Лекция. Тема" Устройство и выполнение городских электрических сетей."
план-конспект занятия

Конструктивное исполнение и режимы работы городской электрической сети

Городская электрическая сеть представляет собой комплекс электроснабжении а сетей напряжением 110 (35) кВ и выше, распределительных сетей напряжением 10 (6) — 20 кВ, содержащих ТП и линии, соединяющие ЦП с ТП и ТП между собой, а также вводы к потребителям и распределительные сети напряжением 0,38 кВ (рис. 1.).

Указанный комплекс сетей служит для электроснабжения коммунально-бытовых потребителей (жилых домов, общественно-коммунальных учреждений), мелких, средних, а иногда и крупных промышленных потребителей, расположенных в черте города.

Электроснабжающие сети напряжением 110 (35) кВ и выше строятся с резервированием по линиям и трансформаторам, мощность которых при питании по воздушным линиям напряжением 110 кВ составляет 25 MBА, а при 220 кВ - 40 МВА. Это так называемые кольцевые схемы, опоясывающие город. Схемы городских сетей намечают, исходя из необходимости обеспечения соответствующей степени надежности питания потребителей, относящихся к той или иной категории.

Рис. 1. Система электроснабжения города

В городской сети к электроприемникам I категории, мощность которых составляет 10 - 15% суммарной мощности всех потребителей, относятся: операционные и родильные отделения больниц, котельные первой категории, электродвигатели сетевых и питательных насосов котельных второй категории, водопроводные и канализационные станции, телевизионные станции, ретрансляторы, лифты, музеи государственного значения, центральные диспетчерские пункты городских электрических и тепловых сетей, сети газоснабжения и наружного освещения. К особой группе электроприемников I категории относятся правительственные здания и учреждения.

К электроприемникам II категории, мощность которых составляет 40-50% суммарной мощности всех потребителей городской сети, относятся жилые дома с электроприемниками для приготовления пищи с количеством квартир более 8, жилые дома в 6 и более этажей, общежития, учебные заведения.

Смотрите также: Схемы электроснабжения потребителей II категории

Мощность электроприемников III категории составляет 30 - 50% суммарной мощности потребителей городской сети. К ним относятся все электроприемники, не принадлежащие к электроприемникам I и II категорий.

Линии электропередачи напряжением до 20 кВ городской сети в районах застройки зданиями в 4 этажа и более выполняются кабельными (с алюминиевыми жилами, со свинцовой, алюминиевой, пластмассовой или резиновой герметичной оболочкой и броней из стальных лент) и прокладываются в земляных траншеях, блоках (при значительной вероятности механических повреждений), каналах и туннелях (при выходе линий с ЦП).

В районах застройки города ломами в 3 этажа и ниже линии электропередачи напряжением до 20 кВ строятся воздушными. На одной распределительной линии допускается не более 3 участков с различными сечениями кабеля. Площадь сечения кабельной линии должна быть не менее 35 мм2. Питающие кабельные линии прокладываются обычно по разным трассам или в разных траншеях.

Воздушные линии электропередачи напряжением до 20 кВ строятся со штыревыми изоляторами на деревянных (с железобетонными приставками) или железобетонных опорах со сталеалюминиевыми проводами площадью сечения до 70 мм2, располагаемыми как горизонтально, так и по треугольнику. На линии напряжением до 1 кВ нулевой провод располагается ниже фазных проводов, а провода наружного освещения — под нулевым проводом.

Трансформаторные подстанции и распределительные пункты сооружаются в основном отдельно стоящими, закрытого типа с оборудованием для внутренней установки. Указанные сооружения отличаются значительными объемами строительной части (до 324 м3). Применяются также встроенные в здания, пристроенные к зданиям и подземные ТП и РП. В районах с воздушными сетями имеются мачтовые ТП.

Здания ТП или РП могут быть кирпичными, блочными, панельными. Кроме того, используются комплектные ТП как внутренней, так и наружной установки, предусматривающие подключение или воздушной, или кабельной линии и состоящие из трансформатора и распределительного устройства 0,38 кВ.

Сеть напряжением 6 - 20 кВ работает с изолированной или компенсированной нейтралью, что приводит к необходимости выбора изоляции на линейное напряжение. При наличии компенсации емкостных токов замыкания на землю кабельные сети могут длительно работать в режиме замыкания одной фазы на землю. Подробнее смотрите здесь: Применение электрических сетей с изолированной нейтралью

При выборе параметров оборудования (выключателей) для распределительных сетей необходимо учитывать, что мощность короткого замыкания в городской сети напряжением 6 и 10 кВ на сборных шинах 6 - 10 кВ ЦП не должна превышать соответственно 200 и 350 MBА. Это связано с необходимости обеспечения термической стойкости кабельных линий.

К особенностям режима работы городской сети относятся:

• явно выраженные пики нагрузок в суточном графике нагрузки, что приводит к неравномерной загрузке оборудования сети в течение суток и года;
• низкий коэффициент мощности электроприемников с тенденцией к дальнейшему снижению;
• непрерывный рост потребления электроэнергии.

Принятие решений при выборе параметров городской электрической сети в процессе ее проектирования, а также по подключению новых присоединений к эксплуатируемой сети основано на знании расчетных нагрузок отдельных элементов системы электроснабжения.

Расчет нагрузки состоит из определения ее значения на вводе к каждому потребителю и последующего нахождения нагрузки отдельного элемента сети. Потребители электрической энергии городской сети условно разделяются на жилые дома и общественно-коммунальные учреждения. Нагрузка промышленных предприятий, подключенных к городской сети, принимается по проектам их электроснабжения или по данным фактических измерений.

В целях разработки научно обоснованных проектов развития электрической сети требуется прогнозирование потребления электроэнергии на срок свыше 10 лет. Для оперативного управления работой сети составляются краткосрочные и оперативные прогнозы (от нескольких часов до сезона).

Управление нагрузками с целью снижения потребления электроэнергии в часы максимальных нагрузок и обеспечения баланса активной мощности, а также наиболее экономичной работы электростанций сводится к выравниванию суточного графика нагрузки за счет потребителей (увеличение нагрузки ночью и снижение в часы максимальных нагрузок). Наиболее эффективным средством стимулирования потребителей для работы в ночное время служит более низкий тариф на электроэнергию в указанное время.