A K A D E M I A G Ó R N I C Z O - H U T N I C Z A
i m. S t a n i s ł a w a S t a s z i c a
WYDZIAA
ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI, INFORMATYKI i ELEKTRONIKI
K a t e d r a E l e k t r o t e c h n i k i i E l e k t r o e n e r g e t y k i
ELEKTROENERGETYCZNE SIECI ROZDZIELCZE
ELEKTROENERGETYCZNE SIECI ROZDZIELCZE
ELEKTROENERGETYCZNE SIECI ROZDZIELCZE
Wykład 1
Wykład 1
Wykład 1
OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA
ELEKTROENERGETYCZNYCH SIECI
ROZDZIELCZYCH
W. Szpyra
W. Szpyra
W. Szpyra
B-1, pok. 112b, tel.: [phone], e-mail: [e-mail]
Konsultacje: piątek godz. 1130 � 1300,
Kraków, paz
dziernik 2008
Kraków, paz
dziernik 2008
Kraków, paz
dziernik 2008
Program wykładu
1. Ogólna charakterystyka elektroenergetycznych sieci rozdzielczych.
1. Ogólna charakterystyka elektroenergetycznych sieci rozdzielczych.
2. Struktury elektroenergetycznych sieci rozdzielczych WN.
2. Struktury elektroenergetycznych sieci rozdzielczych WN.
3. Struktury elektroenergetycznych sieci rozdzielczych SN i nn.
3. Struktury elektroenergetycznych sieci rozdzielczych SN i nn.
4. Układy stacji WN/SN i SN/nn stosowanych w sieciach rozdzielczych.
4. Układy stacji WN/SN i SN/nn stosowanych w sieciach rozdzielczych.
5. Niezawodność elektroenergetycznych sieci rozdzielczych.
5. Niezawodność elektroenergetycznych sieci rozdzielczych.
6. Asymetria obcią\
enia sieci rozdzielczych.
6. Asymetria obcią\
enia sieci rozdzielczych.
7. Moc bierna w sieciach rozdzielczych.
7. Moc bierna w sieciach rozdzielczych.
8. Prognozowanie obcią\
eń sieci rozdzielczych.
8. Prognozowanie obcią\
eń sieci rozdzielczych.
9. Regulacja napięcia w sieciach rozdzielczych.
9. Regulacja napięcia w sieciach rozdzielczych.
10. Zasady oceny elektroenergetycznych sieci rozdzielczych.
10. Zasady oceny elektroenergetycznych sieci rozdzielczych.
11. Programowanie rozwoju sieci 110 kV.
11. Programowanie rozwoju sieci 110 kV.
12. Programowanie rozwoju sieci SN i nn.
12. Programowanie rozwoju sieci SN i nn.
13. Estymacja stanu pracy sieci rozdzielczych.
13. Estymacja stanu pracy sieci rozdzielczych.
14. Wpływ generacji rozproszonej na pracę sieci rozdzielczych.
14. Wpływ generacji rozproszonej na pracę sieci rozdzielczych.
15. Warunki techniczne przyłączenia odbiorów do sieci.
15. Warunki techniczne przyłączenia odbiorów do sieci.
1
Program laboratorium
Prowadzący:
Prowadzący:
mgr in\
. Wojciech Bąchorek, B-1, pok. 112b tel. [phone] ,
mgr in\
. Wojciech Bąchorek, B-1, pok. 112b tel. [phone] ,
mgr in\
. Artur Gancarz, B-1, pok. 108 tel. [phone],
mgr in\
. Artur Gancarz, B-1, pok. 108 tel. [phone],
Tematy ćwiczeń laboratoryjnych ustalają prowadzący (wybór z poni\
szej listy):
Tematy ćwiczeń laboratoryjnych ustalają prowadzący (wybór z poni\
szej listy):
1. Regulacja napięcia w elektroenergetycznej sieci rozdzielczej za pomocą kompensacji
1.
równoległej.
2. Regulacja napięcia w elektroenergetycznej sieci rozdzielczej za pomocą kompensacji
szeregowej.
3. Badanie warunków pracy sieci przy ró\
nych sposobach połączenia punktu
neutralnego z ziemią.
4. Badanie wpływu asymetrii obcią\
enia na prace linii nn.
5. Badanie wpływu asymetrii napięcia zasilającego na prace linii nn.
6. Wyznaczanie optymalnego punktu rozcięcia w sieci pętlowej SN.
7. Wybór optymalnych punktów rozcięć w terenowej sieci rozdzielczej SN.
8. Modelowanie sieci i obliczenia rozpływy mocy w sieci rozdzielczej 110 kV i SN.
9. Badanie wpływu regulacji napięcia w węzłach zasilających sieć 110 kV na straty
mocy w tej sieci.
10. Metody obliczeń macierzowych w rozległych sieciach rozdzielczych.
11. Badanie wpływu lokalnego z
ródła energii na pracę sieci SN.
11. Badanie wpływu lokalnego z
ródła energii na pracę sieci SN.
12. Metody estymacji stanu pracy sieci rozdzielczych SN
12. Metody estymacji stanu pracy sieci rozdzielczych SN
Program projektu - część I
1. Opracować projekt sieci niskiego i średniego napięcia zasilającej
osiedle mieszkaniowe:
1.1. Zaproponować rozmieszczenie obiektów w terenie (opracować plan
sytuacyjny osiedla).
1.2. Określić moc szczytową potrzebną do zasilania poszczególnych obiektów.
1.3. Oszacować roczne zu\
ycie energii.
1.4. Zaprojektować sieć niskiego i średniego napięcia zasilającą poszczególne
obiekty:
a)określić liczbę i rozmieszczenie stacji SN/nn zasilających osiedle;
b)zaprojektować trasy linii niskiego napięcia zasilających poszczególne
obiekty oraz dobrać przekroje przewodów linii ze względu na
obcią\
alność długotrwałą, warunki zwarciowe i napięciowe;
c) dobrać moc transformatorów w stacjach SN/nn;
d) zaprojektować trasy linii średniego napięcia oraz dobrać przekroje
przewodów linii ze względu na obcią\
alność długotrwałą, warunki
zwarciowe i napięciowe;
2
Program projektu - część II
1. Dokonać oceny fragmentu sieci rozdzielczej średniego napięcia
1. Dokonać oceny fragmentu sieci rozdzielczej średniego napięcia
pod względem:
pod względem:
1.1. poprawności doboru przekroju przewodów linii SN do obcią\
eń prądami roboczymi i
zwarciowymi.
1.2. Jakości energii dostarczanej do odbiorców (warunki napięciowe, pewność zasilania).
1.3. Strat mocy w sieci.
1.4 Mo\
liwości zwiększenia obcią\
enia sieci, przy zachowaniu odpowiedniej jakości
energii
2. Zaproponować dwa warianty zasilania sieci osiedla z I części projektu:
a) z ocenianej sieci,
b) z nowego GPZ
3. Zaproponować dwa warianty zasilania zakładu przemysłowego:
zasilania
a) z ocenianej sieci,
b) z nowego GPZ
4. Oszacować nakłady inwestycyjne potrzebne na realizację wariantów
przyłączenia obiektów z punktów 2 i 3.
Uwagi:1. Schemat sieci, tabela z danymi zakładu przemysłowego, współczynnikami przyrostu
obcią\
enia i odległościami obiektów od GPZ oraz istniejących linii SN zostaną wydane po
oddaniu I części projektu.
2. Wyniki obliczeń i analiz otrzymane w trakcie realizacji obu części projektu będą stanowiły
podstawę do realizacji projektu z przedmiotu  Gospodarka elektroenergetyczna w
semestrze VII.
Literatura
1. Horak J. Popczyk J.:  Eksploatacja elektroenergetycznych sieci rozdzielczych WNT Warszawa
1985.
2. Kacejko P.:  Generacja rozproszona w systemie elektroenergetycznym Wydawnictwa
Politechniki Lubelskiej, Lublin 2004.
3. Marzecki J., Parol M.:  Komputerowe projektowanie rozdzielczych sieci elektroenergetycznych
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1994.
4. Marzecki J.:  Miejskie sieci elektroenergetyczne Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej,
Warszawa 1996.
5. Marzecki J.: Rozdzielcze sieci elektroenergetyczne. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2001.
6. Dobrzańska I. pod red.:  Prognozowanie w elektroenergetyce. Zagadnienia wybrane
Wydawnictwa Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
7. Pod red. Szczęsnego Kujszczyka.:  Elektroenergetyczne sieci rozdzielcze Tom 1 i 2. Wyd. Pol.
Warszawskiej, Warszawa 2004.
8. Kulczycki J. pod. red. :  Ograniczanie strat energii elektrycznej w elektroenergetycznych sieciach
rozdzielczych Wyd. Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej Poznań,
czerwiec 2002.
9. Popczyk J., śmuda K.:  Sieci elektroenergetyczne. Ocena stanu i optymalizacja według
podejścia probabilistycznego Skrypty Uczelniane Pol. Śląskiej nr 1612, Gliwice 1991 r.
10. Poradnik In\
yniera Elektryka Tom III. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996 r.
11. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków
funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. Ustaw Nr 93 z dnia 29 maja 2007 r poz.
623).
12.  Wytyczne programowania rozwoju sieci rozdzielczych Instytut Energetyki Zakład Sieci
Rozdzielczych, Warszawa-Katowice 1986.
3
Definicja zadania i cechy charakterystyczne SEE
System elektroenergetyczny (SEE) - zbiór połączonych funkcjonalnie
System elektroenergetyczny (SEE)
urządzeń elektrycznych przeznaczonych do wytwarzania, przesyłu i
rozdziału energii elektrycznej.
Zadania SEE - zapewnienie ciągłej dostawy energii elektrycznej do
Zadania SEE
odbiorców przy zachowaniu odpowiedniej jej jakości t.j. przy
znamionowej częstotliwości i znamionowym napięciu. Koszty tego
procesu obejmujące: wytwarzanie, przesył i rozdział energii oraz
ewentualne kary za niedostarczoną energię lub jej niewłaściwą jakość
powinny być minimalne.
Cechy charakterystyczne SEE:
Cechy charakterystyczne SEE:
rozległość terytorialna - najczęściej obejmuje całe państwo;
zadania są realizowane z wymogiem natychmiastowej dostawy
energii na ka\
de \
ądanie odbiorcy - cała produkcja energii
elektrycznej jest natychmiast konsumowana bez mo\
liwości
bezpośredniego magazynowania (z pośrednich mo\
liwości
magazynowania praktyczne znaczenie mają tylko elektrownie
szczytowo-pompowe).
Elementy i charakterystyczne parametry SEE
Podstawowymi elementami SEE są:
Podstawowymi elementami SEE są:
elektrownie,
elektrownie,
sieci przesyłowe i rozdzielcze
sieci przesyłowe i rozdzielcze
układy odbiorcze.
układy odbiorcze.
Parametry charakteryzujące SEE:
Parametry charakteryzujące SEE:
moc zainstalowana - suma mocy czynnych znamionowych wszystkich
moc zainstalowana
generatorów zainstalowanych w elektrowniach.
struktura mocy - udział mocy czynnych znamionowych zainstalowanych
struktura mocy
w poszczególnych rodzajach elektrowni w mocy zainstalowanej całego
systemu.
moc szczytowa - największa moc pobierana przez odbiorniki energii
moc szczytowa
elektrycznej w ciągu roku.
roczna produkcja energii elektrycznej.
roczna produkcja energii elektrycznej
napięcia przesyłowe - napięcia znamionowe elektroenergetycznej sieci
napięcia przesyłowe
przesyłowej.
struktura sieci przesyłowej - napięcia znamionowe sieci, konfiguracja
struktura sieci przesyłowej
(układ pracy) sieci, długości linii o poszczególnych napięciach
znamionowych.
4
System elektroenergetyczny
System elektroenergetyczny
Wytwarzanie
2 � 24 kV
Przesył i wstępny rozdział
110 � 750 kV
Dystrybucja
0.4 � 30 kV
Odbiorcy: bytowo-komunani komercyjni przemysłowi
z
ródło: internet
z
ródło: internet
Struktura mocy zainstalowanej w KSE
Struktura mocy zainstalowanej w KSE
z
ródło: http://www.pse-operator.pl/images/raport2007/2007_KSE/1KSE_RYS01.03_2007.png
5
Struktura produkcji energii elektrycznej w KSE
Struktura produkcji energii elektrycznej w KSE
z
ródło: http://www.pse-operator.pl/index.php?dzid=108&did=460#r6_3
Bilans energii elektrycznej w roku 2001
2.72%
57.97%
34.22%
4.95%
0.13%
0.81%
2.27%
9.45%
4.95%
6.66%
0.156%
9.86%
69.74%
69.74%
3.64%
2.98%
36.12%
30.63%
z
ródło: http://www.pse.pl/pl/statystyka
z
ródło: http://www.pse.pl/pl/statystyka
z
ródło: http://www.pse.pl/pl/statystyka
6
Podział sieci elektroenergetycznych
Podział sieci elektroenergetycznych
Ze względu na napięcie znamionowe sieci dzieli się na:
Ze względu na napięcie znamionowe sieci dzieli się na:
Sieci najwy\
szych napięć (NN): Un >130 kV (w Polsce: 220 kV, 400 kV i
Sieci najwy\
szych napięć (NN):
750 kV)
Sieci wysokich napięć (WN): 40 kV < Un d" 130 kV (w Polsce 60 kV i 110 kV)
Sieci wysokich napięć (WN): 40 kV < Un d" 130 kV (w Polsce 60 kV i 110 kV)
Sieci średnich napięć (SN): 1 kV < Un d" 40 kV (w Polsce 3 kV, 5 kV, 6 kV, 10
Sieci średnich napięć (SN): 1 kV < Un d" 40 kV (w Polsce , 6 ,
kV, 15 kV, 20 kV, 30 kV i 40 kV;
, 15 , , kV;
Sieci niskich napięć (nn): Un d" 1 kV (w Polsce 0.4 kV, 0.5 kV, 0.66 kV i 1 kV).
Sieci niskich napięć (nn): Un d" 1 kV (w Polsce ).
Ze względu na pełnioną funkcje w SEE sieci dzieli się na:
Sieci przesyłowe  są to sieci NN (równie\
niektóre ciągi sieci 110 kV);
Sieci przesyłowe
Sieci rozdzielcze  są to sieci WN, SN i nn energetyki zawodowej;
Sieci rozdzielcze
Sieci przemysłowe i instalacje elektryczne  są to sieci WN, ŚN i nN zakładów
Sieci przemysłowe i instalacje elektryczne
przemysłowych.
Według budowy sieci dzieli się na napowietrzne i kablowe
napowietrzne i kablowe
Według systemu prądu sieci dzieli się na:
Sieci prądu przemiennego;
Sieci prądu przemiennego
Sieci prądu stałego;
Sieci prądu stałego
Sieci hybrydowe (prądu stałego i przemiennego).
Sieci hybrydowe
7
Schemat sieci przesyłowej
Schemat sieci przesyłowej
y
ródło: http://www.pse-operator.pl/index.php?dzid=80&did=23
y
ródło: http://www.pse-operator.pl/index.php?dzid=80&did=23
Hierarchiczna struktura KSE
sieci przesyłowe
sieci przesyłowe
NN
NN
SN
sieci
sieci
rozdzielcze
rozdzielcze
nn
sieci przemysłowe
sieci przemysłowe
z
ródło: [1]
z
ródło: [1]
Organizacja sektora dystrybucji energii elektrycznej
ZE Słupsk
ENERGA
Elbląskie ZE
ZE Koszalin
G8
ZE Olsztyn
Energetyka
Szczecińska ZE Bydgoszcz
ZE Białystok
ZE Toruń
ZE Gorzów
ZE Płock
Energetyka
Poznańska
STOEN
ZE Warszawa-Teren
Zielonogórskie
Energetyka
ZE
A
ódzki ZE
Kaliska
ZE A
ódz
-Teren
ZE
Lubelskie ZE
Legnica
ZE
ZE Wrocław
ZEORK
Jelenia
L6
Góra
ZE
ZE Częstochowa
Zamojska KE
ZE Opole
Wałbrzych
Rzeszowskie ZE
Będziński ZE
GZE
ZE Tarnów
Beskidzka
Energetyka
STOEN
L-6 ZE Kraków
ENEA
GZE
EnergiaPro
G-8
ENION
8
Organizacja KSE
W marcu 2006 r. Rząd przyjął "Program dla elektroenergetyki". Jednym
z celów programu jest konsolidacja firm sektora elektroenergetycznego,
Dnia 9 maja 2007 roku została utworzona Polska Grupa Energetyczna
w skład której weszły:
Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A.,
BOT Górnictwo i Energetyka S.A., (dwie kopalnie i trzy elektrownie),
Zespół Elektrowni Dolna Odra (ZEDO)
oraz osiem spółek dystrybucyjnych:
- Lubelskie Zakłady Energetyczne LUBZEL SA,
- A
ódzki Zakład Energetyczny SA,
- Rzeszowski Zakład Energetyczny SA,
- Zakład Energetyczny Białystok SA,
- Zakład Energetyczny A
ódz
-Teren SA,
- Zakład Energetyczny Warszawa-Teren SA,
- Zakłady Energetyczne Okręgu Radomsko-Kieleckiego SA,
- Zamojska Korporacja Energetyczna SA,
Organizacja KSE
Wcześniej w wyniku połączenia przedsiębiorstw dystrybucyjnych (zakładów
energetycznych) i niektórych elektrowni powstały trzy koncerny
elektroenergetyczne zajmujące się głównie produkcją i dystrybucją energii
elektrycznej:
ENERGA S.A.  przez połączenie Zakładów Energetycznych w
Elblągu, Gdańsku, Kaliszu, Koszalinie, Olsztynie, Płocku, Słupsku i
Toruniu oraz Zespołu Elektrowni Ostrołęka (1 stycznia 2005);
ENERGIA PRO S.A.  po połączeniu Zakładów Energetycznych w Jeleniej
Górze, Legnicy, Opolu, Wałbrzychu i we Wrocławiu (1 maja 2004 roku);
ENION S.A.  w której skład wyszły Beskidzka Energetyka, Będziński ZE,
ZE Częstochowa, ZE Kraków i ZE Tarnów.
Grupa Energetyczna ENEA S.A.  po połączeniu Energetyki Poznańskiej
SA, Energetyki Szczecińskiej SA, Zakładu Energetycznego Bydgoszcz SA,
Zakładu Energetycznego Gorzów SA., Zielonogórskich Zakładów
Energetycznych S.A. oraz Elektrowni  Kozienice S.A.
Obecnie ENERGIA PRO S.A. i ENION S.A. oraz Południowy Koncern
Energetyczny i Elektrownia Stalowa Wola S.A. tworzą holding Energetyka
Południe SA
Większościowe udziały w GZE i STOEN zostały sprzedane (Wattenfall i RWE)
9
Organizacja KSE
Zmienność obcią\
enia sieci rozdzielczych
Cechą charakterystyczną odbioru jest zmienność obcią\
enia. Mo\
na ją określić
w oparciu o roczne zu\
ycie energii oraz maksymalna moc pobieraną z sieci.
Dane pochodzące z bezpośrednich pomiarów dotyczą w zasadzie energii
elektrycznej. W tablicy 1 podano zu\
ycie energii przez poszczególne grupy
odbiorców w latach 1970, 1980 i 1990, ich udziały w ogólnym zu\
yciu oraz
średnie przyrosty roczne.
Tablica 1. Zu\
ycie energii elektrycznej przez grupy odbiorców (zaczerpnięto z [7] t. 1)
Średnie przyrosty roczne
Zu\
ycie Zu\
ycie Zu\
ycie
Grupa odbiorców
w 1970 r. w 1980 r. w 1990 r.
1970-80 1980-90 1970-90
GW�"h % GW�"h % GW�"h % % % %
Przemysł i wielcy odbiorcy 42305 70.8 70474 63.0 57312 50.3 5.2 -2.0 1.5
Trakcja elektryczna PKP 2306 3.8 4106 3.7 4651 4.1 5.9 1.3 3.6
Lokale mieszkalne 4165 7.0 10716 9.6 22183 19.5 10.4 7.5 8.7
Gospodarstwa rolne 1455 2.4 5365 4.8 8124 7.1 13.9 4.2 9.0
Lokale niemieszkalne 3218 5.4 7648 6.8 8218 7.2 10.9 0.7 4.8
Oświetlenie ulic 455 0.8 672 0.6 1325 1.2 3.9 7.0 5.5
Trakcja miejska 514 0.9 714 0.6 695 0.6 3.4 -0.3 1.5
Straty w sieci 5346 8.9 12202 10.9 11377 10.0 8.6 -0.7 3.8
Razem 59764 100.0 111897 100.0 113885 100.0 6.5 0.2 3.3
10
Minimalne i maksymalne obcią\
enie KSE w roku 2007.
y
ródło: http://www.pse--operator.pl/images/raport2007/2007_KSE/1KSE_RYS03.01_2007.png
y
ródło: http://www.pse-operator.pl/images/raport2007/2007_KSE/1KSE_RYS03.01_2007.png
y
ródło: http://www.pse operator.pl/images/raport2007/2007_KSE/1KSE_RYS03.01_2007.png
Średnie miesięczne krajowe zapotrzebowanie na moc w szczytach wieczornych
z dni roboczych
y
ródło:http://www.pse--operator.pl/images/raport2007/2007_KSE/1KSE_RYS03.05_2007.png
y
ródło:http://www.pse-operator.pl/images/raport2007/2007_KSE/1KSE_RYS03.05_2007.png
y
ródło:http://www.pse operator.pl/images/raport2007/2007_KSE/1KSE_RYS03.05_2007.png
11
Obcią\
enie mocą pozorną, czynną, bierną oraz cos� i tg� terenowej linii SN
5,0 1
4,5 0,9
cos�
4,0 0,8
S [MVA] P [MW]
3,5 0,7
3,0 0,6
2,5 0,5
2,0 0,4
1,5 0,3
Q [Mvar]
tg�
1,0 0,2
0,5 0,1
poniedziałek
wtorek środa czwartek piątek sobota niedziela
0,0 0
Godzina
Zmienność obcią\
enia w zimie - stacja miejska
Stacja nr 241, 6/0.4 kV, 160 kVA, 16 listopada 1999
100 1.0
90 0.9
P
Q
80 0.8
cos
tg
70 0.7
60 0.6
50 0.5
40 0.4
30 0.3
20 0.2
10 0.1
0 0.0
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Godziny doby
12
�
�
�
�
�
�
�
�
Współczynnik cos , tg
Moc pozorna [MVA], czynna [MW], bierna [Mvar]
�
�
�
�
�
�
�
�
tg , cos
Obci
ą\

enie (kW, kvar)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
9
2
5
8
1
0
3
6
9
2
5
8
1
0
3
6
9
2
5
8
1
0
3
6
9
2
5
8
1
0
3
6
9
2
5
8
1
0
3
6
9
2
5
8
1
0
3
6
9
2
5
8
1
0
1
1
1
2
0
0
0
0
1
1
1
2
0
0
0
0
1
1
1
2
0
0
0
0
1
1
1
2
0
0
0
0
1
1
1
2
0
0
0
0
1
1
1
2
0
0
0
0
1
1
1
2
Obcią\
enie stacji miejskiej w zimie  dwie kolejne doby
Stacja nr 241, 6/0.4 kV, 160 kVA
100
P (16 XI 1999)
90
P (17 XI 1999)
Q (16 XI 1999)
80
Q (17 XI 1999)
70
60
50
40
30
20
10
0
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Godziny doby
Obcią\
enie stacji miejskiej w zimie i w lecie
Stacja nr 241, 6/0.4 kV, 160 kVA
100
P (17 XI 1999)
90
Q (16 XI 1999)
80
S (17 XI 1999)
70
S (6 VI 2001)
60
50
40
30
20
10
0
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Godziny doby
13
Obci
ą\

enie (kW, kvar)
Obci
ą\

enie (kVA, kW, kvar)
Zmienność obcią\
enia w zimie - stacja wiejska
Stacja nr 179, 15/0.4 kV, 160 kVA, 12 stycznia 2000
50 1.0
45 0.9
P
40 0.8
Q
cos
35 0.7
tg
30 0.6
25 0.5
20 0.4
15 0.3
10 0.2
5 0.1
0 0.0
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Godziny doby
System elektroenergetyczny w liczbach
Rok
Urządzenia sieciowe
1990 1995 2000 2001 2005
Długość linii elektrycznych ogółem (km) 657 357 687 701 713 412 715 608 754 070
Wysokie napięcia ogółem 42 846 44 702 45 222 45 270 45 457
z tego: 750 kV 114 114 114 114 114
400 kV 3 998 4 552 4 660 4 660
220 kV 8 212 8 174 8 116 8 116
110 kV 30 522 31 862 32 332 32 380
Średnie napięcia ogółem 259 311 270 247 278 319 278 901 295 843
Niskie napięcia ogółem 355 200 372 752 389 871 391 437 412 770
126 629
Moc transformatorów sieciowych (MVA) 97 662 109 690 118 772 120 120
około 1600 stacji 110 kV/SN.
ponad 225 tys. stacji transformatorowych SN/nn, ŁSn =38 400 MVA
14
�
�
�
�
�
�
�
�
tg
, cos
Obci
ą\

enie stacji (kW, kvar)
Rozwój sieci rozdzielczych
Rozwój sieci rozdzielczych c.d.
15
Linie elektroenergetyczne i przyłącza
Linie elektroenergetyczne i przyłącza
Długość linii elektroenergetycznych (w przeliczeniu na 1 tor)
Długość linii elektroenergetycznych (w przeliczeniu na 1 tor)
Ogółem, w tym kablowe
Ogółem, w tym kablowe
Wysokie napięcia (NN + WN): 45 457 km, 79 km;
Wysokie napięcia (NN + WN): 45 457 km, 79 km;
Średnie napięcia (SN): 295 843 km, 61 988 km;
Średnie napięcia (SN): 295 843 km, 61 988 km;
Niskie napięcia (nN): 412 770 km, 125 776 km;
Niskie napięcia (nN): 412 770 km, 125 776 km;
Razem: 754 070 km, 187 843 km.
Razem:
Liczba i długość przyłączy
Liczba i długość przyłączy
Ogółem w tym: kablowe
Ogółem w tym: kablowe
Liczba [tys. szt.] 6 352 719
Liczba [tys. szt.] 6 352 719
Długość [km] 143 666 23 837
Długość [km] 143 666 23 837
średnia długość [m] 22,6 33,1
średnia długość [m] 22,6 33,1
y
ródło: ARE SA
y
ródło: ARE SA
Liczba i moc transformatorów sieciowych
Liczba i moc transformatorów sieciowych
Liczba [szt.] Moc [MVA]
NN/(NN + WN) 168 37 812
WN/SN 2 527 46 904
SN/SN 264 1 055
SN/nn 237 595 40 858
Ogółem: 240 554 126 629
y
ródło: ARE SA
y
ródło: ARE SA
16
Podział odbiorców energii elektrycznej - do 1992 roku
1. Przemysł i wielcy odbiorcy;
1. Przemysł i wielcy odbiorcy;
2. Trakcja elektryczna PKP;
2. Trakcja elektryczna PKP;
3. Odbiorcy bytowo-komunalni:
3. Odbiorcy bytowo-komunalni:
a) lokale mieszkalne - gospodarstwa domowe oraz odbiory wspólne
a) lokale mieszkalne - gospodarstwa domowe oraz odbiory wspólne
(hydrofory, windy, oświetlenie klatek schodowych itp.),
(hydrofory, windy, oświetlenie klatek schodowych itp.),
b) gospodarstwa rolne (uspołecznione i nieuspołecznione) - bez
b) gospodarstwa rolne (uspołecznione i nieuspołecznione) - bez
mo\
liwości rozdzielenia energii zu\
ywanej na cele produkcyjne
mo\
liwości rozdzielenia energii zu\
ywanej na cele produkcyjne
i bytowe,
i bytowe,
c) lokale niemieszkalne - większość obiektów u\
yteczności publicznej,
c) lokale niemieszkalne - większość obiektów u\
yteczności publicznej,
d) oświetlenie ulic - grupa ta obejmuje oświetlenie ulic, parków i
d) oświetlenie ulic - grupa ta obejmuje oświetlenie ulic, parków i
innych otwartych terenów publicznych, oraz większości przejść
innych otwartych terenów publicznych, oraz większości przejść
podziemnych,
podziemnych,
e) trakcja miejska;
e) trakcja miejska;
Odbiorców bytowo-komunalnych dzieli się na miejskich i wiejskich
Odbiorców bytowo-komunalnych dzieli się na miejskich i wiejskich
4. Straty w sieci - ró\
nica bilansowa - podział na techniczne i handlowe.
Straty w sieci - ró\
nica bilansowa - podział na techniczne i handlowe.
Podział odbiorców energii elektrycznej - od 1992 roku
Według napięć sieci zasilającej:
Według napięć sieci zasilającej:
Odbiorcy zasilani z sieci wysokiego napięcia;
Odbiorcy zasilani z sieci średniego napięcia;
Odbiorcy zasilani z sieci niskiego napięcia.
W podanych wy\
ej grupach, w dalszym ciągu, wyodrębnia się niektóre
z grup klasyfikacyjnych podziału obowiązującego do 1992 roku.
17
Polska w 2005 roku - dane ogólne
Powierzchnia: 312 683 km2;
Powierzchnia: 312 683 km2;
Liczba mieszkańców 38,2 mln;
Liczba mieszkańców 38,2 mln;
Gęstość zaludnienia 122 osób/km2;
Gęstość zaludnienia 122 osób/km2;
Produkcja energii elektrycznej 156 TWh;
Produkcja energii elektrycznej 156 TWh;
Produkcja energii elektrycznej
Produkcja energii elektrycznej
na 1 mieszkańca: 4 089 kWh/osobę.
na 1 mieszkańca: 4 089 kWh/osobę.
y
ródło: GUS, PSE-Operator SA
y
ródło: GUS, PSE-Operator SA
Liczba odbiorców końcowych
Liczba odbiorców końcowych
Odbiorcy na WN 0,3 tys.;
Odbiorcy na WN 0,3 tys.;
Odbiorcy na SN 27 tys.;
Odbiorcy na SN 27 tys.;
Odbiorcy na nN 15 734 tys.,
Odbiorcy na nN 15 734 tys.,
w tym: gospodarstwa domowe i rolne 13 648 tys.;
w tym: gospodarstwa domowe i rolne 13 648 tys.;
Ogółem: 15 762 tys.
Ogółem:
0,0018%
0,0018%
y
ródło: ARE SA
y
ródło: ARE SA
18
Sprzeda\
energii elektrycznej odbiorcom końcowym
Sprzeda\
energii elektrycznej odbiorcom końcowym
przez Spółki Dystrybucyjne
przez Spółki Dystrybucyjne
Odbiorcom na WN 24 169 GWh;
Odbiorcom na WN 24 169 GWh;
Odbiorcom na SN 34 526 GWh;
Odbiorcom na SN 34 526 GWh;
Odbiorcom na nN 47 828 GWh,
Odbiorcom na nN 47 828 GWh,
w tym: gospodarstwom domowym i rolnym 26 564 GWh;
w tym: gospodarstwom domowym i rolnym 26 564 GWh;
Ogółem: 106 532 GWh.
Ogółem: GWh.
y
ródło: ARE SA
y
ródło: ARE SA
Sprzeda\
energii elektrycznej odbiorcom końcowym
Sprzeda\
energii elektrycznej odbiorcom końcowym
Przez przedsiębiorstwa sieciowe: 98 705 GWh;
Przez przedsiębiorstwa sieciowe: 98 705 GWh;
Przez elektrownie: 5 363 GWh;
Przez elektrownie: 5 363 GWh;
Przez przedsiębiorstwa obrotu: 3 670 GWh;
Przez przedsiębiorstwa obrotu: 3 670 GWh;
Ogółem: 107 737 GWh.
Ogółem:
y
ródło: ARE SA
y
ródło: ARE SA
19
Podział sieci rozdzielczych
Według rodzaju zasilanych odbiorów:
Według rodzaju zasilanych odbiorów:
miejskie
terenowe
terenowe
przemysłowe
przemysłowe
Według napięć znamionowych:
Według napięć znamionowych:
nn - niskie napięcie - do 1 kV - 0.4 kV (przemysłowe
nn - niskie napięcie - do 1 kV - 0.4 kV (przemysłowe
0.4, 0,5, 0.66 i 1 kV);
0.4, 0,5, 0.66 i 1 kV);
SN - średnie napięcie - powy\
ej 1 kV do 40 kV - 3, 5, 6, 10, 15,
SN - średnie napięcie - powy\
ej 1 kV do 40 kV - , 6, , 15,
20, 30 i 40 kV;
20, kV;
WN - wysokie napięcie - od 60 do 130 kV - 60 i 110 kV.
WN - wysokie napięcie - od 60 do 130 kV - i 110 kV.
Według budowy:
Według budowy:
napowietrzne - mogą być z przewodami gołymi lub izolowanymi;
Kablowe
Kablowo-napowietrzne
Droga zasilania
20
Zakresy obcią\
eń sieci rozdzielczych
Histogram obcią\
eń linii SN na wyjściu z GPZ
200
ZE 1 (10 RE, 639 obw.)
176
180
ZE 2 ( 4 RE, 350 obw.)
160
140
123
120
107
100
81
80 73
60
60
48
46 46
40
31
28
27
26
25
23
15
14
20 13
11
8
7
1
0
0 - 10 10 -20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 70 - 80 80 - 90 90 - 100 >100
Zakres maksymalnych obcią\
eń obwodów na wyjściu z GPZ, w A
21
Liczba obwodów, szt
Gęstość powierzchniowa obcią\
eń
Gęstość powierzchniowa: mocy �S - kVA/km2 (MVA/km2), energii �E - MW�"h/km2
�E
przy czym zachodzi zale\
ność:
�S =
Ts �"cos �s
gdzie
Ts - roczny czas u\
ytkowania mocy szczytowej,
cos�s - współczynnik mocy obcią\
enia szczytowego.
Gęstość obcią\
enia
Sieć Rodzaj terenu (charakter zabudowy
MW/km2
nn centra du\
ych i średnich miast
5 � 30
dzielnice mieszkaniowe o zabudowie:
 wielorodzinnej
5 � 15
 jednorodzinnej
0.5 � 5.0
wsie o zabudowie skupionej
0.2 � 2.0
SN centra du\
ych i średnich miast
4 � 25
dzielnice mieszkaniowe o zabudowie
3 � 10
wielorodzinnej
du\
e miasta w granicach administracyjnych
2 � 5
małe miasta w granicach administracyjnych
0.3 � 3.0
tereny wiejskie
0.005 � 0.050
110 kV województwa (stare) 0.02 - 0.60
średnio w kraju 0.08
Charakterystyka odbiorców
Udział poszczególnych grup odbiorców w u\
ytkowaniu mocy czynnej
w szczycie obcią\
enia oblicza się na podstawie:
rocznych czasów u\
ytkowania mocy szczytowej przez odbiorców poszczególnych grup;
pomiarów mocy wykonywanych u części odbiorców.
Roczne czasy u\
ytkowania mocy szczytowej zale\
ą od czynników
charakterystycznych dla danej grupy odbiorców i są wartościami orientacyjnymi,
podawanymi w postaci przedziałów liczbowych. Dla przykładu (wg. [7] t. 1) :
1. odbiorcy przemysłowi:
przy pracy jedno-zmianowej: Ts = 2000 � 3500 h/a,
przy pracy dwu-zmianowej Ts = 3000 � 5000 h/a,
przy pracy trój-zmianowej Ts = 4500 � 8000 h/a;
2. Trakcja elektryczna PKP Ts = 3000 � 4500 h/a;
3. Odbiorcy bytowo-komunalni Ts = 2500 � 3200 h/a.
Czas u\
ytkowania mocy szczytowej odbiorcy (lub grupy odbiorców) oblicza się
ze wzoru:
Er gdzie:
Ps =
Er Er - energia pobierana w ciągu roku;
Ts
Ts =
Ps
Er = Ps �"Ts Ts - czas u\
ytkowania mocy szczytowej.
22
Przewody i kable stosowane w sieciach rozdzielczych
Linie 110 kV
Linie 110 kV
napowietrzne - przewody AFL-6 o przekrojach 70, 95, 120, 150, 185, 240, i 300
240
i 525 mm2;
kablowe - stosowane bardzo rzadko - \
yły miedziane - przekroje dostosowane
do obcią\
enia np. 630 mm2 - izolacja papierowa nasycona olejem lub polietylen
usieciowany.
Linie SN
Linie SN
napowietrzne - przewody AFL-6 o przekrojach 25, 35, 50, 70, 95, 120 mm2;
35 70
kablowe - z \
yłami AL (rzadziej Cu) o przekrojach 50, 70, 95, 120, 150 i 240 mm2
120 240
jedno lub wielo\
yłowe z izolacją rdzeniową (do 10 kV) lub o polu promieniowym
(ekranowane - powy\
ej 10 kV). Kable z izolacją papierową mogą być jedno lub
wielo\
yłowe, natomiast z izolacją polietylenową jedno\
yłowe.
Linie nn
Linie nn
napowietrzne - przewody AL - o przekrojach 16, 25, 35, 50 i 70 mm2;
50
napowietrzne - izolowane w postaci wiązki samonośnej cztero- lub pięcio- \
yłowej
o przekrojach \
ył aluminiowych 16, 25, 35, 50, 70, 95 i 120 mm2;
50
kable z \
yłami AL na napięcie 0.6/1 kV cztero- lub pięcio-\
yłowe z izolacją
polwinitową lub papierową nasycaną syciwem - zalecane przekroje 35, 70, 120,
185 i 240 mm2
Słupy kratowe stosowane w liniach 110 kV
a) seria B2 - słup przelotowy, b) seria B2 - słup przelotowy leśny,
c) seria O24 - słup przelotowy, d) seria O24 - słup odporowo-naro\
ny.
23
Słupy linii SN
a) słup przelotowy \
erdz
śN12 - układ przewodów trójkątny,
b) słup przelotowy \
erdz
BSW12 - układ przewodów płaski,
c) słup naro\
ny z podporą - układ przewodów trójkątny,
d) słup naro\
ny - układ przewodów płaski,
e) słup odporowy - układ przewodów trójkątny.
Linie PAS
Linia SN z przewodami izolowanymi
Linia SN z przewodami izolowanymi
24
DZI
KUJ
ZA UWAG

25