Thiết kế và phương thức vận hành lưới điện đô thị

Mạng điện thành phố là một tổ hợp các mạng cung cấp có điện áp từ 110 (35) kV trở lên, các mạng phân phối có điện áp 10 (6) — 20 kV, bao gồm các trạm biến áp và đường dây nối trạm sưởi trung tâm với các trạm biến áp và trạm biến áp, cũng như đầu vào cho người tiêu dùng và mạng phân phối có điện áp 0,38 kV (Hình 1.).

Tổ hợp mạng được chỉ định phục vụ để cung cấp cho người dùng tiện ích (tòa nhà dân cư, tổ chức xã), khách hàng công nghiệp nhỏ, vừa và đôi khi lớn nằm trong thành phố.

Các mạng cung cấp có điện áp từ 110 (35) kV trở lên được xây dựng có dự phòng trên đường dây và máy biến áp, công suất của chúng khi được cung cấp bởi đường dây trên không có điện áp 110 kV là 25 MBA và ở 220 kV là 40 MVA. Đây là những cái gọi là mô hình vòng bao quanh thành phố. Các sơ đồ mạng lưới đô thị được quy hoạch trên cơ sở nhu cầu đảm bảo mức độ tin cậy cung cấp điện phù hợp cho người tiêu dùng thuộc một danh mục nhất định.

Cơm. 1.Hệ thống cấp điện TP.

Trong mạng lưới thành phố để cung cấp điện cho người tiêu dùng loại I có công suất 10 - 15% tổng công suất của tất cả người tiêu dùng bao gồm: phòng điều hành và phòng hộ sinh của bệnh viện, phòng nồi hơi loại một, động cơ điện của mạng và máy bơm cấp liệu của phòng nồi hơi loại hai, trạm cấp thoát nước, đài truyền hình, bộ lặp, thang máy, bảo tàng tầm quan trọng của nhà nước, phòng điều khiển trung tâm của mạng lưới điện và sưởi ấm của thành phố, mạng lưới cung cấp khí đốt và chiếu sáng ngoài trời. Một nhóm đặc biệt của máy thu điện Loại I bao gồm các tòa nhà và cơ quan chính phủ.

Đối với máy thu điện loại II, công suất chiếm 40-50% tổng công suất của tất cả người dùng mạng thành phố bao gồm các tòa nhà dân cư có máy thu nấu ăn bằng điện với hơn 8 căn hộ, tòa nhà dân cư từ 6 tầng trở lên, ký túc xá, cơ sở giáo dục thể chế.

Xem thêm: Sơ đồ cấp điện cho người dùng thuộc loại II

Công suất của các hộ tiêu thụ điện cấp III là 30-50% trên tổng công suất của các hộ tiêu thụ trên lưới thành phố. Chúng bao gồm tất cả các máy thu điện không thuộc máy thu điện loại I và II.

Các đường dây điện có điện áp đến 20 kV của mạng thành phố trong các khu vực xây dựng với các tòa nhà từ 4 tầng trở lên được thực hiện bằng cáp (với dây dẫn bằng nhôm, có vỏ bọc bằng chì, nhôm, nhựa hoặc cao su và bọc thép) và được đặt trong các rãnh đất, khối (có khả năng bị hư hỏng cơ học đáng kể), các kênh và đường hầm (khi các đường thoát ra khỏi bộ xử lý).

Ở những nơi xây dựng thành phố, các đòn bẩy trên 3 tầng và dưới đường dây điện có điện áp đến 20 kV được xây dựng bằng đường hàng không. Trên một đường dây phân phối không được phép có quá 3 đoạn có mặt cắt khác nhau. Diện tích mặt cắt ngang của tuyến cáp ít nhất phải là 35 mm2. Các đường cáp điện thường được đặt theo các tuyến khác nhau hoặc trong các hào khác nhau.

Đường dây điện trên không có điện áp lên đến 20 kV được xây dựng với chốt cách điện trên gỗ (có phụ kiện bê tông cốt thép) hoặc giá đỡ bê tông cốt thép bằng dây thép-nhôm có diện tích lên tới 70 mm2 nằm ngang và dọc theo hình tam giác. Trên đường dây có điện áp đến 1 kV, dây trung tính nằm dưới dây pha, dây điện chiếu sáng ngoài trời nằm dưới dây trung tính.

Các trạm biến áp và điểm phân phối chủ yếu được xây dựng theo kiểu độc lập, khép kín với các thiết bị lắp đặt bên trong. Các công trình này được phân biệt bởi khối lượng đáng kể của phần xây dựng (lên tới 324 m3). Chúng cũng được sử dụng nhúng trong các tòa nhà, gắn vào các tòa nhà và TP và RP ngầm. Ở những khu vực có lưới điện trên không, có các trạm biến áp cột.

Các tòa nhà TP hoặc RP có thể là gạch, khối, bảng. Ngoài ra, các trạm biến áp hoàn chỉnh được sử dụng cho cả lắp đặt trong nhà và ngoài trời, cung cấp kết nối đường dây trên không hoặc cáp và bao gồm một máy biến áp và thiết bị đóng cắt 0,38 kV.

Mạng có cấp điện áp 6 – 20 kV làm việc với trung tính cách ly hoặc bù dẫn đến việc phải chọn cách điện cho điện áp mạng.Với sự hiện diện của việc bù cho các dòng sự cố chạm đất điện dung, các mạng cáp có thể hoạt động trong một thời gian dài ở chế độ sự cố chạm đất một pha. Xem tại đây để biết thêm chi tiết: Sử dụng mạng điện có trung tính cách ly

Khi chọn các tham số của thiết bị (công tắc) cho mạng phân phối, cần tính đến việc công suất ngắn mạch trong mạng thành phố có điện áp 6 và 10 kV trên các bus 6-10 kV của bộ xử lý không được vượt quá 200 và 350 MBA, tương ứng. Điều này là do nhu cầu đảm bảo khả năng chịu nhiệt của các tuyến cáp.

Các tính năng của chế độ hoạt động mạng thành phố bao gồm:

• đỉnh tải rõ rệt trong lịch trình tải hàng ngày, dẫn đến tải không đồng đều trên thiết bị mạng trong ngày và trong năm;

• hệ số công suất thấp của người tiêu dùng năng lượng với xu hướng giảm hơn nữa;

• tiêu thụ điện tăng trưởng liên tục.

Việc ra quyết định trong việc lựa chọn các tham số của mạng điện đô thị trong quá trình thiết kế, cũng như trong việc kết nối các kết nối mới với mạng đang vận hành, dựa trên kiến ​​thức về tải tính toán của các phần tử riêng lẻ của nguồn điện hệ thống.

Tính toán tải bao gồm xác định giá trị của nó ở đầu vào của mỗi người dùng và sau đó tìm tải của một phần tử mạng riêng lẻ. Người tiêu dùng năng lượng điện trong mạng lưới thành phố được chia thành các tòa nhà dân cư và dịch vụ công cộng. Phụ tải của các xí nghiệp công nghiệp đấu nối vào lưới điện thành phố được lấy theo công trình cấp điện hoặc theo đo đạc thực tế.

Để xây dựng các dự án phát triển lưới điện có cơ sở khoa học, cần phải dự báo tiêu thụ điện năng trong khoảng thời gian hơn 10 năm. Dự báo ngắn hạn và hoạt động (từ vài giờ đến theo mùa) được thực hiện để quản lý hoạt động của mạng.

Quản lý phụ tải nhằm giảm TTĐN giờ phụ tải cao điểm và đảm bảo cân bằng công suất tác dụng cũng như vận hành kinh tế nhất của các nhà máy điện là giảm tải về việc cân bằng biểu phụ tải ngày do hộ tiêu thụ chịu chi phí (tăng phụ tải ban đêm). và giảm trong giờ phụ tải cao điểm). Phương tiện hiệu quả nhất để khuyến khích người tiêu dùng làm việc vào ban đêm là biểu giá điện thấp hơn trong những giờ nhất định.