Общая характеристика систем электроснабжения городов и задач их проектирования

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ И ЗАДАЧ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Системой электроснабжения города называется совокупность электрических станций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих снабжение электроэнергией технологических процессов коммунально-бытовых,промышленных и транспортных потребителей, расположенных на территории города и частично в пригородной зоне.

Источниками питания систем электроснабжения города являются городские электрические станции и понижающие подстанции.

Центром питания называется распределительное устройство генераторного напряжения электрической станции или распределительное устройство вторичного напряжения 6÷20 кВ понижающей подстанции, к шинам которого присоединяются распределительные сети данного района.

Задачами проектирования электроснабжения города является создание экономически целесообразных систем, обеспечивающих необходимое качество комплексного электроснабжения всех потребителей (по надежности питания и качеству электроэнергии), а также обеспечивающих их экономичную эксплуатацию.

Проекты электроснабжения городов и всех входящих в данные системы электроустановок выполняются на основе государственных норм, соответствующих технологических инструкций и руководящих указаний. Эти нормирующие документы рекомендуют следующую последовательность проектных проработок при проектировании городских электрических сетей:

−генеральная схема развития сетей города, выполняется при составлении развития города на перспективу 10÷20 лет, с учетом динамики всех факторов энергоснабжения и города, питающей энергосистемы и состава энергоносителей, электрических нагрузок потребителей, перспективного электрооборудования, требований охраны экологической среды человека и охраны природы, технической эстетики города, его планировки и технического хозяйства, а также технико-экономическихпоказателей;

−технический проект развития электроснабжения города создается с учетом реконструкции и расширения городской электрической сети сроком 5÷7 лет.

МЕСТО ГОРОДСКОЙ СЕТИ В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ВГОРОДАХ

Основными группами потребителей электроэнергии в системах электроснабжения городов являются:

а) коммунально-бытовыепотребители; б) промышленные предприятия;

в) электрофицированный городской и пригородный транспорт; г) в отдельных случаях – поселки, предприятия промышленного и

сельскохозяйственного производства пригородных зон.

Коммунально-бытовыепотребители электроэнергии – это жилые здания, административные,культурно-массовые,учебные, лечебные, торговые, научноисследовательские организации и предприятия, комбинаты бытового обслуживания, гостиницы, предприятия питания и торговли. У этих потребителей электроэнергии используется широкая номенклатура электроприемников.

Суммарная установленная мощность электроприемников, приходящаяся на одну семью (квартиру) в настоящее время колеблется в широких пределах и при газовых плитах от 1,5 до 5,0 кВт; при электрических плитах 5,8 кВт от 6,5 до 10 кВт; при электрических плитах 8,5 кВт от 9,5 до 13,5 кВт. Максимальные электрические нагрузки одной квартиры в современный период находятся в большой зависимости от уровня электрификации быта и составляют от 5,5 до 8 кВт. Надо учесть, что наша и зарубежная промышленность увеличивают ассартимент и мощность бытовой техники, что в дальнейшем может вызвать значительный рост установленной мощности электроприемников бытовой сферы.

Лифтовые установки жилых зданий от 7 до 20 этажей оборудуются трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью от 3,5 до 7,5 кВт.

В сфере коммунального обслуживания населения применяется более широкий состав типов электроприемников, установок, единичные и суммарные мощности которых значительно выше.

Наибольшее относительное потребление реактивной мощности в коммунально-бытовомсекторе (косинус падает до 0,6) имеет место в ночные часы, что объясняется влиянием постоянно включенных холодильников, а также газоразрядных ламп наружного освещения и дежурного освещения зданий.

Характеристики графиков нагрузок коммунальных предприятий определяются их производственным назначением, технологией производства, а также применяемыми электроприемниками.

Для городов характерен ряд отраслей промышленности: машиностроение, металлообработка, пищевая, текстильная, швейная, строительных материалов, насосные станции и т. д.

При проектировании электрических сетей 6÷10 кВ систем электроснабжения городов должны учитываться понижающие выпрямительные подстанции трамвая и троллейбуса. Электрические нагрузки трамвая или троллейбусов достигают 600÷3000 кВА. Кроме того, учитываются при проектировании городских электростанций и крупных понижающих подстанций электрические нагрузки электрофицированного железнодорожного транспорта и метрополитена.

Современная система электроснабжения города представляет собой комплекс, объединяющий разнородных потребителей электроэнергии (бытовых, промышленных и т. п.) общими сетевыми устройствами, связывающими их с источником питания. Электроснабжение городов осуществляется от районных подстанций энергосистем, которые наряду с местными городскими и промышленными электростанциями являются центром питания города. Для связи районных подстанций с городскими подстанциями глубокого ввода и последние между собой используются электроснабжающие сети 35÷220 кВ.

Глубоким вводом называют систему электроснабжения, при которой высшее напряжение максимально приближается к центрам нагрузки потребителей с наименьшим количеством ступеней промежуточной трансформации.

Городские электрические сети включают все электроустановки, предназначенные для электроснабжения города и находящиеся на территории города, начиная от сборных шин районных подстанций до вводов к потребителям. Поэтому при проектировании сетей должна вестись увязка сетей 35÷220 кВ и питающих и распределительных сетей 6÷10 кВ, с учетом всех видов нагрузок города и прилегающих к нему районов при наибольшей экономичности, требуемой степени надежности электроснабжения и соблюдения установленного качества энергии по напряжению.

По требуемой степени надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории:

а) к первой категории относятся электроустановки радиосвязи, телеграфа, телефонных станций, насосных водопровода и противопожарных сооружений, в высотных зданиях лифты (более 16 этажей), аварийное освещение, операционные и реанимационные палаты (особая группа – третий источник), а также электроустановки групп городских потребителей с общей нагрузкой более 10 МВА;

б) к электроприемникам 2 категории относятся электроустановки школ, административных и общественных зданий, лечебных, детских учреждений, учебных заведений и зданий высотой более 5 этажей, группы городских потребителей с общей нагрузкой от 300 до 10000 кВа – для кабельных сетей и от 1000 кВа и более – для воздушных сетей;

в) к 3 категории относятся все прочие электроприемники (районы малоэтажных застроек, небольшие поселки и т. д.).

НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Требования к надежности электроснабжения определяются применительно к вводному устройству электроприемника или вводному устройству комплекса электроприемников (потребителю).

В системах электроснабжения городов к первой категории относятся:

−электроприемники лечебно-профилактическихучреждений, от бесперебойности работы которых непосредственно зависит жизнь людей;

−электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств в больницах и диспансерах для взрослых или их отдельных корпусов вместимостью более 400 коек (для детей более 250 коек);

−котельные первой категории, являющиеся единственным источником тепла, обеспечивающие потребителей первой категории, не имеющих индивидуальных резервных источников тепла;

−водопроводные насосные станции в городах с числом жителей более 50 тысяч человек;

−электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств, лифты, эвакуационное и аварийное освещение, огни сетевого ограждения в жилых домах и общежитиях высотой 17 этажей и более, гостиниц более чем на 1000 мест и учреждений с количеством работающих более 2000 человек;

−электродвигатели и другие электроприемники противопожарных устройств общеобразовательных школ и других учебных заведений при количестве учащихся более 1000 человек;

−электродвигатели пожарных насосов и другие электроприемники противопожарных устройств, эвакуационное и аварийное освещение крытых зрелищных и спортивных предприятий общей вместимостью более 800 человек;

−то же и в том числе охранная сигнализация магазинов с торговым залом

более 2000 м; − то же для столовых, кафе и ресторанов с числом посадочных мест более

500.

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников питания. В качестве второго независимого источника питания могут использоваться автономные источники (аккумуляторные батареи, дизельные электростанции и др.) и резервные связи по сети напряжением 0,4 кВ от ближайших ТП, питающихся по сети 6÷10 кВ другого независимого источника. Устройство АВР предусматривается непосредственно на вводе к электроприемникам первой категории.

К электроприемникам второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к нарушению нормальной деятельности значительного количества городских жителей, а именно: жилые дома с электроплитами, за исключением одно-восьмиквартирныхдомов; жилые дома высотой 6 этажей и выше с газовыми плитами или плитами на твердом

топливе; общежития вместимостью от 50 человек и более; учреждения с количеством работающих от 50 до 2000 человек; детские учреждения; медицинские учреждения и аптеки; крытые зрелищные и спортивные сооружения с количеством мест в зале от 300 до 800; предприятия общественного питания с количеством посадочных мест от 100 до 500; магазины с торговой площадью от 250 до 2000 м; городские РП и ТП с суммарной нагрузкой от 400 до 10000 кВА при отсутствии электроприемников первой категории.

Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания. Для электроприемников 2 категории допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом. Допускается питание электроприемников второй категории по одной линии 0,4÷10 кВ, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта линии за время не более 1 суток.

При централизованном резерве трансформаторов и обеспечении замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток возможно питание электроприемников второй категории от однотрансформаторных ТП.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ И ЗАДАЧ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Системой электроснабжения города называется совокупность электрических станций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих снабжение электроэнергией технологических процессов коммунально-бытовых,промышленных и транспортных потребителей, расположенных на территории города и частично в пригородной зоне.

Источниками питания систем электроснабжения города являются городские электрические станции и понижающие подстанции.

Центром питания называется распределительное устройство генераторного напряжения электрической станции или распределительное устройство вторичного напряжения 6÷20 кВ понижающей подстанции, к шинам которого присоединяются распределительные сети данного района.

Задачами проектирования электроснабжения города является создание экономически целесообразных систем, обеспечивающих необходимое качество комплексного электроснабжения всех потребителей (по надежности питания и качеству электроэнергии), а также обеспечивающих их экономичную эксплуатацию.

Проекты электроснабжения городов и всех входящих в данные системы электроустановок выполняются на основе государственных норм, соответствующих технологических инструкций и руководящих указаний. Эти нормирующие документы рекомендуют следующую последовательность проектных проработок при проектировании городских электрических сетей:

−генеральная схема развития сетей города, выполняется при составлении развития города на перспективу 10÷20 лет, с учетом динамики всех факторов энергоснабжения и города, питающей энергосистемы и состава энергоносителей, электрических нагрузок потребителей, перспективного электрооборудования, требований охраны экологической среды человека и охраны природы, технической эстетики города, его планировки и технического хозяйства, а также технико-экономическихпоказателей;

−технический проект развития электроснабжения города создается с учетом реконструкции и расширения городской электрической сети сроком 5÷7 лет.

МЕСТО ГОРОДСКОЙ СЕТИ В