Инженерные сети и системы населенных пунктов

 

 

В схеме различают следующие  основные звенья:

I звено - электроснабжающая сеть напряжением 35 кВ и выше, в состав которой входят также понижающие подстанции и питающие их линии;

II звено - питающая сеть 6+10 кВ  как совокупность питающих линий,  распределительных подстанций (РП). На данной ступени электроснабжения  электрические сети могут делиться  по назначению и ведомственной  принадлежности;

III звено - распределительная сеть 6+10 кВ. Ее питание осуществляется  как от РП, так и непосредственно  от центров питания;

IV звено - трансформаторные подстанции  распределительных сетей;

V звено - распределительная сеть 0,38 кВ.

Электроснабжающая сеть выполняет две основные функции: осуществляет параллельную работу источников питания и распределяет энергию среди районов города. Подобные сети выполняются в виде кольца. Напряжение кольцевой сети определяется размерами города. Для крупных и крупнейших городов она выполняется на напряжение 110+220 кВ.  

 

Схемы питания цепей 6+10 кВ используются в системах электроснабжения крупных  промышленных и коммунальных предприятий, а также для питания городской  распределительной сети общего пользования

Распределительные сети в зависимости  от уровня надежности потребителей подразделяются на следующие виды:

- простейшие радиальные сети  с минимальной надежностью 

- петлевые схемы (имеющие двустороннее  питание) как наиболее распространенные  для распределительных сетей  города 

- петлевые автоматизированные  сети Автоматический ввод резерва  применен для наиболее ответственных  потребителей.

Решающая роль электроэнергии в  обеспечении нормальной жизнедеятельности  города требует высокой надежности электроснабжения. Электроприемники потребителей делятся на три категории.

К первой категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания; перерыв электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Особая по надежности группа электроприемников первой категории должна предусматривать дополнительное питание от третьего независимого взаимного резервирующего источника питания.

Ко второй категории относятся  электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому уменьшению выработки продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности жителей города. Электроприемники второй категории обеспечиваются электроэнергией от двух независимых источников питания.

При нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы  перерывы, необходимые для включения  резервного питания дежурным персоналом. Допустимо питание электроприемников одной воздушной линией (ВЛ) или двухцепной кабельной при обеспечении аварийного ремонта этой линии за время не более 1 сут.

К третьей категории относятся  все остальные электроприемники, не подходящие к первым двум. Питание этих приемников допускается от одного источника питания при условии ремонта системы в течение не более суток.

В настоящее время разработана  идеальная схема электроснабжения города, удовлетворяющая требованиям  к рациональной схеме (рис.59). 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 центров питания, расположенных на окраинах или за пределами города. Глубокие вводы в районы с высокой плотностью и этажностью застройки выполняются кабельными линиями 110 кВ. Пропускная способность кольца 110 кВ должна обеспечивать перетоки мощности в нормальных и послеаварийных режимах при отключении отдельных элементов сети.

Приведенная схема дает возможность  дальнейшего расширения без коренной ломки сложившейся структуры. Пропускная способность сети 110 кВ может увеличиваться  за счет разрезаний кольца и подключения  его к новым центрам питания, а также за счет увеличения числа  линий 110 кВ.

2. Проблема обеспечения качества электрической энергии

 

 

Проблема обеспечения  качества электрической энергии  в сетях питания и системах централизованного электроснабжения различного назначения является сейчас одной из самых актуальных. Это  обусловлено введением растущими  темпами в последние годы в  различных отраслях экономики страны высокотехнологичного оборудования, особенно чувствительного к отклонил характеристик электропитания от номинальных значений.

Среди этого оборудования прежде всего, разнообразное телекоммуникационное оборудование, компьютерная техника  центров обработки данных, финансово-банковские информационные системы, промышленные пульты управления, ответственное оборудование и разнообразные объекты непрерывного цикла работы.

Нарушениями электропитания, т.е. любыми изменениями питания, которые  могут вызвать неприемлемую работу потребителей полностью или отдельных  групп нагрузки, могут быть различные  электротехнические и атмосферные  процессы. Прежде всего это исчезновение или снижение напряжения, его провал или повышение, отклонения частоты, искажение синусоидальной формы  напряжения, появление кратковременных  высоковольтных импульсов, электромагнитные помехи и шумы. К этим процессам  относятся также неполадки, связанные  с переходными процессами при  коммутации электрооборудования Обычно электросеть общего назначения не может  обеспечить устранение большинства  из перечисленных нарушений. С другой стороны, именно это оборудование, в  свою очередь, с источником появления  тех или иных отклонений параметров электропитания в сети электропитания.

6. Газоснабжение

6.1. Городские системы газоснабжения

 

Современные городские распределительные  системы представляют собой сложный  комплекс сооружение, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления; газораспределительных станций, контрольно-регуляторных пунктов, газорегуляторных пунктов и установок; в указанных станциях и установках давление газа снижают до необходимой величины и автоматически поддерживают постоянным. Они имеют автоматические предохранительные устройства, которые исключают возможность повышения давления в сетях сверх нормы; системы связи и телемеханизации.

Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в  эксплуатации, простой и удобной  в обслуживании, должна предусматривать  возможность отключения отдельных  ее элементов или участков газопроводов для производства ремонтных или  аварийных работ.

Сооружения, оборудование и  узлы в системе газоснабжения  следует применять однотипные. Принятый вариант системы должен иметь  максимальную экономическую эффективность  и предусматривать строительство  и ввод в эксплуатацию системы  газоснабжения по частям.

Основным элементом городских  систем газоснабжения являюттся газовые сети. По числу степеней давления, применяемые в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на:

1. двухступенчатые, состоящие  из сетей низкого и среденго или высокого (до 0,6 МПа) давления;

2. трехступенчатые, включающие  газопроводы низкого, среденго и высокого (до 0,6 МПа) давления;

3. многоступенчатые, в которых  газ подается по газопроводам  низкого, среденго и высокого (до 0,6 и до 1,2 МПа) давления.

Системы газоснабжения городов  и поселков отличаются принципами, заложеными в схемы распределительных сетей, характером питания городской сети, типом оборудования и сооружений, применяемых в сетях, системами связи и телемеханизации.

На выбор системы газоснабжения  города оказывает влияние ряд  факторов. Основные из них: 1) характер источника газа, свойства газа, степень  его очистки и влажности; 2) размеры  города, особенности его планировки и застройки, плотность населения; 3) количество и характер промышленных потребителей; 4) наличие естественных или искусственных препятствий  для прокладки газопроводов.

Газ подводят к городу по нескольким магистральным газапроводам, которые заканчиваются газораспределительными станциями (ГРС). В ГРС давление газа снижается и он поступает в сеть высокого давления. К кольцу высокого давления через контрольно-регуляторный пункт (КРП) присоединяют подземное хранилище газа. Для выравнивания суточного графика потребления газа в городе имеются газгольдерные станции. Газапроводы среднего и высокого давления (до 0,6 МПа) служат для питания городских распределительных сетей низкого давления через газорегуляторные пункты (ГРП). Они также подают газ через ГРП и местные газорегуляторные установки (ГРУ) в газопроводы промышленных и коммунальных предприятий. Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые и общественные здания, а так же мелким коммунальным потребителям, так же к ним могут присоединяться небольшие отопительные котельные.

Количество ГРП, питающих сеть низкого давления, определяют технико-экономическим расчтетом. ГРП располагают в центре зон, которые они питают, зоны действия не перекрываются. Трассы газопроводов пректируют с обеспечением минимальной протяженности сети. Распределительные сети сотоят из основных линий и абонентских ответвлений.

6.2. Газоснабжение

Газовое хозяйство населенных мест состоит из следующих основных сооружений: газораспределительных  станций ГРС (природный газ) или  газовых заводов (искусственный  газ), газгольдерных станций, наружных распределительных газопроводов различного давления, газорегуляторных пунктов ГРП, ответвлений и вводов на объекты, использующие газ, а также из внутренних газопроводов и приборов потребления газа.

В зависимости от максимального  рабочего давления газа газопроводы  подразделяют на следующие категории:

1) низкого давления - с  давлением газа не более 5 кПа; 

2) среднего давления - с  давлением газа от 5 кПа до 0,3 МПа;

3) высокого давления; I категории  с давлением газа более 0,6 и  до 1,2 МПа; II категории с давлением  газа более 0,3 и до 0,6 МПа.

Газопроводы низкого давления предназначаются для снабжения  газом жилых и общественных зданий, а также мелких промышленных и  коммунально-бытовых предприятий.

Газопроводы среднего и высокого (II категории) давления прокладывают для  питания распределительных газопроводов низкого и среднего давления (через  газорегуляторные пункты), а также  промышленных и коммунально-бытовых  предприятий (через местные газорегуляторные установки).

Газопроводы высокого давления (с давлением газа более 0,6 МПа) предназначены  для подачи газа к городским газорегуляторным пунктам, местным газорегуляторным пунктам крупных предприятий, а  также к предприятиям, технологические  процессы которых требуют применения газа высокого давления.

По начертанию в плане  системы распределения газа, по аналогии с системами водоснабжения, делятся  на тупиковые, кольцевые и смешанные. Конфигурация газовых сетей, а также принимаемые в них рабочие давления в условиях города влияют на размещение ГРС, ГРП.

По числу ступеней давления в газовых сетях системы газоснабжения  подразделяются на одно-, двух-, трех- и  многоступенчатые. Необходимость совместного  применения нескольких ступеней давления газа в городах возникает из-за большой протяженности городских  газопроводов, несущих большие газовые  нагрузки, наличия потребителей, которые  требуют различных давлений, из-за условий эксплуатации и др.

В крупных городах с  развитой промышленностью при наличии  потребителей газа среднего давления может применяться трех- или многоступенчатая система распределения газа: высокого (одной или двух категорий), среднего и низкого давления В этом случае газ от источника подается к отдельным  районам города под высоким давлением  на регуляторные пункты, снижающие  давление газа до среднего. Внутри районов  размещены ГРП, снижающие давление газа до низкого. На эти станции газ поступает по газопроводам среднего давления. Сеть низкого давления имеет наибольшие разветвление и протяженность.

В системе газоснабжения  могут быть предусмотрены также  комбинированные ГРП, одновременно снижающие давление газа от высокого до среднего и от среднего до низкого.

В зависимости от потребности  в определенном напоре газа отдельные  потребители могут подключаться к любой сети при помощи индивидуальных регуляторных установок. Необходимость  установки индивидуальных регуляторов  давления, удорожающих строительство  и усложняющих эксплуатацию газовых  сетей, является недостатком распределительных  сетей среднего и высокого давления.