Diseño y modos de operación de la red eléctrica urbana

La red eléctrica de la ciudad es un complejo de redes de suministro con un voltaje de 110 (35) kV y más, redes de distribución con un voltaje de 10 (6) - 20 kV, que contiene subestaciones transformadoras y líneas que conectan la estación de calefacción central con subestaciones transformadoras y subestaciones transformadoras, así como entradas a consumidores y redes de distribución con una tensión de 0,38 kV (Fig. 1.).

El complejo de redes especificado sirve para abastecer a usuarios de servicios públicos (edificios residenciales, instituciones comunales), clientes industriales pequeños, medianos y, a veces, grandes ubicados dentro de la ciudad.

Las redes de alimentación con tensión de 110 (35) kV y superior se construyen con redundancia en líneas y transformadores, cuya potencia, alimentada por líneas aéreas con tensión de 110 kV, es de 25 MBA, y a 220 kV — 40 MVA. Estos son los llamados patrones de anillos que rodean la ciudad. Los esquemas de redes urbanas se planifican sobre la base de la necesidad de garantizar un grado adecuado de confiabilidad en el suministro de energía a los consumidores que pertenecen a una determinada categoría.

Arroz. 1.Sistema de suministro de energía de la ciudad

En la red de la ciudad para el suministro de energía de los consumidores I categorías con una capacidad del 10 - 15% de la capacidad total de todos los consumidores incluyen: salas de operación y maternidad de hospitales, salas de calderas de primera categoría, motores eléctricos de red y bombas de alimentación de salas de calderas de segunda categoría, estaciones de abastecimiento de agua y alcantarillado, estaciones de televisión, repetidores, ascensores, museos de importancia estatal, salas de control central de las redes eléctricas y de calefacción de la ciudad, redes de suministro de gas e iluminación exterior. Un grupo especial de receptores eléctricos de Categoría I incluye edificios e instituciones gubernamentales.

A las categorías de receptores eléctricos II, cuya capacidad es del 40-50% de la capacidad total de todos los usuarios de la red de la ciudad, incluye edificios residenciales con receptores de cocina eléctrica con más de 8 apartamentos, edificios residenciales con 6 o más pisos, dormitorios, educativos instituciones

Ver también: Esquemas de potencia para usuarios de categoría II

La capacidad de los consumidores de electricidad de categoría III es del 30-50% de la capacidad total de los consumidores en la red de la ciudad. Estos incluyen todos los receptores eléctricos que no pertenecen a las categorías I y II de receptores eléctricos.

Las líneas eléctricas con una tensión de hasta 20 kV de la red de la ciudad en áreas de construcción con edificios de 4 pisos y más se realizan por cable (con conductores de aluminio, con cubiertas selladas de plomo, aluminio, plástico o caucho y armaduras de tiras de acero) y se colocan en zanjas de tierra, bloques (con alta probabilidad de daño mecánico), canales y túneles (cuando las líneas salen del procesador).

En las zonas donde se construye la ciudad, se construyen por vía aérea palancas en 3 pisos y debajo de líneas eléctricas con un voltaje de hasta 20 kV. No se permiten más de 3 secciones con diferentes secciones transversales en una línea de distribución. El área de la sección transversal de la línea de cable debe ser de al menos 35 mm2. Las líneas de cables de energía generalmente se colocan en diferentes rutas o en diferentes zanjas.

Las líneas eléctricas aéreas con un voltaje de hasta 20 kV se construyen con aisladores de clavija sobre soportes de madera (con accesorios de hormigón armado) o de hormigón armado con alambres de acero y aluminio con un área de hasta 70 mm2 ubicados horizontalmente y a lo largo de un triángulo. En una línea con un voltaje de hasta 1 kV, el cable neutro se encuentra debajo de los cables de fase y los cables para iluminación exterior están debajo del cable neutro.

Las subestaciones transformadoras y los puntos de distribución se construyen principalmente como un tipo cerrado independiente con equipo de montaje interno. Estas construcciones se distinguen por volúmenes significativos de la parte de construcción (hasta 324 m3). También se utilizan empotrados en edificios, adosados ​​a edificios y subterráneos TP y RP. En las zonas con redes aéreas existen centros de transformación de mástil.

Los edificios TP o RP pueden ser de ladrillo, bloque, panel. Además, se utilizan Centros de Transformación completos tanto para instalación interior como exterior, previendo conexión a línea aérea o cableada y formados por transformador y aparamenta de 0,38 kV.

Una red con una tensión de 6 — 20 kV funciona con un neutro aislado o compensado, lo que lleva a la necesidad de elegir aislamiento para la tensión de la red.En presencia de compensación por corrientes de falla a tierra capacitivas, las redes de cable pueden operar durante mucho tiempo en modo de falla a tierra monofásica. Ver aquí para más detalles: El uso de redes eléctricas con neutro aislado.

Al elegir los parámetros del equipo (interruptores) para las redes de distribución, es necesario tener en cuenta que la potencia de cortocircuito en una red urbana con un voltaje de 6 y 10 kV en los buses de 6-10 kV del procesador no debe exceder 200 y 350 MBA, respectivamente. Esto se debe a la necesidad de asegurar la resistencia térmica de las líneas de cable.

Las características del modo de operación de la red de la ciudad incluyen:

• picos de carga pronunciados en el programa de carga diario, lo que conduce a una carga desigual en los equipos de la red durante el día y el año;

• bajo factor de potencia de los consumidores de energía con tendencia a disminuir aún más;

• continuo crecimiento del consumo de electricidad.

La toma de decisiones en la selección de los parámetros de la red eléctrica urbana en el proceso de su diseño, así como en la conexión de nuevas conexiones a la red operada, se basa en el conocimiento de las cargas calculadas de los elementos individuales del suministro eléctrico. sistema.

El cálculo de la carga consiste en determinar su valor en la entrada de cada usuario y luego encontrar la carga de un elemento de red individual. Los consumidores de energía eléctrica en la red de la ciudad se dividen condicionalmente en edificios residenciales y servicios comunales. La carga de las empresas industriales conectadas a la red de la ciudad se toma de acuerdo con sus proyectos de suministro de energía o de acuerdo con las mediciones reales.

Para desarrollar proyectos basados ​​en la ciencia para el desarrollo de la red eléctrica, es necesario prever el consumo de electricidad para un período de más de 10 años. Se realizan previsiones coyunturales y operativas (desde unas horas hasta la temporada) para la gestión operativa de la red.

La gestión de carga, con el fin de reducir el consumo eléctrico en las horas de máxima carga y asegurar el equilibrio de la potencia activa, así como el funcionamiento más económico de las centrales eléctricas, se reduce a igualar el horario de carga diario a expensas de los consumidores (aumento de carga por la noche). y disminuye durante las horas pico de carga). El medio más eficaz para animar a los consumidores a trabajar de noche es una tarifa eléctrica más baja durante determinadas horas.