-
ASOCIAIA INGINERILOR DE INSTALAII DIN ROMNIA AIIR SOCIETATEA DE
INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI DIN ROMNIA SIEAR
ACADEMIA CENTRAL EUROPEAN DE TIIN I ART ACESA FACULTATEA DE
INSTALAII - UTCB
MINISTERUL TRANSPORTURILOR CONSTRUCIILOR I TURISMULUI MTCT
SOCIETATEA ROMN PENTRU PROTECIA CONTRA INCENDIILOR SORPINC
SOCIETATEA ROMN PENTRU PROTECIA ATMOSFEREI SOROPA ASOCIAIA
GENERAL A FRIGOTEHNITILOR DIN ROMNIA AGFR
COMITETUL NAIONAL ROMN DE ILUMINAT CNRI GRUPUL DE FIRME
INSTALAII TRANSILVANIA GIT
EDITURA REVISTELOR INSTALATORUL, ELECTRICIANUL I MSURRI I
AUTOMATIZRI ARTECNO BUCURETI SRL
A 41 a
CONFERIN NAIONAL DE INSTALAII
INSTALAII PENTRU NCEPUTUL MILENIULUI TREI
Volumul
Instalaii electrice i automatizri
SINAIA 1921 OCTOMBRIE 2006
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
SOCIETATEA DE INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI
DIN ROMNIA
A 41 A CONFERIN NATIONALA DE
INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI
SIEAR - 2006
SINAIA
19 21 OCTOMBRIE 2006
2
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
Broura a fost realizat sub ngrijirea sl. univ. drd. ing. Eugen
BADEA i prof. univ. dr. ing. Constantin IONESCU Forma electronic a
volumului a fost realizat de stud. Eugenu Drgoescu Facultatea de
Instalaii - UTCB
3
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
C U P R I N S
1. Ing. Cornel CHIOREANU C&I ELCA IMPEX - CERINTE NOI IN
FATA PROIECTARII DE INSTALATII ELECTRICE SI DE AUTOMATIZARI......
6
2. Ing. Marius MILOVICI ISPE - SITUAIA ACTIVITII VERIFICATORILOR
DE PROIECTE I EXPERILOR TEHNICI N INSTALAII ELECTRICE Ie N ANUL
2006................................................ 9
3. Prof. dr. ing. Ion IORDNESCU U.P.B. - COMPENSAREA PUTERII
REACTIVE N CONDIIILE EXISTENEI CONSUMATORILOR
DEFORMANI.......................................................................................................
13
4. Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN, Prof. dr. ing. Alexandru
LARIONESCU - Universitatea tefan cel Mare Suceava - CONSIDERAII
ASUPRA SISTEMELOR AUTOMATE
NEENERGOFAGE............................................. 22
5. Sl. drd. ing. Mircea ROCA UTCB - DETERMINAREA COEFICIENILOR
FOURIER PENTRU O SERIE DE SEMNALE NESINUSOIDALE
PARTICULARE.....................................................................................................
27
6. Prof. univ. dr. ing. Ion IORDANESCU U.P.B. - IMM SI CONSUMUL
DE ENERGIE ELECTRICA IN PERSPECTIVA INTRARII IN UNIUNEA
EUROPEANA.........................................................................................................
37
7. As. drd. ing. Ionu HOMEAG IGSU - INTEGRAREA SISTEMELOR DE
DETECTARE I ALARMARE A INCENDIILOR NTR-UN SISTEM DE GESTIUNE
TEHNIC..........................................................................................
42
8. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU UTCB - METODE DE CALCUL
PENTRU IMBUNATATIREA EFICIENTEI ENERGETICE A CLADIRILOR PRIN
UTILIZAREA SISTEMELOR DE AUTOMATIZARE INTEGRATE............ 46
9. Prof. dr. ing. Sorin LARIONESCU UTCB - PROIECTAREA SISTEMELOR
DE CONDUCERE CU AUTOMATE
PROGRAMABILE................................ 49
10. Prof. dr. ing. Nicolae GOLOVANOV, Prof. dr. ing. Petru
POSTOLACHE, l. dr. ing. Radu PORUMB U.P.B, Dr. ing. VASILE
RMNICEANU TIAB, Prof. dr. ing. Cornel TOADER U.P.B. - PUTERILE I
RANDAMENTELE OPTIME N REGIM NESIMETRIC SINUSOIDAL LA
TRANSFORMATOARELE CU DOU NFURRI
...........................................................................................................................
59
11. Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN, Masterand ing. Daniel GAVRIL
Universitatea tefan cel Mare - SISTEM AUTOMAT PENTRU VERIFICAREA
RELEELOR DIN INSTALAIILE DE CENTRALIZARE ELECTRODINAMIC FEROVIAR
SAR-CED........................................................................................
67
12. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai -
CERCETAREA POLURII ELECTROMAGNETICE A MEDIULUI N DOMENIUL
LOCUINELOR I INSTALAIILOR PENTRU CONSTRUCII................ 75
13. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai -
INSUFICIENE PRIVIND APRECIEREA OBIECTIV A EFICIENEI NCLZIRII
ELECTRICE PRIN RADIAIE, FR A CONSIDERA I CMPUL ELECTROMAGNETIC
EMIS.............................................................................
90
4
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
14. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai -
ABORDAREA CADRULUI LEGAL I ROLUL CERCETRII POLURII ELECTROMAGNETICE
A MEDIULUI N DOMENIUL INSTALAIILOR PENTRU
CONSTRUCII.....................................................................................
100
15. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - CE S-AR
MAI PUTEA SPUNE DESPRE ILUMINATUL FLUORESCENT
?........................................ 109
16. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU SIEAR - SITUATIA
AUTORIZARII INGINERILOR DE INSTALATII ELECTRICE 118
17. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU UTCB - UN NOU MOD DE A
PRIVI AUTOMATIZAREA INSTALAIILOR DINTR-O
CLDIRE....................... 120
18. Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN - Universitatea tefan cel Mare
Suceava - SISTEM INTERACTIV PENTRU SEMAFORIZAREA ECOLOGIC A
INTERSECIILOR
RUTIERE............................................................................
125
19. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU - UTCB, As. drd. ing.
Stefan ALECSANDRU SIEAR ACTUALITATE I PERSPECTIV N SISTEMELE DE
MANAGEMENT ALE CLDIRILOR 133
20. Prof. dr. ing. Sorin LARIONESCU UTCB - PROGRAMAREA
AUTOMATELOR DE TIP MASINA DE STARE.. 144
21. Sl. drd. ing. Mircea ROCA U.T.C.B. TOPOLOGII MODERNE DE
UPS-URI 151
22. Drd. ing. Marius RAMARU SRAC MODUL EXPERIMENTAL PENTRU
ACHIZITIE DE DATE SI COMANDA 158
23. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU SIEAR IEAS 2006 SI
PARTICIPAREA SIEAR... 168
24. Sl. drd. ing. Silviu GHEORGHE UTCB - CURS DE PERFECTIONARE A
PROIECTANTILOR DE INSTALATII ELECTRICE SI AUTOMATIZARI
..................................................................................................................................
173
25. Conf.dr.ing. Daniel POPESCU UTCB ASPECTE SPECIFICE
PROIECTARII SISTEMELOR AUTOMATE DE DETECTARE SI DE ALARMARE LA
INCENDII...............................................................................................................
175
26. Prof.dr.ing. Niculae MIRA UTCB CALIFICAREA INTREPRINDERILOR
CE EXECUTA LUCRARI DE INSTALATII
ELECTRICE................................... 185
27. Prof.dr.ing. Constantin IONESCU UTCB 100 DE ANI DE LA
INFIINTAREA COMISIEI ELECTROTEHNICE INTERNATIONALE
(CEI)........................ 188
28. Prof.dr.ing. Constantin IONESCU UTCB ACTIVITATEA SIEAR IN
ANUL 2006
........................................................................................................................
201
29. LISTA COMITETELOR TEHNICE CEI N CARE ROMNIA ESTE MEMBRU CU
STATUT DE PARTICIPANT SAU OBSERVATOR I COMITETELE TEHNICE NAIONALE
N OGLIND................................. 209
30. STANDARDELE DIN DOMENIUL INSTALATIILOR ELECTRICE PENTRU
CONSTRUCTII preluare din Buletinul Informativ SIEAR nr. 192 / iulie
2006.. 214
31. PREZENTARE DE FIRME....... 218
5
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
CERINTE NOI IN FATA PROIECTARII DE INSTALATII ELECTRICE SI DE
AUTOMATIZARI
Ing. Cornel Chioreanu - C&I-ELCA IMPEX SRL
Cu convingerea ca mai sunt doar doua luni pana cand Romania va
deveni membru cu drepturi depline al Uniunii Europene, consideram
ca este util sa privim cu ochiul critic drumul pe care l-am parcurs
in ultimii 16 ani in sfera noastra de activitate si mai ales sa
constientizam intreaga masa a celor care ne-am dedicat muncii de
proiectare in acest domeniu, asupra saltului calitativ pe care
trebuie sa-l facem in viitorul foarte apropiat, pentru a face fata
concurentei la care vom fi supusi de catre colegii de bransa din
Uniunea Europeana.
In drumul sinuos spre economia de piata munca de proiectare in
general, iar munca de proiectare in domeniul instalatiilor
electrice si de automatizari in special, a cunoscut mutatii
semnificative, atat din punct de vedere al structurii
organizatorice cat mai ales al nivelului calitativ.
1 - Daca ne referim la mutatiile de ordin organizatoric trebuie
amintit faptul ca incepand cu anii90 pepinierele de cadre de
proiectare Institutele de proiectare ale ministerelor economice
treptatsi-au redus activitatea pana la desfiintare, initial prin
divizare, pentru ca apoi efectiv sa-si inceteze activitatea, iar
cadrele cu inalta calificare au migrat spre alte domenii de
activitate, care le ofereau venituri mai mari. In acelasi timp au
inceput sa apara firme mici de proiectare, care grupeaza un numar
mic de specialisti cu o arie de cuprindere mai mica si implicit cu
o putere financiara mai mica.
2 - Absolventii institutelor superioare de invatamant care prin
profilul lor pregatesc specialisti de instalatii electrice si
automatizari au fost tot mai putin atrasi spre proiectare din cauza
veniturilor din ce in ce mai scazute in raport cu alte domenii si
in mod special in domeniul comertului.
3 - Migrarea proiectantilor din institutele de proiectare cu
profil industrial, ca urmare a diminuarii drastice a activitatii in
aceste domenii, spre unitatile de proiectare din constructiile
civile ar fi trebuit in mod normal, sa duca la o crestere
calitativaa muncii in acest domeniu, presupunandu-se ca migrarea se
face cu cei mai buni specialisti. Din nefericire lucrurile nu au
stat asa. Motivul este ca specialistii din sectoarele industriale
nu au cunostintele necesare specifice sectorului constructiilor
civile.
4 - Probabil ca reducerea numarului de personal al
inspectoratelorjudetene de constructii face ca aceste unitati sa nu
mai poata cuprinde totalitatea santierelor din sfera lor de
activitate, mai ales ca in unele judete si in ansamblu la nivelul
intregii tari, sectorul constructiilor cunoaste o crestere vizibila
a activitatii, aducandu-si o contributie importanta produsului
intern brut.
Toti acesti factori si poate nu numai acestia, au facut ca in
prezent sa se simta o anumita lipsa de proiectanti atat in sectorul
constructiilor civile cat si in cel al constructiilor industriale.
De unde Romania era un exportator de specialisti in domeniul
proiectarii, s-a ajuns in situatia ca unitati de proiectare
prestigioase sa recurga la a aduce proiectanti din provincie, cu
cheltuieli substantiale de transport, cazare etc., in domenii in
care cu ani in urma proiectarea romaneasca era deosebit de
apreciata.
Tinand seama de cele de mai sus consideram ca SIEAR ca si alte
organizatii saustructuri similare trebuie sa gaseasca impreuna cu
organele de stat competente o solutie de revigorare a activitatii
de proiectare, mai ales in prezent cand in fata specialistilor din
acest domeniu pot sa apara oportunitati tentante de lucru chiar si
pe piata europeana.
6
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
Exista pentru unii din colegii de breasla, o anumita teama de
momentul intrarii in Uniunea Europeana, o teama de concurenta cu
specialistii din tarile vest-europene, care cel putin din punctual
meu de vedere este total nejustificata, din urmatoarele morive:
a.- Legislatia noastra este in mare masura adaptata la
legislatia europeana (legi, standarde, normative,etc.);
b.-echipamentele cu care lucram de multi ani, sunt echipamentele
cu care se va lucra si dupa momentul aderarii;
c.- In Romania sunt prezente unele din cele mai prestigioase
firme de constructii din tarile europene si firme de top in
domeniul productiei de materiale si aparataje utilizate in
proiectele de constructii; cu aceste firme un mare numar de
specialisti romani sau chiar unitati de proiectare, se afla intr-un
contact permanent, spre cinstea lor si se numara printre
colaboratorii de baza ai firmelor straine care realizeaza obiective
de referinta in Romania; deci nu intram intr-un necunoscut, pentru
ca practic suntem ancorati in activitatea unor firme europene;
d.- Vorbind strict despre sectorul proiectarii de instalatii
electrice si automatizare pentru constructii, toate standardele
principale in baza carora ne desfasuram activitatea sunt corelate
cu standardele europene; Legea 10/1995 privind calitatea in
constructii, cu toate modificarile ulterioare, este corelata cu
legislatia europeana; legislatia in domeniul protectiei omului si a
bunurilor, aferente domeniului nostru de activitate este de
asemenea aliniata la legislatia europeana si lucram efectiv in baza
acestei legislatii; iata de ce consider nejustificata teama unora
dintre colegii nostrii de breasla de momentul aderarii, pe care
unii il vad ca un moment generator de grave disfunctii in
activitatea noastra.
Problemele care deranjeaza si asupra carora trebuie sa atragem
atentia MTCT, sunt legate de nevoia urgenta de revizuire a
Normativului I7-02 Normativ pentru proiectarea si executarea
instalatiilor electrice cu tensiuni pana la 1000 V c.a. si 1500 V
c.c., precum si a Normativului I-20 privind protectia impotriva
trasnetului. Intradevar unele din prevederile acestor acte
normative, normative de baza in munca noastra, trebuiesc revizuite
si inlaturate unele prevederi contradictorii sau ambigue.
Nu vom face o analiza a prevederilor din actele normative
mentionate, care impun in mod categoric revizuirea lor, ne vom
rezumadoar la a da doua exemple dintre cele mai putin
semnificative:
a.- La art.3.4.9 - din normativul I7-02 se prevede: La
consumatorii alimentati direct din reteaua furnizorului de energie
electrica, instalatiile electrice se executa cudistributie
monofazata , pentru valori ale curentilor pana la 30 A si cu
distributie trifazata,pentru situatiile in care curentul in regim
monofazat este peste 30 A; dar in acelasi timp este bine stiut
faptul ca Unitatile de Masura si Protectie UMP- sunt astfel
echipate incat permit distributii monofazate 10-40A si trifazate
intre 40-100 A.
b. - contoarele monofazate se fabrica pentru curenti de pana la
40A atat cele fabricate in Romania cat si cele straine;
Admiterea distributiei monofazate de 40 A., face posibila
racordarea unor consumatori, in special la locuinte, a caror putere
instalata sa se incadreze intre 10-12 kW.p.i. si 9 kW. p.u., iar
coloana intre UMP si Tabloul de distributie sa fie: 3FY6,0-IPY20;
iar pentru puteri instalate mai mari de 12,00 kW., sa se lase
proiectantului raspunderea de a admite un coeficient de
simulataneitate mai mic de 0,8, astfel incat pentru locuinte cu
spatii mai generoase, la care puterea instalata poate sa ajunga la
15,00 kW., sa se admita un coeficient de simultaneitate de pana la
0,6, ajungandu-se in final la aceeasi coloana de 3FY6,0-IPY20.
Pentru distributiile trifazate practic nu sunt probleme. c. -
Art.5.2.9 - din Normativul I7-02, precizeaza ca :Prizele trebuie
montate pe pereti la
urmatoarele inaltimi masurate de la axul aparatului pana la
nivelul pardoselii finite: - peste 2,0 m. la scoli, in clase,
prevedere pe care o consider total lipsita de sens, atata timp
cat
7
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
elevii vin de acasa unde au prizele montate de regula la h=0,3m.
de la nivelul pardoselii finite; daca se doreste evitarea unor
accidente exista solutii tehnice corespunzatoare de protectie si nu
montarea la inaltimi inaccesibile elevilor; salile de clasa pot sa
fie Sali de muzica, Sali de informatica, sau Sali de laboratoare de
fizica, chimie, etc., la care sunt necesare echipamente specifice
de laborator si unde contrar prevederilor din normative se monteaza
prize la tensiune normala 220V, pe mesele de laborator. La
inaltimea de 2m. de la nivelul pardoselii finite este suficient sa
ramana 2 locuri de prize, in dreapta si stanga tablei pemtru
bransarea unor echipamente necesare procesului de invatamant
(monitor, retroproiector, multimedia etc.).
d.- In prezent ELECTRICA in dorinta de a mari gradul de
siguranta in exploatare a instalatiilor electrice din cladirile de
locuit solicita caFDCP (firidele de distributie cu contori pe
palier), sa fie dotate cu echipamente mai performante. In acelasi
timp vechile firide se gasesc in cataloagele de detalii tip, iar
noile solutii promovate de care ELECTRICA nu sunt cunoscute nici de
proiectanti si nici de catre firmele de executie, care de regula
utilizeaza Catalogul de Detalii Tip.
Pentru a veni sprijinul promovarii noilor solutii este absolut
necesara o colaborare intre specialistii de la SC ELECTRICA si cei
din subordinea M.T.C.T. pentru a stabili echiparea si implicit
dimensiunile noilor firide, eventual reconsiderarea schemelor de
distributie din cladirile de locuinte, avand in vedere ca de la
ultima revizuire a acestora au trecut aproape 15 ani.
Consider ca aceste exemplesunt suficiente si convingatoare
pentru a cere urgenta revizuire a acestui normativ, care desi are
multe elemente corelate cu legislatia europeana, iata ca sunt si
prevederi care vin in contradictie cu normele europene si cu alte
prescriptii tehnice romanesti.
Consider ca la elaborarea noii editii a normativului I7, la
revizuirea FDCP si a schemelor de distributie din cladirile de
locuinte, trebuie sa participe si specialisti din proiectare.
Luand in considerare numarul mare de accidente: incendii sau
pierderea de vieti omenesti cauzate de proasta functionare a
instalatiilor electrice, nici un efort financiar nu este prea mare
si nu poate fi invocat drept obstacol in calea introducerii noilor
tehnologii, in scopul imbunatatirii parametrilor de functionare a
instalatiilor electrice, a protejarii bunurilor materiale si vietii
oamenilor.
Apropiata aderare a Romaniei la Uniunea Europeana trebuie sa
constituie pentru noi proiectantii de instalatii electrice si
automatizari un prilej de a ne apropia mai mult de
firmeleproducatoare si/sau distribuitoare de materiale, aparate si
echipamente de instalatii electrice si de automatizare, de a le
studia cataloagele, solutiile tehnice pe care le ofera, deoarece in
mod sigur vom fi bine primiti si vom primi toate lamuririle
necesare pentru ca in proiectele pe care le elaboram, folosind
tehnologiile avansate, sa satisfacem pretentiile investitorilor
care ne vor solicita serviciile noastre.
Revistele romanesti de specialitate Electricianul, Masurari si
Automatizari, Instalatorul, ne pun la dispozitie in fiecare nou
numar al lor informatii despre cele mai noi descoperiri, cele mai
noi solutii in tehnologiile si practica instalatiilor, scutindu-ne
si de efortul de a le traduce din revistele straine de
specialitate.
Efortul care ni se cere este de a dori sa fim la curent cu
noutatile, sa citim, sa ne documentam, sa participam la targuri
interne si internationale, la conferinte si simpozioane, cele mai
la indemana mijloace de a ne pune in contact cu noul.
8
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
SITUAIA ACTIVITII VERIFICATORILOR DE PROIECTE I EXPERILOR
TEHNICI N INSTALAII ELECTRICE Ie
N ANUL 2006 Ing. Marius MILOVICI ISPE Bucureti
e-mail: [email protected] 1. ROLUL I ATRIBUIILE SPECIALITILOR
VERIFICATORI DE
PROIECTE I EXPERI TEHNICI Verificarea i expertizarea tehnic de
calitate a proiectelor,efectuat de ctre specialiti
atestai, att la lucrrile noi, ct i la lucrrile de modernizare,
modificare sau transformare a instalaiilor electrice pentru
construcii, are ca scop realizarea unor construcii care s corespund
calitativ cel puin unor nivele minime de performan referitoare la
cerinele (exigenele) de calitate definite de Legea nr. 10/1995
privind calitatea n construcii:
A rezisten i stabilitate; B siguran n exploatare; C siguran la
foc; D igiena, sntatea oamenilor, refacerea i protecia mediului; E
izolaia termic, hidrofug i economia de energie; F protecia mpotriva
zgomotului. Specialitii verificatori de proiect i experi tehnici
pentru instalaii electrice i
automatizri sunt atestai pentru: - toate cerinele A, B, C, D, E,
F; - toate domeniile de construcii care cuprind urmtoarele
instalaii electrice: - instalaii electrice aferente construciilor,
inclusiv pentru cureni slabi i de protecie
la descrcri atmosferice; - instalaii de automatizare i
interblocare pentru instalaii tehnologice aferente
cldirilor (instalaii termice, sanitare, de
ventilaie-climatizare, frig etc.); - instalaii de avertizare i
prevenire a incendiilor. Instalaiile electrice aferente
construciilor se supun verificrii i expertizrii tehnice de
calitate dup cum urmeaz: a. Proiectele instalaiilor electrice
care se gsesc: - pe construcii sau n interiorul lor; - n staiile de
conexiuni i transformare din cldiri, din incinta sau din
ansamblurile de
cldiri; - n staiile de pompare din incinta sau din ansamblurile
de cldiri; - n staiile locale de captare a apei; - staiile locale
de epurare a apei; - n centrale termice sau punctele termice din
incinte sau din ansambluri de cldiri; - n centralele de ventilare
sau climatizare; - n centralele sau instalaiile de frig. b.
Proiectele reelelor electrice de alimentare cu energie electric i
de distribuie din
posturile/staiile de transformare din construcii, incinte sau
ansambluri de cldiri. Criteriile de performan ale cerinelor de
calitate conform Legii nr. 10/1995 privind
calitatea n construcii pentru instalaiile electrice sunt
prezentate n Ghidul criteriilor de performan pentru instalaii
electrice GT 059-03 editat n colecia ARTECNO. Aa cum
9
mailto:[email protected]
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
rezult din acest ghid, n afara celor 6 exigene (AF), exist
exigene recomandate (R1R6) la care se pot verifica proiectele.
2. LISTA VERIFICATORILOR DE PROIECTE I A EXPERILOR TEHNICI Pn n
prezent au fost atestai tehnico-profesional pentru specialitatea
INSTALAII
ELECTRICE Ie 75 Verificatori de Proiecte i 17 Experi Tehnici.
Lista acestora este disponibil pe site-ul SIEAR: www.siear.ro
Aceast list va fi actualizat cu ajutorul responsabililor din
MTCT, (d-na ing. Aurelia Simion), avnd n vedere importanta
ndatorire a specialitilor cu activitate de verificare i expertizare
de a anuna modificrile datelor de domiciliu i telefon survenite
ulterior atestrii.
ntruct Inspectoratul de Stat n Construcii i Primriile solicit
tot mai insistent prezentarea unor documentaii verificate de VP,
este n interesul specialitilor atestai, a firmelor de proiectare i
a forurilor cu competene de avizare s cunoasc aceast list ntocmit
corect, pentru a da acces egal verificatorilor i experilor n
activitatea de verificare tehnic de calitate a proiectelor.
O bun parte din aceti verificatori de proiecte i experi tehnici
fac parte din Filiala SIEAR VP&ET nfiinat n anul 2003, n scopul
implicrii mai intense a VP i ET n activitile SIEAR (schimburi de
experien, cunoaterea preocuprilor altor VP i ET, elaborarea /
revizuirea de normative de proiectare, participare la conferine,
mese rotunde, certificarea calificrii profesionale etc.).
Avem convingerea c specialitii care fac parte din aceast filial,
cadre cu experien deosebit n activitatea de proiectare n
construcii, vor aduce contribuii importante la mbuntirea situaiei
reglementrilor tehnice n acest domeniu. Solicitm acestor specialiti
s fac observaii i propuneri la revizuirea unor reglementri tehnice,
s fac propuneri pentru ANRE i MTCT n legtur cu revizuirea unor
normative i alinierea acestora la normele europene.
3. CURSURI PENTRU PREGTIREA ATESTRII UNOR NOI
VERIFICATORI DE PROIECTE I EXPERI TEHNICI. SIEAR organizeaz
cursuri intensive pentru pregtirea atestrii VP i ET. Anul acesta a
fost organizat un astfel de curs n perioada 20-24.02.2006 Cursurile
s-au desfurat pe parcursul a 5 zile, cte 6 ore/zi. Planul cursului
cuprinde n principal: - prezentarea Legii 10/1995; agremente
tehnice; - criterii de performan pentru fiecare categorie de
instalaii (Ie, Is, It, Ig); - aspecte organizatorice i prezentarea
regulamentului de verificare i expertizare
tehnic de calitate a proiectelor, a execuiei lucrrilor i a
construciilor, aprobat cu HG 925/1995.
Fiecare participant la curs primete Ghidul criteriilor de
performan pentru domeniul interesat i ndrumtorul pentru atestarea
tehnico-profesional a specialitilor cu activiti n construcii.
O diplom de absolvire certific participarea la curs. Membrii
SIEAR absolveni ai acestui curs primesc o recomandare din partea
conducerii
SIEAR pentru nscrierea la examen. Anul acesta nu au avut loc
ntlniri ale Comisiei Tehnice de Atestare a MTCT pentru
examinarea candidailor pentru atestarea unor noi VP i ET.
10
http://www.siear.ro/
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
4. PARTICIPRI LA MANIFESTRI ORGANIZATE DE PRODUCTORI DE
ECHIPAMENTE DE JOAS TENSIUNE Muli VP i ET din Bucureti, alturi de
proiectani de prestigiu, au participat la
interesante manifestri organizate de productori (sau
reprezentani ai acestora) de echipamente de joas tensiune:
Firma Moeller a organizat n zilele de 05.057.05.06 la hotel
Rozmarin din Predeal un workshop n care s-au prezentat produsele
noi Moeller, soluii privind confortul n locuine, aplicaii de
automatizare.
Firma Schneider a organizat Clubul Proiectanilor la Moeciu n
zilele de 22-23.06.2006, unde a prezentat tehnologii noi de
proiectare, aspecte privind calitatea energiei i problematica
BMS.
Firma Legrand Romnia a prezentat la sediul su din Bucureti (str.
Aromei) tablouri concepute i executate de ctre aceasta.
Firma Proenerg din Oradea a prezentat la Institutul de
Arhitectur din Bucureti corpurile de iluminat ERCO, care reprezint
o gam larg de produse mai ales pentru iluminatul ornamental.
Firma Schrack a prezentat n cadrul unui simpozion organizat la
Hotel Marriot instalaiile AAR, distribuiile n bare i alte nouti
privind aparatajul de joas tensiune.
5. ALTE ASPECTE DE INTERES
5.1. Sistemul de verificare i atestare a calitii lucrrilor de
montaj pentru utilaje,
echipamente i instalaii tehnologice industriale instituit prin
OG nr. 95/30.08.1999, aprobat i modificat prin Legea 440/2002, a
nceput s funcioneze, fiind deja atestai verificatori de proiecte
conform Regulamentului aprobat prin ordinul MIR nr.
88/14.02.2003.
n conformitate cu prevederile art. 6, aliniat (2) din
Regulament, autorizarea tehnico- profesional a specialitilor
verificatori de proiecte pentru dotri tehnologice industriale nu
acoper i autorizrile necesare legiferate pentru activitile
specifice n domeniile acoperite de MTCT.
Avnd n vedere asemnarea cerinelor de calitate, s-a constatat n
unele situaii o interferen a diferitelor categorii de construcii i
instalaii ale celor dou domenii de verificat. De aceea este necesar
ca Direciile de Specialitate din cele dou ministere responsabile cu
atestarea verificatorilor de proiecte i experilor tehnici s fac
departajarea clar a atribuiilor acestora i s stabileasc domeniile
concrete, instalaiile i utilajele tehnologice la care conform legii
trebuie ntocmite verificri, expertize ale proiectelor n condiiile
Legii nr. 10/1995, respectiv OG nr. 95/1999.
Avem sesizri c Verificatorii de proiecte atestai pentru
instalaiile tehnologice de ctre MEC intervin la primrii pentru
verificarea de proiecte de instalaii electrice n construcii.
5.2. Verificatorii de proiecte (VP) i/sau Experii tehnici (ET)
crora le va expira viza pe legitimaii trebuie s se prezinte la ISC
teritorial cu urmtoarele documente:
- cerere ctre ISC prin care se solicit prelungirea vizei (n
cerere se vor preciza numele, prenumele, adresa, numrul
legitimaiei, data valabilitii);
- registrul de eviden a proiectelor verificate, n original; -
2-3 referate reprezentative privind verificarea de calitate la
cerina Ie; - Legitimaia/legitimaiile i certificatul/certificatele
de atestare, n copie. Dup obinerea avizului ISC, concretizat
printr-o adres ctre Direcia Tehnic a
MTCT, solicitantul pred aceast adres la MTCT, care acord viza de
prelungire a legitimaiei.
11
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
5.3. Urmare a discuiilor cu inspectorul Mircea Pace de la ISCMB
a rezultat c verificatorii de proiecte trebuie s urmreasc, c toate
proiectele trebuie s conin referiri privind obligativitatea
respectrii prevederilor legii nr. 10/1995 calitatea n construcii,
legii nr. 50/1991, cu completrile ulterioare privind autorizarea
executrii construciilor i legii nr. 608/2001 privind evaluarea
conformitii produselor.
Aceast din urm lege, alturi de H.G. 622/2004 i alte prevederi
aprobate i publicate n Monitorul Oficial privind condiiile de
introducere pe pia a produselor pentru construcii, reprezint
preluarea n legislaia romneasc a Directivei cadru 89/106/CEE -
produse pentru construcii. Prevederile acestei legi constituie baza
pregtirilor specifice ce trebuie realizate n vederea utilizrii pe
plan intern a produselor pentru construcii n condiiile cerute de
UE.
5.4. n ultima perioad tot mai multe proiecte respect legislaia n
vigoare privind nscrierea n cartuul desenelor a parametrilor
verificrii: numele i semntura verificatorului sau expertului,
cerinele la care se verific proiectul i numrul referatului ntocmit
de verificator.
12
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
COMPENSAREA PUTERII REACTIVE N CONDIIILE EXISTENEI
CONSUMATORILOR DEFORMANI
Prof. dr. ing. Ion Iordnescu UPB
REZUMAT: Problema puterii reactive a aprut odat cu sistemele
electroenergetice de
curent alternativ i continu s existe datorit meninerii
specificului acestei puteri, sub aspectul consumului i al
producerii. Reducerea ncrcrii cu putere reactiv a tuturor
instalaiilor ntre consumatorii larg rspndii i sursele concentrate
ale sistemelor energetice n avantajul puteri active, a pus problema
compensrii pe scar larg a puterii reactive ct mai aproape de
receptori. Soluia general folosit constnd din baterii cu
condensatoare, (nc corespunde), necesit ns o reexaminare de
principiu, n etapa actual de apariie i intensificare a noilor
receptori care, din cauza caracteristicilor electrice neliniare,
produc fenomenul de deformare a curbelor de cureni i de tensiune.
Una din consecinele existenei i intensificrii fenomenului
deformant, o constituie vulnerabilitatea, pn la deteriorare, a
bateriilor cu condensatoare n funciune. n prezentul material se
examineaz sub aspect teoretic i tehnic, problema compensrii puterii
reactive care este nc necesar, innd seama pe de o parte de existena
i comportarea bateriilor cu condensatoare, dar corelnd-o i cu msura
atenurii regimului deformant, care devine i ea necesar i pentru
care se poate aplica o msur unic de compensare i atenuare, prin
folosirea filtrelor.
Cuvinte cheie: calitatea energiei, regimul deformant, gradul de
deformare al curbelor de
curent I. ASPECTE GENERALE Etapa actual de desfurare i
dezvoltare a tuturor activitilor economice i sociale,
att n ara noastr ct i pe plan internaional, precum i largul
orizont al perspectivei apropiate, se caracterizeaz printr-o
modernizare intens. Factorul specific l constituie schimbarea
practic total, n toate domeniile de activitate, fr excepie,
inclusiv n gospodriile casnice a structurii receptorilor de energie
electric. Marea majoritate a acestor receptori, deja n funciune,
dar mai ales i n perspectiv, format din aparate, circuite i
instalaii electrocasnice, respectiv, tot ce produce electronica sub
forme din ce n ce mai performante i mai sofisticate, se poate
afirma c, au invadat sistemul electroenergetic i n ara noastr.
Datorit faptului c aceti receptori au caracteristici electrice
neliniare, prezena lor n instalaiile sistemului energetic, n care
generatoarele electrice din centrale produc tensiuni electrice
alternative, care au forma curbei practic sinusoidal, la aplicarea
acesteia la bornele fiecrui receptor sau grupe de receptori
neliniari, acetia deformeaz curbele de curent. Gradul de deformare
al curbelor de curent i respectiv de abatere de la forma ideal
sinusoidal, depinde numai de caracteristicile fiecrui receptor, nu
i de alte mrimi electroenergetice, cum ar fi, de exemplu, puterea
de scurtcircuit din nodul n care sunt racordai. Curbele de curent
deformate conin pe lng curbele fundamentale sinusoidale cu frecvena
de 50 Hz i curbe de curent cu frecvene reprezentnd multipli ai
frecvenei curbei fundamentale, denumite armonici i valori ntre
multiplii frecvenei fundamentale, denumite interarmonici. Mai pot
apare i subarmonici, respectiv, cu frecvene mai mici dect cea a
curbei fundamentale. Deci curbele reale ale curenilor deformai,
conin, aa cum rezult i din analizele armonice, care se efectueaz
folosind o gam larg de aparate de msurare realizate n acest scop,
un spectru foarte larg i complex de curbe sinusoidale
reprezentnd
13
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
armonicele, interarmonicele i subarmonicele, avnd frecvene pn la
rangul (ordinul) 50, respectiv 2500 Hz. Toi aceti cureni sunt
injectai n nodurile reelei electroenergetice de ctre receptorii
respectivi i circul prin instalaiile (linii, transformatoare etc.)
producnd multe fenomene cu consecine defavorabile. Una din
consecinele directe care apare, este constituit de cderile de
tensiune, datorate curenilor menionai i impedanelor cu frecvene
corespunztoare fiecrui curent armonic, interarmonic sau subarmonic.
Se menioneaz c deoarece ponderea cea mai mare o au armonicele de
curent, care au frecvene, multipli ai frecvenei fundamentale,
pentru examinarea general a fenomenului deformant se rein numai
curenii respectivi. Aceti cureni reprezentnd armonicele: 2,3,4,5
etc. sunt i cei afiai de aparatele de msurare i care circul prin
instalaii, produc cderi de tensiune care au aceleai frecvene cu ale
curenilor i impedanelor reelelor care le genereaz i reprezint
armonicele de tensiune care contribuie la deformarea curbelor de
tensiune din noduri. Aceste cderi de tensiune se aplic n nodurile
reelelor electrice simultan cu tensiunea fundamental tuturor
receptorilor conectai la barele respective. O comportare deosebit
la aplicarea acestor tensiuni armonice o au bateriile cu
condensatoare, montate pentru compensarea puterii reactive. n
aceast situaie, care a aprut i la noi se va intensifica foarte
mult, utilizarea bateriilor cu condensatoare n soluia de montare
actual, devin vulnerabile i este necesar s se reexamineze problema
pentru a rezolva, att compensarea puterii reactive, precum i
atenuarea regimului deformant, n scopul limitrii la minimum, dac nu
chiar la eliminarea multiplelor consecine negative, care afecteaz o
mare parte din instalaiile electroenergetice.
II. ASPECTE TEORETICE I TEHNICE PRIVIND FUNCIONAREA
BATERIILOR CU CONDENSATOARE
II.1. REGIMUL SINUSOIDAL Folosirea bateriilor cu condensatoare
constituie de mai multe decenii, soluia optim din
punct de vedere tehnico economic, pentru compensarea puterii
reactive, respectiv a mbuntirii factorului de putere, n reelele
electrice i n general n instalaiile electrice din ntreprinderile
industriale. Prin utilizarea automatizrilor, n ultimii ani se
realizeaz cu ajutorul treptelor finale de reglaj ale bateriei,
monitorizarea factorului de putere foarte aproape de valoarea
neutral, prin afiarea valorilor realizate. n regim sinusoidal, adic
prin aplicarea la bornele bateriei a unor curbe de tensiune foarte
apropiate de sinusoid cu frecvena de 50 Hz, bateriile cu
condensatoare, reprezentnd receptori capacitivi, produc, n urma
calculelor de dimensionare, puteri reactive pentru compensare, pe
care le injecteaz la barele la care sunt conectate. Prin aportul
lor reduc n mod corespunztor aportul din sistemul energetic a
puterii reactive, micornd componenta reactiv a curentului preluat
din sistem de la valoarea corespunztoare factorului de putere
natural pn la cel neutral, de obicei (0,95 0,96). Ilustrarea celor
prezentate se face n figurile 1 i 2 i prin expresiile pentru
calculul valorilor factorului de putere, n regim sinusoidal:
fr compensare (fig. 1 i fig. 3)
neccnecsss
s
cc
csc
QP
P
QP
P,,2222
coscos ==+
=+
== (1)
Deci valoarea factorului de putere fr compensare, cea natural,
este aceeai i pe plecarea spre consumatori i pe linia de alimentare
din reeaua de distribuie ( ) sc =
cu compensare (fig. 2 i fig. 4)
( ) compsBcs
scomps
QQP
P,222,
cos=+
= (2)
14
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
i
necccompccc
ccompc
QP
P,,22,
coscos ==+
= (3)
Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4
Deci cu compensarea dup schema din fig. 2 (centralizat),
valoarea factorului de putere pentru linia de alimentare din reeaua
de distribuie este mai mare, deoarece apare influena aportului
bateriei QB. Acest aport reduce puterea reactiv pe care o furnizeaz
sistemul n situaia fr compensare (fig. 1) la valoarea (fig. 2), cu
compensare, corespunztor cu puterea Q
B
sc QQ =22
, Bccomps QQQ =
BB produs de bateria cu condensatoare B. Diagramele fazoriale
din figurile 3 i 4 ilustreaz, cu ajutorul fazorilor componentelor
reactive ale curenilor, cele dou situaii, fr / cu compensare. Din
aceast prezentare rezult c n regim sinusoidal, cnd la barele de
alimentare se aplic numai curba de tensiune fundamental cu frecvena
de 50 Hz, implicit i bateriei cu condensatoare care ne intereseaz,
aceasta produce puterea reactiv QB numai pentru frecvena
fundamental. B
II.2. REGIMUL NESINUSOIDAL - DEFORMANT Situaia respectiv implic
deci apariia n toate instalaiile electrice, pe lng
componenta fundamental reactiv (50 Hz) i un spectru de cureni
armonici cu frecvene diferite ( ), multiplu de 50 Hz produi de
consumatorii deformani, se examineaz separat cele dou cazuri,
respectiv, fr baterie cu condensatoare i cu baterie cu
condensatoare.
II.2.1. SITUAIA FR BATERIE CU CONDENSATORE Pentru examinarea
primului caz, se consider schema electric de principiu a unui
nod
A (fig. 5) la care sunt racordate 3 linii electrice, respectiv:
(a) de alimentare a nodului A din sistem; (b) de racordare i
alimentare a consumatorilor deformani i (c) de racordare i
alimentare a consumatorilor nedeformani din aceeai zon de consum.
Se au n vedere, n primul rnd curenii fundamentali 1I , cu frecvena
de 50 Hz, din cele 3 linii i anume: aI 1 care vine din sistem
pentru alimentarea tuturor consumatorilor din nodul A, deformani i
nedeformani; bI 1 care circul prin linia (b), pentru alimentarea
consumatorilor nedeformani;
cI 1 care circul prin linia (c) spre consumatorii nedeformani,
alimentai de la aceleai bare A. n acelai timp consumatorii
deformani produc i injecteaz prin linia (b) n nodul A un spectru de
cureni armonici I format din cureni armonici, dup expresia:
nn
IIII +++==
...322
(4)
Un prim indicator al regimului deformant l constituie reziduul
deformant, avnd expresiile:
=
=+++=n
2
22n
23
22rez, II...III (5)
15
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
O alt mrime important o reprezint valoarea efectiv a curentului
deformat rezultant, care se determin cu relaia:
22221 ... ndef IIII +++= (6)
Un indicator important, afiat de aparatele de msur este factorul
de distorsiune, care, n cazul curentului se determin cu
expresia:
[ ] 100I
I100
II...II
%1
rez,
1
2n
23
22
I =+++
= (7)
Pentru a clarifica situaia de la nodul A (fig. 5), se observ nti
circulaia componentei fundamentale 1I ce vine din sistem i intrnd n
nodul A se repartizeaz spre cele dou categorii de consumatori,
aI1bI 1 , spre consumatorii deformani prin linia (b) i cI 1
spre
consumatorii nedeformani, prin linia (c), corespunztor puterilor
active (Pa i Pc) i celor reactive (Qa i Qc) necompensate, necesare
ambelor categorii de consumatori.
Simultan cu aceti cureni fundamentali avnd (frecvena de 50 Hz),
circul prin aceleai linii i curenii armonici, produi de
consumatorii deformani I i injectai n nodul A prin linia (a).
n nodul A acetia se ramific, o parte spre consumatorii locali
nedeformani ( cI , ) i cealalt parte circul spre sistemul energetic
prin linia (a) avnd sensul invers fa de componenta fundamental, sI
1 . Repartizarea pe fiecare din cele 2 linii se face corespunztor
impedanelor armonice pentru fiecare frecven, att pentru
consumatorii nedeformani locali
cz , , ct i pentru sistemul energetic bz , din figura 6, n care
se reprezint schema echivalent pentru nodul A. Se poate stabili,
pentru fiecare armonic componenta care circul spre sistem, folosind
relaia:
. ca
ca zz
zII
,,
,,
+
= (8)
Deoarece: . ca zz ,,
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
Peste aceast situaie simpl, corespunztoare curenilor avnd f = 50
Hz, se suprapun armonicele de curent I produi i injectai n nodul A
prin linia (b). Acetia se ramific astfel: o component spre sistem
prin linia (a) i alta spre bateria cu condesatoare.
Pentru a examina aceast distribuie i ndeosebi comportarea
bateriei, s-s realizat n figura 8 schema echivalent corespunztoare
schemei electrice de principiu din fig. 7. n figura 8 sunt
prezentate reactanele echivalente pentru sistemul energetic,
corespunztoare diferitelor ranguri de armonici, respectiv: ca zz
,,
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
instalaiei pentru frecvena de rezonan care nu este considerat n
expresia (13) i pe de alt parte, rangul armonicei de rezonan este
de cele mai multe ori ntre dou ranguri (de exemplu: 6,4 ntre 5 i
7). De asemenea curenii armonici din rangurile apropiate mai mari
sau mai mici dect pot fi suficient de mari pentru a periclita
bateria. Pentru a determina valorile i sensurile de circulaie prin
baterie a armonicelor de curent care corespund unor ranguri
diferite de
rez
rez
rez respectiv 21
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
reducerea la valori admisibile a fenomenului deformant. Dintre
cele dou tipuri de filtre respectiv, active i pasive, acestea din
urm pot corespunde, fiind i sub aspect economic, mult mai
avantajos. Important este faptul c filtrele pasive n schema lor cea
mai simpl, sunt realizate n principiu dintr-o bobin n serie cu o
baterie cu condensatoare (fig. 9) i c n acest scop pot fi adaptate
i bateriile cu condensatoare existente, care au fost montate
anterior pentru compensarea puterii reactive, n nodurile
respective.
III.1. STABILIREA CARACTERISTICILOR PRINCIPALE ALE FILTRULUI
PASIV I FUNCIONAREA ACESTUIA Dintre cele dou elemente componente
se poate ncepe cu bateria cu condesatoare, care
se dimensioneaz pentru compensarea puterii reactive pentru
frecvena fundamental, de 50 Hz, cu expresia:
( )compnecmedB tgtgPQ = (19) unde: este puterea activ medie
anual a consumatorului; medP
nectg - tangenta unghiului dintre fazorii tensiune i curent,
corespunztor factorului de putere natural, necompensat;
comptg - tangenta unghiului dintre fazorii tensiune i curent,
corespunztor factorului de putere neutral, impus de furnizorul de
energie electric.
Deoarece bateria n schema filtrului este n serie cu bobina, la
aceast valoare se
adaug pierderile de putere reactiv datorit bobinei, pentru a nu
reduce gradul de compensare i care este n general, de 4 % - 5 %.
Aceasta se verific ns i se corecteaz, dup stabilirea parametrilor
bobinei. De asemenea tensiunea nominal a bateriei va trebui s fie
mai mare cu circa 10 % dect cea a barelor din nodul A (fig. 9)
deoarece ntre baterie i bare exist bobina, datorit creia apare o
cdere suplimentar de tensiune.
BQ
Dup stabilirea puterii bateriei, , se poate calcula capacitatea
a acesteia folosind relaia:
BQ BC
= BnomB CUQ 3 (20) n continuare se poate trece la determinarea
reactanei bobinei filtrului, pentru care este necesar s se aleag o
armonic de rezonan i apoi se utilizeaz relaia: rezn
01 =
rezB
rezb nCnx (21)
n care: 502 = bb Lx [ ] (22)
este reactana bobinei, care reprezint necunoscuta n relaia (21),
cu care se poate calcula inductana a bobinei. Pentru alegerea
rangului armonicei de rezonan este necesar s se examineze cteva
elemente teoretice i tehnice, privind comportarea filtrului, n
ansamblu, n vederea atenurii i a regimului deformant, dup ce prin
calcularea puterii bateriei, s-a asigurat compensarea puterii
reactive. Astfel, se menioneaz c aa cum rezult din relaia (21),
reactana rezultant a circuitului filtrului corespunztoare frecvenei
rangului ( ), de rezonan este zero. Deci, acesta realizeaz la
barele nodului A condiiile unui scurt circuit trifazat pentru
frecvena respectiv i astfel, prin filtru va circula spre pmnt n
ntregime armonica de curent cu frecvena corespunztoare, att cea
produs de consumatorii deformani din nodul A, precum i din alte
noduri exterioare, dac nu sunt reinute de filtre pentru aceeai
frecven. Deci poate apare i un aport din exterior, care va trebui
considerat.
bL
rez
19
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
Problema urmtoare const n determinarea comportrii filtrului
pentru armonicile de curent, care sunt n spectrul total de armonici
i au frecvene mai mari sau mai mici dect rez adic pentru:
21
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
Fig. 9 Fig. 10 IV. CONCLUZII Din analiza concentrat fcut n acest
material, rezult c i pentru sistemul nostru
electroenergetic etapa care se parcurge, caracterizat de
ptrunderea n msur din ce n ce mai mare a electronicii sub toate
formele ei sofisticate, n instalaiile de transport, distribuie i
mai ales n masa mare a consumatorilor de energie electric, se
ncheie perioada de utilizare exclusiva i respectiv de funcionare
numai a bateriilor cu condensatoare.
Apariia i intensificarea foarte rapid a fenomenului deformant al
curbelor de curent i de tensiune, au condus i conduc la afectarea
siguranei n funcionare a bateriilor cu condensatoare, care n plus
contribuie i la amplificarea regimului deformant.
Aceast situaie este argumentat teoretic i tehnic n acest
material n care se prezint i se justific soluia de rezolvare prin
folosirea filtrelor pasive, care rezolv simultan, cu costuri
accesibile, att problema compensrii puterii reactive la consumatori
industriali ct i atenuarea, n limite admisibile, a regimului
deformant, i cu posibilitatea utilizrii bateriilor existente,
pentru realizarea noii soluii.
V. BIBLIOGRAFIE 1. Iordnescu, I., Iacobescu, Gh., .a. Reele
electrice pentru alimentarea
ntreprinderilor industriale. Editura Tehnic, Bucureti, 1985. 2.
Iacobescu, Gh., Iordnescu, I., .a. Reele electrice. Editura
Didactic i
Pedagogic, Bucureti. 1981; 3. Iacobescu, Gh., Iordnescu, I.,
Tudose, M. Reele i sisteme electrice. Editura
Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1979; 4. Golovanov, N.
Utilizarea energiei electrice i mari consumatori. Litografia
IPB,
Bucureti, 1983. 5. Golovanov, N., ora, I. .a. Electrotermie i
electrotehnologii. (Vol.1 i 2) Editura
Tehnic, Bucureti, 1997.
21
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
CONSIDERAII ASUPRA SISTEMELOR AUTOMATE NEENERGOFAGE
Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN - Universitatea tefan cel Mare
Suceava
e-mail: [email protected]. dr. ing. Alexandru LARIONESCU -
Universitatea tefan cel Mare Suceava
e-mail: [email protected]
1. INTRODUCERE n dezvoltarea sistemelor automate moderne sunt
evidente tendinele de reducere a
dimensiunilor i consumurilor energetice, concomitent cu
multiplicarea funcionalitii. Aceste deziderate, oarecum antagonice,
presupun proiectarea i fabricaia modulelor sau sistemelor n
condiiile creterii densitii de echipare cu componente electronice,
board density. Astfel, n automatizrile electronice apar modulele
PCB cu componente pe ambele fee i cu o plasare a acestora la
distane foarte mici high board density. O consecin nedorit a
acestui mod de implementare a sistemelor de automatizri electronice
moderne este aceea c se observ o cretere a defectelor datorit
aspectelor termice. De altfel, tehnologiile electronice dezvoltate
n ultimul deceniu au generat o accentuare a problemelor de natur
termic din echipamentele de automatizri, iar statistici recente
[1], [8], au artat c mai mult de 50 % din defectele produselor
electronice sunt datorate unui management termic defectuos al
componentelor i modulelor.
Dintre modalitile de remediere a fenomenelor termice distructive
asupra componentelor i modulelor electronice menionm proiectarea i
fabricarea unor sisteme neenergofage, alimentate la tensiuni i
cureni mici. Lucrarea de fa i focalizeaz atenia asupra sistemelor
de alimentare de tip LDO (Low Drop Output) i a configuraiilor de
sisteme de automatizri electronice cu un consum redus de putere
electric.
2. STABILIZATOARE DE TENSIUNE CONTINU LDO Stabilizatoarele de
tensiune continu LDO sunt stabilizatoarele care prezint o cdere
de tensiune redus intrare-ieire. Stabilizatoarele LDO utilizeaz
un element regulator serie, de obicei un tranzistor (notat TR n
fig.1 i fig.2), fie n conexiune colector comun, fie n conexiune
emitor comun. Conexiunea de tip colector comun este caracterizat de
o amplificare subunitar n tensiune i de o amplificare mare n
curent, iar conexiunea de tip emitor comun se caracterizeaz prin o
amplificare mare n tensiune. Principial, cele dou tipuri de
stabilizatoare sunt date n figura 1, respectiv n figura 2, unde AE
semnific
amplificatorul de eroare, iar DZ dioda Zener ce livreaz
tensiunea de referin pentru AE.
VIN
R1
DZ
TR
VREF
AE
R2
R3+
- RL VL
Fig.1. Stabilizator LDO cu tranzistor regulator n conexiune
colector comun
22
mailto:[email protected]:[email protected]
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
VIN
R1
DZ
TR
VREF
AE
R2
R3+
- RL VL
Fig.2. Stabilizator LDO cu tranzistor regulator n conexiune
emitor comun
Pentru stabilizatoarele LDO realizate conform schemei din figura
1, tranzistoarele npn
n configuraie de repetor pe emitor necesit o tensiune de intrare
destul de mare, fa de tensiunea de intrare stabilizat, pentru a
acoperi tensiunea de saturaie colector-emitor a tranzistorului
regulator.
Pentru un amplificator n conexiune emitor comun (figura 2)
diferena de tensiune intrare-ieire este mai mic, pstrndu-se un
factor bun de stabilizare a tensiunii de ieire. Acest lucru se
datoreaz modului de conectare a tranzistorului regulator pnp.
Stabilizatoarele de tensiune care au o cdere redus de tensiune
intrare-ieire sunt cunoscute drept stabilizatoare LDO (Low
Drop-Out). Schema bloc a unui circuit integral stabilizator LDO
este reprezentat n figura 3 [9].
Se observ n figura 3 componentele clasice ale unui circuit
integrat stabilizator de tensiune continu din generaia a doua,
concomitent cu asigurarea unui mecanism intern de protecie la
supracurent ce acioneaz n colectorul tranzistorului regulator Tri
nu n emitorul su, aa cum este cazul variantelor comune, ceea ce
face ca s nu existe n nici un regim de funcionare disipare de
nergie.
Fig.3. Schema bloc a unui circuit integrat stabilizator LDO
Referin de tensiune
Protecii interne
Polarizare
R1
R2
Amplificator de eroare TR
GND
+UOUT
+UIN
Un stabilizator LDO are o cdere mic de tensiune pe elementul
regulator serie. Cderea de tensiune pe regulator reprezint diferen
dintre tensiunea de intrare nestabilizat
23
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
i cea de intrare stabilizat [3], [4], pentru care circuitul nu
mai stabilizeaz tensiunea de ieire. Pentru un stabilizator de
tensiune continu fix valoarea minim a tensiunii de intrare pentru
care se obine o scdere cu 100 mV a tensiunii de ieire, fa de
valoarea nominal a acesteia, reprezint pragul de la care
stabilizatorul nu mai funcioneaz corespunztor. Deoarece elementul
regulator serie (TR) este un amplificator de tensiune,
stabilizatoarele LDO sunt adeseori confruntate cu probleme de
stabilitate. O msur uzual pentru mbuntirea stabilitii o constituie
montarea, ntre ieirea circuitului i masa electric, a unui
condensator de valoare mare, cu un curent de fug mic i cu o variaie
redus a capacitii cu temperatura.
Pentru a exemplifica aspectele teoretice menionate mai sus, n
figura 4 este reprezentat o schem de stabilizator de 3,3 V realizat
cu circuitul integrat LDO de putere redus LM 2937, care poate
debita la ieire un curent de maxim 0,1 A i utilizeaz o capsul TO92
[9].
Fig.4. Stabilizator 3,3 V / 0,1 A cu CI LDO 2937
VIN
+6V
LM 2937 IN OUT
GNDC1
0,1 F 16V
47 F 16V
0,1 F16V
C2 C3
1 3
2
3. CONTROLERE NEENERGOFAGE Un consum redus de putere reprezint
una din cerinele obligatorii ale sistemelor
automate de msur i control moderne, n special ale celor pentru
aplicaiile embedded. Multe dintre aceste sisteme sunt alimentate
din surse LDO sau de la baterii, ceea ce impune un consum redus de
putere. Estimrile recente arat c pn n anul 2007, peste o treime
dintre noile microcontrolere vor lucra la 2V i vor consuma,
semnificativ, mai puin putere dect componentele actuale. Un exemplu
de astfel de microcontrolere l reprezint seria HCS08 care lucreaz
la tensiuni de 1,8V la 8 MHz, respectiv 2,1V la 20 MHz i care are
un numr de moduri de operare neenergofage (low power) [6]:
- Modul Stop1, utilizat n stand-by, sau pentru aplicaii n care
consumul este situat n jurul a 2V/20 nA. n acest mod, este utilizat
o ntrerupere extern de activare a microcontrolerului, de la un pin
IRQ sau pinul Reset. Cnd ntreruperea extern este primit,
microcontrolerul comut la o frecven intern de bus de 4 MHz.
Activarea microcontrolerului are loc n 50s la 3V sau 80s la 2V.
Pentru aplicaii, acest mod de operare poate reprezenta etapa de
verificare, de ctre microcontroler, a sistemului pentru a citi
starea senzorilor, a elementelor de execuie etc.
- Modul Stop2, n care este meninut coninutul memoriei RAM, iar
un timer wake-up se poate activa automat. Rezult c n modul Stop2,
microcontrolerul se poate activa fr o ntrerupere extern. Un
oscilator de 2 kHz livreaz baza de timp pentru aceast funcie, iar
frecvena mic necesit un consum redus de putere, de aproximativ 2V /
700nA. Atunci cnd microcontrolerul detecteaz o condiie care necesit
o vitez mare de calcul, viteza magistralei poate fi incrementat pn
la 20 MHz. Aceste funcii ce pot fi executate rapid, la 20 MHz, i
permit microcontrolerului s prseasc la fel de repede modul Run i s
revin n altul de consum mic.
24
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
- Modul Stop3 permite generatorului de ceas periferic s fie n
stand-by. Acest mod este folosit atunci cnd sunt utilizate
referinele de ceas extern. Familia de microcontrolere HCS08
utilizeaz att surse de ceas interne ct i externe. Exist un mod de
lucru derivat din modul Stop3, n care ceasul unitii centrale este
inhibat i este activat ceasul extern. n acest mod de lucru (n
ateptare) interfaa serial periferic SPI (Serial Peripheral
Interface) este activ, ceea ce face ca o ntrerupere extern s treac
microprocesorul din stand-by n modul de tratare a ntreruperii
respective asociat cu ntreruperea SPI.
Astfel, familia de microprocesoare HCS08 execut ciclul de
instruciune n 50ns la 2,1V sau n 125ns la 1,8V. Memoria flash
on-chip poate fi citit la 2,1V, la aceeai tensiune fcndu-se i
programarea in-circuit. Aceste performane fac ca microcontrolerele
HCS08 s fie pretabile aplicaiilor neenergofage portabile. n
general, n cazul microcontrolerelor, un mijloc simplu de a reduce
consumul de curent este de a verifica starea pinilor I/O. Dac
intrrile de tensiune se apropie de mijlocul valorii dintre
tensiunile VDD i VSS pentru intrrile digitale, tranzistoarele din
interiorul microcontrolerului sunt polarizate n regim liniar i vor
consuma majoritatea curentului livrat de sursa de alimentare.
Analog, o intrare mobil (de exemplu, n cazul fuzionrii n modul
stand-by, menionat anterior) poate oscila i determin creterea
curentului de dren. Pentru a evita aceste fenomene nedorite, pinii
I/O trebuie s se termine cu rezistori pull-up sau pull-down, sau s
fie n configuraie de ieire.
4. CONSIDERAII ASUPRA ELEMENTELOR DE EXECUIE Problematica
consumului energetic al unui sistem automat trebuie gndit la
ntreg
sistemul n loc s ajustm unitatea central sau microcontrolerul.
Atunci cnd un periferic consum mai mult putere, nu se poate micora
consumul prin simpla ncercare de a micora consumul
microcontrolerului. Mult mai util n acest caz este de a activa, la
un moment dat, numai perifericul care trebuie s fie utilizat. Cea
mai simpl soluie este de a alimenta elementele de execuie
(perifericele) utiliznd pinii I/O ai microcontrolerului, care
permit un control uor de gestiune a puterii. Singura problem este
de a asigura compatibilitatea dintre consumul elementului periferic
cu capacitatea sursei de curent a microcontrolerului. Astfel, se
justific i din acest punct de vedere, larga gam existent de
circuite de comand i control pentru acionri electrice cu motoare de
mici dimensiuni, neenergofage. Astfel, din clasa driverelor pentru
motoarele de curent continuu, circuitul monolitic LSI L292 asigur
compatibilitatea cu clasicele amplificatoare L290 i L292 i formeaz
mpreun cu acestea un sistem complet bazat pe trei circuite
integrate pentru aplicaii de poziionare cu motor de curent
continuu. Acest sistem permite comanda de la un microprocesor i
admite tensiunea maxim de lucru de 36 Vcc, curentul maxim de 2A i o
frecven de 30kHz. Dintre controlerele pentru motoarele pas cu pas
menionm circuitul L297/L297D dedicat comenzii motoarelor pas cu pas
bipolare i unipolare. Circuitul genereaz cele patru semnale
necesare pentru comanda fazelor, n mod de pas normal, jumtate de
pas i und. L297 trebuie utilizat mpreun cu un amplificator de
curent discret, de exemplu un grup Darlington. El primete de la
microprocesor un semnal de frecven de pas, un semnal de direcie i
unul de tip comand i genereaz semnale de control ctre etajul
amplificator de curent.
Amplificatorul de curent poate fi utilizat i n variant integrat
i se recomand pentru a fi utilizat mpreun cu L297, circuitul L298,
care dispune de patru canale de alimentare ctre motor comandate de
cele patru semnale de comand livrate de L297.
Servomotoarele de curent continuu pentru acionri de precizie de
tip motoare de curent continuu cu perii sau fr, pot fi asamblate cu
reductoare ovoidale, cilindrice sau planetare. Pentru a asigura un
consum energetic redus, caracteristicile principale ale acestor
motoare
25
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
sunt: inerie mecanic foarte mic, pierderi electrice mici,
contacte electrice realizate din metale preioase, lagre din bronz
sinterizat cu autolubrifiere.
5. CONCLUZII Sistemele moderne de automatizri electronice i n
special cele bazate pe
microcontrolere ofer caracteristici speciale de administrare a
puterii. Fiecare sistem are probleme specifice i soluii specifice.
Acest articol nu i-a propus epuizarea acestor soluii (nici nu
credem c ar fi posibil aa ceva), ci de a readuce n atenia
cititorului importana problematicii proiectrii i execuiei unor
sisteme de automatizri electronice neenergofage.
BIBLIOGRAFIE [1] C. Ionescu, S. Larionescu, C. Caluianu, D.
Popescu, Automatizarea instalaiilor. Comenzi
automate, Matrix Rom, Bucureti, 2002. [2] I. Dumitrache, .a.,
Automatizri electronice, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti
1993. [3] G. Kavaiya, Low-power Embedded Systems, Microchip
Technology Inc., 2001. [4] R. Bannatyne, HCS80 Low-power Platform,
Motorola Inc., 2002. [5] D. Backer, C. Bonnie, Driving the Analog
Inputs of a SAR A/D Converter, AN246,
Microchip Technology Inc., 1999. [6] Gh. Sndulescu, Protecia la
perturbaii n electronica industrial i automatizri,
Editura Tehnic, Bucureti, 1985. [7] D. Backer, C. Bonnie,
Reading and Using Fast Fourier Transforms, AN681, Microchip
Technology Inc., 2002. [8] C. Ciufudean, A. Larionescu, D.
Popescu, Diagnosability of Flexible Robotic
Manipulators for Railway Systems, Advances in Electrical and
Computer Engineering, vol. 5 (12), No. 1 (23), pp. 33 40, 2005.
[9] C. Ciufudean, Elemente de electronic analogic - Teme
aplicative, Editura Universitii Suceava, 2004.
26
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
DETERMINAREA COEFICIENILOR FOURIER PENTRU O SERIE DE SEMNALE
NESINUSOIDALE PARTICULARE
Sl.drd. ing. Mircea ROCA UTCB e-mail: [email protected]
Generaliti Diversitatea perturbaiilor care apar n reeaua de
alimentare face necesar gruparea lor dup diverse criterii, cum ar
fi cel al cauzelor i fenomenelor care le-au generat. Aceste
fenomene se pot mpri n dou mari categorii: fenomene aleatoare i
fenomene cu caracter permanent sau cvasipermanent. Fenomenele
aleatoare sunt acele evenimente cu caracter accidental; cum ar fi
pot trsnetul i defectele care iau natere fie n elementele reelei
(linii, cabluri, transformatoare, etc.), fie n instalaiile de la
consumator. Fenomene permanente sau cvasipermanente apar pe
perioade bine determinate i sunt generate de diferite echipamente
instalate la utilizatorii de energie electric. Aceste aparate
preiau curenii nesimetrici pe cele trei faze, absorb cureni a cror
amplitudine variaz de o manier important sau a cror forma este mult
diferita de cea sinusoidal. Perturbaiile continue (altele dect
supratensiunile sau subtensiunile de lung durat) se manifest ca
distorsiuni armonice. Sursele unor astfel de distorsiuni includ
aparatura de comand n frecven variabil a turaiei motoarelor
asincrone, redresoarele n punte, cuptoarele cu arc electric,
aparatele de sudare, sursele nentreruptibile de alimentare cu
energie electric (UPS), sursele de alimentare n comutaie ale
echipamentelor de calcul, balasturile electronice ale lmpilor
fluorescente, etc. Consumatorii care dein un numr mare de
echipamente de tipul celor menionate mai nainte sunt cei mai
predispui la apariia problemelor cauzate de distorsiuni armonice.
Sursa acestui tip de probleme poate fi, deci, att n interiorul
unitii consumatoare, ct i n exteriorul ei. n zilele noastre, toate
receptoarele electrice, cu excepia, poate, doar a lmpilor cu
incandescen i a aparatelor de nclzit echipate cu rezistene, produc
armonici. Armonicile sunt definite ca fiind tensiuni sau cureni ale
cror frecvene sunt un multiplu ntreg al frecvenei fundamentale.
Pentru sistemele de alimentare a cror frecven de lucru este de 50
Hz, frecvenele armonicilor sunt 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, etc. Uzual,
armonicile sunt definite prin ordinul lor, care reprezint multiplul
fundamentalei la care aceasta se raporteaz. De exemplu, armonica a
crei frecven este de 150 Hz este cunoscut ca fiind armonica a 3-a.
n acest caz, unei perioade a fundamentalei, i corespund trei
perioade ale armonicii. Dac multiplul ntreg al frecvenei
fundamentale este impar, armonicile se numesc de ordin impar, n
timp ce dac multiplul ntreg al frecvenei fundamentale este par,
armonicile se numesc de ordin par. Marea majoritate a
echipamentelor moderne produce armonici. Practic, orice aparat care
conine un modul ce convertete energia electric alternativ n energie
electric continu i invers, este considerat ca fiind un aparat care
produce armonici. Cele mai rspndite echipamente de acest fel sunt
calculatoarele electronice, sursele de alimentare nentreruptibile,
receptoarele de televiziune, etc. Cea mai important consecin a
apariiei armonicilor o constituie distorsionarea formei de und
sinusoidale a tensiunii de alimentare. n general, problemele
cauzate de apariia armonicilor pot fi grupate n dou mari
categorii:
27
mailto:[email protected]
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
Efecte ale armonicilor asupra instalaiilor electrice i
consumatorilor alimentai din acestea
Efecte ale armonicilor asupra sursei de alimentare cu energie
electric Probleme armonice n cadrul instalaiei de alimentare cu
energie electric Exist cteva arii de probleme comune, provocate de
armonici. Printre cele mai des ntlnite efecte ale armonicilor
asupra instalaiilor electrice i consumatorilor alimentai din
acestea se numr:
Distorsionarea formei de und sinusoidale a tensiunii de
alimentare; Zgomot la trecerea prin zero; Suprancrcarea cilor de
curent, n special a conductoarelor de nul (datorit creterii
valorii efective a curentului, ca urmare a contribuiei
armonicilor de curent); Supranclzirea transformatoarelor i a
motoarelor cu inducie; Pierderi suplimentare prin efect pelicular;
Solicitri suplimentare ale izolaiei electrice, ca urmare a
supratensiunilor (dato-rate, n
special rezonanei); Creterea pierderilor de putere n elementele
de reea (n conductoare, n materialele
magnetice i n dielectric); Funcionarea eronat a aparatelor de
msur i protecie; Suprasolicitarea condensatoarelor de compensare a
factorului de putere; Deranjamente n funcionarea ntreruptoarelor
electromagnetice (declanarea
accidental a acestora); n ceea ce privete impactul armonicilor
asupra sursei de alimentare, reglementrile internaionale n domeniu
limiteaz sever aspectele de interferen dintre consumatori i reeaua
public de alimentare cu energie electric. Datorit impedanei proprii
a sistemului de alimentare, curenii armonici absorbii din aceasta
de ctre un consumator oarecare vor produce distorsionarea formei de
und sinusoidale a tensiunii de alimentare, cu consecine directe
asupra tuturor celorlali consumatori alimentai din sistem de
distribuie. Mai duntor este, ns, faptul c distorsiunile armonice
pot fi injectate n reelele de nalt tensiune, prin intermediul
transformatoarelor de distribuie. n acest mod, poluarea armonic
poate fi rspndit pe o arie foarte mare. Probleme armonice ce
afecteaz sursa de alimentare cu energie electric Regulamentele n
vigoare impun ca nici un consumator s nu polueze armonic, peste o
anumit limit, reeaua din care se alimenteaz. Deoarece sistemul de
alimentare are impedan proprie, curenii armonici de generai de ctre
receptoarele neliniare ale unui consumator oarecare vor provoca
distorsionarea formei de und a tensiunii de alimentare i, implicit,
apariia armonicilor de tensiune, care vor afecta pe toi
consumatorii racordai n acel moment n aceeai reea de distribuie.
Mai grav este faptul ca unele dintre distorsiunile armonice vor fi
transferate prin intermediul transformatorului de distribuie n
reele de medie sau chiar de nalt tensiune, propagndu-se, astfel, pe
o scar foarte larg. Rezult, astfel, necesitatea studiului teoretic
al acestor tipuri de semnale, un loc important ocupndu-l analiza
Fourier a acestora
28
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
1. Descompunerea n serie Fourier a semnalelor nesinusoidale (
)ty Teoretic, oricrui semnal periodic i se poate asocia seria
Fourier , adic orice
funcie periodic poate fi exprimat ca suma dintre o component
continu i o infinitate de funcii armonice:
( )tfn
(4-1) ( ) [ ] NktksinBcosACtf1k
kk0n ++=
=
unde A0 este componenta continu (constant) a semnalului, iar Ak
i BBk sunt coeficienii termenilor de ordinul k ai dezvoltrii n
serie Fourier.
( )ty Expresia seriei aproximeaz semnalul cu att mai precis cu
ct n este mai mare, iar intervalul de timp pe care este valabil
aceasta estimare depinde de tipul semnalului.
2T =( ) ( )nTtyty += Daca semnalul este periodic , de perioada ,
i ndeplinete
anumite condiii, cum sunt, de exemplu, condiiile Dirichlet, i
anume funcia (semnalul) s fie mrginit, neted (monoton) pe poriuni i
cu un numr finit de discontinuiti de prima spe), atunci seria
Fourier este convergent, iar suma ei coincide cu semnalul ( )ty(
)tfn pentru orice , adic: Rt
(4-
2)
( ) [ ] ( )n 0 k kn k 1lim f t C A cos k t B sin k t y t k N
=
= + + =
( )tyn orice punct de continuitate t a semnalului ,
respectiv:
( ) ( ) ( )0 0n 0nx t 0 x t 0
lim f t2
+ + = , (4-
3) ( )tyn orice punct t de discontinuitate de spea I a
semnalului . 0
Dac se fac notaiile:
2k2kk BAC += i
k
kk B
Aarctg= , (4-
4) n care Ck i k sunt amplitudinea i, respectiv, faza iniial a
armonicii de ordinul k, atunci se deduce c semnalul periodic poate
fi echivalat prin relaia: ( )ty
(4-
5)
( ) ( )
=
++=1k
kk0 tksinCCty
care reprezint forma canonic (compact) a seriei Fourier. Forma n
complex a seriei Fourier se obine din forma complex a funciilor
trigonometrice ( tksin ) ( )tkcos i, respectiv, :
( ) ( )tkjtkj eej2
1tksin = ( ) ( )tkjtkj ee21tkcos +=
( ) ( ) ( )
=
=
=
=
=
=
++
+=
=
+
++=
=+++=
1k
tkjkk
1k
tkjkk0
1k
tkjkk
1k
tkjkk0
1k
tkjtkjk
1k
tkjtkjk0
e2
BjAe2
BjAC
ej2
B2Ae
j2B
2AC
eej2
1Bee21ACty
29
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
Dac nsumarea se face dup , rezult forma n complex a seriei
Fourier: k
( ) ZkeCe2
BjAe2
BjACtyk
tkjk
1
k
tkjkk1
k
tkjkk0 =
++
+=
=
=
=
(4-6)
( ) ( ) ==T
0
tkjjkk dtetyT
1ekjCC k n care (4-
7) kC Funcia este o funcie de variabil complex, care are modulul
dependent de
frecven (denumit i amplitudine spectral) i argumentul dependent,
de asemenea, de frecven.
( )kCC kk = Reprezentarea n funcie de frecven a modulului
conduce la definirea spectrului de frecven al amplitudinilor
(spectrul discret) iar reprezentarea argumentului
( ) kkk = , conduce la spectrul de frecven al fazelor iniiale.
Expresiile (4-1) i (4-5) arat faptul c spectrul unui semnal
periodic are un caracter discret, deoarece este constituit dintr-o
sum de componente de frecvene distincte (0, , 2, 3,etc.).
Componenta armonic corespunztoare lui 1n = se numete fundamental
(armonic
de baz), avnd frecventa 2
f = , iar componentele corespunztoare lui se
numesc armonici superioare.
,3,2n =
Mrimile componente ale descompunerii evideniate prin relaia
(4-2) au urmtoarele proprieti importante:
C este denumit component continu i se calculeaz ca valoare medie
a funciei ;
0
( )ty armonica de ordinul 1 (k=1), numit i "armonica
fundamental", are perioada egal cu
perioada funciei ; ( )ty armonicile superioare au frecvene
multipli ntregi ai frecvenei de baz a funciei
periodice; amplitudinile armonicilor (C , A0 k i BBk) descresc
spre zero atunci cnd frecvena tinde la
infinit. Ca o concluzie a posibilitii de exprimare a oricrei
funcii periodice nesinusoidale ca sum dintre o component continu i
o infinitate de funcii armonice, n exemplul n figura 1.1 este
prezentat echivalena, bazat pe teorema superpoziiei, a dou situaii,
aparent distincte. Astfel, avnd o surs de tensiune periodic
nesinusoidal ( )ty , care alimenteaz un receptor de impedan Z
(figura 1.1.a), situaia este echivalent cu aceea n care receptorul
ar fi alimentat cu mai multe surse de tensiune sinusoidal,
conectate n serie (figura 1.1.b), dintre care:
surs de tensiune continu avnd valoarea egal cu componenta
continu; o infinitate de surse de tensiune electromotoare armonic
(de frecvene , 2, 3,.
etc.) avnd amplitudinile egale cu valorile coeficienilor Ck i
defazajele corespunztoare.
Pot fi determinate, astfel valorile componente ale curentului
din circuit: o component de curent continuu plus cureni armonici
datorai tuturor surselor armonice. Conform reciprocei teoremei
Fourier, prin nsumarea tuturor acestor componente determinate, va
rezulta tot o form de variaie n timp cu perioada de baz egal cu
perioada de baz T0 a tensiunii . ( )ty
30
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
n aplicaiile practice, numrul armonicilor superioare
semnificative este limitat, astfel ca dezvoltarea n serie Fourier a
mrimilor periodice nesinusoidale conine un numr finit de
termeni. De cele mai multe ori, se consider suficient analiza
armonicilor de ordin pn la 51 iar, cel mai adeseori, numrul
acestora scade chiar pn la ordinul 21. Problema care se pune
este
determinarea coeficienilor C0, Ak i BBk, respectiv a
amplitudinii Ck i a fazei iniiale
~
~~
~
0C
( )nn tnsinC +
( )33 t3sinC +
( )22 t2sinC +
( )11 tsinC +
Z~( )ty Z
( )ti ( )ti
Fig. 1.1
a) b)
k. Rezolvarea ine seama de urmtoarele relaii cunoscute:
(4-
8)
0dttksinT
0
= 0dttkcosT
0
=
( ) ( )[ ]
=
=+=
npentru2T
npentru0dttkcostkcos
21dttsintksin
T
0
T
0
(4-
9)
( ) ( )[ ]
=
=++=
npentru2T
npentru0dttkcostkcos
21dttcostkcos
T
0
T
0
(4-10)
( ) ( )[ ] 0dttksintksin21dttcostksin
T
0
T
0
=++= (4-11) cu care, din relaia (4-1), se obine:
( ) ( ) TB21dttkcostyTA
21dttksinty n
T
0n
T
0
== (4-12) din care rezult valorile coeficienilor C , A0 k i
BBk,:
( )=T
00 dttyT
1C ( )=T
0k dttkcostyT
2A ( )=T
0k dttksintyT
2B (4-13)
Coeficienii din relaiile (4-13) pot fi exprimai i sub form polar
(figura 1.2), rezultnd:
31
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
[ ]tksincostkcossinBA
tksinBA
BtkcosBA
ABA
BAtksinBtkcosABAtksinBtkcosA
kk2k
2k
2k
2k
k2k
2k
k2k
2k
2k
2k
kk2k
2kkk
++=
=
++
++=
=+
++=+
Fig. 1.2 [ ]tksincostkcossinBAtksinBtkcosA kk2k2kkk ++=+
(4-14)
2k
2k
kk2
k2k
kk
BABcos
BAAsin
+=
+= n care
Aplicnd relaiei (4-8) identitatea trigonometric cunoscut ( )
sincoscossinsin +=+ , rezult:
( )k2k2kkk tksinBAtksinBtkcosA ++=+ (4-15)
k
k
k
kk B
Acossintg ==
n care
2. Calculul coeficienilor Fourier pentru cazuri particulare ale
formelor de semnal Dac semnalul este simetric, aceasta uureaz
considerabil calculul coeficienilor Fourier, mai ales dac acesta se
face pentru o semiperioad. Cele mai des ntlnite tipuri de simetrie
sunt prezentate sintetic n tabelul 1.1. Tabelul 1.1
Dezvoltare n serie Fourier (trigonometric) Tipul de simetrie
Definiie
Funcie par, care satisface condiia
( )tfSimetrie par (sinusoidal)
Serie trigonometric ce conine numai termeni n cosinus ( ) (
)tftf =
Funcie impar, care satisface condiia
( )tf Serie trigonometric ce conine numai termeni n sinus
Simetrie impar (cosinusoidal) ( ) ( )tftf =
Funcie care satisface condiia ( )tfSimetrie de semiund ( )
=
2tyty
Funcie impar, cu simetrie de semiund, care satisface condiia
( )tfSimetrie par
(sinusoidal) de sfert de und
Serie trigonometric ce conine numai termeni impari n sinus (
)
+=
2Ttftf
Funcie par, cu simetrie de semiund, care satisface condiia
( )tfSimetrie impar
(cosinusoidal) de sfert de und
Serie trigonometric ce conine numai termeni impari n
cosinus ( )
+=
2Ttftf
Aceste tipuri de semnale vor fi analizate n detaliu n cele ce
urmeaz
32
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
2.1 Simetrie impar Dac funcia este impar, aceasta satisface
relaiile ( )ty ( ) ( ) (tytTyty = )= . n aceste condiii, pornind de
la relaia (4-2), se obine:
( ) [ ] [ ]
=
=
=
=
=
=+=
++=
1kk
1kk0
1kkk0
1kkk0
tksinBtkcosAC
tksinBtkcosACtksinBtkcosACty
( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]
=
=
=
=
=
+=
=++=++=
1kk
1kk0
1kk
1kk0
1kkk0
tksinBtkcosAC
tksinBtkcosACtksinBtkcosACty
i, prin impunerea condiiei de imparitate, rezult:
( )[ ] ( )[ ]
( )[ ] ( )[ ]
( )
=
=
=
=
=
=
=
=
===
+
=+
1kk
1kk0
1kk0
1kk
1kk0
1kk
1kk0
tksinBty
0tkcosA;0C0tkcosAC2
tksinBtkcosACtksinBtkcosAC
Acelai rezultat se obine i prin impunerea condiiei de imparitate
n relaiile (4-4), (4-5) i (4-7):
( ) 0dttyT1C i
T
00 == ( ) 0dttkcostyT
2AT
0k == ,
iar forma canonic (4-5) a dezvoltrii n serie Fourier devine:
( ) ( ) ==2
T
0
T
0k dttksintyT
4dttksintyT2B cu ( )
=
=1k
k tksinBty (4-16)
deoarece k2k
2k
2kk BBBAC , 00arctgB
0arctgBAarctg
kk
kk ==== ==+=
n figura 1.3 sunt prezentate cteva forme de und care prezint
proprietatea de imparitate.
Fig. 1.3. Exemple de forme de und care prezint simetrie
impar
33
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
2.2 Simetrie par Dac funcia este par, ea are graficul simetric
fa de axa ordonatelor, satisfcnd condiia
( )ty( ) ( ) (tytTyty = )= . n aceste condiii, pornind de la
relaia (4-2), se obine:
y ( ) [ ] [ ] [
=
=
=
++=++=1k
k1k
k01k
kk0 tksinBtkcosACtksinBtkcosACt ]
]
( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]
[ ] [ ]
=
=
=
=
=
+=
=++=++=
1kk
1kk0
1kk
1kk0
1kkk0
tksinBtkcosAC
tksinBtkcosACtksinBtkcosACty
i, prin impunerea condiiei de paritate, rezult:
[ ] [ ] [ ] [
[ ] [ ]
( ) [ ]
=
=
=
=
=
=
=
+=
==
+=++
1kk0
k1k
k1k
k
1kk
1kk0
1kk
1kk0
tkcosACty
0BtksinBtksinB
tksinBtkcosACtksinBtkcosAC
Acelai rezultat se obine i prin impunerea condiiei de paritate n
relaiile (4-4), (4-5) i (4-7):
( ) 0dttksintyT2B
T
0k == k2k2k2kk AABA , C ==+=
tkcos2
tksin =
+
2arctg
0Aarctg
BAarctg k
k
kk
====
iar forma compact (4-5) a seriei Fourier devine:
( ) ( ) ==2
T
0
T
0k dttkcostyT
4dttkcostyT2A y cu ( )
=
+=1k
k0 tkcosACt (4-
17) n figura 1.4 sunt prezentate cteva forme de und care prezint
simetrie impar.
Fig. 1.4. Exemple de forme de und care prezint simetrie par
34
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
2.3 Simetrie de semiund
( )
=
2tyty ( )ty Dac funcia ndeplinete condiia , atunci ea este
alternativ
simetric sau se mai spune c prezint simetrie de semiund. n
aceste condiii, pornind de la relaia (4-2), se obine:
( )y [ ] [ ] [
=
=
=
++=++=1k
k1k
k01k
kk0 tksinBtkcosACtksinBtkcosACt ]
=
=
=
=
=
=
=
=
+
+
+=
+
+
+=
+
+=
1kk
1kk0
1kk
1kk0
1kk
1kk0
1kkk0
tkcosBtksinAC2
sintkcos2
costksinB
2sintksin
2costkcosAC
2tkksinB
2tkcosAC
2tksinB
2tkcosAC
2ty
i, prin impunerea condiiei de simetrie de semiund, rezult:
+C
=
=
=
=
=+1k
k1k
k01k
k1k
k0 tkcosBtksinACtksinBtkcosA
( ) 0dttyT1C
T
00 == de unde rezult c , iar amplitudinile de ordin par A2k (A2,
A , A4 6, ...) i
B ( )tyB2k (B2, B , B6, ) sunt nule. n aceasta situaie, funcia
conine numai armonici impare. B4B B Prin descompunerea ei n
armonici, rezult numai armonicile de ordin impar n sinus:
y , (k = 1, 3, 5, .) (4-
18)
( )
=
=1k
k tksinCt
( ) ( ) ==2
T
0
T
0k dttkcostyT
4dttkcostyT2n care: A , (k = 1, 3, 5, .) i
( ) ( ) = =A , (k = 1, 3, 5, .) 2
T
0
T
0k dttksintyT
4dttksintyT2
de semiund. n figura 1.5 sunt prezentate cteva forme de und care
prezint proprietatea de simetrie
Fig. 1.5. Exemple de forme de und care prezint simetrie de
semiund
35
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
n figura 1.6 sunt prezentate cteva dintre cele mai des ntlnite
semnale electrice
Bibliografie
periodice, pentru care s-au calculat coeficienii dezvoltrii n
serie Fourier.
M., Conecini I.: Calitatea energiei electrice, Editura Tehnic,
1997 ura AGIR, 2000
k0Bk0A
AC
k
k
0
==
=
Semnal constant
k0B1k0A
AA0C
k
k
1
0
==
==
Semnal sinusoidal 1k0B
ABk0A
0C
k
1
k
0
==
==
Semnal dinte de fierstru
kkAB
k0A2AC
k
k
0
=
=
=
Semnal triunghiular
( )
k0Bpark0
imparkn
A8A
0C
k
2k
0
=
=
=
Semnal dreptunghiular k0B
TFksin
kA2A
TAFC
k
k
0
=
=
=
Semnal ptratic
=
==
park0
imparkn
A4B
k0A0C
k
k
0
Semnal parabolic
( )
=
==
park0
impkk
A32B
k0A0C
3k
k
0
( )
1k0B
1k2AB
park0
imparkn1
A2A
AC
k
k
2k
0
=
==
=
=
Fig. 1.6. Valorile coeficienilor Fourier pentru cteva tipuri
particulare de semnale periodice
( )k0B
parkn1
A4impark0
A
A2C
k
2k
0
=
=
=
Semnal sinusoidal redresat bialternan
Semnal cosinusoidal Semnal sinusoidal redresat
] Iordache [1[2] Iordache M, Chiu I., Costina S.: Controlul
calitii energiei electrice, Edit[3] Darie S.: Aspecte privind
calitatea energiei electrice
http://bavaria.utcluj.ro/~picas/edsa7.pdf
36
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
IMM SI CONSUMUL DE ENERGIE ELECTRICA IN PERSPECTIVA INTRARII IN
UNIUNEA EUROPEANA
Prof. dr. ing. Ion Iordnescu UPB
1. Afacerile IMM si cerintele economiei de piata Orice
activitate umana necesita intr-o prima etapa, de pregatire, o
preocupare de
organizare corespunzatoare, in functie de specificul unitatii
respective. In aceasta etapa viitorul patron sau manager, prin
masurile pe care le ia urmareste realizarea scopului de a asigura
intr-un timp cat mai scurt, dupa intrarea in functiune a unitatii
productive, un profit cat mai bun, utilizand procese tehnologice
performante si competitive, precum si forta de munca bine pregatita
profesional. Asigurarea unei afaceri printr-o eficienta ridicata a
intregii activitati, consta in realizarea, in diferite etape de
functionare a scopului urmarit, prin indeplinirea cerintelor
obiective si generale ale economiei de piata. Aceasta depinde
intr-o masura foarte mare de competenta profesionala si
manageriala, precum si de experienta fiecarui patron in urmarirea
propriului interes. Semnalul asupra reusitei realizate este dat de
pozitia intreprinderii respective fata de celelalte cu profil
similar in competitia de pe piata. Pozitia relativa din topul
respectiv se poate schimba insa permanent, fie in sens pozitiv,
asigurand o stabilitate mai mare pe piata, fie in sens negativ si
in acest caz, putandu-se ajunge, mai devreme sau mai tarziu, chiar
la faliment, situatie extrema, pe care fiecare patron se lupta sa o
evite.
Evolutia pe piata a fiecarei unitati economice depinde de
complexul de masuri pe care managerul, respectiv patronul, le
aplica permanent, prin monitorizarea si reglarea ponderii fiecareia
in procesul de productie, in functie de evolutia rezultatelor
obtinute. Sub acest aspect orice intreprinzator constient, care
acorda atentia corespunzatoare fiecarei masuri privind cheltuelile
de productie si urmaririi permanente a acestora pentru asigurarea
bunului mers al afacerilor, practic nu are liniste.
In tara noastra toate aceste aspecte cu caracter general dar si
strict individual, privind existenta si mentinerea pe piata a
fiecarei intreprinderi, se poate afirma, ca au caracter de relativa
noutate si experimentare. Aceasta deoarece numai de la inceputul
deceniului trecut, respectiv ultimul al secolului 20, au aparut si
la noi, cu multe ezitari dar si curaj, primele unitati economice
specifice economiei de piata si anume intreprinderile mici si
mijlocii (IMM) si deci se poate afirma ca nu au inca maturitatea si
stabilitatea caracteristice unei economii de piata pe deplin
functionala. Cele peste 400.000 de IMM-uri in functiune in prezent
in tara noastra, care contribuie deja, dupa afirmatii oficiale, la
realizarea a circa 70% din PIB, reprezinta un progres important in
patrunderea tarii noastre in economia de piata. Exista insa foarte
mult loc de crestere numerica si de consolidare in continuare a
acestora, mai ales daca se tine seama de faptul ca acest tip de
intreprinderi, care iau locul marei industrii de stat, in continua
si rapida descrestere, reprezinta coloana vertebrala si deci esenta
si viitorul economiei de piata si in tara noastra. O confirmare in
acest sens o constituie, situatia existenta in toate tarile
capitaliste, in diferite stadii de dezvoltare si ca exemplu, se
mentioneaza cazul Angliei, in care IMM-urile depasisera inca
inainte de anul 2000, numarul de 4 milioane.
2. Cheltuielile de productie, factor important in afacerile IMM
Scopul principal catre care tinde fiecare patron sau manager de
intreprindere, respectiv
cel al unei eficiente cat mai ridicate a activitatii si deci
afaceri cat mai profitabile, se
37
-
A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri,
SIEAR - Sinaia - 2006
realizeaza prin reducerea in masura cat mai mare si permanenta a
tuturor cheltuelilor de productie. Aceasta actiune este dificila,
intrucat natura cheltuielilor este in multe cazuri complexa, ca si
ponderea lor in costul unitatii de produs realizat, care constituie
factorul decisiv in competitia pe piata a fiecarui intreprinzator
si a carei reducere trebuie urmarita perm