O catalogare a voltajelor utilizate la distribuția energiei electrice

Mă gândeam că este interesant să explic “de unde vine curentul electric”. Adică să vă explic întreaga poveste, însă apoi mi-am dat seama că ar fi mai uşor să explic unul copil de 3 ani de unde vin copii. În concluzie m-am hotărât să explic doar un mic fragment şi să segmentez întreaga explicaţie cu “de unde vine curentul electric” pe mai multe articole. Aşa că şi le-am împărţit logic. Doresc să se înţeleagă chiar dacă nu eşti o persoană tehnică. Este foarte posibil să te plictisești. Eu am ocolit informațiile astea cât am putut, însă pentru cei interesați am să continui.

Informațiile de aici o să vă ajute să înțelegeți costurile cu racordarea la rețeaua națională de energie electrică. Apoi o să vă ajute să înțelegeți tehnic ce este și ce nu este posibil când vrei să faci o anumită construcție precum o fabrică sau o hală. Indirect, atunci când vorbim de voltaje o să vorbim de bani. Dezvoltarea unei națiuni este strict legată de accesul la energie. De aceea este important să înțelegi că energia leagă aspectele politice, economice și sociale. România va avansa când va avea mai mult acces la energie electrică pentru case, ateliere și hale.

Cum se împart voltajele liniilor de transport?

Prima dată o să vorbim în linii simple. Vom împărții voltajele în trei mari categorii și apoi le vom lăsa așa. Există multe alte subcategorii, dar nu cred că este relevant să ne uităm și la subcategorii. Utilitatea acestor categorii este destul de mare. Un pic mai jos am să vorbesc despre împărțirea lor pe categorii și apoi vom discuta despre fiecare în parte. Intenția mea este să vă arăt când aveți nevoie de una sau de alta, în funcție de activitatea pe care o întreprindeți. De exemplu, va există o anumită diferență de nevoie înte mașină de cusut sau topitorie de oțel.

Ambele au nevoie de energie electrică, dar puterile sunt foarte diferite, iar în funcție de puterea necesară vom alege voltajul potrivit pentru a evita pierderile de energie.

• JT, sau joasa tensiune se referă la voltaje de la 0 volţi până la 1.000 de volţi sau un kilovolt kV .
• MT, sau medie tensiune se referă la voltaje de la 1.001 kV până la 110 kV exclusiv;
• ÎT, sau înaltă tensiune se referă la voltaje de la 110 kV în sus. În momentul în care acest articol a fost scris cel mai înalt voltaj posibil pentru o linie de transport este de 1 MV sau 1.000 de kV sau 1.000.000 de Volţi.

La noi în ţară, linia cu voltajul de mai mare este de 0,75 MV între Ucraina şi Staţia de transformare Isaccea Tulcea şi de la Staţia de transformare Isaccea Tulcea la Varva (Bulgaria). Țara noastră nu este un ținut prea întins și nici populația nu este prea mare ca să avem cine știe ce consum energetic, dar avem producție. Sau în fine, potențial de producție. În imaginea de mai sus avem o linie electrică aeriană de înaltă tensiune cu voltajul de 110 kV. Linia este dublă, adică două linii cu trei faze, iar cablul acela mai subține din vârf are rolul de a proteja linia electrică de fulgere.

Linia de distribuție de joasă tensiune sau JT

Conectarea caselor și afacerilor din zonele cu densitate redusă încă se mai face de pe ”rețeaua satului”. România are în continuare o grămadă de rețele de joasă tensiune neîngropate. De curând s-a renunțat la cablurile neizolate de aluminiu și s-a trecut la cele izolate, dar tot din aluminiu. Aș fi preferat să se treacă direct la cablurile subterane, dar probabil nu s-au intenționat investiții așa de mari. Aceste cabluri izolate sunt de obicei cabluri TYIR. Sunt mai puțin rezistente ca cele neizolate, dar într-un fel nu te mai lasă să mai ai acele ineficiențe pe rețea.

Linia de joasă tensiune are de regulă 4 cabluri, un nul și trei faze. În cazul în care majoritatea consumatorilor casnici sunt monofazați, amperajul de pe nul trebuie să fie egal sau mai mare ca suma amperajelor de pe faze. Unele cabluri TYIR care au trei conductori mari de fază și un conductor mai subțire pentru nul sunt făcute pentru consum trifazat. Altele cabluri TYIR au următoarea denumire : TYIR 50OL-AL 3×95+3×35. Aceste cabluri sunt mixte. Sunt făcute și pentru consum trifazat, dar și pentru monofazat și sunt cele mai întâlnite în rețelele de la sate.

Între linia de joasă tensiune și cea de medie tensiune este amplasat un transformator de medie tensiune. Am vorbit despre Transformatoarele de medie tensiune 12/20 kV – 240/400 V pentru că fac parte din viața de zi cu zi a fiecăruia dintre noi, chiar dacă o știm sau nu. Dacă ai un consum mare, atunci probabil că nu-ți mai trebuie un racord din linia stradală de joasă tensiune și te vei conecta direct la un transformator. De regulă se admite un cablu de joasă tensiune cu lungimea maximă de 800 metri de la transformator la contorul electric al consumatorului.

Linia de distribuție de medie tensiune sau MT

Linia de medie tensiune este de regulă vizibilă tot la sate. Nu e ca și cum ea nu ar fi prezentă și în oraș, doar că ea este de regulă îngropată sub asfalt. O linie de medie tensiune are trei conductori. Cred că o să vedem din ce în ce mai rar un branșament de medie tensiune cu un singur conductor, deși este posibil. Lungimea maximă a liniei de medie tensiune este de 30 de km pentru LEA și de 20 de km pentru LES. Lungimile astea sunt date de pierderile maxim admise și de căderea de tensiune pe circuit. Nu vreau să intru prea mult în detaliu, dar rețineți cele două lungimi maxime.

Am explicat un pic mai sus că lungimea maximă a circuitului de joasă tensiune este de 800 de metri. În opinia mea, această lungime este enorm de exagerată și invocă pierderi uriașe de energie. Recomandarea mea este să urmăriți să aveți linie de medie tensiune cât mai aproape de consumator. Asta nu înseamnă că trebuie să-ți pui transformatorul în casă, dar recomand amplasarea transformatorului de medie tensiune foarte aproape de o hală sau orice spațiu de producție. Voltajul liniei de medie tensiune este de 50 de ori mai mare comparativ cu cel de joasă tensiune.

O să vedem mai departe că este important să economisim energie electrică. Această economie poate reprezenta foarte mulți bani în contextul unui consumator mare. O linie de medie tensiune poate livra puteri între 40 KVA și 10 MVA. Totul depinde de lungimea circuitului, grosimea cablului, pozarea cablului, etc. De obicei, puterea de 10 MVA stă la limită dintre medie și înaltă tensiune. Costurile racordării la rețeaua de medie tensiune nu sunt neapărat mai mari pe unitatea de consum comparativ cu branșamentul la rețeaua de joasă tensiune.

Linia de distribuție de înaltă tensiune sau ÎT

Când avem nevoie de puteri mai mari de 10 MVA o să trecem la înaltă tensiune. 10 MVA reprezintă o putere destul de mare. Însă în contextul unui centru de date mare sau a unei fabrici care topește metale, se va considera un nivel acceptabil de consum. Ai nevoie de 400 kWh ca să produci o tonă de oțel și de vreo 300 de kWh ca să reciclezi o tonă de oțel. Cu 10 MWh, într-o oră o să poți produce oțel cam cât poți transporta maxim pe un TIR, cam 22 de tone. Deci teorectic, pentru că ziua are 24 de ore, producătorii de oțel și produse din oțel au suficient curent și cu medie tensiune.

Vreau să vă explic faptul că linia de înaltă tensiune începe de la 110 kV. Acest voltaj este de doar 5,5 ori mai mare decât linia de medie tensiune. De la tensiunea joasă de 400V sărit de 50 de ori la tensiunea medie de 20 KV, iar de aici am sărit doar de 5,5 ori la 110 KV. Ce vreau să vă spun aici este că liniile de 110 KV sunt făcute pentru puteri mari, mai mult decât pentru distanțe mari. Este totodată cel mai mare voltaj pe care îl poți accesa tu ca fabrică sau agent economic. Însă dacă dorești să accesezi energie la 110 kV, trebuie să găzduiești o substație electrică.

O linie de 110 KV are o lungime de aproximativ 40 de km, aproximativ. De obicei, o să vedeți stâlpi de 110 KV cu șase conductori. Linia de înaltă tensiune este puternic automatizată și de regulă oferă redundanță energetică. În ultimul timp au apărut redundanțele acestea și pe medie tensiune. Însă pe înaltă tensiune, de la 110 KV în sus, au existat de câteva decenii. Stâlpii au șase conductori pentru că sunt două linii de înaltă tensiune care se bifurcă la un moment dat, Ele vor ajunge la stații electrice diferite sau la clienți industriali diferiți și chiar amplasați în zone diferite.