Conception et modes de fonctionnement du réseau électrique urbain

Le réseau électrique de la ville est un complexe de réseaux d'alimentation avec une tension de 110 (35) kV et plus, de réseaux de distribution avec une tension de 10 (6) - 20 kV, contenant des sous-stations de transformation et des lignes reliant la centrale de chauffage aux sous-stations de transformation et sous-stations de transformation, ainsi que les entrées des consommateurs et des réseaux de distribution avec une tension de 0,38 kV (Fig. 1.).

L'ensemble de réseaux spécifié sert à approvisionner les utilisateurs des services publics (bâtiments résidentiels, institutions communales), petits, moyens et parfois grands clients industriels situés dans la ville.

Les réseaux d'alimentation avec une tension de 110 (35) kV et plus sont construits avec une redondance sur les lignes et les transformateurs dont la puissance, lorsqu'ils sont alimentés par des lignes aériennes avec une tension de 110 kV, est de 25 MBA, et à 220 kV - 40 MVA. Ce sont les soi-disant motifs en anneau qui entourent la ville. Les schémas de réseaux urbains sont planifiés sur la base de la nécessité d'assurer un degré approprié de fiabilité de l'alimentation électrique des consommateurs appartenant à une certaine catégorie.

Riz. 1.Système d'alimentation électrique de la ville

Dans le réseau de la ville pour l'alimentation électrique des consommateurs, les catégories I d'une capacité de 10 à 15% de la capacité totale de tous les consommateurs comprennent: les salles d'opération et de maternité des hôpitaux, les chaufferies de la première catégorie, les moteurs électriques du réseau et les pompes d'alimentation de chaufferies de deuxième catégorie, stations d'approvisionnement en eau et d'assainissement, stations de télévision, répéteurs, ascenseurs, musées d'importance nationale, salles de contrôle centrales des réseaux électriques et de chauffage de la ville, réseaux d'alimentation en gaz et éclairage extérieur. Un groupe spécial de récepteurs électriques de catégorie I comprend les édifices gouvernementaux et les institutions.

Aux catégories de récepteurs électriques II, dont la capacité est de 40 à 50% de la capacité totale de tous les utilisateurs du réseau de la ville, comprend les bâtiments résidentiels avec récepteurs de cuisson électriques de plus de 8 appartements, les bâtiments résidentiels de 6 étages ou plus, les dortoirs, les établissements d'enseignement établissements.

Voir également: Régimes d'alimentation pour les utilisateurs de la catégorie II

La capacité des consommateurs d'électricité de catégorie III est de 30 à 50% de la capacité totale des consommateurs du réseau de la ville. Ceux-ci incluent tous les récepteurs électriques qui n'appartiennent pas aux récepteurs électriques de catégorie I et II.

Les lignes électriques d'une tension allant jusqu'à 20 kV du réseau de la ville dans les zones de construction avec des bâtiments de 4 étages et plus sont réalisées par câble (avec des conducteurs en aluminium, avec des gaines scellées en plomb, en aluminium, en plastique ou en caoutchouc et une armure de bandes d'acier) et sont posés dans des tranchées de terre, des blocs (avec une probabilité importante de dommages mécaniques), des canaux et des tunnels (lorsque les lignes sortent du processeur).

Dans les zones où la ville est construite, des leviers sur 3 étages et sous des lignes électriques d'une tension allant jusqu'à 20 kV sont construits par voie aérienne. Pas plus de 3 sections avec des sections différentes sont autorisées sur une ligne de distribution. La section transversale de la ligne de câble doit être d'au moins 35 mm2. Les lignes de câbles électriques sont généralement posées dans des itinéraires différents ou dans des tranchées différentes.

Les lignes électriques aériennes d'une tension allant jusqu'à 20 kV sont construites avec des isolateurs à broches sur des supports en bois (avec des fixations en béton armé) ou en béton armé avec des fils en acier-aluminium d'une surface allant jusqu'à 70 mm2 situés horizontalement et le long d'un triangle. Sur une ligne avec une tension allant jusqu'à 1 kV, le fil neutre est situé sous les fils de phase et les fils pour l'éclairage extérieur sont sous le fil neutre.

Les sous-stations de transformation et les points de distribution sont principalement construits de type autonome et fermé avec un équipement de montage interne. Ces constructions se distinguent par des volumes importants de la partie construction (jusqu'à 324 m3). Ils sont également utilisés intégrés dans les bâtiments, attachés aux bâtiments et souterrains TP et RP. Dans les zones avec des réseaux aériens, il y a des sous-stations de transformation de mât.

Les bâtiments TP ou RP peuvent être en brique, en bloc ou en panneau. De plus, des sous-stations de transformation complètes sont utilisées pour l'installation à l'intérieur et à l'extérieur, permettant une connexion par ligne aérienne ou par câble et composées d'un transformateur et d'un appareillage de commutation de 0,38 kV.

Un réseau avec une tension de 6 à 20 kV fonctionne avec un neutre isolé ou compensé, ce qui oblige à choisir une isolation pour la tension du réseau.En présence d'une compensation des courants capacitifs de défaut à la terre, les réseaux câblés peuvent fonctionner longtemps en mode monophasé-défaut à la terre. Voir ici pour plus de détails : L'utilisation de réseaux électriques à neutre isolé

Lors du choix des paramètres des équipements (commutateurs) pour les réseaux de distribution, il est nécessaire de tenir compte du fait que la puissance de court-circuit dans un réseau urbain avec une tension de 6 et 10 kV sur les bus 6-10 kV du processeur ne doit pas dépasser 200 et 350 MBA, respectivement. Cela est dû à la nécessité d'assurer la résistance thermique des lignes de câbles.

Les caractéristiques du mode de fonctionnement du réseau urbain comprennent :

• des pics de charge prononcés dans le programme de charge quotidien, ce qui entraîne une charge inégale sur les équipements du réseau au cours de la journée et de l'année ;

• faible facteur de puissance des consommateurs d'énergie avec une tendance à diminuer davantage ;

• croissance continue de la consommation d'électricité.

La prise de décision dans la sélection des paramètres du réseau électrique urbain dans le processus de conception, ainsi que dans la connexion de nouvelles connexions au réseau exploité, est basée sur la connaissance des charges calculées des éléments individuels de l'alimentation électrique système.

Le calcul de la charge consiste à déterminer sa valeur à l'entrée de chaque utilisateur puis à trouver la charge d'un élément individuel du réseau. Les consommateurs d'énergie électrique du réseau de la ville sont conditionnellement divisés en bâtiments résidentiels et services communaux. La charge des entreprises industrielles connectées au réseau de la ville est prise en fonction de leurs projets d'alimentation électrique ou en fonction de mesures réelles.

Afin de développer des projets scientifiques pour le développement du réseau électrique, il est nécessaire de prévoir la consommation d'électricité sur une période de plus de 10 ans. Des prévisions à court terme et opérationnelles (de quelques heures à la saison) sont réalisées pour la gestion opérationnelle du réseau.

La gestion de la charge, afin de réduire la consommation d'électricité aux heures de pointe et d'assurer l'équilibre de la puissance active, ainsi que le fonctionnement le plus économique des centrales, se réduit à égaliser le programme de charge journalier au détriment des consommateurs (augmentation de la charge la nuit et diminue pendant les heures de pointe). Le moyen le plus efficace d'inciter les consommateurs à travailler la nuit est une baisse du tarif de l'électricité à certaines heures.