1 Вопрос Основные понятия и определения систем электроснабжения

В соответствии с ПУЭ, электроснабжение — обеспечение потребителей электрической энергией. Как более широкое понятие, энергоснабжение означает снабжение потребителей всеми видами энергии (электрической, тепловой, газом и др.). Системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, предназначенных для электроснабжения.

Электрической сетью называют совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящую из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Следует различать электроприемники и потребители электрической энергии (в дальнейшем кратко именуются приемниками и потребителями).

Приемник — аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Потребитель — приемник или группа приемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

К системе электроснабжения предъявляют следующие основные требования.

Обеспечение потребителей необходимым количеством электрической энергии.

Обеспечение требуемого качества электроснабжения потребителей. Под качеством электроснабжения обычно понимают требуемые уровни надежности электроснабжения, частоты и напряжений на зажимах приемников.

Экономическая целесообразность сооружения и эксплуатации, т. е. сочетание относительно невысоких стоимостей оборудования, затрат на строительство и эксплуатацию, включая потери электроэнергии.

Обеспечение возможности развития сети без ее коренного переустройства.

Удобство и безопасность обслуживания.

Сеть, наилучшим образом удовлетворяющая всем указанным требованиям, является оптимальной, т. е. наилучшей с учетом налагаемых реальной жизнью ограничений. Следует отметить, что с математической точки зрения эти требования являются критериями оптимизации, т. е. условиями, по которым судят о том, какой из вариантов сети является наилучшим. Поскольку таких критериев несколько, то говорят о многоцелевой (в данном случае с пятью целями) оптимизации. Первым по важности из них является требование номер один, так как потребитель должен получить необходимое ему количество электрической энергии.

Выполнение второго требования регламентировано Правилами устройства электроустановок, в которых по условиям надежности электроснабжения все приемники делятся на 3 категории.

К приемникам первой категории относят те, перерыв электроснабжения (перерыв питания) которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Из состава этих приемников выделяют особую группу приемников, бесперебойная работа которых необходима для обеспечения безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

К приемникам второй категории относятся те, перерыв питания которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Приемники третьей категории — все остальные приемники, не подходящие под определения первой и второй категорий.

Система электроснабжения города представляет собой совокупность электрических сетей различных напряжений, обычно (исключая мегаполисы) напряжением 220— 35, 6—10 и до 1 кВ. Совокупность сетей напряжением 220—35 кВ называется электроснабжающими сетями. Они, как правило, относятся к сетевым компаниям. В состав электроснабжающих сетей входят подстанции и линии напряжением 220—35 кВ. Сборные шины подстанций этих сетей напряжением 6-10 кВ называют центрами питания (ЦП) городских сетей. Сети напряжением 6—10 кВ (в частности, 35 кВ) предназначены для распределения электроэнергии между группами потребителей или для питания отдельных потребителей. Такие сети принято называть распределительными сетями, а в городах — городскими распределительными сетями (ГРС). Эти сети в основном предназначены для питания находящихся на территории города коммунально-бытовых потребителей, или объектов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).

В общем случае ГРС включают в себя питающую сеть 6— 10 кВ и непосредственно распределительную сеть того же напряжения. Питающая сеть 6—10 кВ часто состоит из питающих линий, распределительных пунктов и прямых связей между последними. У малых и некоторых средних городов питающая сеть может совпадать с электроснабжающей.

Питающая линия — линия напряжением 6—10 кВ, соединяющая распределительный пункт с ЦП и не имеющая распределения энергии по своей длине.

Распределительный пункт (РП) — подстанция 6—10 кВ, предназначенная для приема электроэнергии от ЦП и распределения ее без преобразования частоты (выпрямления) и напряжения (трансформации).

Прямая связь между РП — линия 6—10 кВ, связывающая 2 РП между собой.

Распределительная сеть 6—10 кВ состоит из распределительных линий 6— 10 кВ и трансформаторных подстанций.

Распределительная линия — линия 6—10 кВ, подающая питание на трансформаторные подстанции или (и) на вводы электроустановок потребителей от РП или ЦП.

Трансформаторная подстанция (ТП) — электроустановка, осуществляющая понижение напряжения в распределительной электрической сети с 6—10 кВ на уровень до 1 кВ, чаще всего 0,4 кВ. В типовых ТП городской сети устанавливаются трансформаторы с номинальной мощностью S_H0M = (400...1250) кВА, а на промышленных предприятиях— 630...2500 кВА.