Системе электроснабжения города

В зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, предусматривается соответствующая система электроснабжения (совокупность трансформаторных подстанций и электрических сетей всех напряжений). Эта система условно может быть разбита на две части:

−первая часть это электрические сети и понижающие подстанции напряжением 35÷220 кВ;

−вторая часть это распределительные подстанции и сети напряжением

0,4÷10 кВ.

Совокупность сетей напряжением 35÷220 кВ получила название электроснабжающих сетей. Эти сети предназначаются для распределения энергии между отдельными районами города. На этой стадии электроснабжения нет деления сетей и сетевых сооружений по их назначению и ведомственной принадлежности. В крупных городах имеют место сети напряжением 35÷220 кВ, которые используются только для питания отдельных потребителей большой мощности.

Порядок построения электроснабжающих сетей, выбора параметров их отдельных элементов, конструктивного выполнения имеет специфические условия. Во многом характеристики электроснабжающих сетей зависят от местных условий. Но вместе с тем по мере увеличения размеров городов начинают проявляться определенные закономерности, связанные с выбором сетей напряжением 35÷220 кВ, с мощностью понижающих подстанций, что позволяет рассматривать эту часть системы электроснабжения города как самостоятельную область электрических сетей.

Вторая часть системы электроснабжения предназначается для распределения энергии непосредственно среди потребителей или отдельных групп потребителей. Границы этой группы начинаются от на сборных шинах 6÷10 кВ источников и заканчиваются на вводах к потребителю. Вторая часть системы электроснабжения включает в свой состав не только распределительные сети 6÷10 кВ и сети напряжением до 1000 В, но и распределительные пункты и трансформаторные подстанции. Основные характеристики распределительных сетей, расположенных на территории города, отличаются от характеристик аналогичных сетей промышленных предприятий и сельских районов, поэтому такие сети получили название городских распределительных сетей.

Для крупных городов построение распределительной сети 6÷10 кВ состоит из двух звеньев: питающей сети 6÷10 кВ и непосредственно распределительной сети того же напряжения. Надо отметить, что в состав питающей сети 6÷10 кВ включаются питающие линии, распределительные пункты (РП) и прямые связи 6÷10 кВ между РП. Питающей линией называется линия 6÷10 кВ, питающая РП от центра питания и не имеющая распределения энергии по своей длине.

Распределительным пунктом называется подстанция 6÷10 кВ городской сети, предназначенная для приема и распределения электрической энергии без преобразования и трансформации.

Распределительной линией называется линия, питающая несколько трансформаторных подстанций от центра питания (ЦП) или от РП, или вводы к электроустановкам потребителей.

Распределительная сеть напряжением 0,4 кВ предусматривается для питания жилых домов, магазинов, коммунально-бытовыхи других мелких потребителей города.

Надо отметить, что важнейшей характеристикой системы электроснабжения города является число трансформаций и напряжений выше 1000 В. Например, если в системе имеется две ступени трансформации: 35÷220/6÷10 кВ и 6÷10/0,4 кВ, то данная система называется системой двух напряжений. Рационально построенные системы имеют минимальное число трансформации5

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ВГОРОДАХ

Основными группами потребителей электроэнергии в системах электроснабжения городов являются:

а) коммунально-бытовыепотребители; б) промышленные предприятия;

в) электрофицированный городской и пригородный транспорт; г) в отдельных случаях – поселки, предприятия промышленного и

сельскохозяйственного производства пригородных зон.

Коммунально-бытовыепотребители электроэнергии – это жилые здания, административные,культурно-массовые,учебные, лечебные, торговые, научноисследовательские организации и предприятия, комбинаты бытового обслуживания, гостиницы, предприятия питания и торговли. У этих потребителей электроэнергии используется широкая номенклатура электроприемников.

Суммарная установленная мощность электроприемников, приходящаяся на одну семью (квартиру) в настоящее время колеблется в широких пределах и при газовых плитах от 1,5 до 5,0 кВт; при электрических плитах 5,8 кВт от 6,5 до 10 кВт; при электрических плитах 8,5 кВт от 9,5 до 13,5 кВт. Максимальные электрические нагрузки одной квартиры в современный период находятся в большой зависимости от уровня электрификации быта и составляют от 5,5 до 8 кВт. Надо учесть, что наша и зарубежная промышленность увеличивают ассартимент и мощность бытовой техники, что в дальнейшем может вызвать значительный рост установленной мощности электроприемников бытовой сферы.

Лифтовые установки жилых зданий от 7 до 20 этажей оборудуются трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью от 3,5 до 7,5 кВт.

В сфере коммунального обслуживания населения применяется более широкий состав типов электроприемников, установок, единичные и суммарные мощности которых значительно выше.

Наибольшее относительное потребление реактивной мощности в коммунально-бытовомсекторе (косинус падает до 0,6) имеет место в ночные часы, что объясняется влиянием постоянно включенных холодильников, а также газоразрядных ламп наружного освещения и дежурного освещения зданий.

Характеристики графиков нагрузок коммунальных предприятий определяются их производственным назначением, технологией производства, а также применяемыми электроприемниками.

Для городов характерен ряд отраслей промышленности: машиностроение, металлообработка, пищевая, текстильная, швейная, строительных материалов, насосные станции и т. д.

При проектировании электрических сетей 6÷10 кВ систем электроснабжения городов должны учитываться понижающие выпрямительные подстанции трамвая и троллейбуса. Электрические нагрузки трамвая или троллейбусов достигают 600÷3000 кВА. Кроме того, учитываются при проектировании городских электростанций и крупных понижающих подстанций электрические нагрузки электрофицированного железнодорожного транспорта и метрополитена.

Современная система электроснабжения города представляет собой комплекс, объединяющий разнородных потребителей электроэнергии (бытовых, промышленных и т. п.) общими сетевыми устройствами, связывающими их с источником питания. Электроснабжение городов осуществляется от районных подстанций энергосистем, которые наряду с местными городскими и промышленными электростанциями являются центром питания города. Для связи районных подстанций с городскими подстанциями глубокого ввода и последние между собой используются электроснабжающие сети 35÷220 кВ.

Глубоким вводом называют систему электроснабжения, при которой высшее напряжение максимально приближается к центрам нагрузки потребителей с наименьшим количеством ступеней промежуточной трансформации.

Городские электрические сети включают все электроустановки, предназначенные для электроснабжения города и находящиеся на территории города, начиная от сборных шин районных подстанций до вводов к потребителям. Поэтому при проектировании сетей должна вестись увязка сетей 35÷220 кВ и питающих и распределительных сетей 6÷10 кВ, с учетом всех видов нагрузок города и прилегающих к нему районов при наибольшей экономичности, требуемой степени надежности электроснабжения и соблюдения установленного качества энергии по напряжению.

По требуемой степени надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории:

а) к первой категории относятся электроустановки радиосвязи, телеграфа, телефонных станций, насосных водопровода и противопожарных сооружений, в высотных зданиях лифты (более 16 этажей), аварийное освещение, операционные и реанимационные палаты (особая группа – третий источник), а также электроустановки групп городских потребителей с общей нагрузкой более 10 МВА;

б) к электроприемникам 2 категории относятся электроустановки школ, административных и общественных зданий, лечебных, детских учреждений, учебных заведений и зданий высотой более 5 этажей, группы городских потребителей с общей нагрузкой от 300 до 10000 кВа – для кабельных сетей и от 1000 кВа и более – для воздушных сетей;

в) к 3 категории относятся все прочие электроприемники (районы малоэтажных застроек, небольшие поселки и т. д.).