I.1.4. Электрические сети
а) Типы электрических сетей (см. рис. I.4):
1 – распределительные; 2 – питающие (районные); 3 – системообразующие.
К распределительным сетям непосредственно подключаются электроприемники (лампы накаливания, электродвигатели) и укрупненные потребители электроэнергии (завод). Напряжение этих сетей составляет 6-20 кВ и ниже.
Районные сети предназначены для транспорта электроэнергии от источников до крупных распределительных узлов района. Это сети напряжением 35-330 кВ.
Системообразующие сети с магистральными ЛЭП имеют номинальное напряжение 330 – 750 кВ и обеспечивают мощные связи между крупными узлами энергосистемы, а также связь РЭС или ОЭС между собой.
Для наглядного представления о месте различных типов сетей и подстанций в ЭЭС России приведен рис. I.4.
Рис. I.4. Типы электрических сетей и подстанций
П/ст1 и п/ст2 – мощные системные подстанции ОЭС «Средняя Волга». П/ст3 является сетевой. П/ст 5 и п/ст 6 – потребительские подстанции.
Части подстанций п/ст1, п/ст2, п/ст 6 и п/ст 7, имеющие напряжение 500 кВе вместе с ЛЭП-500 кВ образуют системообразующую сеть.
Части п/ст 2 и п/ст 3, имеющие напряжение 220 кВ и соединяющая их ЛЭП-220 кВ образуют районную сеть.
Части подстанций п/ст 3, п/ст 5 и п/ст 4, имеющие напряжение 6 кВ и соединяющие их ЛЭП-6 кВ образуют распределительную сеть.
Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным рабочим напряжением между фазами.
б) Уровни напряжения сетей (см. табл. I.1)
Таблица I.1.
|
|
Стандартное междуфазное напряжение, кВ |
| |||||||||||||||
|
Установки до 1 кВ |
Установки свыше 1 кВ |
| |||||||||||||||
|
Сети и приемники |
0,22 |
0,38 |
0,66 |
(3) |
(6) |
10 |
20 |
35 |
110 |
(150) |
220 |
330 |
500 |
750 |
| ||
Примечание: напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых установок не рекомендуется.
I.2 Графики нагрузок электроустановок
График нагрузки представляет собой графическое отображение режима работы электроустановки по различным параметрам.
а) Классификация графиков нагрузки.
По виду фиксируемого параметра:
графики активной мощности P;
графики реактивной мощности Q;
графики полной мощности S;
графики тока электроустановки I.
По периоду времени, за который они отражают изменение нагрузки:
суточные;
сезонные (зимние, летние);
годовые;
по месту изучения режима работы энергосистемы:
графики нагрузки потребителей, отражающие изменения нагрузки на шинах потребительских подстанций;
сетевые графики нагрузки - на шинах районных и узловых подстанций;
графики нагрузки электростанций;
графики нагрузки энергосистемы, характеризующие режим работы энергосистемы в целом.
б) Участие различных электростанций в покрытии суточного графика активной нагрузки систем (см.рис I.12).
|
|
|
Рис. I.12. Суточный график нагрузки системы и графики электростанций, участвующих в выработке электроэнергии |
В
суточном графике различают: базовую
часть, соответствующую
;
полупиковую часть
;
пиковую часть
.
Нагрузки между электростанциями в ЭЭС распределяются таким образом, чтобы обеспечить максимальную экономичность режима в целом по системе.
Покрытие базовой части суточного графика возлагают:
на АЭС, изменение режима которых нецелесообразно по соображениями безопасности;
на ТЭЦ, максимальная экономичность которых имеет место, когда электрическая мощность соответствует тепловому потреблению;
на ГЭС в размере, соответствующем минимальному пропуску воды, необходимому по санитарным требованиям и условиям судоходства;
на КЭС;
ТЭС с ПГУ.
Покрытие пиковой части графика возлагают на высокоманевренные станции (ГЭС и ТЭС с ГТУ).
Полупиковые части графика возлагаются как на высокоманевренные электростанции – это ГЭС, так и низкоманевренные (КЭС,ТЭС с ПГУ).
в) Назначение графика нагрузки.
График нагрузки предназначен для:
определения времени пуска и останова агрегата электростанций, а также включения и отключения трансформаторов на подстанциях;
определения количества вырабатываемой и потребляемой электроэнергии, а также расхода топлива и воды;
ведения экономичного режима электроустановки;
планирования сроков ремонта оборудования;
проектирования новых и расширения действующих электроустановок потребителей (энергосистем).
На рис. I.13 показан годовой график нагрузки ЭЭС.
Pн.г
t,
мес
II III I IV V VI VII VIII IX X XI XII I
Рис.I.13. Годовой график нагрузки
г) Технико-экономические показатели, определяемые по графикам нагрузки:
наибольшая мощность по суточному графику нагрузки, продолжительностью не менее 30 мин. принимается за суточный максимум нагрузки Рмакс.;
площадь, ограниченная кривой графика активной нагрузки, численно равна энергии, произведенной энергоустановкой за рассматриваемый период времени Т
,
где n - число ступеней на суточном графике; Ti - продолжительность i-той ступени; Pi - мощность соответствующей ступени;
средняя мощность нагрузки за рассматриваемый период Т
;
степень неравномерности графика оценивается коэффициентом неравномерности
Коэффициент неравномерности – это отношение значения минимальной мощности к максимальному за установленный интервал. Он не может быть больше 1 и при выравнивании графика стремиться к 1;
степень заполнения графика оценивается коэффициентом заполнения
Коэффициент заполнения показывает, во сколько раз выработанная (потребленная) энергия за рассматриваемый период времени меньше энергии, которую можно было бы выработать (потребить) за то же время, если бы нагрузка установки все время была максимальной. Коэффициент заполнения не может быть больше 1;
продолжительность использования максимума нагрузки
где Тmax - условная величина, которая показывает, сколько часов за рассматриваемый период установка должна была бы работать с неизменной максимальной нагрузкой, чтобы выработать (потребить) действительное количество электроэнергии Эа за этот период времени.
Для графиков нагрузки станций вводятся следующие показатели:
коэффициент резерва;
Коэффициент всегда должен быть больше 1.;
коэффициент использования установленной мощности:
;
продолжительность использования установленной мощности
.
Под Руст следует понимать суммарную установленную мощность всех агрегатов электростанций, в том числе и резервов. Для более эффективного использования оборудования стремятся обеспечить такой режим, чтобы Ки.уст был максимальным. В Росии в среднем Туст = 5000 ч в год.