Характеристика системы электроснабжения

Системой электроснабжения города (СЭС) называется совокупность электрических станций, понижающих и распределительных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих снабжение электроэнергией технологических процессов коммунально-бытовых, промышленных и транспортных потребителей, расположенных на территории города и частично в пригородной зоне. В зависимости от размеров города, его промышленного потенциала и перспективы развития, системы электроснабжения городов могут быть различными, но существует ряд общих принципов, выполнение которых является обязательным при проектировании электроснабжения любого города.

Исходными положениями для построения системы электроснабжения являются потребляемая мощность электроприемников, их категория по надежности электроснабжения и наличие источников питания. Характеристики потребителей электрической энергии определяют требования к надежности электроснабжения, объему резервирования элементов системы электроснабжения, применению средств сетевой автоматики. Наличие энергоемких потребителей и их территориальное размещение обуславливают конфигурацию электрических сетей, целесообразность устройства глубоких вводов.

При разработке системы электроснабжения учитываются возможности регулирования напряжения, обеспечения требуемого уровня надежности в ремонтных, аварийных и послеаварийных режимах.

Критерием оптимальности принятой системы электроснабжения города является минимум приведенных затрат на ее сооружение и последующую эксплуатацию. Затраты на сооружение системы электроснабжения во многом определяются количеством трансформаций напряжения. С этой точки зрения идеальной считается система, использующая только два уровня напряжения: 110 и 10 кВ. Сети 110 кВ, питающиеся от энергосистемы, образуют кольцо, замыкающееся вокруг города. По кольцу, с учетом максимального приближения к центрам электрических нагрузок, размещаются районные трансформаторные подстанции (ТП) напряжением 110/10кВ. От подстанции 110/10кВ производится распределение электроэнергии на напряжение 10кВ.

Схему построения городской электрической сети можно условно подразделить на шесть звеньев (рис.1.):

I звено - кольцевая сеть и глубокие вводы напряжения 110кВ с районными подстанциями и трансформацией 110/10кВ. К этому же звену относят расположенные на территории города электростанции предприятий.

II звено - представляет собой питающие сети 10кВ, связывающие районные подстанции с РП и линии связи между РП, прокладываемые для повышения надежности электроснабжения. Распределительные пункты предназначаются для нагрузок промышленных, коммунально-складских и селитебных зон города. Нагрузка каждого РП обычно не менее 10мВА. Питающие линии и РП выполняются по радиальной схеме с устройством АВР на межсекционном выключателе.

III звено - распределительные сети напряжением 10кВ, подключающие к РП потребительские, промышленные или городские ТП. С учетом территориального размещения ТП, категории надежности потребителей, подключенных к ним, схемы их питания могут быть различными. В некоторых случаях потребительские ТП могут подключаться к районным ТП, минуя РП.

IV звено структурной схемы - потребительские ТП, понижающие уровень напряжения с 10 до 0,38/0,22кВ.

V звено - электрические сети напряжением 0,38/0,22кВ, подключающие потребителей электрической энергии к ТП.

VI звено - внутренние сети зданий и сооружений, подающие электроэнергию непосредственно к электроприемникам: электродвигателям, источникам света, нагревательным устройствам.

На представленной схеме не показаны электрические связи с сетями других районов подстанций города. Эти связи могут выполняться на уровнях всех звеньев схемы, за исключением I и VI.

Рис.2 Структурная схема построения сетей электроснабжения города

2 Характеристика жилого микрорайона города

Микрорайон "Северный" расположен в северо-западной части города. В данном микрорайоне преобладают жилые дома средней этажности, следовательно, в них имеются лифтовые установки как пассажирского, так и грузового назначения. В жилых домах, в основном, имеются квартиры с общей площадью от 35 до 90 м², но имеются два дома с квартирами повышенной комфортности с общей площадью более 100 м². Приготовление пищи в жилых домах высотой 5 этажей, производится на электроплитах, как и в домах высотой 9 этажей.

Всего на территории микрорайона расположено 8 жилых зданий (четыре дома высотой 5 этажей, четыре дома высотой 9 этажей) с общим количеством квартир 521. Кроме этого, на территории микрорайона размещено шесть общественно-административных и коммунально-бытовых предприятий: продовольственный магазин, кафе, аптека, детский сад “Солнышко”, два магазина непродовольственных товаров “Атриум” и “Пирамида”.

В составе микрорайона большую часть потребителей электрической энергии по надежности электроснабжения составляют потребители второй категории - жилые дома высотой 9 этажей, детский сад “Солнышко”, аптека, продовольственный магазин. Среди остальных потребителей электрической энергии по надежности электроснабжения в микрорайоне выделяют потребитель первой категории – образовательная школа с электрифицированными столовыми и спортзалами, с количеством учащихся 1100 человек, к электроснабжению которой предъявляются жесткие требования; а также потребители третьей категории - жилые дома высотой 5 этажей, кафе и магазины непродовольственных товаров “Атриум” и “Пирамида”.

Полная информация о жилых и общественных зданиях микрорайона приведена в таблицах 1 и 2.

3 Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок производится от низших к высшим ступеням системы электроснабжения и включает два этапа:

1) определение нагрузки на вводе к каждому потребителю;

2) расчет на этой основе нагрузок отдельных элементов сети.

Расчетная нагрузка потребителя и отдельных элементов сети принимается равной ожидаемой максимальной нагрузке за 30 минут.