Четыре принципиально различных объекта СЭС

Системы электроснабжения

Три л/р, с пятой недели!

Контрольные работы теоретические и практические

Литература:

«Электроснабжение промышленных предприятий» любая

«Электроснабжение городов» Шведов Г.В 2012 г. фиолетовая

«Управление качеством электроэнергии» Карташев, Тульский, Шаров 2009-2010 г.

Нормативные документы:

«Инструкция по проектированию городских электрических сетей» РД 3420.1185-94 (с изменениями от 1999 г.)

«Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» СП 31-110-2003

«Указания по расчету электрических нагрузок» РТМ 36.18.32.4-92

Электроснабжение ­–обеспечение потребителей ЭЭ

СЭС – Совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей ЭЭ.

Рис. 1 (Место СЭС в ЭЭС)

Потребители влияют на работу ЭЭС

Рис. 2 (Иерархия СЭС)

ПГВ – подстанция глубокого ввода (пром. предприятия)

ГПП – главная понизительная подстанция (город)

РП – распределительный пункт (город)

ГРП – главный распределительный пункт (пром. предприятие)

ВРУ – вводное распред. устройство (город)

РЩ – распред. щит (предприятие)

Особенности СЭС

- для СЭС вводят параметр «поверхностная плотность нагрузки»

РЭС (распределительная электрическая сеть) – 0.18-0.5 МВ∙А/км²

ПП (промышленное предприятие) – 100-150 МВ∙А/км²

Жилая часть города – 5-40 МВ∙А/км² (чем выше этажность здания, тем больше плотность нагрузки)

Для Москвы – 40 МВ∙А/км²для спального района, «Москва-Сити» >100 МВ∙А/км²

- достаточно высокая плотность сетевых сооружений (для города на 1 км² – 10-15 ТП);

- более жесткие экологические ограничения (по шуму, по электромагнитному полю (Е и Н) – экранирование)

- более жесткие требования к эстетичности (архитектурный облик города, в центре города все ТП закрытые);

- высокая арендная плата за занимаемую территорию земли (для электросетевых объектов – 0.2% от кадастровой стоимости земли);

- компактизация, эстетика и экологичность оборудования;

Четыре принципиально различных объекта СЭС

- СЭС городов;

- СЭС предприятий;

- СЭС транспорта (для городского – идентично с СЭС города, для ж/д за городом – своя специфика);

- СЭС сельской местности (сочетается с СЭС города и СЭС предприятия);

СЭС Города

- домохозяйство (бытовое потребление);

- сфера услуг (общественные и административные здания);

- коммунальное хозяйство (системы обеспечения функционирования жилой территории);

- промышленное предприятие (обеспечивает жизнеобеспечение города: пищевая промышленность, строительство)

- электротранспорт;

Возможен случай, когда город развивается вокруг крупного предприятия;

В городе СЭС строится комплексно, для всех типов потребителей (смешанное электроснабжение);

Селитерная территория – от глаг. «селиться», территория, включающая в себя не только жилые дома, но и хозяйство, сфера услуг, и т.д. или территория, свободная от промышленного предприятия.

Электропотребление

Самостоятельно 1.1 «Динамика электропотребления», 1.2 «Электрические нагрузки и электрические нагрузки селитерных территории городов». (уч. Электроснабжение городов)

Факторы, приводящие к росту нагрузки:

- появление новых типов электроприемников;

- насыщение быта различными электроприемниками;

- интенсивное развитие сферы услуг;

Из-за этого существенно возрастает нагрузка в жилых районах.

Факторы, влияющие на режим энергопотребления

Все факторы можно поделить на две категории:

- случайные;

- базовые;

Базовые

- структура нагрузки (Если преобладает промышленная нагрузка, то утренний максимум больше вечернего, если городская, то наоборот);

- время года (летом вечерний максимум не сильно отличается от минимума и будет «размыт»);

- географическое положение;

- день недели;

Случайные

- экономика;

- «явления»

- метеофакторы (температура окружающей среды, облака, ветер, осадки)

Температура:

Лето →Чем выше температура окр.среды, тем больше потребление некоторых ЭП (холодильник), превышение температуры сверх комфортной →увеличение нагрузки (кондиционер)

Зима →энергопотребление определяется качеством отопления + инерция тепловых процессов (запасенное тепло в стенах здания →кратковременное понижение температуры не влияет на энергопотребление)

(Весна + осень) + отключенное отопление

Нельзя полностью переносить нагрузку отопления на электросеть, она не спроектирована на такую нагрузку.

Рис. 5 (Годовой график нагрузкидля средней полосы России)

Примеры прочитать самостоятельно

Контрольные вопросы в конце параграфа 4

СХН

P, Q = f(f, U)

↓f → ↓ P_эп→можно увеличивать частоту ночью, и уменьшать днем

↓U(U_ном) → ↓P,Q_эп (снижается производительность оборудования)

- организационные;

Перенос самого энергоемкого процесса во внепик, проведение ремонта в часы максимума, отключение система кондиционирования и отопления в пик

- технические;

Установка дополнительного оборудования (большая производительность во внепик, а в пик отключение), установка более энергоемкого оборудования, которое будет работать в ночные часы

Потребитель-регулятор - такой потребитель, который имеет свой собственный график нагрузки, полностью противоположный графику нагрузки энергосистемы. Юридически в Росси сейчас таких потребителей нет.

В Америке это системы отопления и кондиционирования.

Нагрев проводников

Определяется полным током.

τ₀ – постоянная времени нагрева проводника. Если процесс нагрева тела идет без теплоотдачи в окружающую среду, то оно нагреется до реальной установившейся температуры за время τ₀.

Θ_уст = f(I, c, θ_окр.ср, t_нагр)

Пуск АД.

Кратковременные изменения нагрузки (то есть, существенно меньшее, чем τ₀) практически не влияют на максимальную температуру нагрева элемента сети, за счет инерционности процессов нагрева и охлаждения.

θ_max→ I_p, но это технически нереализуемо, так как сложно померить температуру самого проводника.

I_срΔt → θ_max.

На что влияет Δt?

Чем больше время интервала, тем меньше средний ток.

Если брать слишком маленький промежуток, то есть опасность сильно завысить средний ток.

Если брать слишком большой промежуток, то колебания нагрузки могут быть не заметны, что занижает значение среднего тока.

Оптимальное время рассматриваемого интервала – 3τ₀, в качестве τ­₀ берется значение 10 минут. В реальности, это время нагрева кабелей среднего сечения на низком напряжении (до 1 кВ). Тогда интервал равен 30-ти минутам.

Расчетная нагрузка – это получасовой максимум (не совсем верно, но часто употребляется)

Вместо того, чтобы анализировать бесконечное количество интервалов, нужно взять ограниченное количество интервалов.

Такие интервалы должны соответствовать условию P_t1 = P_t1+3t0и dP/dt|_t1 >dP/dt|_t1+3t0.

maxP_срi= P_ср2, его и выбираем в качестве расчетной нагрузки.

На самом деле, расчетная нагрузка «как получасовой максимум» будет завышена для элементов СЭС, для которых постоянная времени нагрева более 10 минут (кабель среднего напряжения (6-20 кВ) – 1 час, РП 6-20 кВ, его постоянная зависит от мощности, так как большее количество масла дольше греется – постоянная времени несколько часов).

Парадокс – не смотря на одинаковую среднюю нагрузку на все элементы, расчетная нагрузка всех элементов разная.

Метод коэффициента спроса

Если есть возможность, то нужно пользоваться любым другим методом.

Метод удельных нагрузок

Удельная нагрузка приводится для показателя М (для школы – ученик, для магазина – площадь…). Основной метод расчета для городских потребителей.

Принципиальное отличие методов расчета городских потребителей и промышленных предприятий.

В городе все потребители более-менее однотипны, поэтому расчетную нагрузку определяют как сумму однотипных случайных величин. На предприятии все ЭП уникальны, то есть их режим работы и номинальная мощность сильно различаются, поэтому необходимо учесть особенность каждого.

Квартирная нагрузка

Есть nквартири хар-ка нагрузка 1ой квартиры, как найти Р_РΣ?

При n_кв → ∞ (1000 квартир), нагрузка теряет свою случайность, т.е. будет определяться своим матожиданием.

Если в доме до 30 квартир, то нагрузка носит биноминальный характер (биноминальный закон распределения), если больше, то нормальный характер. Для города γ = 0.00135 → t_β= 3.0

k_одн = f (n_кв)

Тогда (p_уд1кв приводится в справочнике).

P_уд1кв = f(тип приготовления пищи, тип комфортности квартиры

средняя площадь типовой квартиры – 70 м²

повышенной комфортности – 150 м²

В среднем в квартире проживают 3.1 человека.

Для типовой квартиры с электроплитой P_уст = 32.6 кВт.

P_p1кв = 10 кВт

P_p10кв = 59 кВт

P_p100кв = 150 кВт

P_p1000кв = 190 кВт

Определение нагрузки без верхнего ограничения уровня электрификации самостоятельно.

Лифты

k_c^’ = f (этажность, количество лифтов)

Качество СЭС

Качество ЭЭ включает:

- изучение источников помех;

- изучение воздействия помех;

- восприимчивость оборудования к тем или иным видам помех и их уровням;

- изучение распространения помех;

- изучение способов и средств снижения уровня помех и их технико-экономическая оценка;

- разработка нормативной документации, определяющих допустимые уровни помех, вносимых в электрическую сеть и уровни помеховосприимчивости электроприемников;

- разработка средств и методов измерения уровне помех;

Системы электроснабжения

Три л/р, с пятой недели!

Контрольные работы теоретические и практические

Литература:

«Электроснабжение промышленных предприятий» любая

«Электроснабжение городов» Шведов Г.В 2012 г. фиолетовая

«Управление качеством электроэнергии» Карташев, Тульский, Шаров 2009-2010 г.

Нормативные документы:

«Инструкция по проектированию городских электрических сетей» РД 3420.1185-94 (с изменениями от 1999 г.)

«Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» СП 31-110-2003

«Указания по расчету электрических нагрузок» РТМ 36.18.32.4-92

Электроснабжение ­–обеспечение потребителей ЭЭ

СЭС – Совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей ЭЭ.

Рис. 1 (Место СЭС в ЭЭС)

Потребители влияют на работу ЭЭС

Рис. 2 (Иерархия СЭС)

ПГВ – подстанция глубокого ввода (пром. предприятия)

ГПП – главная понизительная подстанция (город)

РП – распределительный пункт (город)

ГРП – главный распределительный пункт (пром. предприятие)

ВРУ – вводное распред. устройство (город)

РЩ – распред. щит (предприятие)

Особенности СЭС

- для СЭС вводят параметр «поверхностная плотность нагрузки»

РЭС (распределительная электрическая сеть) – 0.18-0.5 МВ∙А/км²

ПП (промышленное предприятие) – 100-150 МВ∙А/км²

Жилая часть города – 5-40 МВ∙А/км² (чем выше этажность здания, тем больше плотность нагрузки)

Для Москвы – 40 МВ∙А/км²для спального района, «Москва-Сити» >100 МВ∙А/км²

- достаточно высокая плотность сетевых сооружений (для города на 1 км² – 10-15 ТП);

- более жесткие экологические ограничения (по шуму, по электромагнитному полю (Е и Н) – экранирование)

- более жесткие требования к эстетичности (архитектурный облик города, в центре города все ТП закрытые);

- высокая арендная плата за занимаемую территорию земли (для электросетевых объектов – 0.2% от кадастровой стоимости земли);

- компактизация, эстетика и экологичность оборудования;

Четыре принципиально различных объекта СЭС

- СЭС городов;

- СЭС предприятий;

- СЭС транспорта (для городского – идентично с СЭС города, для ж/д за городом – своя специфика);

- СЭС сельской местности (сочетается с СЭС города и СЭС предприятия);

СЭС Города

- домохозяйство (бытовое потребление);

- сфера услуг (общественные и административные здания);

- коммунальное хозяйство (системы обеспечения функционирования жилой территории);

- промышленное предприятие (обеспечивает жизнеобеспечение города: пищевая промышленность, строительство)

- электротранспорт;

Возможен случай, когда город развивается вокруг крупного предприятия;

В городе СЭС строится комплексно, для всех типов потребителей (смешанное электроснабжение);

Селитерная территория – от глаг. «селиться», территория, включающая в себя не только жилые дома, но и хозяйство, сфера услуг, и т.д. или территория, свободная от промышленного предприятия.

Электропотребление

Самостоятельно 1.1 «Динамика электропотребления», 1.2 «Электрические нагрузки и электрические нагрузки селитерных территории городов». (уч. Электроснабжение городов)

Факторы, приводящие к росту нагрузки:

- появление новых типов электроприемников;

- насыщение быта различными электроприемниками;

- интенсивное развитие сферы услуг;

Из-за этого существенно возрастает нагрузка в жилых районах.