6. Передача и преобразование электрической энергии. Общие схемы электроснабжения населенных пунктов.
• Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции. Различают воздушные и кабельные линии электропередачи. • По ЛЭП также передают информацию при помощи высокочастотных сигналов. Используются они для диспетчерского управления, передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.
• Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).
Состав ВЛ Провода Траверсы Изоляторы Арматура Опоры Грозозащитные тросы Разрядники Заземление Секционирующие устройства Волоконно-оптические линии связи (в виде отдельных самонесущих кабелей, либо встроенные в грозозащитный трос, силовой провод) • Вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (аппаратура высокочастотной связи, ёмкостного отбора мощности и др. ) • Элементы маркировки высоковольтных проводов и опор ЛЭП для обеспечения безопасности полётов воздушных судов. Опоры маркируются сочетанием красок определённых цветов, провода — авиационными шарами для обозначения в дневное время. Для обозначения в дневное и ночное время суток применяются огни светового ограждения. • • •
• Кабельная линия электропередачи (КЛ) — линия для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепёжными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.
К кабельным сооружениям относятся • Кабельный тоннель — закрытое сооружение (коридор) с расположенными в нём опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим производить прокладку кабелей, ремонт и осмотр кабельных линий. • Кабельный канал — непроходное сооружение, закрытое и частично или полностью заглубленное в грунт, пол, перекрытие и т. п. и предназначенное для размещения в нём кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых возможно производить лишь при снятом перекрытии. • Кабельная шахта — вертикальное кабельное сооружение (как правило, прямоугольного сечения), у которого высота в несколько раз больше стороны сечения, снабженное скобами или лестницей для передвижения вдоль него людей (проходные шахты) или съемной полностью или частично стенкой (непроходные шахты). • Кабельный этаж — часть здания, ограниченная полом и перекрытием или покрытием, с расстоянием между полом и выступающими частями перекрытия или покрытия не менее 1, 8 м. • Двойной пол — полость, ограниченная стенами помещения, междуэтажным перекрытием и полом помещения со съемными плитами (на всей или части площади). • Кабельный блок — кабельное сооружение с трубами (каналами) для прокладки в них кабелей с относящимися к нему колодцами. • Кабельная камера — подземное кабельное сооружение, закрываемое глухой съемной бетонной плитой, предназначенное для укладки кабельных муфт или для протяжки кабелей в блоки. Камера, имеющая люк для входа в неё, называется кабельным колодцем. • Кабельная эстакада — надземное или наземное открытое горизонтальное или наклонное протяженное кабельное сооружение. Кабельная эстакада может быть проходной или непроходной. • Кабельная галерея — надземное или наземное закрытое полностью или частично (например, без боковых стен) горизонтальное или наклонное протяженное проходное кабельное сооружение.
• Основные схемы электроснабжения населенных пунктов Электрические сети в городах делятся на электроснабжающие (110 к. В и выше) и распределительные 0, 38 и 6— 10 к. В. В настоящее время с помощью городских сетей распределяется около половины вырабатываемой в стране электроэнергии (коммунально-бытовая сфера потребляет до 20 % электроэнергии, вт. ч. население 10 -12 %). Общая протяженность сетей 0, 38 - 10 к. В ориентировочно составляет 900 тыс. км при наличии порядка 300 тыс. шт. ТП 6 -10/0, 4 к. В с установленной мощностью трансформаторов порядка 90 тыс. МВА. Протяженность ВЛ 0, 38 к. В составляет почти 50 % от общей протяженности распределительных сетей. Для технического обновления городских сетей с учетом их старения необходимо ежегодно заменять порядка 6 -7 % воздушных и 3 -4 % КЛ и ТП. Города характеризуются высокой плотностью электрических нагрузок (от 5 до 1520 МВт/км 2 в центральных районах городов) и большим количеством потребителей, расположенных на ограниченной площади. Крайне ограниченная территория и стесненные условия для выбора трасс ВЛ и площадок подстанциям, повышенные архитектурно-эстетические требования к сооружаемым элементам сети диктуют необходимость применения простых схем ПС, сооружения закрытых ПС, двухцепных ВЛ и КЛ. Значительная стоимость КЛ 110 -220 к. В предопределяет их использование только в центральной части крупнейших городов. Воздушные линии и узловые ПС располагаются в пригородной зоне. Большая концентрация электрических нагрузок, решающая роль электроэнергии в обеспечении нормальной жизнедеятельности города требуют высокой надежности электроснабжения.
• Электроприемники и их комплексы, а также отдельные потребители, при внезапном прекращении электроснабжения которых возникают опасность для жизни людей и нарушение работы особо важных элементов городского хозяйства, относятся к первой категории. При рассмотрении надежности электроснабжения коммунально-бытовых потребителей следует определять категорию отдельных электроприемников. Допускается категорирование надежности электроснабжения для группы электроприемников. Группа электроприемников - совокупность электроприемников, характеризующаяся одинаковыми требованиями к надежности электроснабжения, например, электроприемники операционных, родильных отделений и др. В отдельных случаях в качестве группы электроприемников могут рассматриваться потребители в целом, например, водопроводная насосная станция, здание и др. Требования к надежности электроснабжения электроприемника следует относить к ближайшему вводному устройству, к которому электроприемник подключен через коммутационный аппарат. При построении сети требования к надежности электроснабжения отдельных электроприемников более высокой категории недопустимо распространять на все остальные электроприемники.
• Проектирование схемы электрических сетей города должно выполняться с выявлением очередности развития на срок не менее 10 лет. Необходимо учитывать генеральные планы развития городов, которые выполняются на перспективу 25 -30 лет. Городские электрические сети классифицируются на: электроснабжающие сети 110 к. В и выше; питающие и распределительные сети 10(6) к. В. В качестве основного для городских сетей среднего напряжения принято 10 к. В. Аналогичная рекомендация принята МЭК для большинства стран. В тех городах, где имеются сети 6 к. В, они, как правило, переводятся на напряжение 10 к. В. Целесообразность применения сетей 20 к. В должна быть техникоэкономически обоснована. Принципиальным вопросом построения схемы электроснабжения города является наивыгоднейшее число трансформаций энергии, т. е. количество ее преобразований между напряжениями 110 и 10 к. В. Практика проектирования показывает, что введение промежуточного напряжения 35 к. В увеличивает капиталовложения и потери в сетях. Это является причиной отказа от его применения в проектируемых системах электроснабжения городов, а также прекращением развития и даже ликвидацией сетей этого напряжения в тех городах, где они существовали ранее. Таким образом, для городских сетей следует считать предпочтительной систему электроснабжения 110/10 к. В. К аналогичным выводам в результате многочисленных исследований пришли и зарубежные специалисты. Для электроснабжения крупных и крупнейших юродов используются также сети напряжением 220 к. В и выше.
• С учетом сказанного электроснабжающие сети условно делятся на: сети внешнего электроснабжения - линии 220 к. В и выше, обеспечивающие связь системы электроснабжения города с внешними энергоисточниками, и ПС 220 к. В и выше, от которых питаются юродские сети 110 к. В, а также линии 220 к. В и выше, связывающие эти ПС; сети внутреннего электроснабжения-линии 1 -10 к. В и ПС 110/10 к. В, предназначенные для питания городских сетей 10 к. В; в отдельных случаях применяются глубокие вводы 220/10 к. В, которые также относятся к сетям внутреннего электроснабжения. Выбор схемы электроснабжаюшей сети зависит от конкретных условий: географического положения и конфигурации территории города, плотности нагрузок и их роста, количества и характеристик источников питания, исторически сложившейся существующей схемы сети и др. Выбор производится по результатам технико-экономического сопоставления вариантов. Электростанция Подстанция системы с высшим напряжением 220 к. В и выше Подстанция 110/10 к. В ВЛ 110 к. В Рис. 1. 19. «Идеальная» схема электроснабження города
• Разработана «идеальная» схема электроснабжения города, удовлетворяющая приведенным выше требованиям (рис. 1. 19). Схема базируется на системе напряжений 110/10 к. В. Сеть 110 к. В выполняется в виде двухцепного кольца, охватывающего город и выполняющего роль сборных шин, которые принимают энергию от ЦП - местных электростанций или ПС 220 к. В, расположенных на окраине или за пределами города. Электроснабжающая сеть города является звеном энергетической системы района. Глубокие вводы в районы с высокой плотностью и этажностью застройки выполняются КЛ 110 к. В (линии диаметральной связи на рис. 1. 19). Пропускная способность кольца 110 к. В должна обеспечивать перетоки мощности в нормальных и послеаварийных режимах при отключении отдельных элементов сети. Для более благоприятного распределения мощности в кольце следует чередовать присоединение ЦП к сети 110 к. В и ПС 110/10 к. В. • Схемы электроснабжения конкретных городов в той или иной степени отличаются от идеальной схемы, однако се общие принципы находят соответствующее отражение в конкретных проектах.
• Для крупных и крупнейших городов можно отметить несколько этапов развития электроснабжающей сети (рис. 1. 21). Начальной стадией создания сети 110 к. В от городской ТЭЦ является 1 -й этап, когда отдельные линии и ПС еще не представляют четкой единой системы электроснабжения. На 2 -м этапе, связанном с появлением первой ПС 220/110 к. В, уже проступают принципы формирования сети: 3 -й и 4 -й этапы характеризуются процессом окончательного формирования сети 110 к. В и создания вокруг города сети 220 к. В кольцевой конфигурации. Существенное отличие от идеальной схемы в рассматриваемом примере — отсутствие диаметральной связи и ПГВ в центре города, что является следствием высокой стоимости КЛ 110 к. В и трудностей осуществления глубоких вводов в застроенную часть города.
Рис. 1. 21. Этапы развития электроснабжающей сети
• Для городов, вытянутых вдоль морских побережий или рек, электроснабжаюшая есть 110 к. В обычно выполняется в виде магистральных двухцепных ВЛ, проходящих вдоль города и присоединенных в нескольких точках к ЦП 220/110 к. В (рис. 1. 22). После создания вокруг города сети напряжением 220 к. В и выше на нее перекладываются функции обеспечения параллельной работы ЦП; сеть 110 к. В может работать разомкнуто с учетом оптимального распределения потоков мощности и обеспечения целесообразных уровней токов КЗ. Рис. 1. 22. Схема «ленточной» сети 110 -220 к. В для электроснабжения города, вытянутого вдоль реки: 1(3) - действующие (намечаемые) ПС 220 к. В; . 2 (4) -т о же 110 к. В; 5(7) - действующие (намечаемые) ВЛ 220 к. В; 110 к. В
Скачать презентацию 6 Передача и преобразование электрической энергии Общие схемы
лекция6.pptx