До сих пор вопросы рационального построения системы мы рассматривали в объеме решения частных задач, например выявления технико-экономических особенностей отдельных элементов электроснабжения.
В системе электроснабжения города элементы представляют одно целое, поэтому выбор рационального построения системы включает совокупность вопросов, в процессе рассмотрения которых должны быть найдены требуемые соотношения между отдельными элементами системы, с тем чтобы ее суммарные технико-экономические показатели находились в наивыгоднейших пределах, при этом должны быть учтены местные особенности города.
При определении рациональных путей построения системы электроснабжения устанавливаются общие принципы ее выполнения, конфигурация сетей принятых напряжений, размещение подстанций и источников питания, очередность сооружения отдельных элементов системы, выбор схемы электроснабжения (т.е. определение необходимых электрических связей между всеми элементами системы).
Схема электроснабжения города в первую очередь должна базироваться на установленных оптимальных параметрах и уровнях напряжений отдельных элементов системы, а также количестве трансформаций энергии. Она должна учитывать, что некоторые элементы системы электроснабжения города являются одновременно элементами энергетической системы района, т.е. с их помощью может предусматриваться параллельная работа источников питания энергосистемы и осуществление необходимых режимов ее работы.
Следует принимать во внимание, что система предназначается для питания энергией очень большого количества потребителей. При этом выбор схемы электроснабжения города производится независимо от характера потребителей и требуемого уровня надежности питания их приемников энергии. Только суммарная мощность потребителей является критерием, с помощью которого определяется уровень надежности их питания. В частности, совокупность приемников всех категорий мощностью более 10 МВА относится к приемникам I категории. Совокупность мощностью от 400 кВ-А до 10 МВА при выполнении сетей кабелями является приемником II категории (за исключением приемников I категории).
Схема электроснабжения города базируется на заданных источниках питания. Вместе с этим должны быть выбраны, с одной стороны, источники для питания отдельных городских районов и крупных потребителей в виде городских или промышленных подстанций. С другой стороны, должны быть установлены источники, предназначенные непосредственно для питания системы электроснабжения города - районные подстанции энергосистемы.
Основной особенностью электропотребления города является беспрерывное увеличение его как за счет естественного роста, так и за счет новых потребителей.
Надежность электроснабжения, создаваемая системой, должна находиться в пределах, регламентируемых ПУЭ, который устанавливает объем резервных элементов системы для обеспечения питания потребителей города на полную мощность при различных режимах ее работы. Выбор расчетных режимов производится согласно требованиям соответствующих разделов ПУЭ, учитывающих плановые и аварийные отключения отдельных элементов системы, возможность совпадения этих отключений и т.д.
Система должна обеспечивать питание каждого узла потребителей с общей нагрузкой выше 10 МВ-А от двух независимых источников с автоматическими вводом резервных элементов и переключением питания с одного источника на другой.
При выборе схемы электроснабжения следует учитывать гибкость системы, т.е. ее приспособляемость к разным режимам распределения мощности, возникающим в процессе работы. Особенно резкое изменение режима работы возникает при внезапных отключениях отдельных элементов системы вследствие аварийного повреждения различного оборудования, кабелей и т.д. Следует считаться с необходимостью отключения элементов системы для ремонтных работ, испытаний, осмотров и других эксплуатационных надобностей.
При определении принципов построения системы электроснабжения города необходимо стремиться к тому, чтобы система обеспечивала потребность в энергии во все возрастающих размерах, имея в виду беспрерывный рост нагрузки в течение длительного времени, не требуя каких-либо коренных изменений как ее отдельных элементов, так и системы в целом. Одновременно с этим, если возникает необходимость из-за увеличения нагрузки после длительного промежутка времени или появления нового оборудования с улучшенными технико-экономическими показателями, система должна иметь возможность быть преобразованной в другую систему электроснабжения.
Проектирование системы электроснабжения должно выполняться с выявлением очередности развития на срок не менее 10 лет и возможности последующего ее расширения.
Существенным требованием является необходимость поддержания мощности короткого замыкания в пределах, допустимых для используемой аппаратуры, на всех стадиях развития системы. Последнее может осуществляться за счет деления системы на части, раздельной работы трансформаторов, использования реакторов и т.д. (в зависимости от этапа развития системы).
При всех расчетных режимах работы системы должно обеспечиваться требуемое качество энергии, подаваемой потребителям.
Требуемый уровень напряжения обеспечивается соответствующим выбором параметров отдельных элементов системы, а также за счет применения специальных мер, например, установки на ЦП трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой, использованием 'конденсаторных установок промышленных предприятий не только для компенсации реактивной мощности, но также для регулирования напряжения и т.п.
Подчеркнем экономическую целесообразность использования средств регулирования напряжения в системе электроснабжения города, так как в этом случае речь идет об использовании средств для значительной совокупности потребителей.
При выборе отдельных элементов системы электроснабжения необходимо стремиться к осуществлению совместного питания различных групп потребителей.
Согласно ПУЭ, вопросы электроснабжения потребителей должны решаться комплексно с учетом состояния энергетики данного района и выявления всех его потребителей. С целью уменьшения в электрических сетях резервов рекомендуется устройство связей между сетями различных ведомств (промышленные предприятия, коммунально-бытовые потребители и т.д.) для взаимного резервирования нагрузок.
