AMPLASAREA STAŢIILOR ELECTRICE Acest capitol reprezintă o descriere succintă a procesului de proiectare a unei staţii electrice de transformare sau de interconexiune. Acest proces ţine cont de o serie de restricţii, cum ar fi cele legate de condiţiile impuse de sistem, alegerea amplasamentului staţiei şi gradul de acceptare a noului element de infrastructură de către comunitatea locală. Diferitele etape necesare proiectării noii staţii electrice sunt prezentate în Fig. 1, conform CIGRE 2000. Această organigramă descrie pas-cu-pas procesele de planificare si proiectare, însă nu exclude posibilitatea unor abordări practice de tip iterativ. 1. Condiţii impuse de sistem 1.1. Parametri tehnici Modul în care se desfăşoară proiectarea unei staţii de transformare şi conţinutul etapelor acesteia depind de funcţiile pe care noul element din suprastructura sistemului urmează să le îndeplinească, funcţii care sunt definite în etapa de planificare de către experţii umani. Parametrii tehnici ai staţiei sunt stabiliţi prin consultări cu compartimentele de management al activelor, operatorii de sistem şi companiile de exploatare a reţelei de transport, fiind definiţi pe baza unor studii de sistem şi analize tehnico-economice. Aceste studii şi analize permit stabilirea unor posibile beneficii economice, bazate pe specificarea unor echipamente standard de IT, cum ar fi curenţi maximi de scurtă durată, curenţi maximi admisibili, nivele de izolaţie sau dispozitive de compensare). Amplasarea unei staţii de transformare într-un anumit punct al sistemului impune identificarea unor răspunsuri pentru cerinţe specifice sistemului, dintre care o parte sunt standardizate corespunzător reţelei în care se racordează staţia. Câteva exemple de asemenea cerinţe sunt aspecte generale privind localizarea staţiei, dimensiunea staţiei, numărul de circuite necesare, schema de conexiuni, curenţii nominali, nivelele curenţilor de defect, soluţiile
de tratare a neutrului, timpii de deconectare asociaţi problemelor de stabilitate, considerarea unor eventuale extinderi ulterioare, caracteristicile echipamentelor şi necesarul de personal. 1.2. Schema de conexiuni Selectarea schemei de conexiuni pentru o anumită staţie de transformare, ţinând cont şi de posibila extindere a staţiei, este unul din cei mai importanţi paşi iniţiali ai etapei de proiectare. Dintre aspectele care afectează această decizie se numără flexibilitatea în exploatare, siguranţa în funcţionare, fiabilitatea şi disponibilitatea sistemului, capacitatea de a simplifica controlul sistemului şi costurile angrenate. 2. Procedura de proiectare Punctul de plecare în cadrul procedurii de proiectare a unei staţii de transformare constă în oferirea răspunsurilor la următoarele două întrebări: - S-a identificat corect şi complet necesitatea construirii unei noi staţii de transformare? - Cerinţele impuse de sistem (inclusiv indicatorii de performanţă) au fost complet identificate? Pe baza răspunsurilor la aceste două întrebări se poate trece la etapa următoare, care constă în selectarea amplasamentului optim al staţiei de transformare. 2.1. Selectarea amplasamentului staţiei Pentru selectarea amplasamentului unei noi staţii de transformare în cadrul reţelei se pot aplica câteva abordări alternative, pentru fiecare dintre acestea fiind necesar calculul costurilor totale. Aceste costuri se compară între ele, dar şi cu alte costuri, corespunzătoare unor alternative care în locul staţiei de transformare apelează la construirea unor noi linii electrice de transport sau la întărirea unor linii existente. Alegerea unui anumit amplasament al staţiei de transformare respectă până la urmă un compromis între aspectele de natură tehnică, economică, de mediu şi administrativă. Suprafaţa ocupată de staţia de transformare, numărul de plecări pe diferite nivele de tensiune, numărul transformatoarelor şi autotransformatoarelor de putere, schema de conexiuni şi posibilitatea de extindere, precum şi eventualele echipamente de compensare necesar a fi instalate în staţie, sunt cele mai importante aspecte care trebuie luate în considerare în cadrul calculelor de proiectare. Primul pas constă în localizarea unor amplasamente posibile, caracterizate de suprafeţe disponibile suficiente, costuri rezonabile, acces simplu, aflate toate în zona de interes şi fără restricţii importante în ceea ce priveşte culoarele de acces pentru liniile electrice aeriene. Se
urmăreşte, de asemenea, ca în cadrul acestor amplasamente construirea staţiei să aibă un impact cât mai redus asupra mediului. În acest context, este de dorit ca amplasamentul noii staţii să fie ales în apropierea unor coridoare existente ale liniilor electrice sau chiar în punctele de întâlnire a mai multor linii electrice. Uneori asemenea amplasamente nu pot fi identificate, astfel încât alegerea amplasamentului rămâne să se facă pe baza celorlalte caracteristici menţionate. O dată stabilite posibilele amplasamente, se procedează la analiza aspectelor tehnice şi de mediu pentru fiecare amplasament. Această analiză include costurile angrenate, impactul potenţial asupra mediului şi măsurile preventive sau corective necesar a fi luate pentru reducerea acestui impact. Tot în această etapă se recomandă evaluarea gradului de acceptare sau refuz a noului proiect de către comunităţile din vecinătatea amplasamentelor selectate. Pe baza acestei analize urmează să se stabilească soluţia definitivă privind amplasamentul noii staţii de transformare, ţinând totodată seama de gradul de fezabilitate şi costurile totale pentru fiecare soluţie posibilă. Dacă nu se poate identifica un amplasament optim, procesul se reia pornind de la o nouă zonă geografică de a studiu. 2.2. Aspecte privind mediul ambiant Posibilele impacturi asupra mediului natural sau a celui social care trebuie luate în considerare sunt următoarele, Sahazizian et al (1998): Terenul: amplasamentul staţiei trebuie ales astfel încât să se asigure minimizarea operaţiilor de excavare a pământului şi eliminare a resturilor şi obiectelor fără utilitate. Apa: amplasamentul staţiei trebuie ales astfel încât să se evite orice daune aduse sistemului de drenaje şi canalizare sau apelor de suprafaţă. Vegetaţia: ori de câte ori este posibil, staţia de transformare trebuie amplasată în zone cu interes agricol minim, de preferat zone necultivate; astfel se evită locaţiile în care vegetaţia existentă are o valoare ecologică sau economică ridicată. Zone protejate: amplasamentul staţiei se alege astfel încât să se evite spaţiile declarate ca zone protejate datorită vegetaţiei, faunei sau unor tradiţii culturale. Politici locale de planificare: se va ţine seama de politicile de planificare ale comunităţilor locale, pentru a evita zonele urbane şi suburbane, zonele de dezvoltare sau zonele rezervate pentru dezvoltare viitoare. Impactul vizual poate fi reglementat prin hotărâri ale comunităţilor locale şi trebuie luat în considerare. Alte aspecte de mediu care pot fi luate în considerare la selectarea amplasamentului staţiei de transformare sunt impactul estetic, nivelul de zgomot, scurgerile de ulei sau managementul deşeurilor.
2.3. Aspecte tehnice Principalele aspectele tehnice de care se ţine seama la selectarea amplasamentului unei noi staţii de transformare sunt următoarele: Topografia: este de dorit ca zona în care se amplasează staţia să fie plată şi fără risc de inundare sau băltire. Caracteristicile solului: solul trebuie să permită construirea căilor de acces şi a fundaţiilor. O rezistivitate scăzută a solului este o caracteristică preferabilă, pentru a simplifica proiectarea şi execuţia sistemului de înpământare. De asemenea, trebuie luate în considerare şi caracteristicile seismice ale zonei. Accesul: Din punctul de vedere al accesului la amplasament, echipamentele cu expunere maximă sunt transformatoarele, autotransformatoarele şi bobinele de reactanţa de putere. Celelalte echipamente au dimensiuni compatibile, în general, cu caracteristicile reţelei de transport existente. Se va ţine seama, de asemenea, şi de posibilităţile de acces / deplasare în zonă a personalului de exploatare şi a celui de întreţinere. Intrarea liniilor în staţie: coridoarele liniilor electrice au o mare influenţă asupra orientării geografice a staţiei şi pot influenţa în mod hotărâtor structura staţiei. Dificultătile legate de stabilirea convenabilă a coridoarelor liniilor electrice pot fi depăşite prin utilizarea în vecinătatea intrării în staţie a unor stâlpi multiplu-circuit sau, în cazuri extreme, trecerea de la construcţia aeriană a liniilor al ce subterană. 2.4. Implementare După selectarea amplasamentului, proiectarea şi construcţia noii staţii de transformare se desfăşoară conform organigramei din Fig. 1, după CIGRE 2000.
Evaluarea creşterii consumului Planificarea generală a reţelei Se impune întărirea reţelei? NU Politici tehnice, de mediu şi economice DA Se impune o nouă staţie? DA Pregăţirea planurilor preliminare NU Analizează alte căi de întărire SFÂRŞIT Proiect general Stabilirea amplasamentului Specificaţii de proiectare Amplasarea şi orientarea exacte a staţiei Diagrame de Conexiuni şi protecţii Stabilirea schemei de conexiuni Scheme monofilare şi software Circuite secunadre şi circuite de forţă Proiectarea lucrărilor de construcţie Executarea lucrărilor de construcţie SFÂRŞIT Punerea în funcţiune Instalarea echipamentelor Fig. 1 Organigrama etapelor de proiectare şi construcţie a unei noi staţii de transformare.
Bibliografie CIGRE report, General guidelines for the Design of Outdoor AC Substations, CIGRE Brochure 161, Aug 2000. Sahazizian, A.M., et al, Environmental aspects in Substations; CIGRE 1998; 23-201.