2.6. Картограмма и определение центра электрических нагрузок
В целях экономии металла и электроэнергии важно, чтобы трансформаторные и преобразовательные подстанция всех мощностей и напряжений (6-10, 35, 110-220 кВ) располагались возможно ближе к центру питаемых ими групп электрических нагрузок.
Теоретические сведения по определению центра электрических нагрузок достаточно подробно представлены в [23].
Координаты центра электрических нагрузок (ЦЭН) предприятия определяются из соотношений
;
,
где Pi – расчетная активная мощность i-го цеха; Xi и Уi – координаты ЦЭН i-го цеха (оси координат можно наносить на план цеха или завода произвольно).
Если ЦЭН цеха не рассчитывается, то приближенно можно считать, что ЦЭН цеха совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане.
Для
двух- и трехэтажных зданий в практике
расчетов координатой Z
пользоваться не имеет смысла. Учитывать
ее следует для высотных зданий. Третьей
координатой можно пренебречь и в случае,
когда
,
где l
– расстояние по плоскости от центра
нагрузок цеха до центра нагрузок
предприятия, h
–
высота здания.
Для наглядного представления распределения нагрузок по территории завода применяется картограмма электрических нагрузок, которая представляет собой размещенные на генплане предприятия окружности, причем площади ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром электрических нагрузок цеха. Радиус окружности определяется из выражения
где Pi – расчетная нагрузка i-го цexa, кВт; m – масштаб для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия), кВт/мм2.
Силовые нагрузку до и выше 1000 В изображаются отдельными кругами или секторами в круге.
Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1000 В. Угол сектора определяется из соотношения:
,
где Pi – расчетная активная силовая нагрузка i-го цexa, кВт; Pр.о.i – расчетная активная осветительная нагрузка i-го цexa, кВт.
Для построения картограммы нагрузок используются результаты расчетов электрических нагрузок в целом для всех цехов предприятия (таблица 2.9). Пример картограммы электрических нагрузок, нанесенной на генплан предприятия, представлен ниже на рисунке 8.1.
После нахождения ЦЭН предприятия выбирается место расположения ГПП.
ГПП и ПГВ следует размещать по возможности ближе к центру электрических нагрузок. Подстанции ГПП или ПГВ напряжением 35-220 кВ должны, как правило, размещаться рядом с обслуживаемыми ими производственными корпусами, а их распределительные устройства напряжением 6-10 кВ рекомендуется встраивать в эти корпуса.
При невозможности расположения ГПП непосредственно в ЦЭН, ее обычно смещают в сторону источника питания, при этом нежелательно, чтобы ГПП располагалась на линии, соединяющей источник питания с ЦЭН.
Распределительные подстанции (РП) без преобразования электроэнергии, наоборот, выгоднее смещать на границу питаемого ими участков сети, чтобы не было обратных потоков энергии.
Существенное влияние на выбор типа и размещение подстанций оказывают эксплуатационные, производственные и архитектурно-строительные требования. Необходимо также учитывать конфигурацию производственных помещений, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, в частности, преимущественное направление ветра, требования пожаро- и электробезопасности, а также тип применяемого оборудования.