Fenomenul deformant in instalatiile electrice si eficienta masurilor de atenuare

PREFATA

Lucrarea de fata are ca tema fenomenul deformant in instalatiile electrice si eficienta masurilor de atenuare. Se examineaza deci doua probleme: prima, priveste existenta si extinderea regimului deformant (distorsionat) in sistemele electroenergetice, iar a doua, priveste masurile care se pot lua sau s-au luat deja si eficienta lor. Prima problema, care constituie cauza, este de mare actualitate si de importanta deosebita in electroenergetica. A doua, reprezinta consecinta, adica masurile care se iau in functie de amploarea fenomenului, in diferite noduri ale retelei electrice [2, 4].

In privinta componentei colectivului de autori, care isi asuma raspunderea examinarii, corespunzator importantei aspectelor mentionate, precum si propunerea celor mai eficiente masuri, ne exprimam convingerea ca, este format din specialisti cu indelungata experienta in structura si functionarea sistemelor electroenergetice si ca le pot rezolva profesionist si
pertinent [3].

Prima problema examinata priveste situatia actuala si in perspectiva a structurii curentilor electrici, care circula prin instalatiile electroenergetice si anume, daca acestia mai sunt sinusoidali. Aceasta, deoarece aproape in totalitate receptoarele alimentate sunt electronice, care la aplicarea unei tensiuni sinusoidale a sursei de alimentare genereaza un spectru larg de curenti electrici armonici. Situatia reala arata ca nu mai exista regim sinusoidal, acesta fiind inlocuit de un regim nesinusoidal, care contine un spectru larg de armonici.

In capitolul al doilea al lucrarii se demonstreaza aceasta situatie, prin rezultatele masurarilor efectuate pe un numar mare de receptoare, fie individuale (lampi, cuptoare cu microunde etc.) fie in scheme electronice complexe, unde sunt produse, in principal, armonicele de rang impar (3, 5, 7, 9 etc.).

Descoperirea importanta a masurarilor, consta in faptul ca, sunt inclusi in aceasta categorie de consumatori, care folosesc o gama larga de astfel de receptoare, consumatorii casnici. Acestia, care sunt milioane, intre care figuram si fiecare dintre noi, ies, prin aceasta, din anonimat, deoarece solicita de la sursa de alimentare nu numai putere activa, ci si reactiva, producand simultan si curenti armonici, deci regim deformant, incarcand astfel suplimentar reteaua electrica [5, 6].

In capitolul al treilea se analizeaza situatia intr-un nod cu receptoare deformante si fara masuri de atenuare. Deoarece receptoarele, in marea majoritate, sunt monofazate, reteaua interna a conductoarelor de nul a consumatorilor este incarcata suplimentar si uneori chiar supraincarcata periculos [5, 7].

O remarca deosebita se mai face in legatura cu problema bateriilor de condensatoare pentru compensarea factorului de putere, instalate in noduri fara masuri de atenuare a regimului deformant si care sunt vulnerabile, putand chiar si exploda.

Inca o remarca mai merita, asa numitul „punct H”, mentionat in lucrare si care este locul de amplasare, atat a bateriilor de condensatoare, cat si a filtrelor pentru atenuarea gradului de deformare, situat pe barele de 0,4 kV ale tabloului general de distributie (TGD). Acesta este folosit exclusiv si in prezent, constituind solutia centralizata. Consecinta total defavorabila a acestui punct este ca, atat compensarea factorului de putere, in cazul condensatoarelor, cat si a filtrelor pentru atenuare, au efect zero pentru toate instalatiile electrice din incinta consumatorului. Efectul este numai pentru transformatorul de 20/0,4 kV si pentru reteaua de 20 kV.

Mai merita remarci examinarea diferitelor tipuri de filtre pentru atenuare, atat a celui de tip activ (electronic), cat si a celor de tip pasiv, pentru armonicele de rang 5, de rang 3 sau unul comun pentru rangurile 3 si 5.

Si alte analize din lucrare mai merita remarci, cum sunt circulatiile de curenti electrici armonici pentru tipurile de filtre mentionate. Mai ales merita remarcate masurile de descentralizare a instalarii filtrelor, precum si altele, deosebit de importante [7].

In incheierea acestui cuvant inainte invit pe toti inginerii specialisti electroenergeticieni sa examineze, cu deosebita atentie, lucrarea prezentata, pentru a se pune la curent cu situatia actuala a instalatiilor electroenergetice care sunt invadate de un spectru larg de curenti electrici armonici, precum si cu masuri care pot si trebuie sa fie luate, in scopul imbunatatirii situatiei, evitandu-se, indeosebi, deconectarile intempenstive si alte fenomene grave inca necunoscute.

Bucuresti, 18.01.2012
Prof. dr. ing. Ion LUNGU

CUPRINS

1. Aspecte generale
2. Sursele de regim deformant si amplasarea lor in sistemul electroenergetic
2.1. Marimi caracteristice ale regimului deformant
2.2. Tipuri de receptoare deformante
3. Situatia intr-un nod cu regim deformant, fara masuri de atenuare
4. Montarea in punctul H a unei baterii de condensatoare, in prezenta regimului deformant
5. Montarea in punctul H a unui filtru activ
6. Montarea in punctul H a unui filtru rezonant pe armonica de rang 5
7. Montarea in punctul H a unui filtru pasiv rezonant pe armonica de rang 3
8. Montarea in punctul H simultan a unui filtru pasiv, rezonant pe armonicele 3 si 5
9. Eficientizarea functionarii filtrelor prin descentralizare
9.1. Descentralizarea la nivelul receptoarelor (R)
9.2. Descentralizarea la nivelul tablourilor cu sigurante (TS)
9.3. Descentralizarea la nivelul tablourilor locale de distributie (TLD)
9.4. Descentralizarea prin cresterea numarului posturilor de transformare
10. Concluzii generale si propuneri
Bibliografie.

DESPRE AUTORI

Ion IORDANESCU este profesor consultant (1995) al Facultatii de Energetica din UPB. Absolvent, promotia 1950, al facultatii de Electrotehnica, sectia Producerea, transportul si distributia energiei electrice a Institutului Politehnic Bucuresti (IPB). A obtinut in Germania (1965) titlul de doctor inginer. A lucrat la ISPE (1950-1965) la sectia Studii electroenergetice. Intre 1951-1968 a fost asistent si sef de lucrari, prin cumul, la catedra Centrale electrice si retele electrice din IPB. Din anul 1968 a lucrat cu functia de baza la IPB (1968-1972 – conferentiar; 1972-1995 – profesor universitar). Din 1993 este conducator stiintific de doctorat in domeniul sistemelor electroenergetice. Este autor/coautor a peste 35 manuale didactice si a peste 100 de lucrari stiintifice publicate in reviste de specialitate sau in volumele unor manifestari stiintifice de prestigiu, nationale si internationale.

Petru POSTOLACHE este absolvent al Institutului Politehnic Bucuresti (IPB), Facultatea de Energetica. Activeaza la UPB de la terminarea facultatii, in prezent fiind profesor la aceeasi institutie. In intervalul 1974-1978 a lucrat la Universitatea Nationala din Zair (UNAZA) in campusurile universitare din Bukavu si din Kinshasa. Este coautor al unor carti si manuale didactice si a publicat, singur sau in colaborare, peste 150 de lucrari stiintifice, dintre care 54 in reviste de specialitate din strainatate sau in volumele unor manifestari stiintifice internationale. Are colaborari stiintifice cu universitati europene, in special cu POLITECNICO din Torino. Este Peer Reviewer la seria de reviste IEEE Transactions din PES, membru IEEE si al unor organizatii stiintifice si profesionale din tara si din strainatate. Este expert LPQI in calitatea energiei electrice si preda cursuri postuniversitare in Programul LPQ1VES.

Cornel TOADER este absolvent al Institutului Politehnic din Bucuresti (IPB), Facultatea de Energetica, si activeaza in invatamantul superior tehnic la IPB (devenit ulterior UPB), de la terminarea studiilor superioare. In prezent este profesor la Universitatea „Politehnica“ din Bucuresti (UPB), Facultatea de Energetica, la Departamentul de sisteme electroenergetice. Este autor/coautor a 14 manuale didactice si a peste 90 de lucrari stiintifice publicate in reviste de specialitate sau in volumele unor manifestari stiintifice de prestigiu, nationale si internationale. Este membru IEEE si al unor organizatii stiintifice si tehnice din tara si din strainatate. Este specialist in retele electrice si in utilizarea eficienta a energiei electrice, fiind, de asemenea, detinatorul unui brevet de inventie.

Mariana-Mihaela JISA este absolventa a facultatii de Energetica a Universitatii „Politehnica“ din Bucuresti (1994), iar in 2006 a obtinut titlul de doctor inginer in domeniul electroenergetica. Activitatea de cercetare desfasurata in cadrul institutiilor ICEMENERG (cercetator gr. III) si ANRE (expert) concretizata in elaborarea de proiecte de cercetare, predominant aplicative privind eficienta energetica in sectorul industrial, programe DSM, calitatea energiei electrice, analize tehnico-economice a proiectelor de eficienta energetica, analiza legislatiei energetice pentru stimularea economiei de energie si promovarea surselor regenerabile.