Disegno e modalità di funzionamento della rete elettrica urbana

La rete elettrica cittadina è un complesso di reti di alimentazione con una tensione di 110 (35) kV e oltre, reti di distribuzione con una tensione di 10 (6) - 20 kV, contenenti sottostazioni di trasformazione e linee che collegano la stazione di riscaldamento centrale con sottostazioni di trasformazione e sottostazioni di trasformazione, nonché ingressi ai consumatori e reti di distribuzione con una tensione di 0,38 kV (Fig. 1.).

Il complesso di reti specificato serve per rifornire utenti di servizi (edifici residenziali, istituzioni comunali), piccoli, medi e talvolta grandi clienti industriali situati all'interno della città.

Le reti di alimentazione con una tensione di 110 (35) kV e superiori sono costruite con ridondanza su linee e trasformatori, la cui potenza, se fornita da linee aeree con una tensione di 110 kV, è di 25 MBA e a 220 kV - 40 MVA. Questi sono i cosiddetti schemi ad anello che circondano la città. Gli schemi di rete urbana sono progettati sulla base dell'esigenza di garantire un adeguato grado di affidabilità dell'alimentazione elettrica alle utenze appartenenti ad una determinata categoria.

Riso. 1.Sistema di alimentazione della città

Nella rete cittadina per l'alimentazione elettrica dei consumatori I categorie con una capacità di 10 - 15% della capacità totale di tutti i consumatori comprendono: reparti operatori e maternità di ospedali, locali caldaie di prima categoria, motori elettrici di rete e pompe di alimentazione di locali caldaie di seconda categoria, stazioni di approvvigionamento idrico e fognario, stazioni televisive, ripetitori, ascensori, musei di importanza statale, sale centrali di controllo delle reti elettriche e di riscaldamento della città, reti di distribuzione del gas e illuminazione esterna. Un gruppo speciale di ricevitori elettrici di categoria I comprende edifici e istituzioni governative.

Ai ricevitori elettrici di II categoria, la cui capacità è pari al 40-50% della capacità totale di tutti gli utenti della rete cittadina, comprende edifici residenziali con ricevitori di cucina elettrica con più di 8 appartamenti, edifici residenziali con 6 o più piani, dormitori, edifici scolastici istituzioni.

Guarda anche: Regimi energetici per utenti di categoria II

La capacità dei consumatori di elettricità di categoria III è pari al 30-50% della capacità totale dei consumatori nella rete cittadina. Questi includono tutti i ricevitori elettrici che non appartengono ai ricevitori elettrici di categoria I e II.

Le linee elettriche con una tensione fino a 20 kV della rete cittadina in aree di costruzione con edifici di 4 piani e più sono realizzate in cavo (con conduttori in alluminio, con guaine sigillate in piombo, alluminio, plastica o gomma e armature di nastri d'acciaio) e sono posati in trincee di terra, blocchi (con una significativa probabilità di danno meccanico), canali e gallerie (quando le linee escono dal trasformatore).

Nelle aree in cui è edificata la città, le leve su 3 piani e sotto le linee elettriche con una tensione fino a 20 kV vengono costruite per via aerea. Su una linea di distribuzione non sono consentite più di 3 sezioni con sezioni diverse. L'area della sezione trasversale della linea del cavo deve essere di almeno 35 mm2. Le linee dei cavi elettrici sono solitamente posate in percorsi diversi o in diverse trincee.

Le linee elettriche aeree con una tensione fino a 20 kV sono realizzate con isolatori a perno su supporti in legno (con attacchi in cemento armato) o cemento armato con fili in acciaio-alluminio con un'area fino a 70 mm2 disposti orizzontalmente e lungo un triangolo. Su una linea con una tensione fino a 1 kV, il filo neutro si trova sotto i fili di fase e i fili per l'illuminazione esterna si trovano sotto il filo neutro.

Le sottostazioni di trasformazione e i punti di distribuzione sono costruiti principalmente come tipo chiuso indipendente con attrezzatura di montaggio interna. Queste costruzioni si distinguono per i volumi significativi della parte costruttiva (fino a 324 m3). Sono anche utilizzati incassati negli edifici, attaccati agli edifici e interrati TP e RP. Nelle aree con reti aeree sono presenti sottostazioni di trasformazione a palo.

Gli edifici TP o RP possono essere in mattoni, blocchi, pannelli. Inoltre, vengono utilizzate sottostazioni di trasformazione complete per l'installazione sia all'interno che all'esterno, che prevedono il collegamento di linee aeree o in cavo e sono costituite da un trasformatore e un quadro da 0,38 kV.

Una rete con una tensione di 6-20 kV funziona con un neutro isolato o compensato, il che comporta la necessità di scegliere l'isolamento per la tensione di rete.In presenza di compensazione delle correnti di guasto a terra capacitive, le reti in cavo possono operare per lungo tempo in modalità monofase-guasto a terra. Vedi qui per maggiori dettagli: L'uso di reti elettriche con neutro isolato

Quando si scelgono i parametri delle apparecchiature (interruttori) per le reti di distribuzione, è necessario tenere conto del fatto che la potenza di cortocircuito in una rete cittadina con una tensione di 6 e 10 kV sui bus da 6-10 kV del processore non deve superare 200 e 350 MBA, rispettivamente. Ciò è dovuto alla necessità di garantire la resistenza termica delle linee dei cavi.

Le caratteristiche della modalità di funzionamento della rete cittadina includono:

• picchi di carico pronunciati nel programma di carico giornaliero, che porta a un carico irregolare sulle apparecchiature di rete durante il giorno e l'anno;

• basso fattore di potenza dei consumatori di energia con tendenza a diminuire ulteriormente;

• continua crescita del consumo di energia elettrica.

Il processo decisionale nella selezione dei parametri della rete elettrica urbana nel processo di progettazione, nonché nella connessione di nuove connessioni alla rete gestita, si basa sulla conoscenza dei carichi calcolati dei singoli elementi dell'alimentazione sistema.

Il calcolo del carico consiste nel determinarne il valore all'ingresso di ciascun utente e poi trovare il carico di un singolo elemento di rete. I consumatori di energia elettrica nella rete cittadina sono suddivisi condizionatamente in edifici residenziali e servizi comunali. Il carico delle imprese industriali collegate alla rete cittadina viene preso in base ai loro progetti di alimentazione o in base a misurazioni effettive.

Per sviluppare progetti su base scientifica per lo sviluppo della rete elettrica, è necessario prevedere il consumo di elettricità per un periodo superiore a 10 anni. Per la gestione operativa della rete vengono effettuate previsioni a breve termine e operative (da poche ore alla stagione).

La gestione del carico, al fine di ridurre il consumo di elettricità durante le ore di carico di punta e garantire l'equilibrio della potenza attiva, nonché il funzionamento più economico delle centrali elettriche, è ridotta all'equalizzazione del programma di carico giornaliero a spese dei consumatori (aumento del carico notturno e diminuisce durante le ore di punta). Il mezzo più efficace per incoraggiare i consumatori a lavorare di notte è una tariffa elettrica più bassa durante determinate ore.