Ontwerp en werkwijzen van het stedelijk elektriciteitsnet

Het stadselektriciteitsnet is een complex van voedingsnetten met een spanning van 110 (35) kV en meer, distributienetten met een spanning van 10 (6) - 20 kV, bestaande uit transformatorstations en leidingen die het CV-station verbinden met transformatorstations en transformatorstations, evenals ingangen voor consumenten en distributienetwerken met een spanning van 0,38 kV (Fig. 1.).

Het gespecificeerde netwerkcomplex dient voor de bevoorrading van nutsgebruikers (woongebouwen, gemeentelijke instellingen), kleine, middelgrote en soms grote industriële klanten in de stad.

De voedingsnetten met een spanning van 110 (35) kV en hoger zijn uitgevoerd met redundantie op lijnen en transformatoren, waarvan het vermogen bij aanvoer door bovengrondse lijnen met een spanning van 110 kV 25 MBA is, en bij 220 kV - 40 MVA. Dit zijn de zogenaamde ringpatronen die de stad omringen. Stedelijke netwerkschema's worden gepland op basis van de noodzaak om een ​​passende mate van betrouwbaarheid van de stroomvoorziening te waarborgen voor consumenten die tot een bepaalde categorie behoren.

Rijst. 1.Stadsvoedingssysteem

In het stadsnetwerk voor stroomvoorziening van consumenten I categorieën met een capaciteit van 10 - 15% van de totale capaciteit van alle verbruikers omvatten: operatie- en kraamafdelingen van ziekenhuizen, stookruimten van de eerste categorie, elektromotoren van het netwerk en voedingspompen van stookruimten van de tweede categorie, watervoorzienings- en rioleringsstations, televisiestations, repeaters, liften, musea van staatsbelang, centrale controlekamers van de elektrische en verwarmingsnetwerken van de stad, gastoevoernetwerken en buitenverlichting. Een speciale groep elektrische ontvangers van categorie I omvat overheidsgebouwen en instellingen.

Tot elektrische ontvangers II categorieën, waarvan de capaciteit 40-50% is van de totale capaciteit van alle gebruikers van het stadsnetwerk, omvat woongebouwen met elektrische kookontvangers met meer dan 8 appartementen, woongebouwen met 6 of meer verdiepingen, slaapzalen, educatieve instellingen.

Zie ook: Energieschema's voor gebruikers van categorie II

De capaciteit van elektriciteitsverbruikers van categorie III is 30-50% van de totale capaciteit van verbruikers in het stadsnet. Hieronder vallen alle elektrische ontvangers die niet behoren tot categorie I en II elektrische ontvangers.

Hoogspanningslijnen met een spanning tot 20 kV van het stadsnetwerk in bouwgebieden met gebouwen van 4 verdiepingen en meer worden uitgevoerd door kabel (met aluminium geleiders, met lood, aluminium, plastic of rubber afgedichte omhulsels en bepantsering van stalen strips) en worden gelegd in aardingssleuven, blokken (met een aanzienlijke kans op mechanische schade), kanalen en tunnels (wanneer de lijnen de processor verlaten).

In de gebieden waar de stad is bebouwd, worden hefbomen op 3 verdiepingen en onder hoogspanningslijnen met een spanning tot 20 kV door de lucht gebouwd. Op één distributielijn zijn niet meer dan 3 secties met verschillende doorsneden toegestaan. De dwarsdoorsnede van de kabelleiding moet minimaal 35 mm2 zijn. Stroomkabels worden meestal in verschillende routes of in verschillende sleuven gelegd.

Bovengrondse hoogspanningslijnen met een spanning tot 20 kV worden gebouwd met penisolatoren op houten (met gewapend betonnen bevestigingen) of gewapend betonnen steunen met staal-aluminiumdraden met een oppervlakte tot 70 mm2 horizontaal en langs een driehoek. Op een lijn met een spanning tot 1 kV bevindt de nuldraad zich onder de fasedraden en de draden voor buitenverlichting onder de nuldraad.

Transformatorstations en distributiepunten worden voornamelijk gebouwd als vrijstaand, gesloten type met interne montageapparatuur. Deze constructies onderscheiden zich door aanzienlijke volumes van het bouwdeel (tot 324 m3). Ze worden ook gebruikt ingebed in gebouwen, bevestigd aan gebouwen en ondergrondse TP en RP. In gebieden met bovengrondse netwerken zijn er masttransformatorstations.

TP- of RP-gebouwen kunnen van baksteen, blokken of panelen zijn. Daarnaast worden complete transformatorstations gebruikt voor zowel binnen- als buitenopstelling, voorzien van een bovengrondse of kabelverbinding en bestaande uit een transformator en 0,38 kV schakelmateriaal.

Een netwerk met een spanning van 6 - 20 kV werkt met een geïsoleerde of gecompenseerde nulleider, wat leidt tot de noodzaak om isolatie voor de netspanning te kiezen.Bij aanwezigheid van compensatie voor capacitieve aardfoutstromen kunnen kabelnetwerken lange tijd in de enkelfasige naar aardfoutmodus werken. Zie hier voor meer details: Het gebruik van elektrische netwerken met een geïsoleerde nulleider

Bij het kiezen van de parameters van apparatuur (schakelaars) voor distributienetwerken, moet er rekening mee worden gehouden dat het kortsluitvermogen in een stadsnetwerk met een spanning van 6 en 10 kV op 6-10 kV bussen van de processor niet hoger mag zijn dan respectievelijk 200 en 350 MBA. Dit komt door de noodzaak om de thermische weerstand van de kabellijnen te waarborgen.

Kenmerken van de werkingsmodus van het stadsnetwerk zijn onder meer:

• uitgesproken belastingspieken in het dagelijkse belastingsschema, wat leidt tot een ongelijke belasting van netwerkapparatuur gedurende de dag en het jaar;

• lage arbeidsfactor van energieverbruikers met neiging tot verdere afname;

• voortdurende groei van het elektriciteitsverbruik.

Besluitvorming bij de selectie van de parameters van het stedelijke elektrische netwerk tijdens het ontwerpproces, evenals bij de aansluiting van nieuwe verbindingen op het geëxploiteerde netwerk, is gebaseerd op kennis van de berekende belastingen van individuele elementen van de voeding systeem.

Berekening van de belasting bestaat uit het bepalen van de waarde bij de invoer van elke gebruiker en vervolgens het vinden van de belasting van een individueel netwerkelement. Consumenten van elektrische energie in het stadsnetwerk zijn voorwaardelijk verdeeld in woongebouwen en gemeentelijke diensten. De belasting van industriële ondernemingen die op het stadsnet zijn aangesloten, wordt genomen op basis van hun energievoorzieningsprojecten of op basis van daadwerkelijke metingen.

Om op wetenschap gebaseerde projecten voor de ontwikkeling van het elektriciteitsnetwerk te ontwikkelen, is het nodig om het elektriciteitsverbruik voor een periode van meer dan 10 jaar te voorspellen. Voor het operationeel beheer van het netwerk worden kortetermijn- en operationele prognoses (van enkele uren tot het seizoen) gemaakt.

Belastingbeheer, om het elektriciteitsverbruik tijdens piekuren te verminderen en de balans van actief vermogen te waarborgen, evenals de meest economische werking van energiecentrales, wordt teruggebracht tot het gelijkmaken van het dagelijkse belastingsschema ten koste van de consumenten (toenemende belasting 's nachts en daalt tijdens piekuren). De meest effectieve manier om consumenten aan te moedigen om 's nachts te werken, is een lager elektriciteitstarief tijdens bepaalde uren.