumului propriu tehnologic încă din faza de proiectare, depistarea piererilor în rețele, stabilirea eficienței măsurilor de creștere a randamentului rețelelor și de reducere a pierderilor, activitate care să conducă la o economie efectivă de energie electrică.

Tema proiectului se justifică datorită faptului că a crescut consumul care influențează calitatea energiei, în special la orele de vârf de sarcină când consumul casnic este maxim și când influențele negative asupra bunurilor de larg consum au pondere însemnată, fiind deci necesară reanalizarea în ansamblu a acestor rețele, a pierderilor înregistrate cu identificarea, detalierea și soluționarea tuturor cauzelor.

1.3.Condiții energetice și procesul tehnologic

Pe teritoriul administrativ al orașului Găești se afla un numar de 36 unitați de producție, depozitare și transport. Casele sunt grupate în platforma industrială Găești-Est, 12 unitați de producție și depozitare Găești-Sud și 17 în trupul de bază al orașului, integrate în zona de locuit.

Unitățile de producție și depozitare sunt grupate favorabil din punct de vedere urbanistic în două platforme industriale și anume :

-Găești-Est cu profil construcții de mașini;

-Găești-Sud cu profil dominant de depozitare.

Industria prelucratoare atrage circa 49% din forța de muncă activă, din care 48% reprezintă participarea feminină. Urmează ca pondere comerțul și alimentația publică circa 10%, apoi transportul și telecomunicațiile 6%.

Populația inactivă este de 56,35% din populația stabilă a orașului la nivelul anului 2011 din care femei 50,15%.

Ponderea o deține elevii și studenții, adică 40,39% urmați de pensionari 24,62%, întreținuți de alte persoane 18,05%.

Persoanele casnice reprezintă 14,33% din totalul populației inactive după situația economică.

Populația orașului Găești la recesământul din 1992 era de 18.566 locuitori.

Structura consumului de energie pentru localitatea Găești este mixtă preponderent mică industrie.

În prezent în orașul Găești sunt racordați la rețeaua de distribuție a gazelor naturale un numar de 5694 de abonați majoritatea sunt mici consumatori (2200 apartamente, 3194 case, 200 mici consumatori, 6 mari consumatori) având un consum mediu anual de 11.600.000 .

Un numar de 5700 cu un consum mediu anual de 1.500.000 sunt abonații la apa potabilă.

Energia electrică pentru întregul oraș este asigurată din stația 110/20 kV Găești de pe bara 1 sau 2 de 20 kV.

Din posturile de transformare sunt alimentați consumatori casnici și mici consumatori (societăți comerciale, două licee, trei școli etc) .

Numarul de abonați de energie electrică este de 5700 cu un consum mediu anual de 9400 MWh/an.

Rețeaua electrică de distribuție de 20 kV este amplasată în zona orașului Găești și are în componență 17 posturi de transformare cu o putere instalată de 3971.24 kVA

Factorul de putere mediu măsurat și luat în calcul este de 0.75 și se situează sub cel neutral .

În urmatorii 10 ani nu se prevede o creștere a puterii maxime absorbite.

Calculul prețurilor și tarifelor energiei în conformitate cu legile funcționării economiei de piață, este necesar să reflecte în mod corect costurile induse în sistemul energetic național de către fiecare tip de consumator, evidențiind volumul de resurse implicate în procesul de producere a energiei.

Cantitațile de resurse consumate în acest proces depind nu numai de calitatea de energie efectiv consumată, ci și de comportamentul energetic al consumatorului, adică de modul în care consumă în timp energia respectivă.

Facturarea consumului de energie se face pe baza citirii contoarelor, tot astfel reușindu-se determinarea pierderilor.

Pentru liniile electrice de transport a energiei electrice, determinarea pierderilor se face simplu prin citirea contoarelor de la cele două capete în același moment.

Procesul tehnologic constă în analizarea bilanțului energetic, ce face comparație între suma cantitaților de energie care ies din contur, raportate la o perioadă de timp (zi, lună, an).

Conturul energetic este o linie imaginară care unește toate punctele de măsurare prin care energia intră respectiv iese din rețea .

Consumul propriu tehnologic definit ca rezultat al balanței energetice pe un contur specific, reprezintă un indicator al performanței procesului tehnologic de distribuție a energiei. Ca indicator de analiză comparativă, se utilizează ponderea procentuală a consumului propriu tehnologic, față de energia achiziționată.

Consumul propriu tehnologic va fi :

În această diferență sunt incluse :

-pierderile tehnice corespunzatoare regimului de funcționare, consum care poate fi stabilit prin calcul;

-pierderi comerciale și alte consumuri necontrolate.

Eroarea în aprecierea consumului propriu tehnologic, prin diferența indicațiilor contoarelor se determină cu relația :

în care:

a = eroarea medie relativă a contoarelor surselor de energie;

b = eroarea medie relativă a contoarelor consumatorilor.

n si m — numarul contoarelor la surse, respectiv consumatori.

Diferența dintre pierderile determinate prin calcul și cele determinate prin evidență se consideră ca fiind comerciale.

Valoarea diferenței depinde de calitatea evidenței energiei și de :

– precizia mijloacelor de măsurare;

– corecta alegere a grupurilor de ± măsurare în raport cu condițiile de funcționare reale ale instalațiilor ;

– reacția contoarelor la sarcini mici;

– inexactitatea măsurării consumatorilor proprii în stații;

– decalajul și precizia în citirea contoarelor.

Deci:

unde: – – pierderi determinate prin calcul;

– – pierderi comerciale.

1.3.1 Sisteme de măsurare electronice care permit diminuarea pierderilor netehnice

Utilizarea pe scară din ce in ce mai largă a sistemelor de măsură cu performanțe deosebite aduce reale posibilitați în diminuarea pierderilor netehnice. Utilizarea grupurior de masură, care au în componența lor în contoare electronice, asigură urmatoarele:

posibilitatea utilizarii unui sistem de tarifare cu grad ridicat de complexitate prin utilizarea unui vast domeniu de date funcționale de consum;

posibilitatea unui riguros sistem de control al securitații sistemului de înregistrare a datelor funcționale, oferindu-se informații detaliate la orice tentative de violare a securitații sistemului, fapt ce determină eliminarea consumurilor frauduloase de energie;

contorizarea certă unidirecțională, sesizându-se implicit, eliminându-se erorile de montaj, precum și apariția unor dezechilibre între curenții de faze și nul;

grad mult mai mare de sensibilitate în înregistrarea energiilor vehiculate.

Referitor la gradul de sensibilitate a înregistrărilor energiilor vehiculate, în continuă scădere, menționăm existenta unor praguri de sensibilitate chiar de zece ori mai bune față de contoarele clasice de inducție. Se pot remarca diferențe nete existente între curenții minimi de pornire între contoarele electronice ABB sau AEM și contoarele clasice de inducție.

Trebuie remarcată necesitatea existenței unei strategii de permanentă intervenție în parametrii tehnici, organizatorici și funcționali ai proceselor de valorificare a energiilor livrate din conturul energetic. Elementele ce pot fi monitorizate și influențate au la bază, obligatoriu, diagnoze specifice elaborate pe baza datelor primare din sistemele de facturare și reflectă performanțele întregului sistem de facturare, dar și anumite comportamente energetice ale unor consumatori, respectiv influența unor anumiți factori externi ai sistemului. Elaborarea unor analize lunare pe categorii de consumatori permite depistarea din timp a unor deficiențe de natură subiectivă din cadrul sistemului de facturare cum ar fi, de exemplu, omisiunea din facturare a unor consumatori, elemente esențiale în corecta prognozare a consumurilor pe categorii de consumatori, respectiv pe nivele de tensiune.

Calculul prețurilor și a energiei în conformitate cu legile funcționarii economiei de piața, este necesar să reflecte în mod corect costurile induse în sistemul energetic național de catre fiecare tip de consumator, evidențiind volumul de resurse implicate în procesul de producere a energiei.

Cantitațile de resurse consumate în acest proces depind nu numai de calitatea de energie efectiv consumată, ci și de comportamentul energetic al consumatorului, adică de modul în care consumă în timp energia respectivă.

Facturarea consumului de energie se face pe baza citirii contoarelor, tot astfel reușindu-se determinarea pierderilor.

Pentru liniile electrice de transport a energiei electrice, determinarea pierderilor se face simplu prin citirea contoarelor de la cele doua capete în același moment.

CAPITOLUL 2

FUNDAMENTAREA NECESARULUI DE ENERGIE

2.1. Nivelul si structura consumului de energie electrică

2.1.1 Evaluarea sarcinilor electrice la consumatorii casnici, prin metoda analitică

Pentru stabilirea puterii medii instalate a unui consumator este necesară cunoașterea puterilor medii pentru diferite categorii de receptoare.

Ținând seama de dotarea diferențiată cu aparate electrice, precum și de gradul de utilizare care variază în funcție de zona respectivă și de tipul abonatului, consumul total energie electrică pentru uz casnic poate fi obținut prin relațiile :

, (2.1.1)

respectiv:

(2.1.2)

în care: N – este numarul consumatorilor;

– puterea nominală medie a aparatelor de tip j, în kW;

-durata de utilizare a aparatelor de tip j, în h;

m – numărul de tipuri de aparate;

– numarul de receptoare de tip j instalate la consumatori;

– gradul mediu de dotare al gospodăriilor cu receptoare de tip j;

Relația nr. 2 poate fi folosită pentru :

Determinarea consumului total de energie electrică de uz casnic, dacă pentru N se ia în considerare numarul total de abonați, iar pentru ()valori medii ;

Determinarea consumului de energie, diferențiat pe tipuri de consumatori, caracterizat prin diferite valori ale () și care se bazează pe cunoașterea gamei de aparate electrocasnice, a caracteristicilor lor energetice de bază () și a numărului de consumatori.

Necesarul de energie pentru un apartament (locuință ) este determinat cu relația :

(2.1.3)

în care : -necesarul de energie electrică pentru încalzirea și climatizarea locuinței;

-necesarul de energie electrică pentru pregătirea și conservarea hranei;

-necesarul de energie pentru pregătirea și conservarea hranei;

-necesarul de energie electrică pentru mecanizarea activitaților de curațenie;

-necesarul de energie electrică pentru iluminat ;

-necesarul de energie pentru activitați cultural distractive.

Influența consumatorului asupra rețelei de distribuție nu se manifestă însa prin consumul de energie electrică ci prin contribuția sa la consumul de putere, în patru momente caracteristice ale curbei de sarcină: la vârful de seară și de dimineață și la golul de zi și de noapte.

Necesarul de energie electrică pentru încalzirea spațiilor.

Instalațiile de climatizare concepute inițial numai pentru reducerea temperaturilor în încaperi, în perioade calde, se folosesc din ce în ce mai mult și introducerea căldurii în locuințe în anotimpurile reci (principiul pompei de căldură).

Necesarul de energie electrică pentru încalzire () se poate calcula cu

(2.1.4)

în care: G – este coeficientul de pierderi, în grad;

V – volumul locuinței, în ;

– numarul de grad – zile/an;

– diferența dintre temperatura medie de confort dintre locuință și temperatura medie din exterior, în ziua i;

z – numarul de zile dintr-un an

k – coeficient subunitar care ține seama de unii factori de reducere a consumului de energie electrică.

Necesarul de energie pentru prepararea apei calde menajere.

Soluția preparări apei calde menajere prin boilere electrice tinde să devină unică în zonele în care nu se dispune de gaze naturale. Soluția prezintă avantajul oferit de comoditate, care este hotărâtor în acest caz.

Necesarul de energie electrică pentru prepararea apei calde menajere se poate determina cu relația:

(2.1.5)

în care: D – este consumul zilnic de apă caldă, în 1/zi;

– diferența medie de temperatură dintre apa caldă și cea rece;

– randamentul transmisiei (0,85- 0,9).

Necesarul de energie electrică pentru pregatirea și conservarea hranei.

Prepararea și conservarea hranei necesită receptoare cu puteri instalate mari, deși energia consumată reprezintă, chiar în țări cu grad avansat de dotare cu astfel de aparate, numai 1/3 din consumul casnic total. Contribuția la vârful sistemului este foarte mică.

Necesarul de energie pentru pregătirea și conservarea hranei se determină pe baze statistice, putându-se considera urmatoarele valori:

– mașini de gătit electrice 1000-1500;

– aparate electrice culinare 15-30 ;

– aparate pentru răcirea și 300- 600 ;

conservarea alimentelor

Total 1315- 2130

Necesarul de energie electrică pentru mecanizarea activitaților de curățenie.

Se stabilește prin însumarea componentelor ajungând la valoarea orientativă de

, din care majoritatea se consumă pentru încalzirea la spălatul, uscatul si călcatul rufelor.

Necesarul de energie electrică pentru iluminat.

Se determină în funcție de nivelul de iluminare mediu, suprafața locuințelor și numarul de ore de utilizare, cu ajutorul relației:

(2.1.6)

în care: S – este suprafața locuinței, în ;

E – iluminarea medie, în lx;

– timpul de utilizare, în;

– randamentul mediu al instalației de iluminat;

– randamentul lămpilor, în .

Necesarul de energie pentru activitați cultural-distractiv.

Aparatele din această categorie (televizoare, radiouri, calculatoare și aparate de proiecție) contribuie în mare masură la orele de vârf. Se poate considera tendința spre o dotare de 100% cu astfel de receptoare. Considerând o dotare de 100% cu astfel de aparate, rezultă .

Determinarea necesarului de energie electrică ținând seama de cota de participare a aparatelor electrocasnice.

Determinarea necesarului de energie electrică și a principalelor caracteristici de consum trebuie să țina seama de cota de participare a aparatelor electrice la consumatorii casnici.

Pentru fiecare categorie de consum () trebuie facută o analiză a aparatelor de utilizare și a regimurilor lor de funcționare determinându-se :

W = consumul anual de energie electrică în;

= puterea de vârf propie, în kW;

= contribuția la golul de zi (la nivelul locuinței) ;

= contribuția la golul de noapte (la nivelul locuinței);

= coeficient de nesimultaneitate (la nivelul postului de transformare).

Tabel 2.1 (Bibliografie 3 pag 40)

Necesarul de energie electrică ținând seama de cota de participare la curba de sarcină aaparatelor electrocasnice:

Nota : – puterea absorbită la vârful de dimineață;

– puterea absorbită la vârful de seară;

– puterea absorbită la golul de zi ;

– puterea absorbită la golul de noapte.

Trebuiesc analizate posibilitațile de asigurare a necesarului de energie pentru fiecare categorie de consumator, cu consum minim de energie și cu utilizarea optimă a disponibilitaților curbei de sarcină. În Tabelul 1 apar activitațile casnice cu consum posibil de energie electrică, cu diferite variante de aparate electrocasnice. Cu datele din acest tabel se pot calcula puterile absorbite din rețea, în diferite variante de consum. Dacă se face un indicator de consum specific rațional de energie electrică pentru o locuința medie pe an, din mediul urban fără utilitați electrotermice, exprimat în kilowatt ore pe an, se obține conform Tabelului 2 pentru locuințele cu termoficare și gaze naturale la lucrători – o valoare medie de 1450 , iar pentru cele cu bucătării cu plite electrice o valoare medie de 2530 .

Tabel 2.2 (Bibliografie 9 pag324)

Indicatorii de consum specific de energie electrică pe o locuință medie pe an.

unde : – puterea activă maximă;

– puterea medie.

2.1.2 Determinarea consumului de putere și energie electrică la consumatorii edilitari și social-culturali

Pentru determinarea puterii maxime cerute de fiecare categorie de consumatori edilitari și social- culturali, în cazul când nu se dispune de alte date, se vor folosi consumurile de putere indicate în tabelul urmator.

Consumul specific de putere la consumatorii edilitari si social-culturali

Tabel 2.3 (Bibliografie 3 pag 342)

* se vor adopta de la caz la caz în funcție de specificul orașului.

Cifrele din tabelul de mai sus reprezintă media anuală a valorilor maxime probabile pe unitatea de consum, sau pe unitatea de suprafață. Acestea sunt prevazute pentru doua situații dictincte și anume :

Varianta A – fără consum de energie electrică la încalzirea spațiului

Varianta B – cu consum de energie electrică la încalzirea spațiului.

Pentru determinarea consumului de energie se va ține seama de tipul de utilizare a puterii maxime conform relației :

(2.1.7)

2.1.3 Coeficienții de nesimultaneitate pentru determinarea puterii solicitate

de un grup de consumatori

Acești coeficienți se impart în 3 categorii :

a) Coeficienți de nesimultaneitate pentru consumatorii casnici, care se aplică pentru determinarea puterii solicitate de un grup de consumatori sunt indicați în Tabelul 2.4.

Acești coeficienți de nesimultaneitate servesc la stabilirea puterii maxime simultane solicitată de consumatorii unei scări de bloc, a unui bloc de locuințe, sau la nivelul postului de transformare.

b) Coeficienții de nesimultaneitate și consumatorii edilitarii socio-culturali, în cazul în care nu se dispune de date statistice mai exacte, se pot considera cu urmatoarele valori – conform tabelului urmator :

Tabel 2.4 (Bibliografie 3 pag 44)

– iluminat general și comercial : 0,95

– magazine, restaurante : 0,95

– Birouri, biblioteci : 0,9- 0,95

– Hoteluri : 0,85- 0,9

– Spitale, policlinici : 0,7- 0,8

– Teatre, cinematografe : 0,85- 0,9

– Iluminat public : 1

c) Coeficienții de nesimultaneitate ai rețelelor de distribuție de medie tensiune . Se dau în funcție de numarul de transformări conform tabelului următor :

Tabel 2.5 (Bibliografie 3 pag 44)

Valorile mai mici ale coeficientului de nesimultaneitate se iau pentru transformatoare cu puteri ≥ 400 kVA.

Pentru factorul de nesimultaneitate pentru aceste rețele se poate lua și o valoare globală de 0,9 iar pentru barele punctelor de alimentare de 0,81 (pentru fiderii de alimentare).

Pentru stația de transformare pe linia de înaltă tensiune, coeficientul de nesimultaneitate este de 0,7- 1 aplicat sarcinilor fiderilor.

2.1.4 Analiza structurilor și caracteristicilor rețelelor electrice de distribuție

de medie tensiune

a) Scheme de stații de transformare folosite în rețelele de distribuție de medie tensiune.

Stațiile de transformare care deservesc rețelele electrice de distribuție trebuie să prezinte o mare siguranță în funcționare, deoarece de ele depinde de multe în alimentarea unui întreg oraș. Deci criteriul esențial în proiectarea acestor stații constituie siguranța în funcționare.

În cele ce urmeaza se face o analiză a diverselor scheme de stații de transformare utilizate cel mai frecvent în rețelele de distribuție cu scopul de a se desprinde soluțiile cele mai indicate din punct de vedere tehnico-economice, ce pot fi utilizate în aceste rețele.

Schemele vor fi analizate numai pentru partea de medie tensiune, deoarece partea de înalta tensiune a acestor stații este strâns legată de partea de sistem, iar soluțiile sunt analizate pe ansamblul sistemului energetic.

Stațiile cu bare colectoare simple, secționate (fig. 1) prezintă avantajul că oricare secțiune de bare poate fi scoasă din funcțiune fără să afecteze cealaltă secție de bare.

Pentru o folosire cat se poate de bună a acestei soluții, plecările se vor repartiza pe cele doua secții de bare, astfel că un sector de rețea să poată fi alimentat de la ambele secții de bare.

Fig. _I Schema unei stații de transformare cu tiara colectoare simplă, secționată.

Stații cu dublu sistem de bare colectoare (fig. 2). Dublarea instalațiilor dublează costul de investiții însă aceste cheltuieli sunt justificate acolo unde siguranța alimentarii este esențială.

Schema cu bara dublă poate fi modificată în diverse feluri; una sau amândouă barele pot fi secționate în orice numar de secții dorit, folosind fie întreruptoare, fie separatoare de secționare.

Fig. 2 Schema unei stații de transformare cu bare colectoare duble.

b) Scheme de posturi de transformare folosite în rețelele de distribuție de medie tensiune.

În ceea ce urmează voi prezenta doua scheme de posturi de transformare:

Postul de tip A oferă cea mai bună continuitate în exploatare, deoarece un defect în transformator sau în circuitul de alimentare este izolat prin deschiderea întreruptorului liniei și a întreruptorului de joasă tensiune corespunzător transformatorului defect (fig. A) . Acest tip de post nu produce o întrerupere a alimentarii consumatorilor el având prevazut pe partea de joasă tensiune cel puțin doi fideri.

Fig. A Post de transformare cu doua transformatoare, cu bare pe partea de joasă tensiune.

Un grad mai scazut de continuitate în alimentare o prezintă schema postului B care este denumită post tip duplex (fig. B). Întreruptorul dintre transformatoare este normal deschis și el se închide printr-o comandă automată în cazul căderii unuia dintre transformatoare.

Posturile de transformare care alimentează consumatori importanți sunt echipamente cu întreruptoare pe partea de medie tensiune si alimentate din două surse separate.

În prezent, se constată extinderea concepției realizarii posturilor de transformare capsulate, cu aparataj debrosabil și tendința utilizarii transformatoarelor uscate în locul celor cu ulei, datorită siguranței sporite în ceea ce privește pericolul de incendii.

2.1.5 Tratarea neutrului în rețelele electrice de distribuție de m.t.

Punctul neutru este acela unde potențialul este zero.

Tratarea netrului este una din problemele de concepție cele mai complicate ale rețelelor electrice de distribuție de m.t. datorită numarului mare de parametri ce trebuie luați în considerare și este unul din factorii ce depind de siguranța în funcționare a rețelelor electrice unde cca. 80% dintre defecte sunt accidentale și trecătoare între fază — pământ ale căror cauze în general sunt multiple, cum ar fi: descărcările atmosferice, păsările, crengile, alte obiecte aruncate pe linie etc.

Forma de manifestare a acestui defect și consecințele pentru consumator după dispariția defectului depind mult de modul cum este tratat neutrul .

Înfășurările transformatorului, corespunazator neutrului rețelei în care apare punerea la pământ.

Modul de tratare a neutrului într-o rețea cu o anumită tensiune este o caracteristică a acestuia. Din punct de vedere al tratării neutrului, se pot distinge urmatoarele tipuri de rețele:

a)-cu neutrul izolat (nelegat la pământ)

b)-cu neutrul legat la pământ : – prin bobină sau rezistență;

– legat direct la pământ sau printr-o rezistență foarte mică.

Prin tratarea neutrului se urmarește ca în cazul punerii la pământ a unei faze să nu fie întreruptăalimentarea cu energie electrică a consumatorului și să creeze condiții, ca arcul electric care apare la defect să se stingă într-un timp foarte scurt. Valoarea și natura curentului care circulă în pământ prin locul defect în perioada cât există arcul electric depinde de tensiunea rețelei, de tipul rețelei (LEA, LEC), și de lungimea lor, de modul de tratare a neutrului.

2.2 CALCULUL NECESARULUI DE CALDURĂ

2.2.1. Calculul necesarului anual de energie pentru încalzire

Evaluarea consumului anual de energie pentru încalzire este necesarăpentru eficientizarea energetică în domeniul construcțiilor. Consumul anual se referă la energia finală (EF) (caldură și electricitate) folosită în cladire pentru încălzirea spațiilor și sub formă de apă caldăși la energia primară (EP) conținută de combustibili utilizați și din care se obține energia secundară (ES) care acoperă necesarul de energie finală al cladirii.

Schema bilantului energetic

Fig.2.1. Componentele consumului de energie luat în considerare pentru

eficientizarea energetică a clădirilor civile

Calculul pleacă de la:

-caracteristicile geometrice ale clădirii, respectiv volumul construit măsurat la exterior (Ve), volumul încălzit (), suprafața utilă încălzită, suprafața totală a anvelopei (A) unde:

(2.2.1)

-caracteristicile termotehnice ale elementelor ce constituie anvelopa cladirii, prin coeficienții de transfer termic ;

-numarul de grade ore anual;

-rata ventilării naturale ;

-aporturile solare prin ferestre. Este o valoare impusă dacă nu există date obținute prin masuratori la construcția respectivă. Se evaluează prin relația:

(2.2.2)

unde: g – permeabilitatea efectivă a ferestrelor la radiația solară, ținând seama că radiația solară nu cade perpendicular pe geam ;

– suprafața ferestrei egală cu golul ferestrei, ;

– energia solară anuală incidentă în perioada de încalzire ;

0,567 – coeficient care ține seama de toc și cercevele, de umbrire, de abatere de la orientarea considerată.

-aporturile de activitați interne evaluate în funcție de (aria orizontală încalzită):

2.2.2. Necesarul de energie pentru o locuință din mediul urban

Energia se folosește într-o clădire sub formă de energie termică pentru încalzire și prepararea apei calde menajere, energie electrică pentru iluminat și pentru alimentarea instalațiilor electromecanice. Indiferent de destinație cladirile necesită o anumită cantitate de energie. Se va analiza în special consumul de energie aferent clădirilor de locuit.

Energia pentru incălzire și climatizare

a) În sezonul rece energia se folosește pentru asigurarea confortului termic în interior. Aceasta presupune realizarea unei corelații între temperatură și umiditate. Pentru aceasta este necesară o încalzire și o ventilație corectă a locuinței. În caz contrar în sezonul rece igrasia și mucegaiul se pot forma pe pereții băilor, bucătăriilor, dormitoarelor și în spatele corpurilor masive de mobile. Umiditatea poate proveni din exterior sau din interior. Aerul conține ape sub formă de vapori. De exemplu la el constituie, iar lapoate conține. Aerul umed în contact cu suprafețele reci se condensează, ducând la umezirea treptata a pereților. Un perete umed conduce de trei ori mai multă energie spre exterior decat unul uscat. În timp apare și deteriorarea materialelor din perete.

b) În sezonul cald energia este utilizată pentru climatizare deoarece apare disconfortul generat de temperaturile ridicate.

Pentru a economisii energia, în ambele cazuri este necesară o izolație corectă a anvelopei cladirii, prin îmbunatațirea termoizolației (pereți exteriori, ferestre, acoperiși, subsol), cât și menținerea în stare bună de funcționare a instalațiilor de încalzire și de climatizare. În ultima vreme a crescut mult numarul instalațiilor de climatizare, deci și consumul de energie electrică aferent clădirilor. Detalii privind modul de îmbunatațire a izolației sunt tratate în detaliu în ultima vreme.

Se pune intrebarea care este ponderea fiecărei activitați în consumul total de energie al unei gospodării. Este important de cunoscut de asemenea ponderea cheltuielilor, a costurilor, în factura pentru energie.

S-a prezentat un studiu de caz realizat pentru o locuință individuală formată din 4 camere, baie, bucătărie, construită în anul 1980. Ea este locuită de 3 persoane. Dotarea cu aparatura electrocasnică are un nivel situat cu puțin peste nivelul mediu. Iarna, temperatura interioară este de.

Consumul anual de energie pentru principalele activitați ale gospodariei se prezintă astfel:

• încalzire -gaze naturale – 2150

• apă caldă menajeră -gaze naturale – 420

• prepararea hranei -gaze naturale – 340

• iluminat și utilizari electrocasnice -energie electrică – 1080 kWh

Ponderea valorică a activitaților în factura de energie lucrurile se prezintă astfel:

Încalzire:

58,5 %

Apă caldă menajeră:

11,6%

Prepararea hranei:

9,8 %

Iluminat și utilizari electrocasnice:

20,1 %

TOTAL

100 %

Pentru gaze și energie electrică s-au folosit prețuri medii corespunzătoare anului 2014.

Aceste date pot diferi de la o zonă geografică la alta, de la o familie la alta, ele fiind influențate de dotarea locuinței și de nivelul de trai, implicit de veniturile acesteia.

La nivel național în România consumul global mediu anual a scazut de la 2,7 TEP/loc în 1990, la 1,8 TEP/loc în 2001, media mondială fiind de 1,76 1 EP/loc an. Consumul de energie electrică este de aproximativ 2000 kWh/loc an, din care consumul casnic este de 340 kWh/loc an. Detalii se dau în publicațiile de specialitate. Comparativ cu nivelul mondial, aceasta reprezintă valori medii.

CAPITOLUL 3

DIMENSIONAREA REȚELEI ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

3.1 Calculul curenților pe tronsoane și pe linii

Pe baza valorilor curenților absorbiți, valorile calculate zi de control considerate caracteristică (ianuarie 2014) pe partea de joasă tensiune a transformatoarelor în tele de transformare ale zonei analizate (anexal) s-au stabilit puterile cerute de consumatori cu relația :

(3.1.)

Ținând cont de faptul că majoritatea consumatorilor sunt mici consumatori (societați comerciale) și casnici pentru stabilirea factorului de putere mediu s-a recurs la măsuratori în diverse zone . În urma măsurătorilor a rezultat un.

Pentru partea de medie tensiune ()s-au stabilit valorile curenților cu relația :

prezentată în anexa 2, atât sub formă de modul cât și în complex.

S-au folosit relațiile :

(3.2.)

(3.3.)

(3.4.)

(3.5.)

Repartiția curenților pe linii și pe tronsoane este prezentată în figura 3

3.2. Calculul căderilor și pierderilor de tensiune

Căderile și pierderile de tensiune au fost calculate pentru perioada de utilizare a sarcinii maxime (), presupunând că în restul perioadelor căderile de tensiune sunt mai mici și deci nu necesită calcul suplimentar. S-a considerat că rețeaua analizată nu are o capacitate mare, astfel încat în regim de consum minim tensiunea la consumatori să fie mai mare decât tensiunea la sursă.

Standardele și normativele energetice care trebuie respectate atât în proiectarea cât și în exploatarea instalațiilor electrice, stabilesc în funcție de nivelul tensiunilor și de cerințele impuse de consumatorii de energie electrică, abateri admisibile de la valoarea nominală a tensiunii. Astfel, pentru liniile electrice de alimentare a consumatorilor la tensiuni de 20kV, abaterile admisibile sunt de ±10%. Căderile de tensiune longitudinale, respectiv transversale, se determină cu relațiile:

(3.6)

(3.7)

iar căderea totala de tensiune va fi:

(3.8)

unde:

– – rezistența, respectiv reactanța tronsonului k al liniei electrice, [a];

– – puterea activă, respectiv reactivă vehiculată pe tronsonul k al liniei electrice respective, [kW],[kVAr];

– n – numarul tronsoanelor liniei;

– – tensiunea nominală a consumatorului de pe tronsonul k,

[kV]. În calculul căderilor de tensiune s-a pornit de la ipoteza valorii cerute la consumator, determinând astfel, valoarea necesară la sursa de alimentare, respectiv bara de 20kV a stației GĂEȘTI

Linia I LES- Blocuri 20kV

Racordurile între punctele de transformare sunt realizate cu cablu de tip NAHKBA_120mmp iar alimentarea din stația 11020kV GĂEȘTI este realizată cu cablu tip NAHKBA_150mmp cu urmatoarele caracteristici:

Pe tronsonul : 0-1

Pe tronsonul : 1-8

Impedanțele tronsoanelor sunt :

Căderile de tensiune pe fiecare tronson al liniei (LES I Blocuri) vor fi :

Tensiunile pe barele posturilor de transformare și în punctul de alimentare, având în vedere că =20kV sunt urmatoarele :

Căderea totală de tensiune în modul este:

,

iar în procente:

Din calcul rezultă că această linie se încadrează în limitele admisibile din punct de vedere al căderilor de tensiune.

LINIA a II-a LES Blocuri 20kV

Racordurile între punctele de transformare sunt realizate cu cablu de tip NAHKBA_120 mmp, iar alimentarea din stația 11020 kV GĂEȘTI este realizată cu cablu tip NAHKBA_150 mmp cu urmatoarele caracteristici:

Pe tronsonul : 0-1

Pe tronsonul : 1-9

Impedanțele tronsoanelor sunt :

Căpderile de tensiune pe fiecare tronson al liniei (LES Blocuri) vor fi :

Tensiunile pe barele posturilor de transformare și în punctul de alimentare , având în vedere că sunt urmatoarele :

Căderea totală de tensiune în modul este:

iar în procente:

Din calcul rezultă că această linie se incadrează în limitele admisibile din punct de vedere al căderilor de tensiune.

Căderile totale de tensiune pe linii sunt:

iar în procente:

Deci, căderile de tensiune pentru schema electrică analizată se încadrează în limitele admisibile stabilite de prescripțiile energetice în vigoare.

3.3. Calculul piederilor de putere activă și reactivă și al pierderilor de energie electrică activă, respectiv reactivă în transformatoarele de putere existente în rețeaua electrică de 20 kV

Pierderile de putere activă au loc atât în circuitul magnetic prin curenți turbionări și prin histerezis, cât și în circuitele electrice (în înfășurări) prin efect Joule, la parcurgerea conductoarelor înfășurărilor de care curentul de sarcină.

Pierderile de putere activă în circuitul magnetic reprezintă pierderile la mers în gol ale transformatorului, ele fiind determinate de fluxul de magnetizare produs în înfășurarea primară. Pierderile de putere activă în înfășurarile transformatorului depind de rezistența transformatorului și de pătratul curentului de sarcină, ele corespund puterii absorbite de transformator la proba de scurtcircuit.

Pierderile de putere activă totale la o putere aparentă S vehiculată prin transformator se determină cu relația:

(3.9.)

Pierderile de putere reactivă ce apar la funcționarea în sarcină a transformatoarelor au loc în circuitul magnetic pentru magnetizarea acestuia și în reactanța de scăpări a înfășurărilor. Pierderile de putere reactivă în fierul transformatorului sunt proporționate cu valoarea curentului de mers în gol:

(3.10.)

unde este dat în procente față de curentul nominal.

Pierderile maxime de putere reactivă în înfășurările transformatorului datorită reactanței acestuia, se determină la proba de scurtcircuit, fiind proporționale cu valoarea procentuală a tensiunii de scurtcircuit:

(3.11.)

Pierderile de putere reactivă pentru o putere aparentă S, sunt:

(3.12.)

În posturile de transformare din zona analizată sunt montate 17 transformatoare tip TTU-NL ale căror caracteristici au fost prezentate în tabelul urmator:

CARACTERISTICILE TRANSFORMATOARELOR m.t./j.t.

Semnificațiile simbolurilor sunt:

T – transformator;

T – trifazat;

U – ulei (mediu izolant și de răcire);

N -circulația naturală a uleiului de răcire;

L -cu răcire libera (naturală) a uleiului;

Dyn -D – înfășurarea pe partea de medie tensiune în triunghi;

-y – înfășurarea pe partea de joasă tensiune în stea ;

-5 – defazajul relativ dintre fazorii tensiunilor măsurate la bornele omoloage, în unitați convenționale de 30° (defazajul în acest caz este 5x 30° = 150°).

Pentru determinarea pierderilor de energie electrică activă- cunoscute sub denumirea de consum propriu tehnologic- și a energiei reactive, trebuie să se țina seama de urmatorii indicatori:

– – puterea activă, respectiv reactivă maximă sau curentul

maxim, înregistrat în intervalul de timp considerat, în [kW], [kVAr], [A].

-t – durata intervalului de timp luat în considerare [ore];

– – durata de utilizare a puterii maxime în intervalul de timp t, reprezentând un timp convențional în care s-ar vehicula aceeași cantitate de energie electrică activă ca și în intervalul de timp t dacă ar funcționa la puterea activă maximă PM;

-τ – durata pierderilor maxime, [ore], timp convențional ce reprezintă numarul de

ore în care ar funcționa la PM s-ar înregistra aceleași pierderi de energie activă ca și în cazul în care ar funcționa după curba de sarcină reală.

, din diagrame.

Pentru un interval de timp de un an, t = 8760 ore, luând în considerare un timp de utilizare a sarcinii maxime , la un factor de putere cos φ=0.75, timpul de pierderi este τ=3200.

Cu aceste elemente de calcul, pierderile de energie electrică activă (c.p.t.) și respectiv reactivă în transformatoare se pot determina cu relațiile:

(3.13.)

(3.14.)

unde:

– – puterea aparentă maximă de sarcină în [kVA];

– – puterea aparentă nominală a transformatorului, în [kVA];

– k – coeficient ce reprezintă aportul componenței reactive corespunzatoare pierderilor la curent total de sarcină ce se vehiculează prin transformator.

Pentru transformatoarele din schema analizată, montate în posturi de transformare zidite, conform prescripților energetice în vigoare k = 0.1+0.15.

Pentru transformatorul de 100 kVA, pierderile de putere reactivă sunt :

Pentru transformatorul de 160 kVA, pierderile de putere reactivă sunt :

Pentru transformatorul de 250 kVA, pierderile de putere reactivă sunt :

Pentru transformatorul de 400 kVA, pierderile de putere reactivă sunt :

Pentru transformatorul de 630 kVA, piederile de putere reactivă sunt:

iar cele în înfășurări

Exemplu de calcul:

Valorile pierderilor de putere și pierderilor de energie electrică în transformatoare, rezultate în urma calculelor, sunt prezentate în anexa 2.

Valorile pierderilor de putere aparentă pentru fiecare post de transformare au fost calculate cu relația:

(3.15)

Valorile pierderilor de energie prin transformatoare din posturile de transformare sunt prezentate mai jos, calculate cu relația:

(3.16.)

3.4. Calculul pierderilor de putere pe tronsoane

Pierderile de putere în parametrii longitudinali ai liniilor electrice duc la încălzirea conductoarelor prin efectul Joule-Lenz, datorită circulației curentului electric prin ele. Acestea sunt pierderi de putere active ce au loc în rezistența liniilor electrice și pierderi de putere reactivă, care au loc în reactanța liniilor electrice, ele putându-se determina cu relațiile:

(3.17.)

( 3.18.)

unde P și Q sunt exprimate în kW și respectiv kVAr, iar U în kV;

Pentru liniile electrice în cablu, pierderile de putere reactivă în conductanță, ce au loc în dielectricul acestora, au valori mici, în special pentru cablurile de medie și joasă tensiune (1±20)kV, fapt pentru care se pot neglija, însa liniile electrice în cablu, cu tensiuni egale sau mai mari de 6 kV au o susceptanță capacitive a carei valoare nu se poate neglija și produc putere reactivă de natură capacitive, notate , ce se ia în considerare în balanța puterii reactive vehiculate. Puterea reactivă produsă datorită susceptanței capacitive poate compensa parțial sau total puterea reactivă transportată pe linia electrică contribuind astfel la micșorarea pierderilor de putere și a căderilor de tensiune.

Puterea reactivă, produsă datorită susceptanței capacitive, se calculează cu relația:

(3.19.)

unde:

– – susceptanța capacitivă a liniei, în [S];

– U – tensiunea, în [V].

Consideram schema electrică în " Π " a unei linii electrice radiale, conform figurii 8.

Fig 8 Schema electrică în H a unei linii electrice radiale

unde:

– puterea aparentă în capătul de alimentare;

– puterea aparentă în capătul de consum;

– tensiunea la capătul de alimentare;

– tensiunea la capătul de alimentare.

Tinând seamă de pierderile de putere activă reactivă relațiileprecedente devin:

(3.20.)

(3.21.)

iar puterea aparentă în punctul de alimentare cu energie electrică, se determină cu relația:

(3.22.)

Se calculează pierderile de putere activărespectiv reactivă în transformatoare și pe linii, începand de la ultimul consumator către sursa.

LINIA I LES-BLOCURI

Racordurile între punctele de transformare sunt realizate cu cablu tipNAHKBA_120 mm2, iar alimentarea din stație este realizată cu cablu tip NAHKBA_150 mm2 cu urmatoarele caracteristici :

– pentru tronsonul 0-1

–

–

–

– pentru tronsanele 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8.

–

–

–

Impedanțele tronsoanelor sunt:

Tensiunile în punctele de racord ale posturilor de transformare calculate au următoarele valori:

Puterile reactive produse datorită susceptanței capacitive a liniei sunt :

Puterile aparente cerute la fiecare post de transformare au valorile:

Schema electrică echivalentă aferentă liniei subterane de 20kV ,LES -I-Blocuri este următoarea:

Pierderile de putere activă respectiv reactivă, sunt :

LINIA II LES-BLOCURI

Racordurile între punctele de transformare sunt realizate cu cablu tip NAHKBA -, iar alimentarea din stație este realizată cu cablu tip NAHKBA – cu urmatoarele caracteristici :

» pentru tronsonul 0-1:

–

–

–

» pentru tronsanele 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8, 8-9.

–

–

–

Impedanțele tronsoanelor sunt :

Tensiunile în punctele de racord ale posturilor de transformare calculate au urmatoarele valori:

Puterile reactive produse datorită susceptanței capacitive a liniei sunt :

Puterile aparente cerute la fiecare post de transformare au valorile:

Schema electrică echivalentă aferentă liniei subterane de 20kV ,LES-II-blocuri este urmatoarea:

Pierderile de putere activă respectiv reactivă, sunt :

Totalul puterilor cerute, respectiv tranzitate pe cele 2 linii este:

Puterea activă cerută totală:

3.5. Calculul pierderilor de energie electrică activă, respectiv reactivă pe tronsoane.

Pornind de la concluzia că puterea aparentă maximă vehiculată nu rămâne constantă în timp și nici pierderile de putere nu sunt constante, pierderile de energie electrică activă (c.p.t.) și cele de energie electrică reactivă se pot determina cu relațiile:

(3.22)

(3.23)

unde: – – pierderile de putere activă pe cele m tronsoane ale liniei electrice [kW];

– – pierderile de putere reactivă pe cele m tronsoane ale liniei electrice [kVAr];

– – durata pierderilor maxime [ore].

Pentru cosumatorii racordați la cele 17 posturi de transformare, energiile absorbite pe barele de joasaă tensiune ale transformatoarelor se determină cu relația:

(3.24)

iar pierderile de energie electrică activă și reactivă sunt prezentate în anexa 3.

Energiile cerute, calculate pentru fiecare post de transformare au urmatoarele

valori :

S-a procedat la calcularea pierderilor de energie ca și în cazul pierderilor de putere în subcapitolul precedent, de la consumator către sursă, pe baza schemei electrice a cuadripolului în II.

Linia I LES-BLOCURI

Se calculează în mod similar pierderile de energie și pe cealaltă linie și se constată că:

Procentual pierderile de energie activă reprezintă 3.83% din energia activă cerută, iar pierderile de energie reactivă reprezintă 13.17% din cea cerută, deci energia se transferă cu pierderi.

CAPITOLUL 4

Măsuri și metode pentru reducerea pierderilor de putere și

energie electrică

Problema pierderilor în rețelele electrice și a reducerii consumului propriu tehnologic, privită din punct de vedere al costului acestora și al necesitații economisirii energiei ca atare, a devenit mai ales în ultimii ani, un factor semnificativ.

În prezent, este unanim recunoscut faptul că reducerea pierderilor, mai ales în rețelele electrice de distribuție, conduce la obținerea unor puteri și energii la costuri mult mai reduse decât construirea de not capacitați de producție și de transport.

Elementul principal în abordarea problemei reducerii consumului propriu tehnologic în retelele electrice constituie cunoașterea nivelului acestuia pe ansamblu și pe diferite elemente de rețea (transformatoare, linii, etc.).

Principalele măsuri de reducere a consumului propriu tehnologic și a pierderilor de putere și energie, aplicabile rețelei analizate, pot fi grupate astfel :

a. optimizarea regimurilor de funcționare a rețelei și a echipamentelor de bază prin :

– stabilirea schemei normale de funcționare având ca obiectiv prioritar minimizarea consumului propriu tehnologic ;

determinarea regimului optim de tensiune și putere reactivă;

– optimizarea regimurilor de funcționare a instalațiilor de compensare a puterii reactive;

b. optimizarea circulatiei de putere prin stabilirea rapoartelor optime de transformare la unitațile fară reglaj sub sarcină;

c. optimizarea nivelului tensiunii prin:

– menținerea tensiunii maxime admisibile la orele de vârf de sarcină și a celei nominale în regim de sarcină minimă;

– modificarea periodică (sezonieră) a rapoartelor de transformare la unitațile fără, reglaj sub sarcină;

d. echilibrarea sarcinii pe fazele de medie și joasă tensiune ale rețelei ;

e. ridicarea nivelului exploatării rețelei prin :

– creșterea siguranței și economicității funcționării tuturor elementelor rețelei;

– reducerea duratelor și creșterea calității reparator elementelor rețelei;

– introducerea lucrului sub tensiune la repararea liniilor de transport ;

– îmbunătațirea calității recepției lucrărilor efectuate ;

f. perfecționarea sistemului de evidență a pierderilor de energie prin:

– organizarea și realizarea unui sistem informațional corespunzător, aplicabil sistemelor de calcul electronic;

– organizarea și introducerea unui sistem de determinare a pierderilor tehnice de energie;

– optimizarea și perfecționarea sistemului de evidență a pierderilor de putere și energie;

– elaborarea unui sistem de analiză a pierderilor comerciale, de localizare și stabilirea caracterului for și de alegere a măsurilor de reducere corespunzătoare;

– perfecționarea pregătirii profesionale a personalului.

Dintre măsurile tehnice de reducere a consumului propriu tehnologic care necesită investiții importante și implică consumuri de materiale, pot fi menționate urrnatoarele:

a. creșterea tensiunii nominale, prin trecerea la o treaptă superioară;

b. instalarea de mijloace suplimentare de compensare a puterii reactive și de reglaj, care presupune:

– schimbarea transformatoarelor fără reglaj sub tensiune cu transformatoare

cu reglaj, sau cu reglaj mai fin (de exemplu: pentru transformatoarele );

– instalarea de mijloace de compensare (baterii de condensatoare în posturile de transformare, pe partea de joasă tensiune sau instaltă de compensare automată a energiei reactive);

c. optimizarea parametrilor de funcționare a rețelei electrice prin:

– corelarea puterii instalate în posturile de transformare cu sarcina acestora

(înlocuirea transformatoarelor slab încărcate cu altele având puteri aparente nominale apropiate de valorile maxime ale puterilor cerute de consumatori)

– mărirea secțiunii liniilor electrice numai dacă sarcina liniei electrice depășește sarcina electrică a acesteia sau dacă densitatea reală de sarcină este mai mare decât densitatea economică:.

d. dezvotarea și reconstrucția rețelor, prin introducerea distribuției descentralizate pe joasă tensiune, practic eliminarea rețelei de joasă tensiune;

Evident fiecare dintre măsurile enumerate mai sus trebuiesc justificate atât din punct de vedere tehnic, cât și economic.

În cele ce urmează sunt detaliate unele din aceste măsuri, considerate a fi mai importante.

Caracteristicile regimurilor rețelei electrice cu tensiunea de 0.4 kV este încarcarea neuniformă a fazelor rețelei, ceea ce conduce la creșteri ale pierderilor de putere si energie. Gradul de dezechilibrare a fazelor poate fi evaluat prin coeficientul de dezechilibru, pierderile de putere crescând direct proporțional cu creșterea coeficientului de dezechilibru al sarcinii.

Astfel pentru un tronson i de rețea în care curentul de sarcină nu este uniform repartizat, coeficientul de dezechilibru se determină cu relația :

(4.1)

unde : – – sunt curenții pe fază pentru tronsonul i, iar , este valoarea lor medie.

– – este valoarea medie a curenților de fază de pe tronsonul I, care se determină cu relația:

(4.2.)

Astfel pierderile de putere activă respective energie activă în regim dezechilibrat de sarcină, pentru liniile electrice de distribuție se determină cu urmatoarele relații: (4.3.)

(4.4.)

Pentru reducerea pierderilor datorită dezechilibrului este necesar ca sistematic, în exploatare să se controleze asimetria curenților și tensiunilor și să se redistribuie sarcinile pe faze dacă curentul pe conductorul neutru al liniei cu 4 conductoare, pe prima porțiune depășește 15 — 20 A.

Introducerea de transformatoare cu randamente îmbunatațite, respectiv pierderi mici de putere la mersul în gol și scurtcircuit, compensarea puterii reactive și creșterea tensiunii nominale a rețelei sunt măsuri care necesită investiții substanțiale pentru aplicare și un mare volum de lucrări. Trecerea la o tensiune superioară se poate aplica numai atunci când prin alte măsuri nu se obține efectul necesar de reducere a consumului propriu tehnologic sau dacă rețeaua existentă este depașită din punct de vedere tehnic și moral. De asemenea, trebuie verificat dacă transformatoarele funcționeză în regim economic stabilind limitele optime ale puterii maxime specifice unui anumit tip de transformator caracterizat prin pentru care se obțin valori ale pierderilor de energie electrică activă minimă. Menținerea unor transformatoare cu o putere nominală mult peste (sau mult sub) sarcină reală poate conduce, așa cum arată studiile de specialitate, la pierderi suplimentare de până la 40-50%.

Compensarea puterii reactive este o masura ce trebuie analizată pe ansamblul rețelei și care tindea două probleme :

– care este cantitatea totală de putere reactivă ce trebuie compensată în condiții economice eficiente ;

– cum trebuie repartizată această cantitate în nodurile rețelei.

În instalațiile de joasă tesiune, se recomandă conexiunea în triunghi pentru montarea bateriilor de condensatoare, pentru că astfel, puterea reactivă produsă de o baterie racordată în triunghi este de 3 ori mai mare decât cea produsă de o baterie racordată în stea, cu același numar de elemente.

În ceea ce privește măsurile organizatorice ce pot fi aplicate, acestea se referă în primul rând la diminuarea pierderilor comerciale și pot fi grupate astfel :

a. acțiuni de depistare a fraudelor :

– controlul încrucișat direct, sesizari, reclamații, supervizare;

– schimbarea periodică a contoarelor;

– aplicarea rapidă a tehnologiilor antifurt avansate;

b. analiza acțiunilor de prevenire și depistare a sustragerilor, pe baza :

– numarului de abonați controlați ;

– numarului de procese verbale de contravenție întocmite ;

– analiza balanțelor pe post și axa;

c. aplicarea corecțiilor rezultate în urma analizelor studiilor:

– intensificarea controlului ;

– adaptarea măsurilor la noile metode de sustragere.

Elocvente în acest sens sunt modelul de proces diagrama ISHIKAWA-RARETO prezentată:

– C.E. 110 kV – centrul exploatare 110 kV;

– Stația de transformare – 110/20 kV Găești;

– C.R.C. Găești – centrul exploatare mentenanță, relații cu clienții;

– B.M.G.C.E.E. – biroul masură, gestiune, calitatea energiei electrice.

O parte dintre măsurile de reducere a pierderilor comerciale are la bază conștientizarea personalului de exploatare implicat și anume :

– stabilirea corectă a cantitaților de energie electrică prezentate pentru a fi facturate, la micii consumatori ;

– perfecționarea pregătirii profesionale a personalului implicat în activitatea de furnizare a energiei electrice, pentru înlaturarea greșlilor de montaj a grupurilor de măsură ;

– verificarea tuturor punctelor de măsură cu consumuri mici sau scăderi mari ale consumului, pentru evitarea consumului fraudulos de energie electrică;

– respectarea perioadelor de verificare metrological pentru mijloacele de

măsurare utilizate;

– depistarea și înlocuirea contoarelor blocate;

– stabilirea corectă a constantelor mijloacelor de măsurare ce compun grupurile de măsurare (transformatoare de curent, transformatoare de tensiune și contoare) ;

– interzicerea alimentarii cu energie electrică a consumatorilor fără contract de furnizare a energiei electrice.

Tot pentru reducerea pierderilor comerciale se impun și măsuri care necesită investiții din partea furnizorului de energie electrică și anume :

– montarea echipamentelor de măsurare a energiei electrice în concordanță cu puterea absorbită;

– montarea de contoare în cât mai multe posturi de transformare și urmărirea

continuă a balanței între energia măsurată și energia facturată la abonați;

– montarea de blocuri de măsură și de protecție în vederea evitarii modificarilor în instalații pentru consum fraudulos de energie electrică.

În acest sens pot fi utilizate contoare electronice trifazate (ALPHA POWER) cu clasa de precizie 0.2, care permit aplatizarea curbei de sarcină prin utilizarea tarifelor multiple, eliminarea consumurilor ilicite, posibilitatea transmiterii datelor la distanță, monitorizarea consumului de energie electrică, elaborarea automată a facturilor către beneficiari. Contoarele acestea oferă, de asemenea, posibilitatea înregistrării curbei de sarcină.

CAPITOLUL 5

INTERPRETAREA REZULTATELOR

5.1.Reanalizarea schemei existente

Se observă că majoritatea transformatoarelor din posturile de transformare funcționează subîncărcate.

Soluția ar fi înlocuirea transformatoarelor subîncărcate cu transformatoare de putere aparentă (Sn) mai mică de tip TTU —NL 20/0,4 kV, fabricate dupa anul 1990 de puteri nominale egale cu (100, 160, 250, 400, 630)[kVA] și montarea bateriilor de condensatoare în posturile de transformare pe partea de j.t.

Caracteristicile transformatoarelor înlocuite sunt trecute în urmatorul tabel :

Tabel 5.1

Introducerea de transformatoare not este soluția cea mai favorabilă din două motive :

a) considerente de ordin tehnic – datorită faptului că au o durată de funcționare de peste 30 de ani (nu mai prezintă siguranță în funcționare)

b ) considerente de ordin economic – au randamente îmbunatațite și pierderi mici de putere la mersul în gol și la mersul în scurt circuit.

Pentru aflarea gradului de utilizare economică (G.U.T.) a transformatoarelor s-a folosit relația :

(5.1.)

în care :

– – puterea aparentă maximă absorbită de consumatorii alimentați din postul de transformare respectiv, în [kVA] ;

– – puterea aparentă nominală a transformatorului.

5.2.Compensarea puterii reactive

Așa cum s-a menționat în capitolul precedent, reducerea consumului de putere reactivă poate diminua sau chiar elimina o serie de efecte negative al utilizarii unui factor de putere de valoare mică. Efectele consumului de putere reactivă se resimt în întregul proces de producere, transport și distribuție a energiei electrice prin:

– creșterea pierderilor de energie electrică în instalațiile de transport și distribuție;

creșterea căderilor de tensiune în rețelele electrice;

– necesitatea supradimensionarii instalațiilor electrice pentru a permite și transportul puterii reactive.

Una din modalitațile de reducere a consumului de putere reactivă, pentru a ajunge la valoarea factorului de putere neutral, este instalarea unor surse speciale de producere a puterii reactive, și anume baterii de condensatoare, cât mai aproape de locul de consum, pe partea de joasă tensiune (0.4 kV) în posturile de transformare. Pentru instalațiile de joasă tensiune se utilizează conexiunea triunghi pentru montarea bateriei de condensatoare, pentru că astfel puterea reactivă este de trei ori mai mare decât cea produsă de o baterie de condensatoare racordată în stea, cu același numar de elemente.

Puterea reactivă necesară a se compensa se calculează cu relația:

(5.2.)

unde: – P – puterea activă maximă absorbită de consumator;

– – tangența unghiului de defazaj dintre puterea aparentă și

puterea activă la care funcționează instalația electrică a consumatorului;

– tangența unghiului de defazaj neutral.

Va rezulta:

Exemplu de calcul :

Pentru transformatorul din PT127:

iar

corespunzând unui modul de baterii de condensatoare de 2 x 15 [kVAr]. După compensare:

În modul, puterea aparentă pentru transformatorul instalat în PT127, va fi:

Valoarea factorului de putere la care s-a ajuns după compensarea puterii reactive este:

În prezent, se pot monta în instalații baterii de condensatoare cu pierderi reduse, sub 0.25 W/kVAr, deci pierderile de putere activă ale condensatoarelor pot fi considerate neglijabile.

Valorile puterilor reactive compensate și puterile reactive ale modulelor de condensatoare sunt urmatoarele:

Dupa montarea bateriilor de condensatoare și reducerea puterii reactive, puterile aparente cerute pe barele de 0.4 kV ale posturilor de transformare sunt:

5.3.Calculul pierderilor de putere și energie electrică, dupa montarea bateriilor de condensatoare

Pierderile de putere și energie activă, respectiv reactivă în transformatoare, prezentate în anexa numarul 3, au fost calculate pe baza relațiilor din subcapitolele 3.4.1. și 3.4.2, pornind de la premisa că ore. Din curbele ore se poate aproxima ca ore.

Se calculează puterile aparente pentru liniile 1 si 2 urmărind modalitatea de calcul exemplificată din subcapitolul 3.3. si se constata că:

– Pentru linia I LES- Blocuri

– Pierderile de putere activă respectiv reactivă, sunt :

– Pentru linia II LES- Blocuri

– Pierderile de putere activă respectiv reactivă, sunt :

– Totalul puterilor cerute, respectiv tranzitate pe cele 2 linii este :

– Puterea activă pierdută totală :

5.3.1.Calculul pierderilor de energie electrică pe linii

Pierdrile de energie electrică în transformatoare calculate pentru t=8760 ore și τ=2500 ore sunt prezentate în anexa 4. Pentru calcularea pierderilor de energie se folosește aceeași modalitate ca și în subcapitolul 3.5. Se constată că:

Energia activă pe cele 2 linii analizate pe o perioadă de un an este de:

Variatia pierderilor de putere

si energie activa

Procentul pierderile de energie activă reprezintă 2.91 % din energia activă ceruta.

CAPITOLUL 6

Criteriul duratei de recuperare a investițiilor (DRI)

Criteriul duratei de recuperare a investițiilor sau a cheltuielilor de reparații, se poate aplica pentru toate genurile de lucrări din instalațile electrice de medie și joasă tensiune, investiții (lucrari not sau modernizări) și reparații. Durata de recuperare reprezintă perioada de timp în care costul unei lucrari se recuperează prin efectul de reducere a costurilor anuale. Această reducere poate avea loc datorită, micșorarii pierderilor de putere și energie electică activă, scăderii de incidente și ehipamente deteriorate, scăderii numarului de intervenții urmate de manevre sau reparații, scăderii valorii energiei electrice nelivrate consumatorilor, etc.

Dacă I – reprezintă costul lucrărilor, – reducerea cheltuielilor anuale și – durata de recuperare a costurilor, se poate scrie:

; (6.1.)

Valoarea cheltuielilor de investiții se estimează în faza de proiectare prin studii de fezabilitate pe baza unor indicatori specifici pe categorii de instalații.

Numarul de transformatoare înlocuite =13, din care :

;

;

;

;

;

Costurile specifice pentru transformatoarele noi necesare înlocuirii celor vechi sunt:

Cost transformator – 100 kVA; 20/0.4 kV (Energochim) = 2300 Euro

Cost transformator – 160 kVA; 20/0.4 kV (Energochim) = 3260 Euro

Cost transformator – 250 kVA; 20/0.4 kV (Energochim) = 4361 Euro

Cost transformator – 400 kVA; 20/0.4 kV (Energochim) = 5335 Euro

Cost transformator – 630kVA; 20/0.4 kV (Energochim) = 7040 Euro

Costul total (CT) al tramsformatoarelor înlocuite este :

3 x 2300 = 6900 Euro

7 x 4341 =30527 Euro

1 x 5335 =5335 Euro

1 x 7040 = 7040 Euro

1 x 3260 =3260 Euro

CT = 6900+30527+5335+7040+3260=53062 Euro

Cost total manoperă pentru înlocuirea transformatoarelor este :

– Manopera este calculată la 62327 lei /ora.

S-a calculat că un transformator s-a înlocuit în 10 ore cu o echipă formată din 4 muncitori

A rezultat :

Pentru transformatoarele de putere 20/0.4 kV vechi se consideră o valoare de refolosire de 25%.

Pentru bateriile de condensatori s-a care se vor monta se v-a calcula cu un preț de 10 EURO /kVAr instalat și a rezultat :

Costul total investiție este :

S-a luat în calcul: 1EURO =350001ei

Energia activă economisită din calculele prezentate în capitolul 5 este de 97MWh/an și calculată la un preț de referință valoarea de 33001ei/kWh și a rezultat o sumă de 630.000.0001ei/an.(care se poate folosi pentru investiția propusa) ;

Timpul duratei de recuperare a investiției este calculat cu relația :

CAPITOLUL 7

CONCLUZII

Întocmirea auditului energetic din tema propusă are urmatorul scop: evaluarea eficienței energetice în interiorul sistemului de alimentare cu energie electrică a localitații GĂEȘTI la un moment dat și elaborarea unor măsuri de reducere a pierderilor de energie în interiorul rețelelor electrice de distribuție.

Eficacitatea unui audit energetic este cu atât mai mare cu cât analiza situației energetice ce urmează a fi efectuată este mai detaliată.

Auditul preliminar are la bază datele existente în evidențele contabile ale localitații.

Tema proiectului se justifică datorită necesitații întocmirii unui plan de diagnosticare și detalierea unor cauze care duc la apariția pierderilor de energie și prognosticarea unor soluții de reducere a acestora.

Proiectul structurat în șapte capitole, răspunde tuturor punctelor stabilite prin temă, auditul energetic fiind rezultatul documentarii din evidențele contabile ale localitații.

În capitolul 1 au fost prezentate importanța auditului energetic, considerațiile generale privind rețelele energetice, condițile energetice și procesul tehnologic, situația actuală a rețelelor de distribuție de m.t. și importanța determinarii consumurilor proprii tehnologice în rețelele electrice de distribuție.

Capitolul 2 al proiectului tratează fundamentarea necesarului de energie pe o perioadă de 1 an.

S-a prezentat:

– nivelul și structura consumului de energie electrică pe tipuri de consumatori

– coeficienții de nesimultaneitate pentru determinarea puterii solicitate – analiza structurilor caracteristicilor rețelelor de distribuție de m.t.si tratarea neutrului în aceste rețele.

– apoi s-a prezentat calculul necesarului anual de energie pentru încalzire și schema bilanțului energetic.

În continuarea capitolului 2 s-a luat un studiu de caz pentru o locuința din mediul urban și s-a prezentat necesarul de energie pe o perioada de 1 an și ponderea valorică a activitaților în factura de energie.

În capitolul 3 s-a prezentat oportunitatea analizării rețelei de alimentare de m.t. datorită faptului că pentru zona studiată s-a masurat un factor de putere scazut între 0.73-0.78.

Valorile scazute ale factorului de putere sunt datorate unor mici consumatori (unitați de panificație, stația de epurare a apei uzate, mici ateliere școlare, stații de pompare a apei potabile etc) care funcționează cu motoare subîncărcate. Pentru dimensionarea schemei existente de elimentare cu energie electrică s-a pornit de la calculul curenților pe linii și pe tronsoane, de la consumatori către sursă.

Din calculul căderilor de tensiune a reieșit că valorile căderilor de tensiune se încadrează în limitele admisibile de ± 5%

La calcularea pierderilor de energie din subcapitolul 3.5. a rezultat că pierderile de energie activă sunt de 456,94MWh, reprezentând 3,83 % din energia activă vehiculată.

Cauzele acestor pierderi sunt în primul rând transformaroarele și în mică măsură linia electrică subterană .

Pierderile de putere activă în cele 17 transformatoare au valoarea de 58,03kW

Ținând cont că puterile cerute au fost calculate pe baza curenților măsurați într-o lună de vârf de sarcină (ianuarie 2004), într-o zi considerată caracteristică din analiza sarcinilor existente sub limita optimă.

Valoarea optimă a încărcării unui transformator este cuprinsă între 45-70 % din puterea aparentă nominală. Din datele de proiect a rezultat că transformatoarele din: PT127,PT13,PT156,PT158, PT109,PT141,PT146, PT 103, PT108, PT171, PT145, PT31, PT151, sunt subîncărcate, față de limita optimă având valori între (15.83-43.69%) impunându-se înlocuirea for cu transformatoare not datorită faptului că este depașită durata de viață (au o vechime de peste 30 ani ).

Capitolul 4 scoate în evidență o serie de măsuri aplicabile rețelelor electrice de distribuție detaliează măsurile considerate mai importante mai eficiente.

În capitolul 5 sunt analizate modalitațile de reducere a pierderilor de putere și energie electrică, în urma calculelor, procedându-se la înterpretarea rezultatelor obținute.

Prin compensarea puterii reactive așa cum rezultă din calculul prezentat în subcapitolul 5.2 se reușește diminuarea în primul rând a puterii aparente vehiculate dar și transportul energiei active cu pierderi mai mici. Măsura compensarii împreună cu măsura înlocuirii transfomatoarelor duce la micșorarea pierderilor de putere activă de la 67,46kW la 56,33 kW, iar pierderile de energie activă scad de la 456,94.MWh la 367,16MWh, reprezentând 2,91% din energia activă vehiculată.

În capitolul 6 este tratat calculul duratei de recuperare a investiției. Conform acestui criteriu investițiile propuse se pot amortiza într-un interval de timp de 5,5 ani.

Reducerea pierderilor creeaza o disponibilitate financiară ce poate fi folosită în alte domenii (privind siguranța și continuitatea în alimentarea cu energie electrică, îmbunatățirea calitații energiei electrice) și reducerea pierderilor în toate elementele din instalațiile din amonte (un consum mai mic de resurse pentru producerea energiei electrice) ceea ce are un impact benefic asupra mediului.

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Albert Hermina : Pierderi de putere și energie în rețele electrice, Editura Tehnică, București, 1997 ;

2. Aurel Gaba, Adrian Catangiu:Audit energetic, Editura Biblioteca, Târgoviște, 2003;

3. Baciu Anibal, Traian G Ionescu : Rețele electrice de distribuție, Editura Tehnică, București, 1987;

4. Consiliul Mondial al Energiei-Comitetul Național Român, Dicționar

de termeni folosiți în domeniul energiei ,Editura Academiei,1995. 5 Sorin Popescu , Stama Sotri : Optimizări în rețelele electrice,

Editura Macarie, Târgoviște,2003;

6. Sorin Popescu : Instalații electrice pentru alimentarea

consumatorilor, Editura Macarie, Târgoviște,1998;

7 Stama Sotri : Transportul și distribuția energiei electrice, Editura

Domino, Târgoviște,1996;

8. Stefan Gheorghe, Petru Postolache, Valentin Branescu:

Monitorizarea calitații energiei electrice,Editura Macarie, Târgoviște,2001;

9 Traian G Ionescu, Olga Pop:Ingineria sistemelor de distribuție a

energiei electrice, Editura Tehnica,București,1998 ;

ANEXA 1

VALORILE CURENȚILOR

ANEXA 2

PIERDERILE DE PUTERE ȘI ENERGIE

ÎN TRANSFORMATOARE

ANEXA 3

PIERDERILE DE PUTERE ȘI ENERGIE

ÎN TRANSFORMATOARE

ANEXA 4

STAȚIA 110/20KV GĂEȘTI

CUPRINS