3. Выбор схемы электрической сети промышленного района

При проектировании электроэнергетических объектов используется метод вариантного сопоставления возможных к исполнению конкурентоспособных технически реализуемых решений задачи.

Для количественной оценки экономичности варианта технического решения проектируемой сети используют суммарные дисконтированные затраты, представляющие собой сумму капиталовложений и издержек за срок службы объекта. На основании анализа исходных данных составляют возможные к исполнению варианты сети. Оптимальным вариантом считается тот, при котором приведенные дисконтированные затраты будут минимальными.

В случае, если в результате технико-экономического сравнения вариантов некоторые из них окажутся равноэкономичными, к исполнению принимают тот из них, который лучше будет обеспечивать качественные и перспективные показатели.

3.1. Схемы построения сети промышленного района

В питающих электрических сетях применяют различные по построению схемы [3, c.311]: разомкнутые (нерезервированные и резервированные) ‒ радиальные, магистральные, радиально-магистральные и замкнутые (резервированные) ‒ кольцевые, с двухсторонним питанием, сложнозамкнутые. Примеры выполнения схем сетей приведены в приложении П.2.

При проектировании схем электрических сетей должна обеспечиваться экономичность их развития и функционирования с учетом рационального сочетания сооружаемых и действующих элементов сети [2]. В первую очередь необходимо рассматривать работоспособность действующих сетей при перспективном уровне электрических нагрузок с учетом физического и морального износа линий и ПС и их возможной реконструкции.

Развитие сети должно предусматриваться на основе целесообразности использования технически и экономически обоснованного минимума схемных решений, обеспечивающих построение сети из типовых унифицированных элементов в соответствии с нормативно-технической документацией по проектированию ПС и линий.

Схема электрической сети должна быть гибкой и обеспечивать сохранение принятых решений по ее развитию при возможных небольших отклонениях:

• уровней электрических нагрузок и балансов мощности от планируемых;

• трасс ВЛ и площадок ПС от намеченных;

• сроков ввода в работу отдельных энергообъектов.

На всех этапах развития сети следует предусматривать возможность ее преобразования с минимальными затратами для достижения конечных схем и параметров линий и ПС.

При проектировании развития сети рекомендуется предусматривать комплексное электроснабжение существующих и перспективных потребителей независимо от их ведомственной принадлежности и формы собственности. При этом рекомендуется учитывать нагрузки других потребителей, расположенных в рассматриваемом районе, а также намечаемых на рассматриваемую перспективу.

При проектировании развития электрических сетей необходимо обеспечивать снижение потерь электроэнергии до экономически обоснованного уровня.

Схема электрической сети должна допускать возможность эффективного применения современных устройств релейной защиты (РЗ), режимной и противоаварийной автоматики (ПА).

Построение электрической сети должно соответствовать требованиям охраны окружающей среды [2, п. 4.11].

Схема должна обеспечивать оптимальный уровень токов КЗ, значения которых на шинах электростанций и ПС не должны превышать следующих:

Напряжение, кВ 110‒150 220‒330 500‒750

Ток, кА 31,5 40 63

Для ограничения уровней токов КЗ следует предусматривать соответствующие схемные и режимные мероприятия.

Особо важным требованием к схеме является обеспечение необходимой надежности, под которой понимается способность выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в условиях, оговоренных в нормативных документах. Согласно ПУЭ все электроприемники по требуемой степени надежности разделены на три категории.

Первая категория ‒ электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Эти электроприемники должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания (таковыми, в частности, считаются две системы или две секции шин одной ПС, питающейся от двух источников), и перерыв в их электроснабжении может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров. Для электроснабжения этой группы электроприемников должен предусматриваться третий (аварийный) независимый источник, мощность которого должна быть достаточна для безаварийного останова производства и который автоматически включается при исчезновении напряжения на основных источниках.

Вторая категория ‒ электроприемники, перерыв электроснабжения которых связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и т. п. Эти электроприемники рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания; при этом допустим перерыв электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой.

Третья категория ‒ все остальные электроприемники. Электроснабжение этих электроприемников может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента сети, не превышают одни сутки.

При разработке схемы электроснабжения необходимо иметь в виду, что потребители электроэнергии, как правило, состоят из электроприемников, относящихся к различным категориям по требуемой степени надежности электроснабжения.

Схема и параметры электрической сети должны обеспечивать надежность электроснабжения, при которой в случае отключения любой линии или трансформатора сохраняется питание потребителей без ограничения нагрузки с соблюдением нормативного качества электроэнергии.

Выбор конкретной схемы определяется составом потребителей по категориям требуемой надежности электроснабжения [1, с. 247] и взаимным расположением ЦП и понижающих подстанций.

Для питания электроприемников I и II категорий применяют различные резервированные схемы. Возможность питания электроприемников II категории по нерезервированной воздушной одноцепной линии должна быть доказана технико-экономическим сравнением с вариантом резервированного электроснабжения. Питание электроприемников III категории может осуществляться по одноцепным нерезервированным линиям.

На ПС, как правило, устанавливают два трансформатора (автотрансформатора), что соответствует требованиям к надежности электроснабжения узлов нагрузки, имеющих потребителей I и II категорий.

Для выключения поврежденных элементов сети, их резервирования, а также для осуществления ремонта оборудования без прекращения электроснабжения потребителей при выборе схемы построения сети, отвечающей требованиям надежности, необходимо предусматривать установку соответствующих коммутационных аппаратов для отключения и переключения.

Наиболее рациональные схемы построения сети рассматриваются при выборе возможных вариантов схемы электрических соединений.