Электроснабжение и теплоснабжение города.

Система электроснабжения – это совокупность электроустановок электрических станций (генерирующих мощностей), электрических сетей (включая подстанции и линии электропередачи различных типов и напряжений) и приемников электроэнергии, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования, распределения и потребления электрической энергии.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

- по производству электроэнергии – электрические станции, теплоэлектроцентрали (ТЭЦ);

- по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии – электрические сети и подстанции;

- по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах – приемники электроэнергии.

В систему электроснабжения города входят также сети внешнего электроснабжения, высоковольтные сети города и сетевые устройства среднего и низкого напряжения с соответствующими трансформирующимися установками.

Электрическая станция (электростанция) – предприятие (или электроустановка), вырабатывающее электрическую, а в отдельных случаях и тепловую (теплоэлектроцентраль) энергию.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – разновидность тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие электрические станции в России разделяют на следующие основные группы:

- тепловые электростанции (67,76% от общей генерации);

- гидравлические электростанции (15,05% от общей генерации);

- атомные электростанции (17,19% от общей генерации);

- ветряные и др.

Электрическая сеть – это совокупность устройств, которые служат для передачи и распределения электроэнергии от ее источников к электроприемникам. Источниками электроэнергии в энергосистеме являются тепловые, гидравлические, атомные и другие электростанции, независимо от места их размещения.

Электрическая подстанция – это электроустановка или совокупность электрических устройств для преобразования напряжения (трансформаторная подстанция) или рода электрического тока (преобразовательная подстанция), а также для распределения электрической энергии между потребителями. Она является промежуточным звеном в системе передачи электрической энергии от электростанций к потребителям.

Приемником электроэнергии является электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, световую энергию, энергию электростатического и электромагнитного полей, другими словами это все, что использует электроэнергию для функционирования.

В соответствии с Приказом Минэнерго РФ от 08.07.2002 N 204 «Об утверждении глав Правил устройства электроустановок» все электроприемники по требуемой надежности электроснабжения разделяют на три категории.

К 1-й категории надежности относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Примером электроприемников этой категории в промышленных установках могут быть электроприемники насосных станций противопожарных установок, системы вентиляции в химически опасных цехах, водоотливных и подъемных установок в шахтах и т. п. В городских сетях к 1-й категории относят канализационные и водопроводные станции, АТС, радио и телевидение, а также лифтовые установки высотных зданий.

Электроприемники этой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв электроснабжения при нарушении питания от одного из них может быть допущен только на время автоматического ввода резервного источника питания. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприемников 1-й категории составляет не более 1 мин.

При небольшой суммарной мощности электроприемников 1-й категории в качестве независимого источника питания могут быть использованы передвижные или стационарные автоматизированные электростанции небольшой мощности с двигателями внутреннего сгорания, аккумуляторные батареи, которые устанавливаются непосредственно около объекта потребления электроэнергии.

Ко 2-й категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным недоотпуском продукции, массовым простоем людей, механизмов, промышленного транспорта, нарушением нормальной деятельности значительного количества городских жителей. Школы, детские учреждения и жилые дома обычно относят к приемникам 2-й категории.

В механических, металлообрабатывающих, сборочных цехах ко 2-й группе можно отнести следующие электроприемники: электродвигатели станочного оборудования, подъемно-транспортных устройств и вентиляторов, печи сопротивления, сварочные агрегаты и т. д. Электроприемники этой категории могут питаться от одного центра и допускают перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания выездной оперативной бригадой энергосистемы или дежурным персоналом предприятия. Допустимая продолжительность нарушения электроснабжения для электроприемников 2-й категории – не более 30 мин.

К 3-й категории относятся электроприемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий. К этой группе относятся электроприемники небольших коммунальных предприятий, вспомогательных цехов, ремонтных мастерских, складов неответственного назначения, цехов несерийного производства и др. Для этой категории электроприемников допускается перерыв на время ремонта или замены поврежденного элемента электроснабжения, но не более чем на 1 сутки.

Электроснабжение городов, как правило, осуществляется от централизованных региональных и межрегиональных энергосистем.

В связи с необходимостью повышения выработки электроэнергии, вызванной повышенным спросом российских потребителей на данную продукцию, в отрасли необходимо решать ряд первоочередных задач по повышению инвестиционной привлекательности предприятий электроэнергетики для перехода к инновационному типу воспроизводства.

В настоящее время приток инвестиций в электроэнергетику осуществляется в первую очередь за счет привлеченных финансовых ресурсов.

В России на сегодняшний день, вопросы, связанные с электроснабжением регулирует Федеральный закон от 26.03.2003 N 35-ФЗ «Об электроэнергетике».

Теплоснабжение города.

Система теплоснабжения города служит для удовлетворения потребностей населения в отоплении жилых и общественных помещений, горячем водоснабжении и вентиляции.

Потребление тепла более неравномерно, чем потребление горячей воды, поскольку в летний период помещения не отапливаются. Продолжительность отопительного сезона зависит от климатических условий города.

Источниками тепловой энергии для нужд города могут быть тепловые электростанции и котельные. К горячей воде в качестве теплоносителя предъявляются высокие требования по чистоте, поскольку при высокой температуре примеси выпадают в осадок и постепенно выводят из строя тепловые сети и сооружения. В силу этого у источников теплоснабжения имеются сложные инженерные сооружения – химводоочистки.

Система теплоснабжения включает в себя источник тепла, тепловые передающие сети и устройства, а также потребляющее тепло оборудование и устройства – системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Системы теплоснабжения городов классифицируются по следующим критериям:

- степень централизации (централизованное и децентрализованное (от мелких придомовых котельных установок) теплоснабжение);

- род теплоносителя (паровые и водяные системы теплоснабжения);

- способ выработки тепловой энергии (комбинированная выработка тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях и раздельная выработка тепловой энергии, когда нагрев воды в котельных установках (тепловых станциях) отделен от выработки электрической энергии);

- способ подачи воды на горячее водоснабжение и отопление (открытые, когда горячая вода поступает к водоразборным приборам местной системы горячего водоснабжения непосредственно из тепловых сетей, и закрытые – воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в водоподогревателях – бойлерах водопроводной воды, которая затем поступает в местную систему горячего водоснабжения);

- количество трубопроводов тепловых сетей (однотрубные, двухтрубные и многотрубные системы теплоснабжения);

- способ обеспечения потребителей тепловой энергией (одноступенчатые системы, когда абоненты – потребители тепла присоединяются непосредственно к тепловым сетям, и многоступенчатые системы теплоснабжения, когда между источником тепла и потребителями размещают центральные тепловые (ЦТП) или контрольно-распределительные пункты (КРП), в которых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей).

Существуют две принципиально различные схемы теплоснабжения.

По одной схеме горячая вода для отопления и горячего водоснабжения поступает по одним и тем же трубопроводам; в этом случае по обратным трубопроводам идет меньше воды, чем по прямым.

По другой схеме по отдельным трубопроводам поступает только горячая вода для отопления, а горячее водоснабжение обеспечивается путем подогрева холодной воды непосредственно в жилых домах или группах домов в специальных котлах – бойлерах. Источником тепла для бойлеров может быть, как горячая вода из системы отопления, так и топливо, например, природный газ. В некоторых городах такие газовые котлы установлены в каждой квартире многоэтажного дома.

Современные тепловые сети городских систем представляют собой сложные инженерные сооружения в состав которых входят водопроводы; компенсаторы; воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах или павильонах; насосные станции; районные тепловые пункты (РТП) и тепловые пункты (ТП).

К числу основных системных проблем, осложняющих организацию эффективного механизма функционирования теплоснабжения в современных городах, относятся:

- значительный физический и моральный износ оборудования систем теплоснабжения;

- высокий уровень потерь в тепловых сетях;

- массовое отсутствие у жителей приборов учета тепловой энергии и регуляторов отпуска тепла;

- завышенные оценки тепловых нагрузок у потребителей;

- несовершенство нормативно-правовой и законодательной базы.

В России на сегодняшний день, вопросы, связанные с теплоснабжением регулирует Федеральный закон от 27.07.2010 N 190-ФЗ «О теплоснабжении».