Электрические сети в городах делятся на электроснабжающие (110 кВ и выше) и распределительные 0,38 и 6—10 кВ

Городские электрические сети

Раздел 3 ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ОБЪЕКТОВ

Занятие 21

Практическое занятие №6

Занятие 20

Выбор мощности компенсирующих устройств

Тема 3.1 Распределение энергии внутри города. Назначение и конструктивное выполнение сети напряжением выше 1000 В

Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их электрических линий, размещённых на территории района, населённого пункта, потребителя электрической энергии.

В настоящее время с помощью городских сетей распределяется около половины вырабатываемой в стране электроэнергии (коммунально-бытовая сфера потребляет до 20 % электроэнергии, вт. ч. население 10-12 %).

Общая протяженность сетей 0,38- 10 кВ ориентировочно составляет 900 тыс. км при наличии порядка 300 тыс. шт. ТП 6-10/0,4 кВ с установленной мощностью трансформаторов порядка 90 тыс. МВА.

Протяженность ВЛ 0,38 кВ составляет почти 50 % от общей протяженности распределительных сетей. Для технического обновления городских сетей с учетом их старения необходимо ежегодно заменять порядка 6-7% воздушных и 3-4% КЛ и ТП.
Крайне ограниченная территория и стесненные условия для выбора трасс ВЛ и площадок подстанциям, повышенные архитектурно-эстетические требования к сооружаемым элементам сети диктуют необходимость применения простых схем ПС, сооружения закрытых ПС, двухцепных ВЛ и КЛ. Значительная стоимость КЛ 110-220 кВ предопределяет их использование только в центральной части крупнейших городов.

Городские электрические сети классифицируются на:

- электроснабжающие сети 110 кВ и выше;

-питающие и распределительные сети 10(6) кВ.

В качестве основного для городских сетей среднего напряжения принято 10 кВ. Аналогичная рекомендация принята МЭК для большинства стран. В тех городах, где имеются сети 6 кВ, они, как правило, переводятся на напряжение 10 кВ. Целесообразность применения сетей 20 кВ должна быть технико-экономически обоснована.
Принципиальным вопросом построения схемы электроснабжения города является наивыгоднейшее число трансформаций энергии, т. е. количество ее преобразований между напряжениями 110 и 10 кВ.

Практика проектирования показывает, что введение промежуточного напряжения 35 кВ увеличивает капиталовложения и потери в сетях. Это является причиной отказа от его применения в проектируемых системах электроснабжения городов, а также прекращением развития и даже ликвидацией сетей этого напряжения в тех городах, где они существовали ранее. Таким образом, для городских сетей следует считать предпочтительной систему электроснабжения 110/10 кВ. К аналогичным выводам в результате многочисленных исследований пришли и зарубежные специалисты.

Для электроснабжения крупных и крупнейших юродов используются также сети напряжением 220 кВ и выше.

С учетом сказанного электроснабжающие сети условно делятся на:

-сети внешнего электроснабжения - линии 220 кВ и выше, обеспечивающие связь системы электроснабжения города с внешними энергоисточниками, и ПС 220 кВ и выше, от которых питаются юродские сети 110 кВ, а также линии 220 кВ и выше, связывающие эти ПС;
-сети внутреннего электроснабжения -линии 1-10 кВ и ПС 110/10кВ, предназначенные для питания городских сетей 10 кВ; в отдельных случаях применяются глубокие вводы 220/10 кВ, которые также относятся к сетям внутреннего электроснабжения.

Выбор схемы электроснабжаюшей сети зависит от конкретных условий: географического положения и конфигурации территории города, плотности нагрузок и их роста, количества и характеристик источников питания, исторически сложившейся существующей схемы сети и др.

Выбор производится по результатам технико-экономического сопоставления вариантов.

«Идеальная» схема электроснабження города

Электростанция Подстанция системы с высшим напряжением 220 кВ и выше Подстанция 110/10 кВ ВЛ 110кВ

Разработана «идеальная» схема электроснабжения города, удовлетворяющая приведенным выше требованиям.

Схема базируется на системе напряжений 110/10 кВ. Сеть 110 кВ выполняется в виде двухцепного кольца, охватывающего город и выполняющего роль сборных шин, которые принимают энергию от ЦП - местных электростанций или ПС 220 кВ, расположенных на окраине или за пределами города. Электроснабжающая сеть города является звеном энергетической системы района. Глубокие вводы в районы с высокой плотностью и этажностью застройки выполняются КЛ 110 кВ (линии диаметральной связи на рис. 1.19). Пропускная способность кольца 110 кВ должна обеспечивать перетоки мощности в нормальных и послеаварийных режимах при отключении отдельных элементов сети. Для более благоприятного распределения мощности в кольце следует чередовать присоединение ЦП к сети 110 кВ и ПС 110/10 кВ.
Приведенная схема дает возможность дальнейшего расширения без коренной ломки. Пропускная способность сети 110 кВ может увеличиваться за счет «разрезания» кольца и подключения его к новым ЦП и за счет увеличения количества линий 110 кВ, т. е. повторения кольца с прокладкой линий по новым трассам и присоединения к ним новых ПС 110/10 кВ (рис. 1.20). Присоединение сети 110 кВ кольцевой конфигурации к новым ЦП позволяет изменять направление потоков мощности в ней, увеличивая пропускную способность без реконструкции.

Для городов, вытянутых вдоль морских побережий или рек, электроснабжаюшая есть 110 кВ обычно выполняется в виде магистральных двухцепных ВЛ, проходящих вдоль города и присоединенных в нескольких точках к ЦП 220/110 кВ.
После создания вокруг города сети напряжением 220 кВ и выше на нее перекладываются функции обеспечения параллельной работы ЦП; сеть 110кВ может работать разомкнуто с учетом оптимального распределения потоков мощности и обеспечения целесообразных уровней токов КЗ.