Электроснабжение

Схема электроснабжения города базируется на заданных источниках питания. Вместе с этим должны быть выбраны, с одной стороны, источники для питания отдельных городских районов и крупных потребителей в виде городских или промышленных подстанций. С другой стороны, должны быть установлены источники, предназначенные непосредственно для питания системы электроснабжения города - районные подстанции энергосистемы.

Основной особенностью электропотребления города является беспрерывное увеличение его как за счет естественного роста, так и за счет новых потребителей.

Надежность электроснабжения, создаваемая системой, должна находиться в пределах, регламентируемых ПУЭ, который устанавливает объем резервных элементов системы для обеспечения питания потребителей города на полную мощность при различных режимах ее работы. Выбор расчетных режимов производится согласно требованиям соответствующих разделов ПУЭ, учитывающих плановые и аварийные отключения отдельных элементов системы, возможность совпадения этих отключений и т.д.

Система должна обеспечивать питание каждого узла потребителей с общей нагрузкой выше 10 МВ-А от двух независимых источников с автоматическими вводом резервных элементов и переключением питания с одного источника на другой.

При выборе схемы электроснабжения следует учитывать гибкость системы, т.е. ее приспособляемость к разным режимам распределения мощности, возникающим в процессе работы. Особенно резкое изменение режима работы возникает при внезапных отключениях отдельных элементов системы вследствие аварийного повреждения различного оборудования, кабелей и т.д. Следует считаться с необходимостью отключения элементов системы для ремонтных работ, испытаний, осмотров и других эксплуатационных надобностей.

При определении принципов построения системы электроснабжения города необходимо стремиться к тому, чтобы система обеспечивала потребность в энергии во все возрастающих размерах, имея в виду беспрерывный рост нагрузки в течение длительного времени, не требуя каких-либо коренных изменений как ее отдельных элементов, так и системы в целом. Одновременно с этим, если возникает необходимость из-за увеличения нагрузки после длительного промежутка времени или появления нового оборудования с улучшенными технико-экономическими показателями, система должна иметь возможность быть преобразованной в другую систему 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.

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 дополнительных 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.

 

2.Виды линии электропередач

Линия  электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции.

Различают воздушные и кабельные линии электропередачи. В последнее время приобретают популярность газоизолированные линии — ГИЛ.

                

Линия электропередачи на напряжение 500 кВ.

 

Самая высоковольтная (проектное напряжение 1150 кВ) ЛЭП в мире: Экибастуз—Кокчетав—Челябинск

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).

Состав ВЛ:

 

• Провода

• Траверсы

• Изоляторы

• Арматура

• Опоры

• Грозозащитные тросы

• Разрядники

• Заземление

• Секционирующие устройства

• Волоконно-оптические линии связи (в виде отдельных самонесущих кабелей, либо встроенные в грозозащитный трос, силовой провод)

• Вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (аппаратура высокочастотной связи, ёмкостного отбора мощности и др.)

• Элементы маркировки высоковольтных проводов и опор ЛЭП для обеспечения безопасности полётов воздушных судов. Опоры маркируются сочетанием красок определённых цветов, провода — авиационными шарами для обозначения в дневное время. Для обозначения в дневное и ночное время суток применяются огни светового ограждения.

По назначению:

•Сверхдальние ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем).

•Магистральные ВЛ напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами).

• Распределительные ВЛ напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов — соединяют распределительные пункты с потребителями)

• ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям.

 

Железобетонная опора ЛЭП 220/380 В с фарфоровыми линейными изоляторами

Кабельная линия электропередачи (КЛ) — линия для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепёжными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.

Классификация

Кабельные линии классифицируют аналогично воздушным линиям. Кроме того, кабельные линии делят:

по условиям прохождения:

• подземные;

• по сооружениям;

• подводные.

• по типу изоляции:

• жидкостная (пропитанная кабельным нефтяным маслом);

• твёрдая:

• бумажно-масляная;

• поливинилхлоридная (ПВХ);

• резино-бумажная (RIP);

• сшитый полиэтилен (XLPE);

• этилен-пропиленовая резина (EPR).

2.1.Кабельные сооружения

К кабельным сооружениям относятся:

• Кабельный тоннель — закрытое сооружение (коридор) с расположенными в нём опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим производить прокладку кабелей, ремонт и осмотр кабельных линий.

• Кабельный канал — непроходное сооружение, закрытое и частично или полностью заглублённое в грунт, пол, перекрытие и т. п. и предназначенное для размещения в нём кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых возможно производить лишь при снятом перекрытии.

• Кабельная шахта — вертикальное кабельное сооружение (как правило, прямоугольного сечения), у которого высота в несколько раз больше стороны сечения, снабжённое скобами или лестницей для передвижения вдоль него людей (проходные шахты) или съёмной полностью или частично стенкой (непроходные шахты).

• Кабельный этаж — часть здания, ограниченная полом и перекрытием или покрытием, с расстоянием между полом и выступающими частями перекрытия или покрытия не менее 1,8 м.

• Двойной пол — полость, ограниченная стенами помещения, междуэтажным перекрытием и полом помещения со съёмными плитами (на всей или части площади).

• Кабельный блок — кабельное сооружение с трубами (каналами) для прокладки в них кабелей с относящимися к нему колодцами.