Глава четвертая.
СТРУКТУРА И СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ.
1. Основные определения.
Система электроснабжения города представляет собой совокупность электрических сетей всех напряжений, расположенных на территории города. Эта система включает электроснабжающие сети напряжением 35 кВ и выше и городские распределительные сети напряжением до 20 кВ.
Электроснабжающие сети включают линии напряжением 35 кВ и выше, районные понижающие подстанции и подстанции глубокого ввода 35—110/6—10 кВ. Сборные шины 6—10 кВ таких подстанций являются центрами питания (ЦП) городских распределительных сетей.
Глубоким вводом называется система электроснабжения с приближением высшего напряжения к центрам нагрузки потребителей (району города), с наименьшим количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.
Независимым источником питания называется источник питания объекта, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих данный объект. Независимыми источниками питания являются распределительные устройства (РУ) различных электростанций или ЦП, а также две секции сборных шин электростанции или подстанции при одновременном соблюдении следующих условий: каждая из секций или систем шин, в свою очередь, имеет питание от независимого источника; секции или две системы шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключаемую при нарушении нормальной работы одной из секций.
Городская распределительная сеть является совокупностью распределительных линий напряжением 6—10 кВ и 0,4 кВ и трансформаторных подстанций. Распределительная сеть может выполняться из двух звеньев: так называемой питающей сети 6—10 кВ и собственно распределительной сети. Питание распределительной сети в таком случае производится от РП.
2. Требования к надежности электроснабжения городских потребителей.
Электроприемники городских потребителей по надежности электроснабжения разделяются на три категории. Категорийность электроприемника устанавливается в зависимости от последствий, которые могут иметь место при внезапном прекращении подачи электроэнергии. Последствия определяются особенностями технологического процесса, в котором используется рассматриваемый электроприемник.
В ПУЭ определение категорийности электроприемников производится в общем виде. Конкретная классификация электроприемников промышленных потребителей указывается в разделе «Электроснабжение» отраслевых СН и П.
Важнейшим показателем электроприемников 1 категории городских потребителей общественно-коммунального характера, с точки зрения последствий из-за внезапного прекращения подачи электроэнергии, является возникновение опасности для жизни людей и прекращение работы особо важных элементов городского хозяйства, остановка которых связана с нарушением жизни всего города.
В их число входят ответственные электроприемники особых технических установок, как-то: телевизионных центров, радиостанций, центральных узлов радиосвязи и телеграфа, телефонных станций, насосных станций водопровода и канализации, а также сооружений и объектов с массовым скоплением людей, действующих при искусственном освещении (театры, центральные универмаги и стадионы и т. п.). К этой категории относятся также комплексы электроприемников особых лечебных помещений (операционных палат больниц, родильных домов и пунктов неотложной помощи) и групп городских потребителей с общей нагрузкой более 10 000 кВ-А.
Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв в их электроснабжении допускается лишь на время автоматического ввода резервного питания. При наличии в городе только одного источника требования к резервированию электроприемников I категории от двух независимых источников питания допускается снизить до реальных возможностей, обеспечиваемых данным источником питания. Достаточно часто нагрузка электроприемников I категории составляет небольшую часть суммарной нагрузки потребителей. В таком случае вместо второго независимого источника питания энергосистемы рекомендуется рассматривать применение автономного источника, устанавливаемого непосредственно у потребителя (аккумуляторные батареи и дизельные электростанции).
Главным показателем, согласно которому электроприемники коммунально-бытовых потребителей относятся ко II категории, является нарушение нормальной деятельности значительного количества городских жителей при перерывах электроснабжения. К этой категории относятся электроприемники общественно-коммунального характера, технология которых ограничивает допустимые перерывы в электроснабжении. В частности, водопроводные и канализационные подкачки, крупные магазины, фабрики-прачечные, химчистки и т. п. К этой категории относятся также комплексы электроприемников: всех зданий высотой более 5 этажей; многоквартирных домов с электроплитами; административно-общественных зданий; лечебных и детских учреждений, школ и учебных заведений; групп городских потребителей с общей нагрузкой от 300 до 10 000 кВ-А.
Основное и резервное питание электроприемников II категории может осуществляться от одного источника. При этом допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Питание электроприемников II категории допустимо по одной воздушной ЛЭП и одному трансформатору при наличии в городской сети централизованного резерва трансформаторов.
Для отдельных электроприемников II категории допускается резервирование электроснабжения в аварийных случаях путем устройства временных перемычек на стороне низшего напряжения шланговым проводом протяженностью до 50 м.
К III категории относятся все остальные электроприемники городских потребителей. Резервирования питания таких электроприемников не требуется. Для них допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для подачи временного питания, ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более одних суток.
Работы, выполненные в последние годы, касающиеся промышленных потребителей, позволяют установить целесообразную надежность электроснабжения технико-экономическим расчетом путем сопоставления затрат на резервные элементы с достигаемым в связи с этим уменьшением вероятного народнохозяйственного ущерба, возникающего при перерывах питания рассматриваемого потребителя.
3. Общие требования к построению системы электроснабжения города.
При составлении генерального плана, а также периодически по мере развития города необходимо предусматривать разработку перспективной схемы электроснабжения города с учетом энергобаланса потребителей, включая источники питания и подстанции напряжением 35 кВ и выше, а также городские электрические сети всех напряжений. На генеральном плане города должна отводиться необходимая территория для объектов электросетевого характера (площадки подстанций, коридоры для ЛЭП и т. п.).
Схемы построения электрических сетей города, его районов и отдельных потребителей выбираются исходя нз технико-экономических обоснований с учетом плотности нагрузки, характера потребителей и электроприемников, вида застройки и других местных особенностей.
Вопросы электроснабжения города, его районов и потребителей должны решаться комплексно, имея в виду использование отдельных элементов системы для совместного питания потребителей независимо от их ведомственной принадлежности. В процессе проектирования следует выявлять всех потребителей рассматриваемого района, учитывать состояние действующих электросетевых установок и перспективы их развития. Сооружение совместных систем электроснабжения при необходимости производится путем кооперирования средств потребителей.
Проектирование, строительство и реконструкция электрических сетей должны выполняться исходя из директивных плановых сроков с установлением очередности развития (отдельными этапами) по мере роста электрической нагрузки потребителей. В связи с этим схема построения системы электроснабжения должна предусматривать возможность ее поэтапного сооружения в пределах расчетного срока проектирования, а также возможность последующего развития системы за пределами указанного срока без ее коренного переустройства.
При проектировании вновь сооружаемых и реконструируемых систем электроснабжения необходимо использовать надежные простые схемы построения электрических сетей и применять повышенные напряжения. При равенстве приведенных затрат или небольших преимуществах варианта сети низшего напряжения предпочтение отдается сети более высокого напряжения.
Источники питания следует максимально приближать к центрам нагрузки районов города и крупным потребителям путем устройства глубоких вводов напряжением 35—110 кВ и выше. Рекомендуется широко применять глухие ответвления от одиночных и параллельных линий с установкой на ответвлениях разъединителей и отделителей на приемных подстанциях.
Электрические сети должны, как правило, проверяться на полную нагрузку электроприемников потребителей при аварийных режимах. Допускается проектирование отдельных элементов систем электроснабжения с расчетом на автоматическое отключение в аварийном режиме части менее ответственных электроприемников. Временное отсутствие резервирования в одной из частей системы электроснабжения не освобождает от соблюдения требований к резервированию в остальных частях системы применительно к категориям электроприемников.
Все элементы системы электроснабжения должны, как правило, нагружаться с соблюдением оптимального токораспределения. Специальные резервные (нормально не загруженные) элементы в системах электроснабжения городов, как правило, не должны предусматриваться. При решении вопросов резервирования необходимо учитывать перегрузочную способность электрооборудования, особенно кабельных линий и трансформаторов, а также координировать работу автоматических устройств ввода резервного питания и разгрузки энергосистемы по частоте.
При построении питающих и распределительных сетей напряжением 6—10 кВ следует учитывать возможность отключения для ремонтных работ секции РУ 6—10 кВ центра питания с одной системой сборных шин. Однако указанный режим работы сети не должен приводить к увеличению сечения ее линий.
