Виды электроснабжения

Проектирование системы электроснабжения должно выполняться с выявлением очередности развития на срок не менее 10 лет и возможности последующего ее расширения.

Существенным требованием является необходимость поддержания мощности короткого замыкания в пределах, допустимых для используемой аппаратуры, на всех стадиях развития системы. Последнее может осуществляться за счет деления системы на части, раздельной работы трансформаторов, использования реакторов и т.д. (в зависимости от этапа развития системы).

При всех расчетных режимах работы системы должно обеспечиваться требуемое качество энергии, подаваемой потребителям.

Требуемый уровень напряжения обеспечивается соответствующим выбором параметров отдельных элементов системы, а также за счет применения специальных мер, например, установки на ЦП трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой, использованием 'конденсаторных установок промышленных предприятий не только для компенсации реактивной мощности, но также для регулирования напряжения и т.п.

Подчеркнем экономическую целесообразность использования средств регулирования напряжения в системе электроснабжения города, так как в этом случае речь идет об использовании средств для значительной совокупности потребителей.

При выборе отдельных элементов системы электроснабжения необходимо стремиться к осуществлению совместного питания различных групп потребителей.

Согласно ПУЭ, вопросы электроснабжения потребителей должны решаться комплексно с учетом состояния энергетики данного района и выявления всех его потребителей. С целью уменьшения в электрических сетях резервов рекомендуется устройство связей между сетями различных ведомств (промышленные предприятия, коммунально-бытовые потребители и т.д.) для взаимного резервирования нагрузок.

Идеальная система электроснабжения города

Отмеченные основные требования к рациональной системе электроснабжения города послужили основанием для разработки идеальной системы, которая удовлетворяла бы всем поставленным выше условиям и была практически осуществима.

Применительно к крупным и средним городам, в частности, может быть рассмотрена система питания, базирующаяся на использовании только двух напряжений: 110 и 10 кВ. Сеть 110кВ выполняется в виде кольца, охватывающего город. Принципиальная схема идеальной системы указана на рис.3.

Территория города для выбора параметров основных элементов системы рассматривается состоящей из трех частей: центральной, с наибольшей плотностью нагрузки, средней части и окраины города, имеющей наименьшую плотность нагрузки.

Рис.3. Идеальная система электроснабжения города

Для электроснабжения центральной части города предусматривается сооружение достаточно мощной подстанции 110/10 кВ, питание которой осуществляется за счет диаметральной электрической связи 110 кВ, проходящей через город (рис.3).

Источники питания, расположенные на территории города и вне его пределов, отдают энергию непосредственно в кольцо 110 кВ, которое является как бы сборными шинами всех источников питания города. С помощью кольца осуществляется их параллельная работа.

Одновременно с этим за счет городских подстанций 110/10 кВ, расположенных вдоль кольца, в центрах нагрузки отдельных районов города производится отвод энергии в распределительные сети 10 кВ. Количество кольцевых подстанций 110/10 кВ определяется местными условиями, в частности, оптимальной мощностью подстанций, или нагрузкой крупных потребителей.

Для создания наиболее благоприятных условий распределения энергии в системе и осуществления наивыгоднейших режимов ее работы рекомендуется соответствующее чередование по длине кольца 110 кВ присоединений источников питания и понизительных подстанций.

Число линий кольца ПО кВ, а также их конструктивное выполнение определяется местными условиями. На окраинах города оно может быть в виде воздушных линий, что удешевляет систему электроснабжения, диаметральная связь 110 кВ выполняется во всех случаях кабелями.

Общая пропускная способность кольца 110 кВ должна быть такой, чтобы электроснабжение города сохранялось при различных аварийных режимах: при повреждениях и внезапном выходе из строя отдельных частей системы. Режим работы кольца 110 кВ и схемы кольцевых подстанций, кроме того, учитывают допустимые условия мощности короткого замыкания в распределительных сетях 10 кВ.

Рассматриваемая система на протяжении длительного промежутка времени будет удовлетворять всем отмеченным выше условиям и прежде всего возможностям се дальнейшего расширения без коренной ломки. При этом по мере увеличения нагрузки городских потребителей и появления новых объектов соответствующее развитие системы может производиться разными путями. В частности, пропускная способность сети 110 кВ практически может как угодно увеличиваться за счет увеличения числа линий 110 кВ, т.е. путем многократного повторения кольца 110 кВ. При этом новые линии 110 кВ могут прокладываться по другим трассам города с сооружением доолнительных подстанций 110/10 кВ в центрах нагрузки.

Вместе с этим могут предусматриваться дополнительные диаметральные связи 110 кВ с новыми подстанциями 110/10 кВ, а также подстанции глубокого ввода ПО кВ.

В зависимости от нагрузки системы электроснабжения и местных условий ее питание может усиливаться путем подачи энергии от внешних источников питания при более высоком напряжении, например 380 кВ. При этом в узловых пунктах отдельные части кольца 110 кВ соединяются таким образом, чтобы мощность короткого замыкания в каждой точке сети 110 кВ находилась в заданных пределах. В связи с этим каждое кольцо 110 кВ системы по местным условиям может работать независимо одно от другого, и в этом случае имеются как бы две самостоятельные системы электроснабжения, которые связываются между собой только на более высоком напряжении 380 кВ.

По мере роста нагрузки города дальнейшее развитие его системы электроснабжения выполняется за счет создания кольцевой сети 380 кВ и увеличения количества опорных подстанций 380/110 кВ. С развитием сети 380 кВ кольцевая сеть 110 кВ начинает терять свое значение и постепенно преобразуется в распределительную сеть. Ее развитие ограничивается. Усиление пропускной способности системы электроснабжения производится путем размыкания кольцевой сети 110 кВ и заводки ее линий на новые подстанции 380/110 кВ. При этом сеть 110 кВ в системе электроснабжения города начинает выполнять только функцию глубокого ввода. Таким образом происходит естественный процесс введения в систему более высокого напряжения, что диктуется беспрерывным увеличением электрической нагрузки городов.