Disseny i modes de funcionament de la xarxa elèctrica urbana

La xarxa elèctrica de la ciutat és un complex de xarxes de subministrament amb una tensió de 110 (35) kV i més, xarxes de distribució amb una tensió de 10 (6) — 20 kV, que conté subestacions transformadores i línies que connecten la central de calefacció amb subestacions transformadores i subestacions transformadores, així com entrades a consumidors i xarxes de distribució amb una tensió de 0,38 kV (Fig. 1.).

El complex de xarxes especificat serveix per abastir usuaris de serveis públics (edificis residencials, institucions comunals), petits, mitjans i de vegades grans clients industrials situats dins de la ciutat.

Les xarxes de subministrament amb una tensió de 110 (35) kV i superior es construeixen amb redundància en línies i transformadors, la potència dels quals, quan es subministra per línies aèries amb una tensió de 110 kV, és de 25 MBA, i a 220 kV — 40 MVA. Aquests són els anomenats patrons d'anells que envolten la ciutat. Els esquemes de xarxes urbanes es planifiquen a partir de la necessitat de garantir un grau adequat de fiabilitat del subministrament elèctric als consumidors que pertanyen a una determinada categoria.

Arròs. 1.Sistema d'alimentació de la ciutat

A la xarxa de la ciutat per al subministrament d'energia dels consumidors, les categories I amb una capacitat del 10 al 15% de la capacitat total de tots els consumidors inclouen: sales d'operacions i maternitats dels hospitals, sales de calderes de primera categoria, motors elèctrics de xarxa i bombes d'alimentació de sales de calderes de segona categoria, estacions de subministrament d'aigua i clavegueram, televisions, repetidors, ascensors, museus d'importància estatal, sales de control central de les xarxes elèctriques i de calefacció de la ciutat, xarxes de subministrament de gas i enllumenat exterior. Un grup especial de receptors elèctrics de categoria I inclou edificis i institucions governamentals.

A les categories de receptors elèctrics II, la capacitat dels quals és del 40-50% de la capacitat total de tots els usuaris de la xarxa de la ciutat inclou edificis residencials amb receptors de cuina elèctrica amb més de 8 apartaments, edificis residencials de 6 o més plantes, dormitoris, centres educatius. institucions.

Vegeu també: Esquemes de potència per a usuaris de categoria II

La capacitat dels consumidors d'electricitat de la categoria III és del 30-50% de la capacitat total dels consumidors de la xarxa de la ciutat. Aquests inclouen tots els receptors elèctrics que no pertanyen als receptors elèctrics de la categoria I i II.

Les línies elèctriques amb una tensió de fins a 20 kV de la xarxa de la ciutat en zones d'edificació amb edificis de 4 plantes i més es realitzen per cable (amb conductors d'alumini, amb beines segellades de plom, alumini, plàstic o cautxú i blindatge de tires d'acer) i es col·loquen en rases de terra, blocs (amb una probabilitat important de danys mecànics), canals i túnels (quan les línies surten del processador).

A les zones urbanitzades es construeixen palanques de 3 plantes i sota línies elèctriques amb una tensió de fins a 20 kV per via aèria. No es permeten més de 3 trams amb seccions transversals diferents en una línia de distribució. L'àrea de la secció transversal de la línia de cable ha de ser d'almenys 35 mm2. Les línies de cables elèctrics solen col·locar-se en diferents vies o en diferents rases.

Les línies elèctriques aèries amb una tensió de fins a 20 kV es construeixen amb aïllants de pins sobre suports de fusta (amb aparells de formigó armat) o de formigó armat amb cables d'acer-alumini amb una superfície de fins a 70 mm2 situats horitzontalment i al llarg d'un triangle. En una línia amb una tensió de fins a 1 kV, el cable neutre es troba sota els cables de fase i els cables per a la il·luminació exterior es troben sota el cable neutre.

Les subestacions transformadores i els punts de distribució es construeixen principalment com a tipus autònom i tancat amb equips de muntatge intern. Aquestes construccions es distingeixen per volums importants de la part de construcció (fins a 324 m3). També s'utilitzen encastats en edificis, adossats a edificis i subterranis TP i RP. A les zones amb xarxes aèries, hi ha subestacions transformadores de pal.

Els edificis TP o RP poden ser de maó, bloc, panell. A més, s'utilitzen subestacions transformadores completes tant per a instal·lacions interiors com exteriors, que permeten la connexió aèria o per cable i que consisteixen en un transformador i un aparell de commutació de 0,38 kV.

Una xarxa amb una tensió de 6 a 20 kV funciona amb un neutre aïllat o compensat, la qual cosa comporta la necessitat d'escollir un aïllament per a la tensió de la xarxa.En presència de compensació de corrents de falla a terra capacitives, les xarxes de cable poden funcionar durant molt de temps en mode de falla a terra monofàsica. Vegeu aquí per a més detalls: L'ús de xarxes elèctriques amb un neutre aïllat

En triar els paràmetres d'equips (interruptors) per a xarxes de distribució, cal tenir en compte que la potència de curtcircuit en una xarxa urbana amb una tensió de 6 i 10 kV en busos de 6-10 kV del processador no ha de superar. 200 i 350 MBA, respectivament. Això es deu a la necessitat de garantir la resistència tèrmica de les línies de cable.

Les característiques del mode d'operació de la xarxa de la ciutat inclouen:

• pics de càrrega pronunciats en el programa de càrrega diari, que provoca una càrrega desigual en els equips de xarxa durant el dia i l'any;

• baix factor de potència dels consumidors d'energia amb tendència a disminuir encara més;

• creixement continu del consum d'electricitat.

La presa de decisions en la selecció dels paràmetres de la xarxa elèctrica urbana en el procés del seu disseny, així com en la connexió de noves connexions a la xarxa operada, es basa en el coneixement de les càrregues calculades dels elements individuals de la font d'alimentació. sistema.

El càlcul de la càrrega consisteix a determinar el seu valor a l'entrada de cada usuari i després trobar la càrrega d'un element de xarxa individual. Els consumidors d'energia elèctrica a la xarxa de la ciutat es divideixen condicionalment en edificis residencials i serveis comunitaris. La càrrega de les empreses industrials connectades a la xarxa de la ciutat es pren d'acord amb els seus projectes d'alimentació o segons mesures reals.

Per desenvolupar projectes de base científica per al desenvolupament de la xarxa elèctrica, cal preveure el consum d'electricitat durant un període superior a 10 anys. Es fan previsions a curt termini i operatives (des d'unes hores fins a la temporada) per a la gestió operativa de la xarxa.

La gestió de la càrrega, per tal de reduir el consum d'electricitat durant les hores punta de càrrega i garantir l'equilibri de la potència activa, així com el funcionament més econòmic de les centrals elèctriques, es redueix a igualar l'horari diari de càrrega a costa dels consumidors (augment de càrrega a la nit). i disminueix durant les hores punta de càrrega). El mitjà més eficaç per animar els consumidors a treballar de nit és una tarifa elèctrica més baixa durant determinades hores.