Схема развития электрической сети ээс

Проектирование развития ЭЭС выполняется для:

· схем развития Единой энергетической системы (ЕЭС) России и Объединенных энергетических систем (ОЭС);

· схем развития Районных энергетических систем (РЭС);

· схем развития распределительных сетей 35…220 кВ;

· схем внешнего электроснабжения объектов промышленности и сельского хозяйства.

Проектирование ЭЭС состоит в разработке и технико-эко­но­ми­чес­ком обосновании решений, определяющих развитие ЭЭС, обеспечивающих при наименьших затратах снабжение потребителей электрической и тепловой энергией при выполнении технических ограничений по надежности электроснабжения и качеству электроэнергии.

РАО «ЕЭС России» является составной частью Отрасли электроэнергетики России. В составе РАО «ЕЭС России» выделяются: Общество – головная (материнская) компания РАО «ЕЭС России», включая филиалы и представительства; Холдинг – Общество и его дочерние и зависимые общества АО-энерго и АО-электростанции, в том числе АО «Новосибирскэнерго»; Группа – Холдинг и все остальные дочерние и зависимые общества, включая научно-исследовательские, проектно-конструкторские организации, строительные, обслуживающие и непрофильные организации[*].

Проект развития электрических сетей может выполняться в рамках одного АО-энерго в качестве самостоятельной работы, называемой «Схема развития электрической сети РЭС», или как составная часть схемы развития ОЭС и ЕЭС.

К основным вопросам, которые решаются по схеме развития распределительных сетей РЭС, относятся:

· выбор конфигурации электрической сети, типов подстанций, номинальных напряжений и сечений проводников ЛЭП, а также схем и оборудования подстанций;

· баланс мощностей, выбор типа и мест размещения КУ, а также способов регулирования напряжения.

При решении этих вопросов предлагаются несколько конкурентно-способных вариантов схем, которые сопоставляются на основе технико-экономических критериев. Все варианты должны удовлетворять требуемой степени надежности, определенной ПУЭ.

Варианты схем электрических сетей намечаются исходя из наименьшей суммарной длины новых линий, кратчайшего пути от новых пунктов нагрузок до источников питания, требуемого уровня надежности электроснабжения потребителей и перспективы дальнейшего развития энергосистемы.

Первым этапом создания вариантов схем электрической сети является выбор конфигурации сети (графа сети). Между источниками питания и новыми пунктами нагрузок с учетом их расположения на местности в масштабе проводятся линии, которые отображают расположение новых ЛЭП. Наметив, таким образом, несколько схем следует определить их номинальные напряжения, число ступеней трансформации на подстанциях, скорректировать расстояния между подстанциями с учетом условий прокладки трассы под будущие ЛЭП и вновь рассмотреть варианты конфигурации сети.

При выборе сечений проводов линий количество рассматриваемых вариантов возрастает, так как для одной и той же линии можно применять разные марки проводов. Здесь используют дополнительные критерии выбора сечений проводов для сокращения количества рассматриваемых вариантов.

Конфигурации схем электрических сетей разделяют на разомкнутые и замкнутые. В общем нельзя сказать какую именно конфигурацию следует принять в конкретном случае. Как правило, нужны дополнительные расчеты, подтверждающие целесообразность принимаемых решений. Поэтому среди намечаемых вариантов конфигураций сети должны быть как разомкнутые, так и замкнутые виды конфигураций.

Несмотря на многообразие применяемых конфигураций и схем, любую сеть можно разделить на отдельные участки, опирающиеся на центры питания (ЦП), и отнести к одному из рассмотренных ниже типов (рис. 7.1).

Одинарная радиальная сеть (рис. 7.1, а) является наиболее дешевой, однако обеспечивает наименьшую надежность; получила широкое распространение как первый этап развития сети – при небольших нагрузках присоединенных подстанций и возможности их резервирования по сети СН или НН.

Двойная радиальная сеть (рис. 7.1, б) за счет дублирования линии (двухцепная или две одноцепные ЛЭП) обеспечивают резервирование питания потребителей. Эта схема характеризуется равномерной загрузкой обеих линий и обеспечивает возможность присоединения подстанции по простейшим схемам.

При электроснабжении района от одного ЦП находят применение замкнутые сети кольцевой конфигурации одинарные (рис. 7.1, в) и двойные (рис. 7.1, г). Достоинством этих схем является высокая надежность электроснабжения потребителей (обеспечивается питание каждого потребителя по двум независимым участкам сети) и возможность применения простых схем присоединения подстанций.

Рис.7.1. Основные типы конфигурации электрической сети

Широкое применение находит замкнутая одинарная сеть, опирающаяся на два ЦП – линия с двусторонним питанием. Эта конфигурация образуется в результате поэтапного развития сети между двумя ЦП. Преимуществами такой конфигурации являются возможность охвата территории сетями, создание «шин» между двумя ЦП для присоединения по мере необходимости новых подстанций, уменьшение суммарной длины ВЛ по сравнению с присоединением каждой подстанции по кратчайшему пути, что приводит к созданию сложнозамкнутой сети, возможность присоединения подстанций по упрощенным схемам.

Модификацией замкнутой одинарной сети является замкнутая двойная сеть, опирающаяся на два ЦП (рис. 7.1, е). Применяется при более высоких плотностях нагрузок, обладает теми же преимуществами, что и одинарная сеть.

Узловая сеть (рис. 7.1, ж) имеет более высокую надежность, чем предыдущие конфигурации сети, за счет присоединения к трем ЦП, однако плохо управляема в режимном отношении и требует сооружения сложной узловой подстанции.

Многоконтурная сеть (рис. 7.1, з) является, как правило, результатом неуправляемого развития сети в условиях ограниченного количества и неравномерного размещения ЦП. Характеризуется сложными схемами подключения подстанций и трудностями обеспечения оптимального режима.

Пример. Рассмотрим варианты конфигурации схемы электрической сети для электроснабжения трех новых нагрузок, план расположения которых на местности относительно ЦП в масштабе дан на рис. 7.2, а. Расстояния между ближайшими пунктами нанесено на плане в километрах (рис. 7.2, а). Мощности нагрузок новых пунктов равны: P ₁ = 40 МВт, P ₂ = 30 МВт, P ₃ = 25 МВт. Пункт 1 расположен ближе всех к ЦП и мощность его нагрузки самая большая, следовательно, следует сразу предусмотреть его питание по кратчайшему пути и наметить двухцепную линию ЦП-1. Питание остальных двух пунктов нагрузки может быть выполнено по различным вариантам через пункт 1: четырем вариантам разомкнутого типа (рис. 7.2, б,в,г) и двум вариантам замкнутого типа (рис. 7.2, д, е).

Рис. 7.2. Варианты конфигурации схем электрической сети

Следует сразу убрать из рассмотрения вариант д, так как дублирование линий в кольце является излишним и приведет к необоснованному удорожанию сети. Рассмотрим три варианта разомкнутых схем б, в и г с точки зрения критерия суммарной длины линий, причем длину линии ЦП-1 не будем учитывать, так как она присутствует во всех вариантах. Вариант в имеет самую маленькую суммарную длину линий L _в = 15 + 20 = 35; другие варианты: L _б = 20 + 25 = 45, L _г = 25 + 15 = 40.

Из дальнейшего рассмотрения можно убрать вариант г, так как по способу присоединения подстанций он равноценен лучшему варианту в, а также имеет питание пункта 2 «по обходному пути», т. е. через пункт 3 слева направо и далее назад к пункту 2. Это необоснованно увеличивает длину пути питания пункта 2, что скажется как на увеличении стоимости сооружаемых линий, так и завышении потерь электрической энергии.

Из оставшихся двух вариантов разомкнутого типа на данном этапе нельзя выбрать лучший. Несмотря на меньшую суммарную длину вариант в имеет недостатки. Во-первых, питание пункта осуществляется по пути через транзитный пункт 2, что, естественно, увеличивает потери энергии, а во-вторых, загрузка линии 1-2 будет выше, чем в другом варианте, что повлечет выбор большего сечения проводов и увеличение стоимости капитальных вложений. В то же время вариант в имеет более простую схему присоединения к сети подстанции 1 – количество отходящих линий здесь меньше, но для подстанции 2 наоборот схема несколько сложнее, так как в варианте б подстанция 2 становится тупиковой, схема присоединения которой к сети является одной из самых простых и дешевых.

Вариант кольцевого типа е ничем не уступает по надежности электроснабжения и ориентировочной стоимости сооружения сети (линии, входящие в кольцо одноцепные, а, следовательно, дешевле двхуцепных). Дать сравнительную оценку величины потерь энергии в этом варианте на этапе предварительного выбора конфигурации сети нельзя.

Следовательно, для дальнейшего рассмотрения следует выбрать три варианта конфигурации сети: б, в и е. После выбора номинальных напряжений линий и количества номинальных напряжений на подстанциях можно вторично рассмотреть выбранные конфигурации сети.