Методы проектирования основных сетей ЭЭС

Основными целями при проектировании Единой национальной электрической сети являются:

- обеспечение всем субъектам оптового рынка условий для беспрепятственной поставки на рынок своей продукции на конкурентной основе при наличии спроса на нее;

- обеспечение всем субъектам рынка возможности получения продукции с рынка в необходимом объеме с требуемой надежностью и нормативными стандартами качества при оплате ее по цене оптового рынка;

- минимизация в сетевой инфраструктуре рынка технических ограничений в экономически обоснованных пределах, приводящих к снижению против возможных, предлагаемых продавцами (покупателями) объемов покупки (продажи) электроэнергии или вынужденной коррекции рыночной цены электроэнергии из-за ограничений на свободу предложений;

- снижение затрат на производство, транспорт и распределение электроэнергии за счет ввода электросетевых объектов.

При проектировании развития электрических сетей решаются следующие вопросы:

- выбор напряжения и схемы сетей; определение мест размещения новых подстанций;

- предварительный выбор схем электрических соединений электростанций и подстанций;

- определение сечения проводов линий электропередачи, числа и мощности трансформаторов на подстанциях; выбор способов регулирования напряжения и распределение мощностей в сетях;

- определение типа, мощности и размещения компенсирующих устройств;

- разработка мероприятий по ограничению токов К.З.;

- обоснование экономической эффективности намеченного развития сети;

- определение объемов капиталовложений и очередности сооружения электросетевых объектов.

Напряжения электрических сетей переменного тока выбираются в соответствии со шкалой номинальных напряжений, принятых в большинстве региональных энергосистем России: 35-110-220-500-1150 кВ. В ОЭС Северо-Запада и частично в ОЭС Центра и Северного Кавказа используется шкала 35-110-330-750 кВ. В ОЭС Северного Кавказа высшим напряжением является напряжение 500 кВ.

В ОЭС Центра сети 330 и 750 кВ, а в ОЭС Северного Кавказа сети 330 кВ развиваются, как правило, в пределах районов их существующего распространения.

На современном этапе развития ЕЭС России системообразующие функции выполняют сети 500 кВ и выше, а в ряде энергосистем - 330 и 220 кВ.

Сочетания напряжений, входящих в разные шкалы, например 220-330 кВ, 330-500 кВ, 500-750 кВ, как правило, не должны применяться, кроме районов стыкования сетей, использующих разные шкалы номинальных напряжений. Количество подстанций, на которых намечено осуществить связь сетей с разными шкалами напряжений, должно быть минимальным.

Применение напряжения 150 кВ ограничивается в пределах Кольской энергосистемы.

При разработке вариантов схемы сети трассы ВЛ и площадки ПС намечаются с использованием картографического материала. С учетом намеченного развития сети трассы должны учитывать возможность присоединения к ВЛ намечаемых подстанций, а площадки ПС - планируемого их расширения.

Протяженность намечаемых ВЛ при отсутствии более точных данных может быть принята на 18-20 % больше воздушной прямой (большее значение относится к территориям с высокой плотностью застройки, развитой сетью дорог и инженерных коммуникаций, интенсивной хозяйственной деятельностью). В районах городской и промышленной застройки, а также в других сложных случаях длину ВЛ следует принимать с учетом конкретных условий.

Выбор схем электрических сетей выполняется, как правило, на следующие перспективные уровни:

- ЕНЭС - расчетный срок - 10 лет;

- распределительная сеть - расчетный срок - 5 лет;

- сеть внешнего электроснабжения промышленных предприятий, электрифицируемых участков железных дорог, перекачивающих станций магистральных нефтепроводов, газопроводов и продуктопроводов, выдачи мощности электростанций и т.п. - сроки ввода в работу (освоения мощности) объекта, с которым связано сооружение проектируемой сети.

При рассмотрении вариантов развития электрической сети, в одном из которых обосновывается целесообразность введения более высокого класса напряжений, рекомендуется рассматривать период, соответствующий полному использованию варианта с более высоким классом напряжения.

При проектировании сети 220-330 кВ рекомендуется:

- использовать в сети одно- и двухцепные ВЛ 220-330 кВ;

при питании ПС по одноцепной ВЛ с двухсторонним питанием общее число промежуточных ПС не должно превышать трех, а длина такой ВЛ не должна быть больше 250 км;

- присоединять к двухцепной ВЛ 220 кВ с двухсторонним питанием до пяти промежуточных ПС. При этом присоединение ПС рекомендуется принимать по схеме «мостик» или блочной схеме (от одной или двух ВЛ 220 кВ);

- проектировать сеть 220-330 кВ внешнего электроснабжения крупных и крупнейших городов с использованием принципа кольцевой конфигурации. В системе электроснабжения этих городов рекомендуется предусматривать сооружение не менее двух ПС 220-330 кВ, через которые осуществляется связь с сетью энергосистемы, а питающие ВЛ рекомендуется прокладывать по различным трассам. При присоединении сети крупных и крупнейших городов к энергосистеме рекомендуется обеспечивать минимальные транзитные перетоки мощности через городскую сеть. Общее количество и пропускная способность линий, связывающих сети этих городов с энергосистемой, рекомендуется выбирать с учетом обеспечения питания городских потребителей без ограничений при отключении двухцепной питающей ВЛ 220 кВ;

-выполнять, как правило, подстанции 220-330 кВ двухтрансформаторными. При большой концентрации нагрузок ПС 330 кВ могут выполняться с учетом установки трех-четырех трансформаторов. Установка на ПС одного трансформатора допускается временно (первый этап развития двухтрансформаторной ПС) при обеспечении резервирования потребителей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Волькенау И.М. и др. Экономика формирования электроэнергетических систем/И.М. Волькенау, А.Н. Зейлигер, Л.Д. Хабачев; Под ред. А.А. Троицкого. –М.: Энергия, 1981. -320 с.

2. Салливан Р. Проектирование развития электроэнергетических систем: Пер. с. англ. -М.: Энергоиздат, 1982. –360 с.

3. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. –3-е изд., перераб. И доп. –М.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.

4. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д.Л. Файбисовича. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 320 с.

5. Электротехнический справочник: В 4 т. Т3. Производство, передача и распределение электрической энергии /Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). –8-е изд., испр. И доп. –М.: Изд-во МЭИ, 2002. –964 с.

6. Концепция технической политики РАО «ЕЭС России». Электрические станции, 2005, №10, С. 2 – 19.

7. Чемоданов В.И. О перспективах развития электрических сетей ЕЭС России. Энергетик, 2008, № 2, С. 21.

8. Методические рекомендации по проектированию развития энергосистем. СО 153-34.20.118-2003. Утверждены приказом Минэнерго России от 30.06.03 № 281