of 49 /49
Aleea Lt. Av. Gh. Stâlpeanu 11, sector 1 Bucureşti 011481 Reg. Com. J40/4279/2003 Cod Unic de Înregistrare:15327036 Tel/fax: (021)-665 73 96 Mobil: 0727 147 057 E-mail: [email protected] Contract nr. 6/28.07.2008 Revizuire PE 120/94 – Instrucţiuni pentru compensarea puterii reactive în reţelele electrice de distribuţie a energiei electrice şi la consumatorii finali. Faza a III-a: Revizuire PE 120/94 – Instrucţiuni pentru compensarea puterii reactive în reţelele electrice de distribuţie a energiei electrice şi la consumatorii finali - redactare finala Elaborator SC CI_SEE srl: ing. Nicolae Oprişiu Responsabil lucrare SC Electrica SA: ing. Gheorghe Mazilu ing. Nicolae Lazăr Director programe, prof.dr.ing. Bogdan Nicoară Decembrie 2008

Revizuire PE 120/94 – Instruc ţiuni pentru compensarea

  • Author
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Revizuire PE 120/94 – Instruc ţiuni pentru compensarea

Microsoft Word - pe120 _v4.docAleea Lt. Av. Gh. Stâlpeanu 11, sector 1 Bucureti 011481 Reg. Com. J40/4279/2003 Cod Unic de Înregistrare:15327036
Tel/fax: (021)-665 73 96 Mobil: 0727 147 057 E-mail: [email protected]
Contract nr. 6/28.07.2008
Revizuire PE 120/94 – Instruciuni pentru compensarea puterii reactive în reelele electrice de distribuie a energiei
electrice i la consumatorii finali.
Faza a III-a: Revizuire PE 120/94 – Instruciuni pentru compensarea puterii reactive în reelele electrice de distribuie a energiei electrice i la consumatorii finali
- redactare finala
Elaborator SC CI_SEE srl: ing. Nicolae Opriiu Responsabil lucrare SC Electrica SA: ing. Gheorghe Mazilu ing. Nicolae Lazr Director programe, prof.dr.ing. Bogdan Nicoar
Decembrie 2008
Ediia 1 Revizia 4 1
CUPRINS
I. SCOP......................................................................................................................................3
V. ALEGEREA TIPURILOR DE INSTALAII DE COMPENSARE A PUTERII
REACTIVE. ECHIPAMENTE NECESARE. ............................................................................11
V.2.1. Creterea factorului de putere prin mijloace stabilite la proiectarea instalaiilor
consumatorilor.....................................................................................................................12
V.2.2. Creterea factorului de putere prin mijloace naturale, la instalaiile existente .13
V.2.3. Creterea factorului de putere folosind surse specializate de putere reactiv ...14
V.3. Alegerea tipului de instalaii de compensare ................................................................14
V.4 Amplasarea bateriilor de condensatoare........................................................................16
REGIM DEFORMANT ...............................................................................................................18
VII.1. Compensarea puterii reactive în reelele de distribuie (RED)................................20
VII.2. Compensarea puterii reactive la un consumator industrial.....................................20
VIII. MSURI DE PROTECIA MEDIULUI...........................................................................22
Ediia 1 Revizia 4 2
ANEXA 2 .....................................................................................................................................26
A 2.1 Schemele de principiu pentru bateriile de condensatoare.........................................26
A 2.2 Realizarea bateriilor de condensatoare .......................................................................26
A 2.3. Elementele componente ale bateriilor de condensatoare..........................................26
A 2.4. Diverse ...........................................................................................................................27
A 3.2 Compensarea puterii reactive în cadrul RED ........................................................34
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 3
I. SCOP
Art. 1 Scopul instuciunii este acela de a promova i impune reguli i cerine tehnice minime
necesare pentru compensarea puterii reactive în reelele electrice ale operatorului de
distribuie (OD) i la consumatorii industriali astfel încât s se asigure o funcionare
economic, cu pierderi minime de energie i pentru a se asigura o funcionare fiabil.
II. DOMENIUL DE APLICARE
Art. 2 a) Prezentele instruciuni se aplic atât la compensarea puterii reactive în reelele
electrice de distibuie (RED), cât i la compensarea puterii reactive la consumatorii
industriali.
b) Instruciunile de compensare au drept scop stabilirea modalitilor de realizare a
compensrii puterii reactive în reelele de distribuie i la consumatorii industriali, pe baz de
criterii tehnico-economice. Sarcina compensrii puterii reactive revine difereniat atât
consumatorilor industriali cât i operatorului de distribuie (OD).
Art. 3 Necesarul de surse de putere reactiv, pentru fiecare OD i factorul de putere optim de
funcionare pe zon, se determin prin studiu de sistem, pentru fiecare etap de
dezvoltare a RED.
Odat stabilit cantitatea de surse de putere reactiv ce-i revine, fiecare OD urmeaz s
asigure, printr-un studiu detaliat de zon repartiia optim a acestei cantiti, pentru a obine o
eficien tehnico-economic maxim.
În acest scop instruciunea arat:
a) Modul de determinare a puterii reactive care trebuie compensat, tipul i
amplasamentul instalaiilor de compensare, pentru a obine avantaje maxime.
b) Modul în care se pune în eviden eficiena economic a compensrii puterii reactive.
c) Pentru consumatorii industriali:
c1) modul de determinare a puterii reactive care trebuie compensat, tipul i
amplasamentele instalaiilor de compensare în cadrul instalaiilor consmatorului, pentru a obine
avantaje economice maxime;
c2) modul în care se pune în eviden eficiena economic a compensrii puterii
reactive;
Ediia 1 Revizia 4 4
c3) consideraiile privind realizarea compensrii puterii reactive la consumatorii cu
regim deformant.
III. TERMINOLOGIE I ABREVIERI
Art. 4 În sensul prezentei instruciuni noiunile de mai jos au urmtoarele semnificaii:
4.1. Element de condensator (sau element)- partea indivizibil a unui condensator,
constituit din armturi separate printr-un dielectric.
4.2. Condensator (sau unitate) – ansamblul format din unul sau mai multe elemente de
condensator, aezate într-o singur cuv i legate la borne de ieire.
4.3. Baterie de condensatoare (sau baterie treapt) – ansamblul de condensatoare racordate
electric între ele.
4.4. Tensiunea nominal a condensatorului (Un) – valoarea efectiv a tensiunii între borne
pentru care condensatorul a fost conceput s o poat suporta continuu în condiiile de mediu
ambiant specificate.
4.5. Puterea nominal a condensatorului (Qn) – puterea reactiv la tensiunea nominal i la
frecvena nominal, pentru care a foste realizat condensatorul.
4.6. Curentul nominal (In) – valoarea efectiv a curentului ce trece printr-o born de ieire a
condensatorului, când acesta furnizeaz puterea sa nominal la tensiunea i frecvena nominal.
4.7. Celul general de MT – celula de condensator racordat la barele principale ale staiei
de distribuie, destinat alimentrii unei baterii de condensatoare cu mai multe trepte.
4.8. Celul de treapt MT – celula de condensator destinat alimentrii unei trepte de
putere a bateriei i care se alimenteaz la rândul ei de la barele principale prin celula general de
MT.
4.9. Factor de putere neutral – valoarea factorului de putere mediu lunar, stabilit prin lege
pe care trebuie s-o realizeze consumatorul pentru a fi scutit de plata energiei reactive.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 5
4.10. Factor de putere optim – valoarea factorului de putere, la un palier de sarcin,
rezultat prin optimizarea tehnico-economic a compensrii puterii reactive consumate în acel
palier.
4.11. Echivalent minim de pierderi – reducerea minim de pierderi (kW) pentru care se
justific amplasarea unui MVAr în reea.
4.12. Compensator static – ansamblul unitar cu reglare automat realizat din baterii de
condensatoare sau filtre de armonici i bobine, reglat s poat funciona inductive i capacitiv
pentru compensarea puterii reactive în nodul în care este instalat.
4.13. Filtru de armonic n – montaj serie constituit dintr-o inductan i un ansamblu de
condensatoare (racordate în serie, paralel sau mixt ), acordat pe o frecven armonic parazit,
multiplu întreg (n) al frecvenei fundamentale a sistemului (50 Hz) i care este destinat
scurtcircuitrii armonicii parazite i compensrii puterii reactive în nodul în care este instalat.
4.14 Consumatori industriali - Sunt consumatorii de energie electric a cror instalaii
electrice consum cantiti importante de energie reactiv din reea în regim normal de funciune
i la pornire. Principalele tipuri de instalaii i echipamente cu caracter industrial sunt : acionari
cu motoare electrice, transformatoare MT/JT, redresoare, convertizoare statice de tensiune i
frecven, transformatoare speciale, etc.
4.15. Consumator (de energie electric) : persoan fizic sau juridic care cumpr energie
electric pentru uzul propriu sau pentru un subconsumator racordat la instalaiile sale. Sunt
definii ca mici consumatori cei cu puteri contractate de 100 kW sau mai mici pe loc de consum
(cu excepia consumatorilor casnici). Sunt definii ca mari consumatori cei cu puteri contractate
de peste 100 kW pe loc de consum.
4.16. Consumator final de energie electric : persoan fizic sau juridic român sau
strin care cumpr sau consum energie electric pentru uzul propriu i eventual pentru un alt
consumator racordat la instalaiile sale.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 6
4.17 Furnizor de energie electric : persoan juridic titular a unei licene de furnizare
care asigur alimentarea cu energie electric a unuia sau mai multor consumatori, pe baza unui
contract de furnizare.
4.18. Operator de distribuie (OD): persoan juridic titular a unei licene pentru
distribuie i deintoare a unei reele electrice de distribuie situat într-o anumit zon, definit
prin licen cu niveluri de tensiune pân la 110 kV inclusiv ce asigur alimentarea cu energie
electric a consumatorilor situai în acea zon.
4.19. Operator de transport: Compania Naional de Electricitate, care în baza licenei de
operator de transport deine, exploateaz, întreine, modernizeaz i dezvolt reeaua electric de
transport.
4.20. Reeaua electric de distribuie (RED): reea electric prin care se transmite energia
electric în zonele de consum i se distribuie la consumatori. Reeaua include linii electrice cu
tensiunea de cel mult 110 kV, instalaii electrice i echipamente de msur.
4.21. Reea electric de transport : reea electric de înalt tensiune, de 220 kV i mai mult
prin care se transport la distan puteri electrice importante.
4.22. Abrevieri
CEI
(IEC)
ST Staie transformare.
PT Post transformare.
Ediia 1 Revizia 4 7
OS Operator de sistem.
4.23. În prezenta instruciune se folosesc urmtorii termini pentru indicarea gradului de
obligativitate a prevederilor:
respective;
• “de regul” indic faptul c prevederea respectiv trebuie s fie aplicat în majoritatea
cazurilor, iar nerespectarea prevederii este admis cu justificarea în proiect.
• “se admite” indic o soluie satifctoare, care poate fi aplicat numai în situaii
particulare fiind obligatoriu justificarea ei în proiect;
• “se recomand” indic o soluie preferabil, care trebuie s fie luata in considerare la
alegerea soluiei, dar care nu este obligatorie.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 8
IV. ACTE NORMATIVE DE REFERIN
Art. 5 Urmtoarele documente normative conin prevederi care prin menionarea lor în acest
text constituie prevederi valabile pentru prezentul normativ. La momentul publicrii
prezentului normativ ediiile indicate erau în vigoare.
a). acte normative:
Legea nr. 319/2006 Securitatea i sntatea muncii. HGR 1425/2006 de
aprobare a normelor de aplicare.
Legea nr.307/2006 Legea privind aprarea împotriva incendiilor.
Legea nr.137/2002 Legea proteciei mediului.
Ordinul MMSS
distribuia energiei electrice.
HGR nr.918/2002 Stabilirea procedurii cadru de evaluare a impactului asupra
mediului.
HGR nr.1007/2004 Regulamentul de furnizare a energiei electrice la
consumatori.
transformare. Baterii de condensatoare unt.
PE 143/94 Normativ privind limitarea regimului nesimetric i
deformant în reelele electrice.
PE 142/80 Normativ privind combaterea efectului de Flicker în reelele
de distribuie. (republicat în 1993)
PE 011/90 Normativ privind calculul comparativ tehnico-economic la
instalaiile de producere, transport i distribuie a energiei
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 9
electrice i termice.
derivaie (unt) din staiile de 110 kV / MT.
I7-02 Normativ privind proietarea i executarea instalaiilor
electrice cu tensiuni pân la 1000 Vca i 1500 Vcc.
PE 103/92 Instruciuni pentru dimensionarea i verificarea instalaiilor
electromagnetice la solicitri mecanice i termice în condiiile
curenilor de scurtcircuit.
ventilaie.
public.
cu pericol de explozie.
c) standarde
IEC 60.871 Condensatoare unt pentru reeaua de curent alternativ cu
tensiuni superioare de 1000V.
IEC 60.071-1 Coordonarea izolaiei. Definiii, principii, reguli.
IEC 60.664 Coordonarea izolaiei pentru echipamentele din sistemele de
JT.
CEI 1000
SR EN 50.160 / Caracteristicile tensiunii furnizate de reelele publice de
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 10
98 distribuie.
SR EN 60529/95 Grade normale de protecie asigurate prin carcase.
SR EN 60.831-
fi instalate în reelele de curent alternativ cu tensiune nominal
pân la 1000 V inclusiv. Caracteristici funcionale, încercri,
reguli.
Condensatoare unt de putere neautoregeneratoare destinate
a fi instalate în reelele de curent alternativ cu tensiunea nominal
mai mic de 1 kV inclusiv. Partea I Generaliti, încercri, reguli,
ghid de instalare.
Ediia 1 Revizia 4 11
V. ALEGEREA TIPURILOR DE INSTALAII DE COMPENSARE A
PUTERII REACTIVE. ECHIPAMENTE NECESARE.
V.1 Compensarea puterii reactive în reelele de distibuie.
Art. 6 Pentru reelele OD mijloacele de compensare utilizate vor fi :
a) Baterii de condensatoare reglabile, conectate în MT i/sau în 110 kV.
b) Filtre de armonici (acolo unde este cazul) conectate la MT sau 110 kV.
c) Compensatoare statice instalate în nodurile ce necesit reglajul automat al puterii
reactive inductive i capacitiv.
Art. 7 În cazuri justificate prin studiu de soluie, pot fi utilizate i compensatoare sincrone,
acolo unde se cere calitate deosebit în reglajul puterii reactive i al tensiunii.
Art. 8 Se pot utiliza în regim de compensator sincron i generatoare sincrone care nu sunt
utilizate pentru producerea de putere activ (grupuri ce urmeaz a se casa sau grupuri
hidro în afara orelor de vârf).
Art. 9 Bateriile de condensatoare pot fi instalate în reeaua de MT sau în cea de JT i sunt
fixe sau reglabile. Cele reglabile pot fi prevzute cu comutare manual sau automat a
treptelor.
Alegerea tipului bateriei de condensatoare este în funcie de variaiile curbei de sarcin ale
nodului în care se monteaz bateria i de rezultatele calculului economic.
Art. 10 Filtrele de armonici pot fi instalate în reeaua de 110 kV, MT sau în cea de JT, i sunt
racordate pe frecvenele armonicilor parazite. Alegerea frecvenelor de acord pentru
acestea se face în funcie de armonicile parazite depistate prin msurtori specializate
conform PE 143/94.
Art. 11 Mijloacele de compensare a puterii reactive se stabilesc pe baza calculelor de
optimizare tehnico-economic a investiiilor respective. Se aloc surse de putere
reactiv atât timp cât aceste surse se justific prin scderea pierderilor de putere
activ în reea i se respect benzile de tensiune în regimuri normale i de avarie.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 12
V.2. Compensarea puterii reactive la consumatorii industriali
Art. 12 Soluiile de compensare cele mai utilizate la consumatorii industriali vor fi bateriile de
condensare i filtrele de armonici pentru cazurile în care consumatorii nu necesit
absorbie de putere reactiv i compensatoare statice pentru cazurile în care reglajul
puterii reactive este necesar a se realiza inductive i capacitiv.
Art. 13 Factorul de putere optim de funcionare pe fiecare zon a OD se determin periodic
prin studiu de reea (sistem local).
Consumatorii industriali au obligaia realizrii factorului de putere neutral stabilit prin
calcul de ctre OD pentru a fi scutii de plata energiei reactive.
V.2.1. Creterea factorului de putere prin mijloace stabilite la proiectarea instalaiilor
consumatorilor
Art. 14 Se vor adopta, pe cât posibil, scheme tehnologice de funcionare, caracterizate printr-
un factor de putere ridicat. Se va alege judicios puterea motoarelor i
transformatoarelor electrice, evitându-se supradimensionrile. Se va evita
supradimensionarea parametrilor instalaiilor de redresare comandate.
Art. 15 În afara cazurilor în care procesul tehnologic impune utilizarea motorului sincron,
instalarea acestui tip de motor, pentru ridicarea factorului de putere, se va putea
adopta numai dac rezult avantajos tehnico-economic, în comparaie cu folosirea
motorului asincron, împreun cu o baterie de condensatoare la borne (vezi anexa 1,
pct.1.1).
Art. 16 La proiectarea reelei de distribuie a consumatorului se recomand s se ia în
consideraie compensarea puterii reactive, ca mijloc de optimizare a soluiei de
realizare a reelei respective. Se recomand ca reeaua s fie conceput de la început
cu instalaiile sale de compensare a puterii reactive, care asigur compensarea
necesar i nivelul de tensiune normat, cu cheltuieli minime (investiii, cheltuieli
anuale).Stabilirea structurii optime pentru reeaua de distribuie, inclusiv compensarea
puterii reactive necesara in fiecare etapa, se va face prin compararea tehnico-
economica a variantelor, folosind metoda cheltuielilor totale actualizate( conf. PE011)
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 13
Art. 17 La consumatorii cu regim deformant, se vor prevedea, în studiul de fezabilitatea,
fondurile necesare pentru dotarea cu instalaii de compensare a puterii reactive
inclusiv dotarea cu filtre absorbante pentru armonici.
Consideraiile asupra dimensionrii instalaiilor de compensare la consumatorii cu regim
deformant sunt date în cap. VI.
Art. 18 La consumatorii cu sarcini reactive fluctuante, la proiectare se vor prevedea instalaii
de compensare a puterii reactive, corelate cu necesitatea reducerii fluctuaiilor de
tensiune la valorile normate (conform PE 142), atât în reelele OD, cât i în instalaiile
consumatorului.
Art. 19 Stabilirea caracteristicilor instalaiilor de compensare a puterii reactive, la
consumatorii care produc fluctuaii de tensiune (flicker) se va face întotdeauna prin
studii elaborate de organizaii specializate.
V.2.2. Creterea factorului de putere prin mijloace naturale, la instalaiile existente
Art. 20 Principalele msuri de cretere a valorii factorului de putere sunt urmtoarele:
a) funcionarea în paralel a transformatoarelor de putere dup grafic de pierderi minime,
ori de câte ori condiiile de exploatare permit acest lucru (se va verifica i stabilitatea la
scurtcircuit);
b) exploatarea motoarelor sincrone la limita economic a capacitii de producere a puterii
reactive;
c) limitarea mersului în gol al motoarelor asincrone, al transformatoarelor de sudare i al
altor transformatoare speciale, cu regim de funcionare intermitent, dac durata dintre operaii
depete 10 s, atunci când din punct de vedere tehnologic acest lucru este posibil i nu apar
implicaii tehnice;
d) utilizarea comutatoarelor stea-triunghi la motoarele asincrone de joas tensiune, care
sunt încrcate sistematic sub 40 % din sarcina nominal, pentru funcionarea de durat a
motoarelor în conexiune stea;
analiz tehnico-economic, fcut cu metoda cheltuielilor totale actualizate;
f) meninerea în exploatare i funcionarea la capacitatea proiectat a instalaiilor de
compensare existente într-un regim corelat cu condiiile de exploatare stabilite de furnizor.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 14
Art. 21 Creterea factorului de putere prin mijloace naturale se recomand cu prioritate.
V.2.3. Creterea factorului de putere folosind surse specializate de putere reactiv
Art. 22 În scopul creterii factorului de putere pân la valoarea justificat tehnico-economic,
dup ce au fost epuizate toate posibilitile de cretere a factorului de putere prin
mijloace naturale, se ia în consideraie instalarea de surse specializate de putere
reactiv (baterii de condensatoare, filtre de armonici i compensatoare statice).
Art. 23 Puterea reactiv ce trebuie compensat prin surse specializate se determin astfel
încât, prin reglaj, s se asigure valoarea factorului de putere neutral atât la vârful de
sarcin al sistemului, cât i la puterea medie zilnic a consumatorului.
V.3. Alegerea tipului de instalaii de compensare
Art. 24 Bateriile de condensatoare unt se vor utiliza, de regul, ca mijloc specializat de
compensare a puterii reactive. Ele sunt mai economice decât compensatoarele sincrone
i statice, la gama puterilor curente, i au condiii mai simple de exploatare.
Art. 25 Pentru consumatorii care prezint regim deformant sau fluctuaii rapide de sarcin
reactiv (flicker), se recomand utilizarea de surse statice de putere reactiv, reglabile
cu tiristoare.
Art. 26 Se pot utiliza în regim de compensator sincron generatoare i motoare sincrone, în
cazul în care aceast funcionare rezult economic avantajoas în raport cu alte surse.
Art. 27 Bateriile fracionate (cu mai multe trepte de putere) se adopt în situaiile în care
variaia sarcinii reactive impune o adaptare a bateriei la curba de sarcin, astfel încât,
în regimuri de sarcin mici, consumatorul s nu debiteze energie reactiv în sistem.
Fracionarea bateriilor mai este impus de posibilitile tehnice de rupere a curenilor
capacitivi de ctre întreruptoare.
Art. 28 De regul, bateriile de condensatoare sunt de joas tensiune sub 250 kVAr i
bateriile de medie tensiune cu puteri sub 1000 kVAr vor fi prevzute cu posibilitatea de
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 15
deconectare manual, prin întreruptor sau contactor i vor fi protejate împotriva
scurtcircuitelor.
Art. 29 În cazurile în care bateriile de condensatoare se monteaz în instalaii cu variaii
importante de sarcin reactiv i în cazurile în care puterea bateriei de medie tensiune
depete 1000 kVAr, se vor alege, de regul, baterii de condensatoare comandate
automat, în funcie de puterea reactiv.
Art. 30 Bateriile de joas tensiune, cu puteri sub 100 kVAr, pot fi racordate direct la bornele
receptoarelor, ca baterii fixe, fr aparataj de deconectare propriu; acest tip de
baterie se poate folosi i pentru a compensa consumul de putere reactiv de mers în gol
al transformatoarelor de distribuie în urmtoarele condiii:
- puterea bateriei nu va depi 20 % din puterea nominal a transformatorului;
- transformatoarele vor fi echipate pe MT cu întreruptoare.
Art. 31 Pentru compensarea individual a motoarelor asincrone de medie i joas tensiune se
recomand s se conecteze direct la bornele motoarelor respective baterii de
condensatoare cu o putere care s nu depeasc 90 % din consumul de putere
reactiv al motorului în gol. Conectarea bateriilor se va face cu verificarea prealabil
a regimului deformant.
Art. 32 Realizarea i exploatarea bateriilor de condensatoare trebuie s se fac cu respectarea
normelor de tehnic a securitii muncii pentru instalaii electrice, conform Cap IV.
În anexa 2 se dau indicaii privind realizarea instalaiilor de baterii de condensatoare la MT
i JT.
Dotarea instalaiilor de compensare a puterii reactive cu aparataj de msur i proiecie se
va face conform instruciunii PE 111-11/94 i recomandrilor CEI (Cap. IV).
Art. 33 Înainte de a comanda un echipament de compensare se recomand verificarea cu
atenie la locul de instalare a condiiilor reelei (ex. Distorsiuni armonice).
De asemeni se recomand ca, condensatoarele s nu funcioneze niciodat la cureni
superiori valorii maxime specificate în CEI 60.831-1 sau CEI 60.931-1.
Art. 34 Este indicat ca fiacre baterie de condensatoare sau fiecare treapt s fie prevzut cu
dispozitive pentru a descrca bateria dup deconectarea de la reea.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 16
V.4. AMPLASAREA BATERIILOR DE CONDENSATOARE
Art. 35 Amplasarea bateriilor de condensatoare se stabilete pe baza calculelor tehnico-
economice, inând seama de urmtoarele recomandri:
a) Bateriile de condensatoare se instaleaz cu prioritate în noduri alimentate prin circuite
puternic încrcate, dac compensarea duce la eliminri sau amânri de investiii costisitoare în
reea i la reduceri importante de pierderi de energie.
b) Pentru a se obine reduceri cât mai mari de pierderi de putere i de energie, bateriile de
condensatoare se amplaseaz cât mai apropare de centrul de consum.
c) Bateriile de condensatoare automatizate i fracionate se instaleaz numai la bare cu
consum important; puterea pe treapt va fi de maximum 250 kVAr la joas tensiune i cuprins
între 1000 i 4800 kVAr la medie tensiune.
d) Bateriile de joas tensiune se instaleaz, de regu!a, in interior; bateriile de medie
tensiune se recomand s se instaleze în exterior. Instalaiile de compensare a puterii reactive
trebuie s îndeplineasc condiiile tehnice specifice consumatorului unde se vor amplasa.
În cazul motoarelor, bateriile de condensatoare se instaleaz de regul în interior.
e) Bateriile de condensatoare de joas tensiune pot fi amplasate în mai multe moduri, în
funcie de schem i avantaje legate de dimensionarea instalaiei:
- Compensarea global se aplic când sarcina este continu i stabil iar bateria de
condensatoare se conecteaz la barele tabloului principal de distribuie de JT a instalaiei i
rmâne în funciune pe durata regimului.
- Compensarea sectorial se aplic în cazul în care evoluia sarcin- timp difer în diferite
pri ale instalaiei, bateria de condensatoare se conecteaz la barele de distribuie ale fiecrui
distribuitor local.
bornele motorului.
Funcionarea condensatoarelor la o tensiune mai mic decât cea nominal la diminuarea
puterii acestora.
f) Aparatele de întrerupere i de protecie i conexiunile trebuie s poat suporta solicitrile
electrodinamice i termice generate de supraintensiti tranzitorii de curent de mare amplitudine
i de frecven ridicat care se pot produce în momentul punerii sub tensiune a bateriilor de
condensatoare.
Ediia 1 Revizia 4 17
Aspectele legate de dimensionarea bateriilor, schemele de conexiuni practicate i
instalaiile de comand, control, protecie, sunt reglementate în normativul PE 111-11/94.
Art. 36 Este necesar s se determine forma de und a tensiunii i caracteristicile reelei
înainte i dup instalarea condensatoarelor. Când exist surse de armonici precum
dispozitive electronice de putere se recomand a se lua msuri speciale.
Supracureni de mare amplitudine la frecvene înalte se pot produce când condensatoarele
sunt puse în funciune. Se pot produce regimuri tranzitorii când o treapt a bateriei este conectat
in paralel cu alte fraciuni care sunt deja sub tensiune. Se poate reduce aceste supraintensiti
comutând condensatoarele prin intermediul unei rezistene sau introducând o bobin de
inductan în circuitul de alimentare al fiecrei seciuni a bateriei.
Valoarea de vârf a supracurenilor tranzitorii datorit comutrii trebuie limitat la un
maxim de 100 IN (conform CEI- 831-1).
b). Se recomand a se proteja condensatoarele împotriva supracurenilor cu ajutorul
releelor maximale, reglate pentru a comanda deconectarea când curentul depete limita
admisibil specificat în CEI 60.831-1 i CEI 60.931-1.
La deconectarea bateriei, aparatajul de comutaie (întreruptorul sau contactorul) trebuie s
fie capabil s rup curentul maxim capacitiv al bateriei.
Art. 37 Se recomand deconectarea condensatoarelor în perioadele de funcionare cu sarcin
redus, când datorit acestora nivelul tensiunii este mrit.
Datorit creterii tensiunii, saturarea circuitelor magnetice ale transformatoarelor poate fi
considerabil. În acest caz se produc armonice cu amplitudine anormal, una putând fi
amplificat de rezonana între transformator i condensator.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 18
VI. CONDIIILE PRIVIND COMPENSAREA PUTERII REACTIVE ÎN
NODURILE CU REGIM DEFORMANT
Art. 38 În cazul compensrii puterii reactive la consumatorii cu regim deformant trebuie avute
în vedere urmtoarele precauii:
a) Regimul deformant are ca efect i solicitarea, peste limita admis, a instalaiilor statice
de compensare a puterii reactive.
În nodurile în care se constat existena unui regim deformant, parametrii acestui regim nu
trebuie s depeasc nivelurile limit admise în normativul PE 143.
Consumatorii care depsc nivelurile limit admise, pentru oricare din parametrii
regimului deformant, trebuie s ia msuri de limitare a lor prin instalarea filtrelor de armonici
sau a compensatoarelor statice.
Obligaia consumatorilor privind limitarea regimului deformant, conform valorilor admise,
se refer la punctul de racord cu sistemul i se recomand realizarea lui i în incinta reelelor
consumatorului.
b) Instalaia de condensatoare se va proiecta având în vedere necesitatea evitrii
solicitrilor peste limitele admisibile Imax=1,3 In, Umax= 1,1 Un i Qmax=1,43 Qn , unde Un, In i Qn
sunt valori nominale în regim sinusoidal).
Depirea curentului maxim admisibil la condensatoare poate fi cauzat de circulaia
armonicilor de curent, produse de receptoarele deformante.
În acest scop, instalaiile de compensare cu baterii de condensatoare de la consumatorii cu
regim deformant trebuie s se verifice din punctul de vedere al curentului i al tensiunii maxime,
ce pot aprea în regim deformant (verificrile se vor face conform PE 143).
c) Pentru soluia de compensare preconizat trebuie s se studieze repartiia tuturor
armonicilor de curent în ramurile schemei, inclusiv în ramurile bateriei de condensatoare. Se va
verifica i posibilitatea apariiei fenomenului de rezonan (aceast examinare se face pe scheme
echivalente, cu impedane i admitane calculate pentru fiecare armonic i considerând
receptoarele deformante ca generatoare de curent sau tensiune).
Art. 39 În cazul în care rezult o depire a curentului admisibil i atunci când apar condiii
de rezonan, se vor lua urmtoarele msuri:
a) aplicarea de soluii pentru limitarea curenilor armonici generai (redresoare cu numr
mare de faze, reglarea aprinderii, conjugarea judicioas a grupelor de conexiuni ale
transformatoarelor instalaiilor de redresare);
Ediia 1 Revizia 4 19
b) realizarea de filtre absorbante de armonici, acordate pe principalele armonici cu
parametrii justificai în prealabil, pe baza unui studiu cu msurtori;
c) conectarea de reactoare în .serie cu bateriile de condensatoare i acordarea filtrului astfel
creat încât, la oricare din armonicile existente, cu excepia fundamentalei, circuitul refulant s
aib o reactan inductiv; un astfel de circuit este un filtru refulant.
Acesta se va utiliza numai în cazul în care parametrii regimului deformant sunt sub valorile
prescrise.
Art. 40 În urma interaciunii dintre condensatoarele de corecie a factorului de putere i
dispozitivele generatoare de armonici din instalaie, trebuie s nu conduc la apariia
distorsiunilor inacceptabile ale formei curentului i tensiunii în reeaua de alimentare.
Ex: Pentru JT valoarea THD (total harmonic distorsion) maxima admis este de 4-5%
pentru tensiune.
Ediia 1 Revizia 4 20
VII. METODOLOGIA DE CALCUL PRIVIND COMPENSAREA PUTERII
REACTIVE
VII.1. Compensarea puterii reactive în reelele de distribuie (RED)
Art. 41 Metodologia de calcul pentru compensarea puterii reactive în reelele de distribuie
const in parcurgerea urmtoarelor etape de calcul:
a) Prin studiu de sistem, elaborat, de regul, la intervale de doi ani, se stabilete pentru
etapa analizat necesarul de surse de putere reactiv pentru reelele de distribuie ale OD.
b) Se modeleaz în detaliu reeaua de MT a OD i se calculeaz regimurile staionare
pentru palierele de vârf de sarcin (de iarn - VSI i de var -VSV )i minimul de sarcin (gol
noapte var -GNV) pentru fiecare an al perioadei analizate.
c) Regimurile staionare calculate la pct. b vor fi optimizate prin alocarea surselor de
putere reactiv utilizând programe specializate. Se aloc surse de putere reactiv, atât timp cât
instalarea acestora conduce la o reducere de pierderi in reea, mai mare sau egal cu echivalentul
minim de reducere de pierderi (valorile acestui echivalent sunt date in anexa 1 pct. 1.2.).
d) Soluiile obinute prin calcul pentru un anumit an de funcionare în diverse paliere se
intersecteaz sau se reunesc, obinându-se soluia de compensare necesar pentru fiecare OD
analizat în anul respectiv (intersecia sau reuniunea soluiilor se va face pe baza justificrii
economice). Se verific dac soluia astfel rezultat nu depete cantitatea totala de surse de
putere reactiv alocate OD si se determin în acelai timp i regimul optim de funcionare al
surselor de putere reactiv pe diverse paliere i ani de funcionare.
e) Se calculeaz eficiena economic a amplasrii de putere reactiv în reea exprimat sub
forma duratei de recuperare a investiiilor în sursele de compensare.
În anexa 3.2 se prezint un exemplu de calcul privind compensarea reelelor
unui OD.
VII.2. Compensarea puterii reactive la un consumator industrial
Art. 42 Factorul de putere necesar de asigurat de ctre consumatorii industriali este factorul
de putere neutral.
Etapele de calcul privind determinarea soluiei de compensare sunt urmtoarele:
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 21
a) Se calculeaz pe curba de sarcin de putere activ (P) i reactiv (Q), pentru zile
calendaristice (zi de lucru iarn i var) la vârf de sarcin, puterea reactiv ce trebuie compensat
pentru asigurarea factorului de putere.
Din analiza curbelor de sarcin din zilele caracteristice va rezulta i oportunitatea
fracionrii bateriilor de condensatoare.
Se va face în prealabil o analiz a regimului deformant conform PE 143/94, în vederea
alegerii modului de compensare a puterii reactive (compensare simpl, compensare si filtrare).
b) Amplasarea surselor de putere reactiv în schema intern a consumatorului se va studia
în mai multe variante posibile de amplasare, în scopul obinerii eficienei maxime a compensrii.
Se va ine seama de recomandrile de la Cap V.2-V.4.
c) Se calculeaz eficiena economic a compensrii puterii reactive, exprimat sub forma
timpului de recuperare a investiiilor în sursele de compensare instalate la consumator.
În anexa 3.1 este prezentat un exemplu de calcul privind alegerea soluiei optime de
compensare la un consumator industrial.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 22
VIII. MSURI DE PROTECIA MEDIULUI
Art. 43 Pentru instalaiile de compensare a puterii reactive în reelele electrice de distribuie a
energiei electrice i la consumatori se vor lua msuri pentru reducerea impactului
negative al instalaiilor i echipamentelor electrice componente asupra mediului
ambiant.
Art. 44 Msurile de protejare a mediului au în vedere urmtoarele aspecte:
a) impactul asupra aezrilor umane din punct de vedere al polurii electromagnetice,
chimice i de depozitare a deeurilor.
b) monitorizarea impacturilor asupra mediului pe durata exploatrii.
Art. 45 Documentaia pentru instalaiile de condensatoare i compensatoare statice trebuie s
cuprind toate datele i informaiile necesare, inclusiv planul de management i
monitorizare care va include aciuni de reducere a impactului sub aspectele:
a) electromagnetic;
b) chimic;
c) mecanic .
În documentaie se vor trata la solicitarea beneficiarului i cerinele cuprinse în procedurile
proprii în vederea obinerii acordului de mediu.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 23
ANEXA 1 (A1)
motorul asincron compensat
Se compar din punct de vedere tehnico-economic varianta utilizrii unui motor sincron cu
varianta utilizrii unui motor asincron, prevzut cu compensare individual, realizat cu baterii
de condensatoare.
Din punct de vedere tehnic, variantele sunt echivalente, motoarele fiind de aceeai putere.
Puterea reactiv pe care o poate da motorul sincron, în funcie de necesiti, este furnizat în
cazul soluiei cu motor asincron de ctre bateria de condensatoare.
Comparaia economic se va face pe baza criteriului cheltuielilor totale actualizate (CTA).
Acestea se compun astfel:
CTA1= Is+ it
Ps - pierderile de putere activ în motorul sincron (kW), corespunztoare regimului de
funcionare;
Ca1 - cota de cheltuieli anuale (%) din investiia total (circa 8 % la MT i 11 % la JT);
Tu - timpul de utilizare anual a motorului (h/an);
CDE - costul energiei active (lei/kWh);
Vr - valoarea remanent a investiiei;
a - rata de actualizare (conform PE 011);
T - durata de viat a bateriei de condensatoare.
Varianta a II-a cu motor asincron compensat:
CTA2= IAS+IBC+ iT
Ediia 1 Revizia 4 24
IAS este investiia total în motorul asincron (lei);
IBC - investiia total în bateria de condensatoare (lei);
PAS - pierderile de putere activ, însumate din motorul asincron i bateria de
condensatoare (kW);
Ca2 - cota de cheltuieli anuale la motorul asincron (6 % la MT i 9 % la JT) din investiia în
motor;
Ca3 - cota de cheltuieli anuale (11%) din investiia în baterie de condensatoare;
VrAS - valoarea remanent a investiiei în motorul asincron;
T - durata de via a bateriei de condensatoare.
Pierderile de putere activ la motorul sincron i asincron variaz în funcie de
coeficientul de încrcare al motorului:
K= Pnom
Putil
La motorul sincron variaia pierderilor este i în funcie de puterea reactiv absorbit, sau
debitat de motor, dup cum acesta funcioneaz în regim subexcitat sau supraexcitat.
Pierderile de putere activ în motorul sincron se pot calcula simplificat, conform relaiei:
Ps= Rst 2
K - coeficientul de încrcare (%);
U - tensiunea nominal la bornele motorului (V);
Rrot - rezistena înfurrii rotorice, inclusiv rezistena înfurrii excitatricei ();
ie - curentul de excitaie (ie ≤ ie nominal) (A);
P0 - pierderile de mers în gol ale mainii sincrone (W).
În cazul motorului asincron, pierderile se calculeaz cu formula:
PAS= (1-η) η
Ediia 1 Revizia 4 25
Valorile Rst, Rrot i ie se obin pentru fiecare tip de motor în parte de la furnizorul de
echipament.
instalrii unui MVAr în RED
Determinarea echivalentului minim de reducere de pierderi, necesar instalrii unui MVAr,
se face cu relaia:
MVAr în retea (ρ), s-a utilizat metoda cheltuielilor totale actualizate.
Metoda const în compararea cheltuielilor totale actualizate, pe o perioad de T ani, în
varianta compensat cu cele în varianta necompensat.
a) Cheltuielile totale actualizate în varianta necompensat sunt:
C1=∑ =
T
unde:
Pi este reducerea de pierderi ce s-ar obine prin compensare (kW);
PCDE - costul specific al energiei (lei/kWh);
τ - timpul de pierderi (h/an);
a - rata de actualitate;
C2= Isurse+ iT
i asurse aC
Ca surse - cheltuielile anuale cu sursele de compensare (lei);
Vr - valoarea remanent actualizat a sursei de compensare.
Prin egalarea cheltuielilor C1 = C2 se determin valoarea minim [kW/MVAr] a reducerii
de pierderi necesar justificrii instalrii unui MVAr în surse de compensare.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 26
ANEXA 2 (A2)
REALIZAREA INSTALAIILOR DE BATERII DE CONDENSATOARE-DERIVAIE
În aceast anex sunt prezentate date cu caracter orientativ cu privire la modul de realizare a
instalaiilor de baterii de condensatoare care sunt utilizate în reelele OD i ale consumatorilor
industriali.
Informaiile cuprinse în anex sunt cele disponibile la momentul întocmirii prezentei
instruciuni.
A 2.1 Schemele de principiu pentru bateriile de condensatoare
În figurile 1 i 2 se indic tipurile i amplasamentele posibile pentru instalaiile de baterii
de condensatoare de medie i joas tensiune, utilizate în scopul compensrii puterii reactive în
reelele OD ca i la consumatorii industriali.
Bateriile de condensatoare de medie tensiune i de joas tensiune pot fi:
- baterii de condensatoare fixe (poziiile 1, 6, 8, 9);
- baterii de condensatoare comutabile, manual sau automat, nefracionate sau fracionate: în
2 - 3 trepte de puteri egale la medie tensiune (poziiile 3, 4, 5) sau în 4 - 5 trepte de puteri inegale la
joas tensiune (poziiile 2,7).
La realizarea bateriilor de condensatoare este necesar s se respecte indicaiile generale de
proiectare cuprinse în instruciunea PE 111-11 i in CEI (Cap.IV).
În funcie de necesitile i de disponibilitile sale, beneficiarul poate achiziiona instalaia
de baterii de condensatoare ca furnitur complet sau o poate realiza în conformitate cu
indicaiile cuprinse în proiectele tip elaborate de unitile specializate.
A 2.3. Elementele componente ale bateriilor de condensatoare
A 2.3.1 La alegerea componentelor o atenie special trebuie acordat punerii în acord a
categoriei lor de temperatur ambiant cu cea a ansamblului.
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 27
Aparatura necesar coreciei automate a factorului de putere al unei instalaii de JT
cuprinde:
regulatorul, siguranele fuzibile, aparatura de comutaie, condensatoarele i inductanele. Acestea
pot fi instalate astfel încât s fac parte integrant din pupitrul general.
Aceast aparatur poate fi de asemenea plasat într-o celula separat a pupitrului general
sau adugat în carcasa comun a pupitrului general. Exist i varianta în care condensatoarele i
eventual inductanele sunt montate la distan, dac se impune o mai bun disipare a cldurii
degajate de aceste echipamente.
A 2.4. Diverse
A 2.4.1 Amplasarea unei baterii de condensatoare se va face numai în urma unor msurtori
privind existena i mrimea regimului deformat.
A 2.4.2. Modul de funcionare al bateriei de condensatoare va fi corelat cu automatizrile
existente în instalaia respectiv (AAR, RAR, DASf)
A 2.4.3 Se vor face, de asemenea, verificri asupra posibilitii apariiei fenomenului de
rezonan pe armonicile superioare (conform PE 143), ceea ce ar conduce la deteriorarea
echipamentelor de compensare.
Fig. 1. Posibiliti de amplasare a bateriilor de condensatoare în reelele de distribuie
Nr. bateriei Treapta de tensiune. Observaii
1 Baterie fix
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 28
3 idem
4
MT
idem
Fig 2. Posibiliti de amplasare a bateriilor de condensatoare în incinta consumatorului
Nr. bateriei Treapta de
6
conexiune stea sau triunghi.
8 Baterie fix
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 29
ANEXA 3 (A 3 )
A 3.1.1 Caracteristicile generale ale consumatorului
Consumatorul este alimentat din reeaua de 110 kV printr-un transformator de 40 MVA
110/6 kV, cu punctul de separaie fa de reeaua OD pe partea de 110 kV a transformatorului.
Regimul de funcionare al sistemului în punctul de racord este considerat sinusoidal.
Nivelul de compensare cerut corespunde factorului de putere neutral, cos φ= 0,92.
Curba de sarcin pentru o zi de lucru caracteristic este dat în figura 1 i corespunde
valorilor prezentate în tabelul 1. Din analiza curbei de sarcin se observ c puterea absorbit din
sistem la vârf de sarcin este de (13319+j 8858) kVA, în varianta necompensat corespunztoare
unui factor de putere de 0,832.
TABELUL 1
CONSUMATORUL STUDIAT
Ediia 1 Revizia 4 30
8 11.60 8.70 4.92 3.78 3.20
9 11.90 8.92 5.04 3.88 3.20
10 12.60 9.45 5.34 4.11 3.20
11 12.46 9.34 5.28 4.06 3.20
12 12.83 8.53 5.43 3.10 3.20
13 13.04 8.67 5.52 3.15 3.20
14 13.04 8.67 5.52 3.15 3.20
15 13.23 8.79 5.60 3.19 3.20
16 12.45 8.28 5.30 2.98 3.20
17 12.13 8.06 5.70 2.36 3.20
18 13.32 8.86 5.64 3.22 3.20
19 11.58 7.70 4.90 2.80 3.20
20 11.58 7.70 4.90 2.80 3.20
21 11.45 7.9 4.85 3.14 3.20
22 11.52 8.04 4.88 3.16 3.20
23 11.18 7.80 4.70 3.10 3.20
24 11.90 8.30 5.04 3.26 3.20
Nu s-a prezentat aici curba de sarcin pentru zilele de srbtoare, deoarece în aceste zile
consumul este foarte redus, compus numai din iluminat, înclzire .a., realizând un factor de
putere peste cel neutral. Se consider c într-un an de zile numrul zilelor lucrtoare este de 250,
restul de 110 zile fiind zile de srbtoare sau de revizie.
Schema electric de principiu a reelei interne de distribuie (MT, JT) este dat în figura 2.
A 3.1.2 Determinarea caracteristicilor instalaiilor de compensare
a) în tabelul 1 s-au calculat valorile orare ale puterii reactive medii orare, corespunztoare
factorului de putere de tarifare, pentru curba de sarcin a unei zile de lucru caracteristice:
Q1=Pc.tg φ
tg φ – valoarea tangentei corespunztoare factorului de putere de 0,92:
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 31
tg φ= 92,0
)92,01( 2− = 0,424
b) Valoarea puterii reactive ce trebuie compensat (Q2) s-a determinat ca diferen între
puterea reactiv consumat (corespunztoare factorului de putere neutral) i puterea reactiv Q1:
Q2= Qc-Q1
c) Din analiza valorilor orare ale puterii reactive, Q2, se observ c acestea variaz între
2,3 MVAr i 4,1 MVAr, puterea reactiv necesar la vârf de sarcin (ora 18) fiind de 3,2
MVAr.
Pentru determinarea modului de funcionare al instalaiilor de compensare s-a ales ca
puterea maxim a acestor instalaii s fie de 3,2 MVAr, corespunztoare puterii de vârf de
sarcin. Cu aceast putere se va aciona 18 h/zi între orele 7-24. Pentru restul de 6 ore, puterea
reactiv necesar este de 2,9 MVAr. Aceast valoare s-a determinat din necesitatea asigurrii
factorului de putere de 0,92 la energia zilnic:
Qbat= 2
Q2 reprezint valorile orare ale puterii reactive de compensate;
Qmax – puterea bateriilor corespunztoare vârfului de sarcin (3,2 MVAr în cazul nostru);
T1 – timpul de utilizare zilnic a puterii Qmax;
T2 = 24 - T1 – timpul de utilizare zilnic a treptei de putere inferioar.
Este necesar ca la alegerea puterii treptelor s se in seama de fptul c, consumatorul nu
trebuie s debiteze putere reactiv în sistem.
În cazul unei curbe de sarcin cu variaii mai pronunate, se pot alege mai multe trepte de
funcionare ale instalaiilor de compensare.
d) S-au studiat trei variante de amplasare a instalaiilor de compensare în reeaua
consumatorului, i anume:
- varianta 2 - compensare la MT (fig.3.b);
- vananta 3 - compensare la barele generale (fig.3.c).
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 32
În toate variantele s-a fcut compensarea individual a motoarelor asincrone de 6 kV.
Amplasarea bateriilor în cele trei variante s-a fcut astfel încât sa se asigure trepte de putere de
2,9 MVAr, respectiv 3,2 MVAr.
Caracteristicile bateriilor de condensatoare în cele trei variante sunt indicate în tabelul 2.
TABELUL 2
Varianta 1: Amplasarea bateriilor la JT i MT
Nr. Nod Puterea
26 270 0,4 Comutabil manual
28 180 0,4 Comutabil manual
180 0,4 Comutabil manual 29
315 0,4 Comutabil automat cu 1 treapt
30 450 0,4 Comutabil automat cu 3 trepte
Total 3195
Varianta 2: Amplasarea bateriilor la MT, în seciile de producie
75 6 Fix la bornele motorului 17
450 6 Comutabil automat cu 1 treapt
225 6 Fix la bornele motorului 18
1050 6 Comutabil automat cu 1 treapt
14 600 6 Comutabil automat cu 1 treapt
300 6 Comutabil automat cu 1 treapt 19
600 6 Comutabil automat cu 1 treapt
Total 3300
Varianta 3: Amplasarea bateriilor la bara general i în seciile de producie (motoare)
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 33
75 6 Fix la bornele motorului 17
450 6 Comutabil automat cu 1 treapt
225 6 Fix la bornele motorului 18
1050 6 Comutabil automat cu 1 treapt
1200 6 Comutabil manual Bara II
300 6 Comutabil automat cu 1 treapt
Total 3300
Reducerile pierderilor de putere în reea datorit compensrii, calculate la ora de vârf de
sarcin în cele 3 variante, sunt prezentate sintetic în tabelul 3 i, în detaliu, pe fiecare element în
parte, în tabelul 4.
P (kW) 18 9 8
E (kWh/an) 63000 31500 28000
Pentru determinarea reducerilor anuale de energie de pierderi în cele trei variante, s-a
calculat timpul de utilizare al puterii la vârf cu formula:
Tu=250 . f
∑ =
1i iP - suma puterilor orare într-o zi lucrtoare;
Pvarf - puterea consumat la vârful de iarn. A rezultat un timp de utilizare anual a puterii la vârf de 5135 ore. Cu acest timp, din figura
4, reprezentând diagrama timpului de pierderi în funcie de timpul de utilizare a puterii la vârf i
cos φ s-a determinat timpul de pierderi anual (τ = 3500 h/an în cazul nostru). Reducerea de
energie de pierderi se obine cu formula:
E=P.τ
Ediia 1 Revizia 4 34
Valorile acestor reduceri de energie de pierderi pentru variantele calculate sunt prezentate
în tabelul 3.
Pentru determinarea variantei optime de compensare a puterii reactive în reeaua
consumatorului, în tabelul 5 s-a analizat eficiena economic a compensrii, exprimat sub forma
timpului de recuperare a investiilor în instalaiile de compensare.
Din analiza rezultatelor prezentate în tabelul 5 se observ c varianta optim este varianta 1
în care se obin maximul de economie de pierderi, minimul de investiie în instalaiile de
compensare i rezult cel mai mic timp de recuperare al acestor investiii.
A 3.2 Compensarea puterii reactive în cadrul RED
S-a considerat un exemplu de calcul teoretic. Schema monofilar a reelei OD este dat în
figura 5. Analiza s-a efectuat pentru trei paliere de sarcin, palierele caracteristice ale unui an de
funcionare. Balanele de puteri active i reactive pe staii, pentru palierele considerate, sunt date
în tabelul 6.
Conform studiului de sistem, efectuat în prealabil, a rezultat necesar c în anul analizat OD
s amplaseze circa 40 MVAr, baterii de condensatoare, factorul de putere optim fiind de 0,95.
În scopul determinrii amplasamentului optim al bateriilor de condensatoare i al eficienei
economice a amplasrii acestora în reelele OD, s-au parcurs urmtoarele etape de calcul:
a) S-au calculat regimurile staionare pentru palierele de VDV, GNV i VSI în ipoteza
necompensat;
b) S-a calculat cu ajutorul programului, necesarul de baterii de condensatoare pentru
optimizarea funcionrii în fiecare palier de sarcin. Cantitatea necesar rezultat este dat în
tabelul 7. Din analizarea soluiilor rezultate pentru fiecare palier de sarcin, corelat cu efectul de
reducere a pierderilor pe retea datorit amplasrii bateriilor de condensatoare i cu timpii de
utilizare al palierelor, s-a determinat necesarul de baterii de condensatoare pentru anul studiat i
modul de repartizare al acestora pe staii. Analiza efectuat a permis i stabilirea politicii optime
de reglaj al bateriilor de condensatoare, pe paliere de sarcin.
Rezultatele acestei analize sunt prezentate în tabelul 7.
Factorii de putere optimi rezultai pe paliere au valori cuprinse între 0,94-0,96, ceea ce
asigur realizarea unui factor de putere optim de 0,95:
cos φ= 2
Ediia 1 Revizia 4 35
Wa=PcVSI.TuVSI+PcVDV.TuVDV+PcGNV.TuGNV
Wr=QcVSI.TuVSI+QcVDV.TuVDV+QcGNV.TuGNV
Pc, Qc este puterea activ, reactiv consumat la un anumit palier de sarcin;
Tu – timpul de utilizare a palierului de sarcin respective.
c) S-a calculat eficiena economic a amplasrii bateriilor de condensatoare în reelele OD.
Rezultatele acestui calcul sunt prezentate în tabelul 8.
TABELUL 4
TABEL CU PIERDERILE DE PUTERE ACTIV (P) I REACTIV (Q)
PE ELEMENTELE SCHEMEI
Varianta
i MT
Trafo
110kV
Total 139,43 1084,13 121,22 955,26 130,37 992,28 131,1 992,72
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 36
Note:
1) Calculul pierderilor de putere activ i reactiv s-a fcut inând seama de puterile
vehiculate i de cele injectate de sursele de putere reactiv, precum i de valoarea rezistenelor i
reactanelor diverselor elemente de circuit.
2) Reducerea de pierderi prin compensare:
a) Pierderile de putere:
b) Pierderile de energie:
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 37
TABELUL 5 ELEMENTE PENTRU CALCULUL EFICIENEI ECONOMICE A COMPENSRII PUTERII REACTIVE
Variante de compensare la cos φ = 0,92 Nr. crt. Specificaia U.M. Varianta fr
compensare, Vc V1 V2 V3
1 2 3 4 5 6 7 8
Consum propriu-zis 13180 13180 13180 13180
Pierderi în reea 139 121 130 131
existente - - - - Pierderi în instalaia de compensare noi - 11,2 11,3 11,3
Producie net central proprie - - - -
Aport capacitiv al cablurilor -180 -180 -180 -180
existente - - - - Producie în instalaiile de compensare noi - 3195 3300 3300
Producie central proprie - - - -
2 Putere reactiv
Pierderi în reea 486500 423500 455000 458500
existente - - - - Pierderi în instalaiile compensare noi - 57512 58026 58026
Producie net central proprie - - - -
3 Energie activ anual
Deficit acoperit din sistem
Ediia 1 Revizia 4 38
Consum propriu-zis 40843790 40843790 40843790 40843790
Pierderi în reea 3794000 3342500 3472000 3475500
Aport capacitiv al cablurilor -924300 -924300 -924300 -924300
existente - - - - Producie în instalaiile de compensare noi - 16406325 16945500 16945500
Deficit acoperit din sistem 43713490 26855655 26445990 26449490
4 Energie reactiv anual
Cot de energie suplimentar
kVArh
14811191 - - -
La ora de vârf a sistemului 0,83 0,92 0,92 0,92 5 Factorul de putere la deficit
La energie anual
0,84 0,93 0,93 0,93
Putere total instalat kVAr - 3195 3300 3300 6 Noua instalaie de compensare
Cost total de investiii (cca 5000lei/kVAr- ex. de calcul)
lei - 15975000 16500000 16500000
Tax de putere - - - -
Cost de energie activ 4983*106 4982,5*106 4984,8*106 4985,1*106
Cost energie reactiv - - - -
7 Cheltuieli anuale
Cheltuieli anuale totale 5092,6*106 4984,3*106 4986,6*106 4986,9*106
8 Eficiena compensrii
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 39
TABELUL 6
Puterea aparent (S=P+jQ) produs în
central (MVA)
în staii (MVA)
ST 1 4,5+j1,7 3,5+j1,6 5,3+j1,8
ST 2 7+j2,5 4,8+j1,6 10+j3,1
ST 3 1,5+j1,3 1,1+j1 2,5+j1,6
ST 4 7,5+j2,5 57+j1,8 8+j3
ST 5 27+j23 25+j20 27+j23 27+j24 85+j20 28+j24
ST 6 7,5+j3 7+j3 8+j3,2
ST 7 7,5+j4,5 5,5+j3,1 7,9+j5
ST 8 5,3+j3 3,5+j2,2 5,5+j3,1
ST 9 2+j1,3 1,5+j1,2 2,2+j1,4
ST 10 - - -
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 40
ST 19 6,7+j2,9 6,6+j2,8 7,2+j3,1
ST 20 6+j3,8 4+j2,8 7+j3,9
ST 21 4,5+j2 4+j2,8 4,8+j3,1
ST 22 2,5+j1,8 1,9+j0,9 2,8+j1,9
ST 23 2,2+j1,4 2+j1,3 2,3+j1,4
ST 24 7,5+j3,5 5,8+j3 8+j3,6
ST 25 5,4+j2,5 5+j2 5,6+j2,6 6+j2,8 5+j2,6 6,5+j3
ST 26 6,5+j3,3 4+j2,7 7+j3,5
ST 27 2+j1,3 1,7+j1,2 2,4+j1,5
ST 28 5,5+j2,2 3,2+j1,5 6+j2,2
ST 29 1,5+j0,8 1,4+j0,6 1,7+j0,9
ST 30 8,5+j4,5 6,5+j4 9,2+j4,6
ST 31 2,5+j2 2,5+j2 2,5+j2 20,5+j11 16,8+j9 21,5+j12
ST 32 2,5+j1,5 1,7+j0,9 3+j1,8
ST 33 3,5+j1,6 2,1+j1,4 3,8+j1,7
TOTAL 34,9+j27,5 33+j24 35+j27,6 201,9+j114 159,1+j93 224+j123
cos φ
Ediia 1 Revizia 4 41
TABELUL 7
DE CONDENSATOARE ÎN REELELE OD
Rezultatele programului
condensatoare (MVAr) pe paliere
Necesarul de baterii de
condensatoare (MVAr) în funciune
pe paliere de sarcin
ST 1 - - - - - - -
ST 5 - - - - - - -
ST 6 - - - - - - -
ST 8 3 - 3 3 3 - 3
ST 9 - - - - - - -
ST 10 - - - - - - -
ST 12 - - - - - - -
ST 14 2,4 - 2,4 2,4 2,4 - 2,4
ST 15 - - - - - - -
ST 16 - - - - - - -
ST 18 6 6 6 6 6 6 6
ST 19 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8
ST 20 2,4 1,2 2,4 2,4 2,4 1,2 2,4
ST 21 - - - - - - -
ST 22 - - - - - - -
ST 23 - - - - - - -
ST 25 - - - - - - -
ST 27 - - 1,2 - - - -
ST 28 - - 1,2 - - - -
Ediia 1 Revizia 4 42
ST 29 - - - - - - -
ST 32 - - - - - - -
ST 33 - - - - - - -
cos φ
rezultat pe
Ediia 1 Revizia 4 43
TABELUL 8
CONDENSATOARE ÎN REELELE OD
Putere (MW) 1,5 0,8 1,8 Reducerea de
pierderi datorat
amplasrii bateriilor
de condensatoare
(MWh) anual
Cheltuieli anuale cu sursele de
compensare (11 % I) (lei)
T rec=
(ani)
0,3
Fig. 1. Curbele de sarcin activ i reactiv pentru o zi de lucru caracteristic
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 44
Fig.2. Schema electric de principiu a consumatorului studiat
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 45
VARIANTA 1 Amplasarea bateriilor la JT i MT VARIANTA 2 Amplasarea bateriilor la MT în seciile de producie VARIANTA 3 Amplasarea bateriilor la baia general
Fig.3 Scheme electrice de principiu cu amplasarea bateriilor de condensatoare în diverse variante
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 46
Fig. 4. Variaia timpului de pierderi în funcie de durata de utilizare a puterii maxime
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 47
Fig. 5. Schema monofilar a reelei OD
Consultan i Inginerie pentru Sisteme Electroenergetice
Ediia 1 Revizia 4 48