Структурная схема электроснабжения города

Структурная схема электроснабжения города

Лекция 5. СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ

Основные принципы построения системы электроснабжения города

Требования, предъявляемые к системам электроснабжения городов, и принципы их построения во многом соответствуют требованиям, перечисленным выше.

Система электроснабжения города формируется десятилетиями. По мере развития города развивается перспективная схема электроснабжения и схема развития электрических сетей города, которые строятся на основе уже существующей системы электроснабжения, с учетом возможностей источников питания, расположения подстанций с первичным напряжением 35 кВ и выше и согласовываются со схемой развития сетей энергосистемы. В генеральном плане города предусматривается территория для объектов электросетевого назначения (площадки подстанций, зона для кабельных линий, коридоры для воздушных линий электропередачи и т. п.).

Вопросы электроснабжения города решаются комплексно, с учетом возможностей использования подстанций и распределительных пунктов системы электроснабжения города для питания промышленных предприятий, расположенных на территории города.

Схема электроснабжения должна предусматривать возможности поэтапного создания за определенный срок и последующего ее развития без кардинального переустройства. При проектировании системы электроснабжения необходимо использовать более простые схемы распределения электрической энергии и применять повышенные напряжения. Подстанции следует максимально приближать к центрам электрических нагрузок районов города, при необходимости применять схемы глубоких вводов напряжением 35 кВ и выше.

Напряжения городских сетей выбираются с учетом: концепции развития города; наименьшего числа ступеней трансформации электрической энергии; технических характеристик источников питания, плотности и величины нагрузок и т. п. В любых случаях следует сокращать число трансформаций электроэнергии. Для большинства городов наиболее целесообразной является система напряжений 110—220/10 кВ, для крупнейших городов 500/220—110/10 кВ или 330/110/10 кВ. В существующих сетях следует стремиться к переводу сетей напряжением 35 кВ на напряжения 110 или 220 кВ.

Для городских распределительных сетей рекомендуется применять напряжение не ниже 10 кВ. Напряжение 6 кВ во вновь проектируемых сетях применяться не должно. При расширении и реконструкции действующих сетей 6 кВ рекомендуется переводить их на напряжение 10 кВ с использованием установленного оборудования при соответствии его характеристик напряжению 10 кВ.

Напряжение 20 кВ в городских распределительных сетях впервые в России применено в сетях Московской области в 2003 г. Использование этого напряжения должно быть обосновано технико-экономическими расчетами.

Сети до 1 кВ выполняются на напряжение 380 В с глухим заземлением нейтрали. Напряжение 660 В при проектировании городских сетей не применяется.

Структурная схема электроснабжения города

Схему электроснабжения города принято делить на следующие составные части (рис. 2.2.1): электроснабжающая сеть города напряжением 35—220 кВ; питающая электрическая сеть 10(6) кВ; распределительная электрическая сеть 10(6) кВ; и распределительная сеть 380 В.

Электроснабжающей сетью города являются линии электропередачи напряжением 35—220 кВ вместе с опорными подстанциями и подстанциями глубокого ввода.

Опорной подстанцией (ОПС) называется подстанция, получающая электроэнергию от источника питания и распределяющая ее по кольцевой или магистральной сети по подстанциям глубокого ввода.

Питающая сеть 10(6) кВ состоит из линий электропередачи от шин 10(6) кВ опорных подстанций или ПГВ до шин 10(6) кВ РП и связей между РП.

Распределительная сеть 10(6) кВ — сеть от шин 10(6) кВ РП до трансформаторных подстанций 10(6) кВ.

Распределительная сеть 380 В — сеть от шин 0,4 кВ ТП до вводных распределительных устройств зданий и сооружений.

Электроснабжающая сеть города выполняет двойственную роль: с одной стороны, с ее помощью осуществляется параллельная работа источников питания. с другой — электроснабжающая сеть используется для распределения электроэнергии среди районов города. Особенности ее построения определяются местными условиями: технической характеристикой источников питания, размерами города, величиной и плотностью нагрузки.

Для крупных городов электроснабжающая сеть выполняется в виде кольцевой или магистральной сети с двухсторонним питанием. Источниками питания служат подстанции энергосистемы или электрические станции. Кольцевое исполнение линии обеспечивает надежную и гибкую систему электроснабжения города, а также достаточно экономичное развитие электроснабжающей сети с ростом нагрузки отдельных районов города.

Напряжение кольцевой сети определяется размерами города. Для крупных и крупнейших городов сеть выполняется на напряжение 110— 220 кВ и выше. Существующие сети напряжением 35 кВ, как правило, переводятся на напряжение 110 кВ.

Кольцевая сеть 110 кВ и выше должна быть связана по сети внешнего электроснабжения не менее чем с двумя территориально удаленными, независимыми источниками питания через разные опорные подстанции. Опорные подстанции рекомендуется располагать в противоположных местах кольцевой сети. Линии связи кольцевой сети с опорными подстанциями должны сооружаться по разным трассам. Пример выполнения электроснабжающей сети города приведен на рис.

Увеличение пропускной способности кольцевой сети производится либо сооружением дополнительных подстанций. связанных с энергосистемой, либо усилением отдельных участков кольца за счет дополнительных кольцевых линий или создания новой кольцевой сети более высокого напряжения. К одной линии электропередачи с двухсторонним питанием рекомендуется присоединять не более трех подстанций при условии сохранения питания потребителей при аварийном отключении любого участка линии

Для питания отдельных районов города сооружаются глубокие вводы напряжением 110—220 кВ. В зависимости от местных условий питание подстанций глубокого ввода может предусматриваться от разных секций шин одной или разных опорных подстанций, а также ответвлениями от кольцевой сети с двухсторонним питанием. Подстанции глубокого ввода необходимо выполнять двухтрансформаторными. Допускается применение однотрансформаторных подстанций, если может быть обеспечена требуемая надежность электроснабжения потребителей.

Принципиальные схемы глубоких вводов представлены на рис. 2.3.2. Радиальная схема глубокого ввода (рис. 2.3.2, а) предусматривает использование на подстанции упрощенных схем первичной коммутации. Магистральная схема питания ПГВ (рис. 2.3.2, б) требует установки на ПГВ коммутационных аппаратов, позволяющих отключать трансформатор при повреждениях в нем. На рис. 2.3.2, в приведена магистральная схема с питанием трансформатора ТЗ подстанции ПС2 от подстанции ПС 1. Два выключателя в перемычке подстанции ПС1 позволяют подключать ТЗ к одной из двух линий 110—220 кВ.

Использование глубоких вводов связано с дроблением подстанций 35—220 кВ. При этом увеличивается стоимость сети 35—220 кВ, но резко сокращаются затраты, вкладываемые в сеть 10(6) кВ, за счет уменьшения протяженности сети, снижения числа распределительных подстанций 10(6) кВ, потерь мощности, энергии, напряжения.

Мощность трансформаторов подстанций должна соответствовать [19]: при питании по воздушным линиям электропередачи напряжением 110 кВ не менее 25 МВА, по линиям 220 кВ не менее 40 МВА; при питании по кабельным линиям 110—220 кВ не менее 40 МВА.