Proiectarea și moduri de funcționare a rețelei electrice urbane

Rețeaua electrică a orașului este un complex de rețele de alimentare cu o tensiune de 110 (35) kV și mai mult, rețele de distribuție cu o tensiune de 10 (6) — 20 kV, care conțin posturi de transformare și linii care leagă centrala termică cu posturile de transformare și posturi de transformare, precum și intrări către consumatori și rețele de distribuție cu o tensiune de 0,38 kV (Fig. 1.).

Complexul de rețele specificat servește la alimentarea utilizatorilor de utilități (cladiri rezidențiale, instituții comunale), clienților industriali mici, mijlocii și uneori mari aflați în raza orașului.

Rețelele de alimentare cu o tensiune de 110 (35) kV și mai mare sunt construite cu redundanță pe linii și transformatoare, a căror putere, atunci când sunt furnizate de linii aeriene cu o tensiune de 110 kV, este de 25 MBA, iar la 220 kV — 40. MVA. Acestea sunt așa-numitele modele de inele care înconjoară orașul. Schemele de rețele urbane sunt planificate pe baza necesității de a asigura un grad adecvat de fiabilitate a alimentării cu energie electrică consumatorilor aparținând unei anumite categorii.

Orez. 1.Sistemul de alimentare cu energie al orașului

În rețeaua orășenească de alimentare cu energie electrică a consumatorilor I categoriile cu o capacitate de 10 — 15% din capacitatea totală a tuturor consumatorilor includ: secțiile de operare și maternități ale spitalelor, camerele de cazane de prima categorie, motoare electrice de rețea și pompe de alimentare de camere de cazane de categoria a II-a, stații de alimentare cu apă și de canalizare, posturi de televiziune, repetoare, lifturi, muzee de importanță de stat, săli centrale de control ale rețelelor electrice și termice ale orașului, rețele de alimentare cu gaz și iluminat exterior. Un grup special de receptoare electrice de Categoria I include clădiri și instituții guvernamentale.

La receptoare electrice categoriile II, a căror capacitate este de 40-50% din capacitatea totală a tuturor utilizatorilor rețelei orașului include clădiri rezidențiale cu receptoare electrice de gătit cu mai mult de 8 apartamente, clădiri rezidențiale cu 6 sau mai multe etaje, cămine, instituții de învățământ. instituţiilor.

Vezi si: Scheme de putere pentru utilizatorii din categoria II

Capacitatea consumatorilor de energie electrică din categoria a III-a este de 30-50% din capacitatea totală a consumatorilor din rețeaua orașului. Acestea includ toate receptoarele electrice care nu aparțin receptoarelor electrice de categoria I și II.

Liniile electrice cu o tensiune de până la 20 kV ale rețelei orașului în zonele de construcție cu clădiri de 4 etaje și mai mult sunt realizate prin cablu (cu conductori de aluminiu, cu mantale etanșate cu plumb, aluminiu, plastic sau cauciuc și armătură din benzi de oțel) și sunt așezate în șanțuri de pământ, blocuri (cu o probabilitate semnificativă de deteriorare mecanică), canale și tuneluri (când liniile ies din procesor).

În zonele în care este construit orașul se construiesc pârghii pe 3 etaje și sub linii electrice cu o tensiune de până la 20 kV prin aer. Nu sunt permise mai mult de 3 secțiuni cu secțiuni transversale diferite pe o linie de distribuție. Aria secțiunii transversale a liniei de cablu trebuie să fie de cel puțin 35 mm2. Liniile de cablu de alimentare sunt de obicei așezate pe trasee diferite sau în tranșee diferite.

Liniile electrice aeriene cu o tensiune de până la 20 kV sunt construite cu izolatoare de știfturi pe suporturi din lemn (cu atașamente din beton armat) sau din beton armat cu fire de oțel-aluminiu cu o suprafață de până la 70 mm2 situate orizontal și de-a lungul unui triunghi. Pe o linie cu o tensiune de până la 1 kV, firul neutru este situat sub firele de fază, iar firele pentru iluminatul exterior sunt sub firul neutru.

Stațiile de transformare și punctele de distribuție sunt construite în principal ca tip autoportant, închis, cu echipament de montare intern. Aceste construcții se disting prin volume semnificative ale părții de construcție (până la 324 m3). De asemenea, sunt utilizate încorporate în clădiri, atașate clădirilor și subterane TP și RP. În zonele cu rețele aeriene, există posturi de transformare cu catarg.

Clădirile TP sau RP pot fi din cărămidă, bloc, panou. În plus, stații de transformare complete sunt utilizate atât pentru instalații interioare, cât și exterioare, care asigură conexiunea la linii aeriene sau de cablu și constând dintr-un transformator și un tablou de distribuție de 0,38 kV.

O rețea cu o tensiune de 6 — 20 kV funcționează cu un neutru izolat sau compensat, ceea ce duce la necesitatea alegerii izolației pentru tensiunea rețelei.În prezența compensării curenților capacitivi de defect la pământ, rețelele de cablu pot funcționa pentru o perioadă lungă de timp în modul monofazat la pământ. Vezi aici pentru mai multe detalii: Utilizarea rețelelor electrice cu un neutru izolat

Atunci când alegeți parametrii echipamentelor (întrerupătoarelor) pentru rețelele de distribuție, este necesar să se țină cont de faptul că puterea de scurtcircuit într-o rețea de oraș cu o tensiune de 6 și 10 kV pe magistralele de 6-10 kV ale procesorului nu trebuie să depășească 200, respectiv 350 MBA. Acest lucru se datorează necesității de a asigura rezistența termică a liniilor de cablu.

Caracteristicile modului de funcționare a rețelei orașului includ:

• vârfuri de sarcină pronunțate în programul zilnic de încărcare, ceea ce duce la o sarcină neuniformă a echipamentelor de rețea în timpul zilei și anului;

• factor de putere scăzut al consumatorilor de energie cu tendință de scădere în continuare;

• creșterea continuă a consumului de energie electrică.

Luarea deciziilor în selectarea parametrilor rețelei electrice urbane în procesul de proiectare a acesteia, precum și în conectarea noilor conexiuni la rețeaua operată, se bazează pe cunoașterea sarcinilor calculate ale elementelor individuale ale sursei de alimentare. sistem.

Calculul sarcinii constă în determinarea valorii acesteia la intrarea fiecărui utilizator și apoi în găsirea sarcinii unui element individual de rețea. Consumatorii de energie electrică din rețeaua orașului sunt împărțiți condiționat în clădiri rezidențiale și servicii comunale. Sarcina întreprinderilor industriale conectate la rețeaua orașului este luată în funcție de proiectele lor de alimentare cu energie sau în funcție de măsurători efective.

Pentru a dezvolta proiecte bazate pe stiinta pentru dezvoltarea retelei de energie electrica este necesara prognoza consumului de energie electrica pe o perioada mai mare de 10 ani. Se fac prognoze pe termen scurt și operaționale (de la câteva ore până la sezon) pentru managementul operațional al rețelei.

Managementul sarcinii, pentru a reduce consumul de energie electrică în orele de vârf de sarcină și a asigura echilibrul puterii active, precum și cea mai economică funcționare a centralelor electrice, se reduce la egalizarea programului zilnic de încărcare în detrimentul consumatorilor (creșterea sarcinii pe timp de noapte și scade în timpul orelor de sarcină de vârf). Cel mai eficient mijloc de a încuraja consumatorii să lucreze noaptea este un tarif mai mic la energie electrică în anumite ore.