Rețele electrice urbane. Scheme ale rețelelor electrice

Rețele electrice urbane

Rețele electrice urbane. Scheme ale rețelelor electrice

Rețelele electrice urbane sunt acele rețele care asigură distribuția energiei electrice în zonele urbane, cum ar fi orașele și alte aglomerări urbane. Aceste rețele sunt concepute pentru a satisface cerințele mari de consum ale unei populații dense și ale diverselor activități economice care se desfășoară într-o zonă urbană. Ele sunt elemente esențiale ale infrastructurii energetice, având rolul de a livra energie electrică atât pentru consumul casnic, cât și pentru industria și serviciile urbane.

Sistemul orașului

Sistemul de alimentare cu energie electrică a orașului reprezintă ansamblul rețelelor electrice la diverse trepte de tensiuni

El include rețelele de alimentare cu energie electrică (liniile cu tensiuni 35 kV și mai înalte), stațiile de transformare de coborâre (numite centre de alimentare) la tensiunile 35-110/6-10 kV, rețelele de distribuție (liniile cu tensiuni 6-10 kV și 0,4/0,23 kV) și posturile de transformare (6-10/0,4 kV și 0,4/0,23 kV).

Întocmirea schemei

Pentru întocmirea unei scheme a rețelei electrice se iau în considerare mai mulți factori

Pentru întocmirea unei sau altei scheme a rețelei electrice este necesar de a lua în considerare puterea și numărul consumatorilor, amplasarea lor reciprocă, distanța de la centru de alimentare, cerințele referitoare la gradul și fiabilitatea de alimentare cu energie electrică.

În afară de acestea, schema rețelei trebuie să asigure cea mai eficientă soluție din punctul de vedere al investițiilor capitale și al cheltuielilor de exploatare.

În multe orașe sunt proiectate puncte de alimentare (PA) de 10 kV, destinate pentru distribuția energiei electrice la posturile de transformare 10/0,4 kV. Uneori, astfel de PA sunt asociate, din considerente economice, cu posturi de transformare.

La elaborarea planului urbanistic general (PUG) al orașului sau al unei localități rurale trebuie să fie examinate întrebările generale de alimentare cu energie electrică, inclusiv bilanțul puterilor electrice ale tuturor consumatorilor și sursele de acoperire a acestora, ținând cont de perspectiva dezvoltării sistemului de alimentare cu energie electrică.

Întocmirea schemei sistemului de alimentare cu energie electrică trebuie să fie concepută astfel, ca, pentru un regim normal de funcționare, toate elementele sistemului să se afle sub sarcină cu o solicitare maximă a capacității lor de transport. La reconstrucția rețelelor existente este necesar de a utiliza la maximum instalațiile și utilajele electrotehnice existente.

Categorii de rețele urbane

La rețelele electrice urbane se referă trei categorii de rețele

Rețea electrică se numește ansamblul stațiilor de transformare și liniilor electrice de diverse tensiuni destinate pentru transportul și distribuția energiei electrice. La rețelele electrice urbane se referă:

• rețelele de alimentare cu energie electrică cu tensiunea 110 (35) kV și mai înalte, inclusiv rețele buclate cu stații de transformare de coborâre, linii și stații de racord adânc;
• rețelele de distribuție cu tensiunea 10 (6) kV, care includ posturile de transformare (PT) și liniile care fac legătura dintre centrele de alimentare (CA) cu PT, precum și între posturile de transformare, și instalațiile de distribuție la consumatori;
• rețelele de distribuție cu tensiunea de până la 1 kV.

În rețeaua de distribuție cu tensiunea 10 (6)-35 kV, atunci când există un punct de alimentare intermediar, acesta include PA și liniile de alimentare care fac legătura dintre punctul de alimentare și circuitul de alimentare.

Clasificarea rețelelor

Rețelele electrice se clasifică după o serie de proprietăți

După tipul curentului, rețelele electrice se clasifică în rețele de curent alternativ și rețele de curent continuu.

Pentru compensarea pierderilor de tensiune în conductoarele liniilor și înfășurările transformatoarelor, tensiunile nominale ale generatoarelor și înfășurărilor secundare ale transformatoarelor sunt stabilite cu 5% mai mari decât tensiunile nominale ale receptoarelor electrice. Pentru rețelele de iluminat local și unele cazuri speciale pentru asigurarea securității sunt utilizate tensiuni joase de la 12 V până la 42 V.

După configurație și topologie, rețelele se clasifică în rețele debuclate și rețele buclate cu unul, două sau câteva surse de alimentare. Conform locului de pozare și traseului, se deosebesc rețele interioare (din incinta clădirii) și rețele exterioare (de teren).

Sursa: Instalații și rețele electrice ale clădirilor.

Rețelele electrice orășenești, de regulă, sunt concepute la tensiunea de 6 sau 10 kV și 380/220 V. Rețelele electrice exterioare pot fi de tip aeriene sau în cablu (subterane).

Schemele rețelelor electrice

Schemele rețelelor electrice trebuie să fie simple, economice și întocmite după cerințele de fiabilitate și securitate electrică

Schemele rețelelor electrice trebuie să fie simple, economice și să fie întocmite reieșind din cerințele înaintate către fiabilitatea alimentării cu energie electrică a receptoarelor electrice a clădirilor și de securitate electrică. Distribuția energiei electrice se efectuează prin scheme radiale, magistrale și mixte. În cazul schemei radiale, fiecare post de transformare sau tablou de distribuție se alimentează prin linii separate; în cazul liniilor magistrale, la o linie se poate de conectat o grupă din câteva posturi de transformare.

Schemele radiale de alimentare cu energie electrică sunt mai fiabile, dar ele necesită un consum mai mare de conductoare și linii în cablu, precum și aparate electrice de înaltă tensiune; costul rețelelor este cu mult mai mare decât în cazul schemelor magistrale. În orașele mari sunt utilizate scheme radiale și scheme magistrale în funcție de cerințele de fiabilitate în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor.

Rețelele electrice cu tensiunea 6-10 kV se caracterizează prin aceea că în orice cartier pot exista consumatori de toate categoriile de continuitate în alimentarea cu energie electrică. Ca urmare, aceasta necesită și alegerea schemei respective a rețelei electrice.

Pentru conectarea posturilor de transformare urbane cu două transformatoare cu puterea nominală de până la 630 kVA, deseori este utilizată schema în două linii cu AAR la partea de JT, automatizată, cu contactoare. La ieșirea din funcțiune a uneia din liniile de IT sau a transformatorului, sarcina este reconectată la cablul rămas în funcțiune, respectiv la al doilea transformator.

Schema cu două linii, cu AAR la partea de JT are avantaje importante: este sigură în funcționare și exploatare, este rapidă în funcționare (comutarea se efectuează în timp de 0,2-0,3 s, precum AAR la partea de IT se conectează în timp de 1-1,5 s). În plus, această schemă posedă proprietatea de autorestabilire: la apariția tensiunii pe linia deconectată schema revine în starea inițială fără participarea personalului de serviciu.

Schema cu două linii este puțin mai scumpă decât cea în buclă cu sectoare de rezervă, utilizată în orașele mari și mijlocii. În cazul schemei buclate, comutarea se efectuează manual de către personalul echipei de exploatare, iar obiectele importante trebuie separate pe alte linii. În unele orașe sunt amenajate și se exploatează sectoare ale rețelelor de scheme buclate, care posedă un înalt grad de fiabilitate și o capacitate de transport sporită, dar necesită un consum sporit de conductoare, sunt dificile în exploatare și necesită utilizarea unor tipuri speciale de protecții. Pentru alimentarea consumatorilor de categoria I este necesar de a lua măsuri speciale.

Clădiri locative și publice

Alimentarea cu energie electrică a clădirilor locative și publice

Alimentarea cu energie electrică a clădirilor și a construcțiilor se efectuează, de regulă, prin rețele electrice cu tensiunea de până la 1 kV. Excepție sunt obiectele unice cu PT încorporate, la care sunt aduse liniile cu tensiunea de 6-10 kV. Distribuția energiei electrice se face prin rețele cu diverse scheme. Întocmirea schemei depinde de o serie de factori, principalii sunt: tensiunea rețelei, nivelurile puterilor electrice, cerințele către fiabilitatea în AEE, economicitatea, simplitatea și comoditatea exploatării, particularitățile constructive și de situație ale clădirii.

În afară de aceasta, schema de alimentare de AEE trebuie să asigure posibilitatea utilizării metodelor industriale de montare. Necesitatea întocmirii unei scheme raționale de distribuție a EE este determinată, de asemenea, de greutatea specifică a investițiilor capitale pentru executarea rețelelor interioare.

Tensiunea rețelei. Tensiunea rețelei electrice adoptate este de 380/220 V la legarea la pământ a neutrului transformatorului ST. După cum au demonstrat calculele, această tensiune este cea mai economică pentru clădirile locative și publice. În unele orașe, în practica construcției unor clădiri mari cu magazine încorporate și diverse întreprinderi comunale, au găsit răspândire schemele cu racord de înaltă tensiune nemijlocit în clădire și instalarea transformatoarelor de puteri mici (până la 160 kVA) la etajele acestora. De regulă, alimentarea receptoarelor electrice de forță și de iluminat din clădirile locative și publice se efectuează de la transformatoare de forță comune, cu condiția respectării cerințelor referitor la abaterile admise ale tensiunii.

Economicitatea. Problema alegerii schemei rețelei electrice are, de regulă, mai multe soluții. Criteriul important de alegere a unei sau altei scheme este economicitatea ei atât privind cheltuielile mijloacelor financiare la amenajarea și exploatarea acesteia, precum și pentru consumul de material conductor.

Simplitatea și comoditatea exploatării. În afară de economicitate, trebuie avută în vedere comoditatea în exploatare și simplitatea ei. Uneori aceste cerințe prevalează cerințele de economicitate. De aici rezultă necesitatea amplasării comode a instalației de racord și distribuție a clădirii (IRD), care ar asigura cel mai simplu branșament al liniilor în cablu și canalizarea rețelei de distribuție, precum și siguranța în deservire.

Schema rețelei trebuie întocmită astfel, încât sectorul defectat al rețelei să fie depistat și înlocuit rapid, iar numărul de consumatori deconectați să fie cât mai mic. Particularitățile constructive ale clădirii influențează asupra întocmirii schemei.

În cazul în care într-o clădire locativă sunt încorporate diverse întreprinderi și instituții, schema rețelei devine mai complexă, din cauza necesității alimentării consumatorilor clădirii. În acest caz, schema trebuie să satisfacă cerințelor de fiabilitate în AEE a tuturor consumatorilor. La executarea schemei rețelelor interioare este important să se țină cont de soluțiile constructive ale clădirii pentru efectuarea economică și industrială a lucrărilor de montare.

Concluzie

Schema rețelelor electrice întocmită rațional reprezintă o sinteză a mai multor factori

Astfel, schema rețelelor electrice întocmită rațional reprezintă o sinteză a mai multor factori, care determină parametrii ei. Estimarea și alegerea schemei poate fi efectuată numai ținând cont de ansamblul tuturor indicatorilor aplicabili la condiții concrete pentru instalația electrică amenajată.

Rețelele electrice urbane joacă un rol crucial în asigurarea unei furnizări stabile de energie electrică pentru zonele urbane, care sunt caracterizate de o densitate mare a populației și o diversitate mare de consumatori. Aceste rețele trebuie să fie eficiente, fiabile și capabile să se adapteze la cerințele în continuă schimbare ale unei societăți moderne, în contextul evoluției tehnologice și al necesității de sustenabilitate energetică.