Projeto e modos de operação da rede elétrica urbana

A rede elétrica da cidade é um complexo de redes de alimentação com tensão de 110 (35) kV e mais, redes de distribuição com tensão de 10 (6) - 20 kV, contendo subestações transformadoras e linhas conectando a estação de aquecimento central com subestações transformadoras e subestações transformadoras, bem como entradas para consumidores e redes de distribuição com tensão de 0,38 kV (Fig. 1.).

O complexo especificado de redes serve para abastecer usuários de serviços públicos (edifícios residenciais, instituições comunitárias), pequenos, médios e às vezes grandes clientes industriais localizados dentro da cidade.

As redes de alimentação com tensão de 110 (35) kV e superior são construídas com redundância em linhas e transformadores, cuja potência, quando fornecida por linhas aéreas com tensão de 110 kV, é de 25 MBA e a 220 kV - 40 MVA. Esses são os chamados padrões de anéis que cercam a cidade. Os esquemas de redes urbanas são planejados com base na necessidade de garantir um grau adequado de confiabilidade no fornecimento de energia aos consumidores pertencentes a uma determinada categoria.

Arroz. 1.Sistema de abastecimento de energia da cidade

Na rede da cidade para fornecimento de energia de consumidores I categorias com capacidade de 10 - 15% da capacidade total de todos os consumidores incluem: enfermarias de operação e maternidade de hospitais, caldeiras de primeira categoria, motores elétricos de rede e bombas de alimentação de caldeiras de segunda categoria, estações de abastecimento de água e esgoto, estações de televisão, repetidores, elevadores, museus de importância estadual, salas de controle central das redes elétrica e de aquecimento da cidade, redes de abastecimento de gás e iluminação externa. Um grupo especial de receptores elétricos de Categoria I inclui edifícios e instituições governamentais.

Para as categorias de receptores elétricos II, cuja capacidade é de 40 a 50% da capacidade total de todos os usuários da rede da cidade, inclui edifícios residenciais com receptores elétricos de cozinha com mais de 8 apartamentos, edifícios residenciais com 6 ou mais andares, dormitórios, escolas instituições.

Veja também: Esquemas de energia para usuários da categoria II

A capacidade dos consumidores de eletricidade da categoria III é de 30 a 50% da capacidade total dos consumidores da rede da cidade. Estes incluem todos os receptores elétricos que não pertencem aos receptores elétricos da categoria I e II.

As linhas de energia com tensão de até 20 kV da rede da cidade em áreas de construção com edifícios de 4 andares e mais são realizadas por cabo (com condutores de alumínio, com bainhas seladas de chumbo, alumínio, plástico ou borracha e armadura de tiras de aço) e são colocados em trincheiras de terra, blocos (com grande probabilidade de danos mecânicos), canais e túneis (quando as linhas saem do processador).

Nas áreas onde a cidade é construída, alavancas em 3 andares e sob linhas de energia com tensão de até 20 kV são construídas por via aérea. Não são permitidas mais de 3 seções com seções transversais diferentes em uma linha de distribuição. A área da seção transversal da linha do cabo deve ser de pelo menos 35 mm2. As linhas de cabos de energia geralmente são colocadas em rotas diferentes ou em valas diferentes.

As linhas aéreas de energia com tensão de até 20 kV são construídas com isoladores de pinos em madeira (com conexões de concreto armado) ou suportes de concreto armado com fios de aço-alumínio com área de até 70 mm2 localizados horizontalmente e ao longo de um triângulo. Em uma linha com tensão de até 1 kV, o fio neutro está localizado sob os fios de fase e os fios para iluminação externa estão sob o fio neutro.

Subestações de transformadores e pontos de distribuição são construídos principalmente como tipo fechado e independente com equipamento de montagem interna. Estas construções distinguem-se por volumes significativos da parte construtiva (até 324 m3). São também utilizados embutidos em edifícios, anexos a edifícios e subterrâneos TP e RP. Em áreas com redes aéreas, existem subestações transformadoras de mastro.

Os edifícios TP ou RP podem ser de tijolo, bloco, painel. Além disso, subestações transformadoras completas são usadas para instalação interna e externa, fornecendo conexão aérea ou de linha de cabo e consistindo em um transformador e um painel de distribuição de 0,38 kV.

Uma rede com tensão de 6 a 20 kV opera com neutro isolado ou compensado, o que leva à necessidade de escolher o isolamento para a tensão da rede.Na presença de compensação para correntes capacitivas de falta à terra, as redes de cabos podem operar por um longo tempo no modo monofásico para falta à terra. Veja aqui mais detalhes: A utilização de redes elétricas com neutro isolado

Ao escolher os parâmetros dos equipamentos (interruptores) para redes de distribuição, é necessário levar em consideração que a potência de curto-circuito em uma rede urbana com tensão de 6 e 10 kV nos barramentos de 6 a 10 kV do processador não deve exceder 200 e 350 MBA, respectivamente. Isso se deve à necessidade de garantir a resistência térmica das linhas de cabos.

Os recursos do modo de operação da rede da cidade incluem:

• picos de carga pronunciados na programação de carga diária, o que leva a uma carga desigual nos equipamentos de rede durante o dia e o ano;

• baixo fator de potência dos consumidores de energia com tendência a diminuir ainda mais;

• crescimento contínuo do consumo de eletricidade.

A tomada de decisão na seleção dos parâmetros da rede elétrica urbana no processo de seu projeto, bem como na conexão de novas conexões à rede operada, é baseada no conhecimento das cargas calculadas de elementos individuais da fonte de alimentação sistema.

O cálculo da carga consiste em determinar seu valor na entrada de cada usuário e, em seguida, encontrar a carga de um elemento de rede individual. Os consumidores de energia elétrica na rede da cidade são divididos condicionalmente em edifícios residenciais e serviços comunitários. A carga dos empreendimentos industriais conectados à rede da cidade é tomada de acordo com seus projetos de fornecimento de energia ou de acordo com medições reais.

Para desenvolver projetos de base científica para o desenvolvimento da rede elétrica, é necessário prever o consumo de eletricidade por um período superior a 10 anos. As previsões operacionais e de curto prazo (de algumas horas até a temporada) são feitas para o gerenciamento operacional da rede.

A gestão de carga, de forma a reduzir o consumo de eletricidade nas horas de ponta e garantir o equilíbrio da potência ativa, bem como o funcionamento mais económico das centrais elétricas, reduz-se a equalizar o horário de carga diário em detrimento dos consumidores (aumento da carga à noite e diminui durante as horas de ponta). O meio mais eficaz de incentivar os consumidores a trabalhar à noite é uma tarifa de eletricidade mais baixa durante certas horas.