Особенности развития электрических сетей мегаполисов
В мегаполисах должны преимущественно использоваться кабельные линии электропередачи различных классов напряжения, а проходящие по их территории воздушные линии электропередачи должны постепенно заменяться кабельными или газоизолированными линиями.
При построении основной сети мегаполисов необходимо рассматривать создание глубоких вводов на номинальном напряжении до 500 кВ включительно.
Внешнее электроснабжение мегаполиса должно быть организовано
с соблюдением следующих требований:
Пропускная способность электрических сетей, обеспечивающих связь объектов электроэнергетики, расположенных на территории мегаполиса,
с объединенной энергосистемой должна составлять не менее 20 процентов
от суммарной нагрузки потребителей мегаполиса.
Наличие трех и более опорных подстанций высшим классом напряжения
220 кВ и выше, имеющих связи с объединенной энергосистемой (Единой энергетической системой России).
Суммарная величина установленной мощности автотрансформаторов высшим классом напряжения на одной опорной подстанции не должна превышать 20 процентов от величины максимальной мощности нагрузки мегаполиса.
Наличие электрических связей классом напряжения 220 кВ
и выше, соединяющих опорные подстанции и обеспечивающих их взаимное резервирование.
На опорных подстанциях должны быть установлены агрегаты бесперебойного питания (в том числе дизель-генераторы, аккумуляторные батареи повышенной емкости, накопители – мощностью до 1 мегаватта) для резервирования питания электроприемников собственных нужд в течение не менее 24 часов.
Внутреннее электроснабжение мегаполиса должно быть организовано
с соблюдением следующих требований:
При проектировании новых и реконструкции существующих объектов электроэнергетики, для городов Москва и Санкт-Петербург необходимо учитывать более тяжелые расчетные возмущения по отношению к требованиям по устойчивости:
одновременное отключение на электростанции всех генераторов;
отключение на подстанции распределительного устройства любого класса напряжения;
отключение на электростанции распределительного устройства любого класса напряжения;
одновременное отключение кабельных линий электропередачи, расположенных в одном коллекторе.
Линии электропередачи, предназначенные в основном для освещения улиц, должны выполняться с использованием изолированных проводов с применением арматуры, обеспечивающей их подвеску
и подключение светильников либо кабельными линиями.
Вновь сооружаемые подстанции 6-20 кВ должны выполняться в закрытом исполнении с применением компактного первичного электротехнического оборудования (преимущественно элегазового, вакуумного) и иметь минимальные размеры, обеспечивающие при этом надлежащий уровень безопасности, в том числе экологической, и удобство эксплуатации, а также вписываться в архитектурный облик ландшафта мегаполиса.
В мегаполисах подстанции напряжением 110 кВ и выше должны быть закрытого (в том числе подземного) исполнения.
Вновь сооружаемые в мегаполисах подстанции глубокого ввода высокого напряжения (220 кВ и выше), должны размещаться в центрах электрических нагрузок (в узлах потребления) и быть запитаны не менее чем от двух объектов внешнего электроснабжения мегаполиса или двух опорных подстанций линиями, проходящими по географически разнесенным трассам.
Для размещения электросетевого хозяйства должно активно осваиваться подземное пространство мегаполисов, сооружаться глубокие высоковольтные кабельные вводы, предусматриваться резервирование территории для строительства кабельных сооружений, связанное с проектами развития территорий, реконструкцией и строительством новых инфраструктурных объектов.
Схема электроснабжения в мегаполисах должна обеспечивать, минимальное время восстановления электроснабжения потребителей при возникновении аварийных режимов, посредством применения сетевого резервирования, секционирования сети, применения быстродействующих устройств АВР.
В послеаварийном режиме, восстановление электроснабжения потребителей должно производиться в последовательности, зависимой от важности объекта в системе функционирования и жизнеобеспечения города (системы теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, метрополитен, высотные здания, больницы, детские учреждения, вокзалы, железные дороги и средства регулирования автомобильных дорог, связь, телевидение, радио и др.). Такие потребители должны дополнительно располагать собственной системой жизнеобеспечения, оснащенной автономным источником электроснабжения.
Система жизнеобеспечения потребителя в отсутствие электроснабжения от электрической сети общего назначения должна обеспечивать безопасное продолжение производственного процесса до его окончания (по полному или сокращенному циклу) либо выполнение всех технических и организационных мероприятий по безопасному и безаварийному прекращению производственного процесса.
Потребители должны самостоятельно определять требования к надежности собственной системы электроснабжения и соответственно к параметрам системы жизнеобеспечения.
Система жизнеобеспечения должна функционировать как при полном прекращении электроснабжения от электрической сети общего назначения, так и при изменениях электрических параметров сети, в том числе кратковременных, при которых продолжение обычной работы невозможно или связано с риском возникновения опасности. Потребители должны обеспечивать постоянную работоспособность системы жизнеобеспечения и ее готовность к запуску в любой момент времени.
Технологическое присоединение ответственных потребителей к электрической сети общего назначения должно включать контроль работоспособности системы жизнеобеспечения, а также постоянный мониторинг ее состояния. Для регламентирования данных требований может разрабатываться необходимая нормативная база.
В системах энергоснабжения мегаполисов требуется выполнять мероприятия, направленные на снижение уровня токов короткого замыкания посредством разукрупнения трансформаторных подстанций, секционирования электрических сетей, а также использования различных токоограничителей для связи секций шин РУ и РП.
Рекомендуется переход на более высокие классы напряжений в распределительной сети (с 6-10 кВ на 20-35 кВ). Выбор класса напряжения должен производиться с учётом технико-экономического обоснования, а для отдельных реконструируемых объектов - с учетом особенностей существующих объектов прилегающей сети.
Следует также рассматривать переход на распределительные сети 20-35 кВ, с производством и использованием специальных трансформаторов 20-35/0,4 кВ с расщепленными обмотками низкого напряжения.
В мегаполисах необходимо создавать, а где они существуют, усовершенствовать локальные комплексы противоаварийной автоматики (ПА), позволяющие исключать развитие аварийного процесса.
Данные комплексы ПА должны учитывать качественное изменение структуры электропотребления с тенденцией постепенного уменьшения доли промышленной нагрузки и доминированием (более 70%) коммунально-бытовой нагрузки.
Локальные комплексы ПА должны строиться с учетом внедрения элементов интеллектуальных сетей, должны быть избирательными, обладать необходимым быстродействием.
Необходимо выработать экономические принципы стимулирования потребителей к участию в процессе энергосбережения и управлению активной и реактивной нагрузкой, а также закладывать указанные принципы в правила технологического присоединения и в договоры на энергоснабжение.
Для мегаполисов должны быть разработаны и реализованы программы организационно-технических мероприятий по предотвращению выхода за критические границы режима электропотребления в наиболее сложные периоды аномально низких или высоких температур окружающей среды, совпадающих с периодами максимумов нагрузки и/или с ремонтными компаниями на электросетевых объектах.
При проектировании систем электроснабжения мегаполисов следует предусматривать резервирование электрической мощности (с учетом пропускной способности электрических сетей) в размере не менее 10% от максимальной нагрузки, предусмотренной имеющимися планами перспективного развития.
Для оценки балансов мощности и энергии необходимо учитывать значения минимальной расчетной температуры, характерные для каждого климатического района.
Следует также обеспечить техническую возможность более широкого использования передвижных электростанций и подстанций.
При отработке технологии сверхпроводящих кабелей и переходе к их промышленному производству, следует рассматривать применение данной продукции в распределительных сетях мегаполисов.
|
