Návrh a režimy prevádzky mestskej elektrickej siete

Mestská elektrická sieť je komplex napájacích sietí s napätím 110 (35) kV a viac, distribučných sietí s napätím 10 (6) — 20 kV, obsahujúci trafostanice a vedenia spájajúce centrálu ústredného kúrenia s trafostanicami a trafostanice, ako aj vstupy do spotrebiteľov a distribučných sietí s napätím 0,38 kV (obr. 1.).

Vymedzený komplex sietí slúži na zásobovanie užívateľov inžinierskych sietí (bytové domy, komunálne inštitúcie), malých, stredných a niekedy veľkých priemyselných odberateľov nachádzajúcich sa v meste.

Napájacie siete s napätím 110 (35) kV a vyšším sú budované redundantne na vedeniach a transformátoroch, ktorých výkon pri napájaní nadzemným vedením s napätím 110 kV je 25 MBA a pri 220 kV — 40 MVA. Ide o takzvané prstencové vzory, ktoré obklopujú mesto. Schémy mestskej siete sa plánujú na základe potreby zabezpečiť primeraný stupeň spoľahlivosti napájania spotrebiteľov patriacich do určitej kategórie.

Ryža. 1.Systém napájania mesta

V mestskej sieti pre napájanie spotrebiteľov I kategórie s kapacitou 10 — 15 % z celkovej kapacity všetkých spotrebiteľov zahŕňajú: operačné a pôrodné sály nemocníc, kotolne I. kategórie, elektromotory sieťových a napájacích čerpadiel hl. kotolne II. kategórie, vodovodné a kanalizačné stanice, televízne stanice, opakovače, výťahy, múzeá štátneho významu, centrálne dispečingy mestských elektrických a tepelných sietí, plynofikácie a vonkajšie osvetlenie. Špeciálna skupina elektrických prijímačov kategórie I zahŕňa vládne budovy a inštitúcie.

Do elektrických prijímačov II kategórie, ktorých kapacita je 40-50% z celkovej kapacity všetkých užívateľov mestskej siete patria bytové domy s elektrickými varnými prijímačmi s viac ako 8 bytmi, bytové domy so 6 a viac poschodiami, internáty, školské domy. inštitúcií.

Pozri tiež: Energetické schémy pre používateľov kategórie II

Kapacita odberateľov elektriny III. kategórie je 30 – 50 % z celkovej kapacity odberateľov v mestskej sieti. Patria sem všetky elektrické prijímače, ktoré nepatria do kategórie I a II elektrických prijímačov.

Elektrické vedenia s napätím do 20 kV mestskej siete v stavebných areáloch s budovami 4 a viac podlaží sú vedené káblom (s hliníkovými vodičmi, s oloveným, hliníkovým, plastovým alebo gumeným utesneným plášťom a pancierovaním z oceľových pásov) a sú položené v zemných priekopách, blokoch (s významnou pravdepodobnosťou mechanického poškodenia), kanáloch a tuneloch (keď linky opúšťajú procesor).

V oblastiach, kde je zastavané mesto, sú letecky vybudované páky na 3 poschodiach a pod elektrickými vedeniami s napätím do 20 kV. Na jednom rozvode nie sú povolené viac ako 3 sekcie s rôznymi prierezmi. Plocha prierezu káblového vedenia musí byť najmenej 35 mm2. Vedenie silových káblov sa zvyčajne ukladá v rôznych trasách alebo v rôznych výkopoch.

Nadzemné elektrické vedenia s napätím do 20 kV sa budujú kolíkovými izolátormi na drevených (so železobetónovými prílohami) alebo železobetónových podperách s oceľovo-hliníkovými drôtmi s plochou do 70 mm2 umiestnenými horizontálne a pozdĺž trojuholníka. Na linke s napätím do 1 kV je neutrálny vodič umiestnený pod fázovými vodičmi a vodiče pre vonkajšie osvetlenie sú pod neutrálnym vodičom.

Trafostanice a rozvodne sú prevažne postavené ako voľne stojace, uzavretého typu s vnútorným montážnym zariadením. Tieto stavby sa vyznačujú výraznými objemami stavebnej časti (až 324 m3). Používajú sa aj zabudované v budovách, pripevnené k budovám a podzemné TP a RP. V oblastiach s nadzemnými sieťami sa nachádzajú stožiarové trafostanice.

Stavby TP alebo RP môžu byť murované, blokové, panelové. Okrem toho sa pre vnútornú aj vonkajšiu inštaláciu používajú kompletné trafostanice, ktoré umožňujú pripojenie nadzemného alebo káblového vedenia a pozostávajú z transformátora a rozvádzača 0,38 kV.

Sieť s napätím 6 — 20 kV pracuje s izolovaným alebo kompenzovaným neutrálom, čo vedie k potrebe výberu izolácie pre sieťové napätie.V prítomnosti kompenzácie kapacitných zemných poruchových prúdov môžu káblové siete pracovať dlhú dobu v režime jednej fázy so zemným spojením. Ďalšie podrobnosti nájdete tu: Použitie elektrických sietí s izolovaným neutrálom

Pri výbere parametrov zariadení (spínačov) pre distribučné siete je potrebné vziať do úvahy, že skratový výkon v mestskej sieti s napätím 6 a 10 kV na 6-10 kV zberniciach procesora by nemal prekročiť 200 a 350 MBA. Je to spôsobené potrebou zabezpečiť tepelný odpor káblových vedení.

Medzi funkcie režimu prevádzky mestskej siete patria:

• výrazné špičky zaťaženia v dennom rozvrhu zaťaženia, čo vedie k nerovnomernému zaťaženiu sieťových zariadení počas dňa a roka;

• nízky účinník spotrebiteľov energie s tendenciou ďalšieho poklesu;

• neustály rast spotreby elektriny.

Rozhodovanie pri výbere parametrov mestskej elektrickej siete v procese jej projektovania, ako aj pri pripájaní nových prípojok do prevádzkovanej siete je založené na znalostiach výpočtových zaťažení jednotlivých prvkov napájacieho zdroja. systému.

Výpočet zaťaženia pozostáva z určenia jeho hodnoty na vstupe každého užívateľa a následného zistenia zaťaženia jednotlivého sieťového prvku. Spotrebitelia elektrickej energie v mestskej sieti sú podmienene rozdelení na obytné budovy a komunálne služby. Zaťaženie priemyselných podnikov pripojených na mestskú sieť je brané podľa ich projektov napájania alebo podľa skutočných meraní.

Na vypracovanie vedecky podložených projektov rozvoja elektrickej siete je potrebné predpovedať spotrebu elektriny na obdobie viac ako 10 rokov. Pre operatívne riadenie siete sa robia krátkodobé a prevádzkové predpovede (od niekoľkých hodín do sezóny).

Riadenie záťaže, aby sa znížila spotreba elektrickej energie počas špičkových hodín a zabezpečila sa rovnováha činného výkonu, ako aj čo najúspornejšia prevádzka elektrární, sa redukuje na vyrovnávanie denného harmonogramu záťaže na úkor spotrebiteľov (zvýšenie záťaže v noci a znižuje sa počas hodín špičkového zaťaženia). Najúčinnejším prostriedkom na povzbudenie spotrebiteľov k práci v noci je nižšia tarifa za elektrinu v určitých hodinách.