Файл: 1 общая характеристика систем электроснабжения города и задач его проектирования.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 60
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Введение
Города являются крупными потребителями электроэнергии, так как в них проживает не только большая часть населения, но и расположено также большое количество промышленных предприятий. В зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, должна предусматриваться соответствующая система электроснабжения. Система электроснабжения охватывает всех потребителей города, включая промышленные предприятия. Для городов характерен рост электропотребления, что требует систематического развития электрических сетей. Рост электропотребления связан не только с увеличением количества жителей и развитием промышленности, но также с беспрерывным проникновением электрической энергии во все сферы жизнедеятельности населения. Растёт расход электрической энергии на бытовые нужды и коммунальное хозяйство городов. Через городские распределительные сети в настоящее время передается до 40% вырабатываемой энергии. Таким образом, сети становятся самостоятельной областью энергетики, и проблема их рационального сооружения приобретает определённое народно-хозяйственное значение. Основные показатели системы определяются местными условиями: размерами города, наличием источников питания, характеристиками потребителей и т.п.
Цель данного курсового проекта заключается в общем изучении проектирования электроснабжение города. Задачи для выполнения проекта: общая характеристика систем электроснабжения города и задачи его проектирования, принципы построения систем электроснабжения города, общая характеристика потребителей электроэнергии в городах, расчетные электрические нагрузки, номинальные напряжения электроустановок, схемы городских электрических сетей, надёжность элекроснабжения.
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА И ЗАДАЧ ЕГО 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-экономических показателей;
− технический проект развития электроснабжения города создается с учетом реконструкции и расширения городской электрической сети сроком 5-7 лет.
Различают: электроснабжение города; электроснабжение жилых и общественных зданий; электроснабжение интеллектуальных зданий (компьютерных и телекоммуникационных систем); электроснабжение предприятий; централизованное электроснабжение; децентрализованное электроснабжение.
На рисунке 1 показана упрощенная структурная схема электроснабжения города.
Рисунок 1- Упрощенная структурная схема электроснабжения города:
ГРЭС - государственная районная электростанция; Г - генератор; ПВ - повысительная трансформаторная подстанция; ПН - понизительная трансформаторная подстанция; РУ - распределительное устройство 6-10 кВ; РП - распределительный пункт; ПП - пункт приема электроэнергии; ТП -трансформаторная подстанция; ВЛ
- воздушная линия электропередачи; КЛ - кабельная линия электропередачи
2 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА
В соответствии с действующими строительными нормами и правилами проектируют, планируют и застраивают города и поселки. В зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, предусматривается система электроснабжения (рисунок 2) — совокупность трансформаторных подстанций и электрических сетей различных напряжений. Общую систему электроснабжения обычно делят на две части: к первой относят электрические сети и понижающие подстанции 35-220кВ (зона А на рисунке 2).
Рисунок 2 - Принципиальная схема электроснабжения города
Совокупность этих сетей называют электроснабжающими сетями. Сборные шины 10(6)-20кВ подстанции являются центрами питания (ЦП) городских сетей. Электроснабжающие сети предназначены для распределения энергии между районами города.
Независимым источником питания называют источник питания данного объекта, на котором сохраняется напряжение в пределах, регламентированных ПУЭ для послеаварийного режима, при исчезновении его на других источниках питания объекта. Независимыми источниками питания являются две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении следующих условий:
а) каждая секция (система шин) в свою очередь имеет питание от независимого источника;
б) секции (системы шин) не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключаемую при нарушении нормальной работы одной секции (системы шин).
Ко второй части системы электроснабжения относят питающие сети 10(6)-20кВ и распределительные сети 20-0,4 кВ (зоны Б В Г и Д на рисунке 2). Эта часть системы электроснабжения предназначена для распределения электроэнергии непосредственно среди потребителей или отдельных групп потребителей Границы этой части системы начинаются на сборных шинах 10(6)-20 кВ центров питания и заканчиваются на вводе к потребителю.
Для крупных городов построение сети 10(6)-20 кВ выполняется по двухзвеньевому принципу питающей сети 10(6)-20 кВ (зона Б на рисунке 2) и распределительной сети такого же напряжения (зона В на рисунке 2). Этот принцип предусматривает сооружение распределительных пунктов Распределительным пунктом (РП) городской электрической сети называется распределительное устройство напряжением 10(6)-20 кВ, предназначенное для приема электроэнергии от центра питания и передачи ее в распределительную сеть без трансформации и преобразования. На рисунке 2 распределительные пункты РП2 и РП3 и питающие их сети используются для питания распределительной сети общего назначения, а РП1 и РП4 и их питающие сети — для электроснабжения самостоятельных потребителей.
Питающие линии соединяют ЦП с РП, а распределительные линии соединяют ЦП или РП с трансформаторными подстанциями (ТП), а также ТП с вводами потребителей (ВП на рисунке 2).
Трансформаторной подстанцией городской распределительной сети называется подстанция, в которой электроэнергия трансформируется с высшего напряжения (10(6)-20 кВ) на низшее (0,4 кВ) и распределяется на этом напряжении (зона Д на рисунке 2). При отсутствии в средних и небольших городах РП и, следовательно, питающей сети распределительная сеть начинается непосредственно с шин 10(6)-20 кВ ЦП. На рисунке 2 питание распределительной линии Л1 осуществляется от шин ЦП.
По распределительной сети 10(6)-20 кВ производится питание ТП, которые, в свою очередь, могут использоваться для питания распределительной сети 0,4 кВ общего пользования. Такие ТП на рисунке 2 обозначены ТП1. От этой же сети может осуществляться питание подстанций отдельных потребителей.
В последние годы в электрических сетях городов начали применяться так называемые глубокие вводы. Глубоким вводом называется система электроснабжения с приближением напряжения 110-220 кВ к центрам нагрузок потребителей с наименьшим количеством ступеней промежуточной трансформации. Применение глубоких вводов вызвано ограниченностью радиуса действия распределительной сети 10(6)-20 кВ при большой плотности нагрузки потребителей.
Городские электрические сети напряжением 10(6)-35 кВ выполняются трехфазными с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Компенсация емкостных токов применяется в соответствии с требованиями. Сети напряжением до 1 кВ выполняются трехфазными четырехпроводными с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В. Действующие сети 220/127 В необходимо переводить на напряжение 380/220 В.
В городских распределительных сетях применяют трансформаторы со схемой соединений обмоток «звезда-зигзаг» и «треугольник-звезда». Трансформаторы со схемой соединений обмоток «звезда — звезда» используют в условиях перевода сети 6 кВ на напряжение 10 кВ (при переключении обмоток), а также при преобладании нагрузок трехфазных потребителей.
Считается рациональным сооружение системы отдельными этапами, исходя из увеличения нагрузки в два, три, четыре раза и далее, не привязывая начало сооружения каждого этапа к календарному сроку, а в зависимости от реальных темпов роста нагрузки. На одном из этапов при необходимости может быть предусмотрено преобразование системы электроснабжения по другому принципу.
Существенным требованием является необходимость поддержания мощности короткого замыкания в пределах, допустимых для используемой аппаратуры на всех стадиях развития системы. Последнее может осуществляться в результате деления системы на части, раздельной работы трансформаторов, использования реакторов и так далее (в зависимости от этапа развития системы). При всех расчетных режимах работы системы должно обеспечиваться требуемое качество энергии, передаваемой потребителям.
Требуемый уровень напряжения обеспечивается соответствующим выбором параметров отдельных элементов системы, а также в результате установки на ЦП трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой, использования конденсаторных установок промышленных предприятий и при необходимости другими мерами регулирования напряжения.
При выборе отдельных элементов системы электроснабжения необходимо стремиться к осуществлению совместного питания различных групп потребителей. Между тем до настоящего времени отмечается использование отдельных элементов системы (линий, подстанций) для обособленного питания потребителей, что определяется различной ведомственной подчиненностью потребителей. Последнее ведет к созданию в сетях необоснованных резервов.
3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ГОРОДАХ
Основными группами потребителей электроэнергии в системах электроснабжения городов являются:
а) коммунально-бытовые потребители;
б) промышленные предприятия;
в) электрофицированный городской и пригородный транспорт;
г) в отдельных случаях – поселки, предприятия промышленного и сельскохозяйственного производства пригородных зон.
Коммунально-бытовые потребители электроэнергии – это жилые здания, административные, культурно-массовые, учебные, лечебные, торговые, научно-исследовательские 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.