Aufbau und Funktionsweise des städtischen Stromnetzes

Das städtische Stromnetz ist ein Komplex aus Versorgungsnetzen mit einer Spannung von 110 (35) kV und mehr, Verteilungsnetzen mit einer Spannung von 10 (6) – 20 kV, die Umspannwerke und Leitungen enthalten, die die Zentralheizungsstation mit Umspannwerken verbinden Umspannwerke sowie Eingänge zu Verbrauchern und Verteilungsnetzen mit einer Spannung von 0,38 kV (Abb. 1).

Der angegebene Netzkomplex dient der Versorgung von Versorgungsnutzern (Wohngebäude, kommunale Einrichtungen), kleinen, mittleren und teilweise großen Industriekunden innerhalb der Stadt.

Die Versorgungsnetze mit einer Spannung von 110 (35) kV und höher sind mit Redundanz auf Leitungen und Transformatoren aufgebaut, deren Leistung bei Versorgung durch Freileitungen mit einer Spannung von 110 kV 25 MBA und bei 220 kV 40 beträgt MVA. Das sind die sogenannten Ringmuster, die die Stadt umgeben. Städtische Netzsysteme werden auf der Grundlage der Notwendigkeit geplant, ein angemessenes Maß an Zuverlässigkeit der Stromversorgung für Verbraucher einer bestimmten Kategorie sicherzustellen.

Reis. 1.Städtisches Stromversorgungssystem

Im städtischen Netz zur Stromversorgung von Verbrauchern der Kategorien I mit einer Kapazität von 10–15 % der Gesamtkapazität aller Verbraucher gehören: Operations- und Entbindungsstationen von Krankenhäusern, Heizräume der ersten Kategorie, Elektromotoren des Netzes und Förderpumpen Heizräume der zweiten Kategorie, Wasserversorgungs- und Abwasserstationen, Fernsehsender, Repeater, Aufzüge, Museen von staatlicher Bedeutung, zentrale Kontrollräume der städtischen Strom- und Wärmenetze, Gasversorgungsnetze und Außenbeleuchtung. Eine besondere Gruppe elektrischer Empfänger der Kategorie I umfasst Regierungsgebäude und Institutionen.

Zu den Elektroempfängern der Kategorie II, deren Kapazität 40–50 % der Gesamtkapazität aller Nutzer des Stadtnetzes beträgt, gehören Wohngebäude mit elektrischen Kochempfängern mit mehr als 8 Wohnungen, Wohngebäude mit 6 oder mehr Etagen, Wohnheime, Bildungseinrichtungen Institutionen.

Siehe auch: Energiesysteme für Benutzer der Kategorie II

Die Kapazität der Stromverbraucher der Kategorie III beträgt 30-50 % der Gesamtkapazität der Verbraucher im Stadtnetz. Hierzu zählen alle elektrischen Empfänger, die nicht zu den elektrischen Empfängern der Kategorien I und II gehören.

Stromleitungen mit einer Spannung von bis zu 20 kV des Stadtnetzes in Baugebieten mit Gebäuden ab 4 Stockwerken werden durch Kabel (mit Aluminiumleitern, mit Blei-, Aluminium-, Kunststoff- oder Gummi-Dichtungsmänteln und Panzerung aus Stahlbändern) geführt. und werden in Erdgräben, Blöcken (mit erheblicher Wahrscheinlichkeit einer mechanischen Beschädigung), Kanälen und Tunneln (wenn die Leitungen den Prozessor verlassen) verlegt.

In den Gebieten, in denen die Stadt bebaut ist, werden Hebel auf 3 Etagen und unter Stromleitungen mit einer Spannung von bis zu 20 kV auf dem Luftweg gebaut. Auf einer Verteilerleitung sind nicht mehr als 3 Abschnitte mit unterschiedlichen Querschnitten zulässig. Die Querschnittsfläche der Kabelleitung muss mindestens 35 mm2 betragen. Stromkabelleitungen werden üblicherweise in unterschiedlichen Trassen oder in unterschiedlichen Gräben verlegt.

Freileitungen mit einer Spannung von bis zu 20 kV werden mit Stiftisolatoren auf Holz- (mit Stahlbetonbefestigungen) oder Stahlbetonstützen mit horizontal und entlang eines Dreiecks angeordneten Stahl-Aluminium-Drähten mit einer Fläche von bis zu 70 mm2 gebaut. Bei einer Leitung mit einer Spannung von bis zu 1 kV befindet sich der Neutralleiter unter den Phasendrähten und die Drähte für die Außenbeleuchtung unter dem Neutralleiter.

Umspannstationen und Verteilungspunkte werden hauptsächlich als freistehende, geschlossene Bauart mit interner Montageausrüstung gebaut. Diese Konstruktionen zeichnen sich durch erhebliche Volumen des Bauteils (bis zu 324 m3) aus. Sie werden auch in Gebäuden eingebettet, an Gebäuden und unterirdischen TP und RP befestigt. In Gebieten mit Freileitungsnetzen gibt es Mastumspannwerke.

TP- oder RP-Gebäude können aus Ziegeln, Blöcken oder Platten bestehen. Darüber hinaus werden sowohl für die Innen- als auch für die Außenaufstellung komplette Umspannwerke mit Freileitungs- oder Kabelleitungsanschluss bestehend aus einem Transformator und einer 0,38-kV-Schaltanlage eingesetzt.

Ein Netzwerk mit einer Spannung von 6 bis 20 kV arbeitet mit einem isolierten oder kompensierten Neutralleiter, was dazu führt, dass eine Isolierung für die Netzwerkspannung gewählt werden muss.Bei Vorhandensein einer Kompensation kapazitiver Erdschlussströme können Kabelnetze lange Zeit im Einphasen-Erdschluss-Modus betrieben werden. Weitere Einzelheiten finden Sie hier: Die Verwendung elektrischer Netze mit isoliertem Neutralleiter

Bei der Auswahl der Parameter von Geräten (Schaltern) für Verteilungsnetze ist zu berücksichtigen, dass die Kurzschlussleistung in einem Stadtnetz mit einer Spannung von 6 und 10 kV auf 6-10-kV-Bussen des Prozessors nicht überschreiten sollte 200 bzw. 350 MBA. Dies liegt an der Notwendigkeit, den Wärmewiderstand der Kabelleitungen sicherzustellen.

Zu den Merkmalen des Betriebsmodus des Stadtnetzes gehören:

• ausgeprägte Lastspitzen im täglichen Lastplan, die zu einer ungleichmäßigen Belastung der Netzwerkgeräte im Tages- und Jahresverlauf führen;

• geringer Leistungsfaktor der Energieverbraucher mit Tendenz zur weiteren Abnahme;

• kontinuierliches Wachstum des Stromverbrauchs.

Die Entscheidungsfindung bei der Auswahl der Parameter des städtischen Stromnetzes im Entwurfsprozess sowie beim Anschluss neuer Anschlüsse an das betriebene Netz basiert auf der Kenntnis der berechneten Belastungen einzelner Elemente der Stromversorgung System.

Die Berechnung der Last besteht darin, ihren Wert am Eingang jedes Benutzers zu bestimmen und dann die Last eines einzelnen Netzwerkelements zu ermitteln. Verbraucher elektrischer Energie im Stadtnetz werden bedingt in Wohngebäude und kommunale Dienstleistungen unterteilt. Die Belastung der an das Stadtnetz angeschlossenen Industriebetriebe wird nach ihren Stromversorgungsprojekten oder nach tatsächlichen Messungen ermittelt.

Um wissenschaftlich fundierte Projekte zum Ausbau des Stromnetzes zu entwickeln, ist es notwendig, den Stromverbrauch für einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren zu prognostizieren. Für die Betriebsführung des Netzes werden kurzfristige und betriebliche Prognosen (von wenigen Stunden bis zur Saison) erstellt.

Das Lastmanagement, um den Stromverbrauch während der Spitzenlastzeiten zu reduzieren und den Ausgleich der Wirkleistung sowie den sparsamsten Betrieb von Kraftwerken sicherzustellen, reduziert sich auf die Angleichung des Tageslastplans zu Lasten der Verbraucher (steigende Last in der Nacht). und nimmt während der Spitzenlastzeiten ab). Das wirksamste Mittel, Verbraucher dazu zu bewegen, nachts zu arbeiten, ist ein niedrigerer Stromtarif zu bestimmten Zeiten.