Rețele Electrice

INTRODUCERE

1.1. Scurt istoric

Utilizarea energiei electrice a necesitat şi soluţii pentru transmiterea acesteia la distanţă. Apariţia şi dezvoltarea surselor de energie electrică are ca principale etape:

• 1785 – apare pila Volta care a permis utilizarea energiei în iluminat, electrochimie, telegrafie, etc

• 1831 – descoperirea inducţiei electromagnetice de către Michael Faraday şi proiectarea primelor dispozitive pentru producerea energiei electrice pe baza acestui fenomen

• 1832 – Hippolyte Pixii realizează primul generator de curent alternativ monofazat. Ulterior realizează şi o maşină de curent continuu

• 1838 – Emil Heinrich Lenz stabileşte principiile reversibilităţii maşinilor electrice

• 1873 – la expoziţia de la Viena, Zénobe Gramme împreună cu H. Fontaine demonstrează practic reversibilitatea maşinilor de cc şi realizează primul sistem de transmitere a energiei electrice la distanţă. Sistemul era format dintr-un generator de cc antrenat de un motor cu ardere internă, o linie în cablu telefonic de 1 km înfăşurat pe un tambur, un motor de cc şi o pompă de apă. Dezavantajul sistemului este randamentul foarte scăzut:

Din relaţia de mai sus rezultă că se poate creşte randamentul prin creşterea tensiunii sau a secţiunii conductoarelor.

• 1882 – se realizează (firma AEG) prima linie în curent continuu între Misbach şi Münhen de 57 km, la 1500-2000 V. Randamentul aceste linii era de 25%.

• 1900 – se transmite la distanţă energia în cc prin înserierea generatoarelor şi a receptoarelor (60 kV, 180 km)

• 1876 – Iablocicov descoperă transformatorul monofazat, necesar pentru alimentarea lămpilor cu arc, care lansează interesul pentru curentul alternativ

• 1884 – N. Tesla a realizat primul generator de ca bifazat şi un motor corespunzător

• 1889 – Dolivo-Dobrovolschi (AEG Berlin) proiectează sistemul trifazat, motorul asincron trifazat şi transformatorul trifazat.

• 1891 – se pune în funcţiune primul sistem trifazat pentru producerea, transportul şi utilizarea energiei electrice în Germania între Laufen şi Frankfurt pe Main (figura 1.1).

LaufenFrankfurt pe Main95 V40 Hz230 kVA200 kVA95/15200 V175 km13800/112 VIluminatForta3xφ4 Cu

Figura 1.1

Schema primei instalaţii de transport în ca

Reţele electrice – partea I-a

Introducere 3

• Utilizarea unor tensiuni mai mari de 80 kV a necesitat utilizarea izolatoarelor de tip lanţ (suspensie) în locul celor tip suport. În 1906 s-au realizat primele izolatoare tip lanţ.

• În 1908, în SUA se realizează prima linie de 110 kV, iar în Germania în 1912.

• În perioada 1910-1914 Peek şi alţi specialişti au analizat influenţa fenomenului corona. Astfel s-au realizat conductoare tubulare, utilizarea conductoarelor de Al şi Ol-Al, precum şi a liniilor cu mai multe conductoare pe fază. S-a ajuns, până în 1920 la linii cu tensiunea de 150 kV.

• Creşterea în continuare a tensiunii a impus rezolvarea neuniformităţii câmpului de-a lungul lanţurilor de izolatoare prin utilizarea unor inele metalice la cele două capete ale lanţului. În 1924 s-a realizat prima linie de 220 kV în SUA, la San Francisco, iar în 1927 în Germania.

• 1936 - se realizează prima linie de 287 kV (Los Angeles).

• 1952 – se realizează prima linie de 380 kV (Suedia).

• 1956 – prima linie de 400 kV, 925 km – Moscova – Kuibîşev, cu 3 conductoare pe fază şi condensatoare serie pentru reducerea reactanţei longitudinale şi creşterea puterii transportate. În 1959 se trece linia la 500 kV.

Unde E este tensiunea electromotoare a generatorului, U tensiunea în nodul destinaţie, δ defazajul dintre ele, iar Xt reactanţa totală între sursă şi nodul destinaţie, inclusiv reactanţa generatorului.

• 1965 – se dă în funcţiune, în Canada prima linie de 735 kV.

• 1966 – se realizează prima linie de 750 kV, în URSS, Moscova – Konacovo.

• 1969 – se dă în funcţiune prima linie de 765 kV, în SUA.