Aspecte generale calitatea energiei

 Aspecte Generale

Calitatea energiei electrice, prin cele două componente principale, calitatea alimentării şi calitatea tensiunii, prezintă o influenţă deosebită asupra eficienţei proceselor din industria modernă, dar şi a parametrilor economici ai sectorului de producere, transport, distribuţie şi furnizare a energiei electrice.

     În cazul furnizării energiei electrice trebuie să fie cunoscută siguranţa în alimentare şi trebuie înţeleasă capacitatea de revenire a procesului la perturbaţii .

     Sarcina de a asigură calitatea energiei livrate în punctul de consum nu este una uşoară, şi nu există nici o cale ca energia electrică ce nu respectă standardele sa fie retrasă din lanţul de alimentare sau refuzată de către consumator .

     Monitorizarea indicatorilor de calitate a energiei electrice şi analiza încadrării acestora în limitele stabilite, în fiecare nod al reţelei electrice şi la barele fiecărui consumator perturbator ( în prezent, practic toţi consumatorii, mai ales cei care utilizează tehnologii moderne pot fi consideraţi ca perturbatori pentru reţeaua electrică de alimentare) prezintă un deosebit interes atât din punctul de vedere al limitării daunelor la consumatori, dar şi al asigurării unor indicatori economici corespunzători ai distribuitorului de energie electrică.

     La marii consumatori de energie electrică defectele de calitate cele mai evidente sunt întreruperile complete (care pot fi de la câteva secunde la câteva ore, depinde şi de alimentarea consumatorului) şi golurile de tensiune în care tensiunea atinge o valoare redusă pentru scurtă durată .

     Nivelul exact al abaterilor de la alimentarea cu energie perfectă, care pot fi admise, depinde de aplicaţia utilizatorului, de tipul de echipament instalat şi de percepţia sa asupra condiţiilor necesare .

     Perturbaţiile care pot apărea la alimentarea cu energie electrică, se încadrează în urmatoarele categorii :

• nesimetrie armonică ;
• întreruperi de scurtă şi lungă durată ;
• supratensiuni , tensiuni reduse ;
• goluri şi fluctuaţii de tensiune ( flicker ) ;
• fenomene tranzitorii .

     Fiecare dintre aceste probleme ale calităţii energiei electrice are o altă cauză .

     Unele probleme sunt rezultatul părţinător al infrastucturii.Un incident în reţea poate conduce la un gol care să aibă un efect asupra unor consumatori .

     Alte probleme care apar sunt armonicele, care apar din instalaţiile proprii ale   consumatorului şi se pot propaga în reţea şi astfel să afecteze şi alţi consumatori .

Calitatea energiei electrice furnizată marilor consumatori industriali, în primul rând celor care utilizează în procesul de producţie tehnologii moderne, poate influenţa în mare măsură performanţele tehnice şi economice ale inteprinderii .

     În România există, în prezent, o preocupare deosebită pentru realizarea reglementărilor în acest domeniu (Standarde, reglementari ANRE), urmărind asigurarea calităţii energiei electrice furnizată consumatorilor .

       Informaţiile obţinute sunt utile consumatorilor pentru a evalua indicatorii de calitate ai energiei electrice în punctul comun de deconectare dar şi nivelul eventualelor perturbaţii emise în reţeaua de alimentare .

       De asemenea aceste informaţii sunt utile furnizorilor şi distribuitorilor de energie electrică pentru a adopta măsurile necesare menţinerii calităţii energiei livrate în limitele acceptate .

     Abaterile de la indicatorii de calitate ai energiei electrice furnizată consumatorilor industriali pot afecta nivelul producţiei realizate, pot determină reducerea duraţei de viaţă a utilajelor utilizate sau pot conduce la importante rebuturi în procesul tehnologic .

     De specificat în acest sens mai ales în ultimul timp, pe plan mondial se acordă o atenţie deosebită definirii unor indicatori reprezentativi ai calităţii energiei electrice şi stabilirea limitelor admise a abaterii acestora faţă de valorile ideale.

     La reducerea tensiunii pe barele de alimentare, rezultă creşterea uzurii motoarelor asincrone de antrenare cu reducerea duratei de viaţă a acestora, creşterea consumurilor energetice,creşterea cheltuielilor de producţie, iar creşterea tensiunii pe barele de alimentare determină suprasolicitarea izolaţiei electrice şi deci reducerea duratei de viaţă a izolaţiei .

Calitatea oricărui produs sau serviciu repezintă o noţiune complexă, iar pentru conturarea acesteia se impune luarea în considerare a unui numar mare şi variat de factori.

De menţionat este faptul că, calitatea energiei electrice are trei componente :

• calitatea curbei de tensiune ( în comparaţia cu una simetrică, sinusoidală ) ;
• calitatea serviciului ( în comparaţie cu o alimentare fară întrerupere, de lungă sau scurtă durată ) ;
• calitatea comercială .

     Calitatea energiei electrice la un mare consumator industrial depinde de :

• nivelul perturbaţiilor ;
• nivelul de susceptibilitate ;

Principalii indicatori care caracterizează siguranţa în funcţionare, respectiv continuitatea în alimentarea cu energie electrică a unui consumator, la punctul de delimitare de reţeaua distribuitorului sunt :

• numărul anual (mediu / maxim ) de întreruperi eliminate prin reparaţii , respectiv prin manevre ;
• durata medie a unei întreruperi ;
• durata maximă de restabilire ;
• durata totală medie de întrerupere pe an .

     Principalii factori care influenţează continuitatea în alimentare a marilor consumatori industriali sunt :

• fiabilitatea fiecarui element care intră în instalaţiile electrice de alimentare ;
• configuraţia schemei electrice şi tratarea neutrului ;
• caracteristicile protecţiilor prin relee (sensibilitate, selectivitate, rapiditate, siguranţă în funcţionare ) ;
• existenţa sistemelor automate de tip AAR ,RAR, şi DAS ;
• calitatea exploatării.

     Perturbaţiile electromagnetice de joasă frecvenţă reduc nivelul calităţii energiei electrice, dar pot afecta integritatea unor echipamente ( în special cele din domeniul in­for­­maticii şi al electronicii) sau cali­tatea informaţiilor privind mărimile din reţeaua electrică.

    În analiza perturbaţiilor electromagnetice care afectează calitatea energiei electrice trebuie luat în consideraţie caracterul aleator al acestora.

     De asemenea, echipamentele conectate în reţeaua electrică prezintă o anumită susceptibilitate la perturbaţii care are un caracter aleatoriu.

     În acest sens, limitele admise ale pertur­baţiilor din reţeaua electrică sunt indicate pentru o anumită probabilitate de reali­zare (în mod obişnuit, se utilizează valoarea cu probabilitate de 95%).

     Existenţa în reţeaua electrică a unui mare număr de surse de perturbaţii face ca, în nodurile reţelei electrice, să se înregistreze, în mod obişnuit, o perturbaţie totală, rezultată prin sumarea perturbaţiilor individuale.

     Unele dintre perturbaţiile din reţelele electrice apar în regim normal de funcţio­nare (sarcini perturbatoare), iar altele apar în regimuri de avarii sau post avarii (fig. 1).

     Relaţiile de compatibilitate, care apar în cadrul mediului artificial electromagnetic se manifestă, pe de o parte, prin influenţa instalaţiilor furnizorului asupra instalaţiilor consumatorilor, pe care îi alimentează cu energie electrică având variaţii mai mari sau mai mici ai indicatorilor de calitate.

      Calitatea alimentării cu energie electrică, în special aspectele legate de continuitatea în alimentare (calitatea serviciului de alimentare) a constituit întotdeauna o preocupare deosebită, întreruperile fiind generatoare de daune în industrie sau neplăceri în alimentarea consumatorilor rezidenţiali.

     În ultimul timp, procesele tehnologice specifice industriei moderne foarte sen­sibile la abateri faţă de calitatea normată a energiei electrice, au adus în actualitate şi calitatea curbei de tensiune.