Проектиране и режими на работа на градската електрическа мрежа

Градската електрическа мрежа е комплекс от захранващи мрежи с напрежение 110 (35) kV и повече, разпределителни мрежи с напрежение 10 (6) — 20 kV, съдържащи трансформаторни подстанции и линии, свързващи централната отоплителна станция с трансформатор подстанции и трансформаторни подстанции, както и входове към потребители и разпределителни мрежи с напрежение 0,38 kV (фиг. 1.).

Посоченият комплекс от мрежи служи за захранване на потребители на комунални услуги (жилищни сгради, комунални институции), малки, средни и понякога големи промишлени клиенти, разположени в рамките на града.

Захранващите мрежи с напрежение 110 (35) kV и по -високо са изградени с резервиране по линии и трансформатори, чиято мощност, когато се захранва от въздушни линии с напрежение 110 kV, е 25 MBA, а при 220 kV — 40 MVA. Това са така наречените модели на пръстени, които обграждат града. Схемите на градските мрежи се планират въз основа на необходимостта да се осигури подходяща степен на надеждност на електрозахранването на потребителите, принадлежащи към определена категория.

Ориз. 1. Градска електрозахранваща система

В градската мрежа за захранване на потребителите Аз категории с капацитет 10 — 15% от общия капацитет на всички потребители включват: операционни и родилни отделения на болници, котелни помещения от първа категория, електродвигатели на мрежови и захранващи помпи на котелни от втора категория, водоснабдителни и канализационни станции, телевизионни станции, повторители , асансьори, музеи с държавно значение, централни контролни помещения на градските електрически и отоплителни мрежи, газоснабдителни мрежи и външно осветление. Специална група от електрически приемници от категория I включва правителствени сгради и институции.

Към електрически приемници II категории, чийто капацитет е 40-50% общият капацитет на всички потребители на градската мрежа включва жилищни сгради с електрически приемници за готвене с повече от 8 апартамента, жилищни сгради с 6 или повече етажа, общежития, образователни институции.

Вижте също: Схеми за захранване за потребители от II категория

Капацитетът на потребители на електрическа енергия от категория III е 30-50% от общия капацитет на потребителите в градската мрежа. Те включват всички електрически приемници, които не принадлежат към електрически приемници от категория I и II.

Електропроводи с напрежение до 20 kV на градската мрежа в райони на строителство с сгради от 4 етажа и повече се извършват по кабел (с алуминиеви проводници, с оловни, алуминиеви, пластмасови или гумени запечатани обвивки и брони от стомана ленти) и са положени в земни изкопи, блокове (със значителна вероятност от механични повреди), канали и тунели (когато линиите излизат от процесора).

В районите, където градът е застроен, лостове на 3 етажа и под електропроводите с напрежение до 20 kV се изграждат по въздух. На една разпределителна линия са разрешени не повече от 3 участъка с различни напречни сечения. Площта на напречното сечение на кабелната линия трябва да бъде най-малко 35 mm2. Захранващите кабелни линии обикновено се полагат по различни маршрути или в различни изкопи.

Надземните електропроводи с напрежение до 20 kV са изградени с щифтови изолатори върху дървени (със стоманобетонни приставки) или стоманобетонни опори със стоманено-алуминиеви проводници с площ до 70 мм2разположени хоризонтално и по протежение на триъгълник.На линия с напрежение до 1 kV неутралният проводник е разположен под фазовите проводници, а проводниците за външно осветление са под нулевия проводник.

Трансформаторните подстанции и разпределителните пунктове са изградени главно като свободностоящи, затворен тип с оборудване за вътрешен монтаж. Тези конструкции се отличават със значителни обеми на строителната част (до 324 m3). Те се използват и вградени в сгради, прикрепени към сгради и подземни TP и RP. В райони с въздушни мрежи има мачтови трансформаторни подстанции.

TP или RP сградите могат да бъдат тухлени, блокови, панелни. В допълнение, пълни трансформаторни подстанции се използват както за вътрешна, така и за външна инсталация, предвиждаща свързване на въздушна или кабелна линия и състояща се от трансформатор и разпределителна уредба 0,38 kV.

Мрежа с напрежение 6 — 20 kV работи с изолирана или компенсирана неутрала, което води до необходимостта от избор на изолация за мрежово напрежение. При наличие на компенсация за капацитивни токове на земна повреда, кабелните мрежи могат да работят дълго време в режим на една фаза към земна повреда. Вижте тук за повече подробности: Използването на електрически мрежи с изолирана неутрала

При избора на параметрите на оборудване (ключове) за разпределителни мрежи е необходимо да се вземе предвид, че мощността на късо съединение в градска мрежа с напрежение 6 и 10 kV на шини 6-10 kV на процесора не трябва да надвишава 200 и 350 MBA съответно. Това се дължи на необходимостта от осигуряване на термичното съпротивление на кабелните линии.

Характеристиките на режима на работа на градската мрежа включват:

• изразени пикове на натоварване в дневния график на натоварване, което води до неравномерно натоварване на мрежовото оборудване през деня и годината;

• нисък коефициент на мощност на консуматорите на енергия с тенденция към по -нататъшно намаляване;

• непрекъснат ръст на потреблението на електроенергия.

Вземането на решения при избора на параметрите на градската електрическа мрежа в процеса на нейното проектиране, както и при свързването на нови връзки към експлоатираната мрежа се основава на познаване на изчислените натоварвания на отделни елементи на електрозахранващата система.

Изчисляването на натоварването се състои в определяне на неговата стойност на входа на всеки потребител и след това намиране на натоварването на отделен мрежов елемент. Потребителите на електрическа енергия в градската мрежа условно са разделени на жилищни сгради и комунални услуги. Натоварването на промишлени предприятия, свързани към градската мрежа, се приема според техните проекти за електрозахранване или според действителните измервания.

За да се разработят научно обосновани проекти за развитие на електрическата мрежа, е необходимо прогнозиране на потреблението на електроенергия за период над 10 години. За оперативното управление на мрежата се правят краткосрочни и оперативни прогнози (от няколко часа до сезона).

Управлението на натоварването, за да се намали консумацията на електроенергия през часовете на пиково натоварване и да се гарантира балансът на активната мощност, както и най -икономичната работа на електроцентралите, се свежда до изравняване на дневния график на натоварване за сметка на потребителите (увеличаване на натоварването през нощта и намалява през часовете на пиково натоварване). Най -ефективното средство за насърчаване на потребителите да работят през нощта е по -ниската тарифа за електроенергия в определени часове.