3 Построение картограммы нагрузок предприятия

Картограмма электрических нагрузок позволяет достаточно наглядно представить характер и распределение нагрузок на территории промышленного предприятия.

Картограмма нагрузок необходима для рационального выбора места размещения главной трансформаторной подстанции предприятия, цеховых подстанций и РП, источников компенсации реактивной мощности. Вследствие этого рекомендуется строить картограммы как активных, так и реактивных нагрузок.

Геометрическое изображение интенсивности распределения нагрузок по подразделениям предприятия осуществляют в виде кругов, площади которых соответствуют в выбранном масштабе расчётным мощностям. При построении картограммы нагрузок центры окружностей совмещают с центром тяжести геометрических фигур, изображающих отдельные подразделения (цеха) предприятия. Для наглядности представления структуры нагрузок, окружности делят на секторы, каждый из которых соответствует силовой нагрузке низшего напряжения и осветительной нагрузке. Силовую нагрузку цеха (выше 1 кВ) рекомендуется выделить отдельной окружностью.

Для определения условного центра электрических нагрузок предприятия на генеральном плане наносят оси координат Х и Y и по известным расчётным мощностям цехов и их координатам определяют центр нагрузок предприятия в целом.

Условный центр электрических нагрузок предприятия определяет место установки ППЭ с минимальными приведёнными затратами.

Однако следует отметить, что при окончательном определении места размещения ППЭ необходимо также учитывать следующие факторы:

– наличие необходимой площади;

– влияние окружающей среды;

– возможность ввода линии электропередач для питания подстанции.

Допускается смещение места размещения ППЭ в сторону источника питания:

, (3.1)

где – радиус круга; – масштаб; , откуда выразим :

. (3.2)

Каждый круг может быть разделен на секторы, площади которых равны соответственно осветительной и силовой нагрузкам. В этом случае картограмма дает представление не только о значениях нагрузок, но и об их структуре.

Осветительная нагрузка приемников электроэнергии (цехов, промышленного предприятие в целом и т.п.) показывается на картограмме в виде сегментов круга.

Угол сектора определяется по формуле:

, (3.3)

где – активная мощность осветительной нагрузки i – го цеха, кВт.

Нахождение центра электрических нагрузок выполним на примере насосной станции (цех №6).

Результаты расчетов остальных цехов сведем в таблицу 7.

Радиус окружности находим по формуле (3.2):

мм

Осветительная нагрузка показывается в виде сегментов круга. Угол сектора определяется по формуле (3.3):

Таблица 7 – Расчеты для построения картограммы электрических нагрузок 0,4 и 10 кВ

№ цеха	, кВт	, мм	, мм	, мм	, град	, кВт	кВтмм	кВтмм
1.	88,08	49	512	5,30	34,06	8,33	4	45
2.	86,43	134	512	5,25	34,71	8,33	12	44
3.	681,04	232	512	14,73	38,88	73,54	158	349
4.	1747,74	93	190	23,59	125,18	607,74	162	333
5.	1429,55	73	390	21,34	86,14	342,05	105	558
6.	3066,79	305	346	31,25	18,41	156,79	935	1063
7.	311,45	293	451	9,96	70,74	61,20	91	141
8.	1260,37	310	244	20,03	36,10	126,37	391	308
9.	412,83	329	159	11,47	49,21	56,43	136	65
10.	293,15	317	98	9,66	46,67	38,00	93	29
11.	892,72	159	122	16,86	1,90	4,72	142	109
12.	2909,92	32	142	30,44	0,61	4,92	92	412
13.	223,49	102	134	8,44	21,73	13,49	23	30
14.	149,99	249	98	6,91	32,38	13,49	37	15
Продолжение таблицы 7
№ цеха	, кВт	, мм	, мм	, мм	, град	, кВт	кВтмм	кВтмм
15.	243,82	139	98	8,81	18,92	12,82	34	24
16.	152,69	190	98	6,97	41,71	17,69	29	15
17.	173,56	41	90	7,43	57,57	27,76	7	16
18.	123,88	49	41	6,28	63,15	21,73	6	5
19.	51,20	293	41	4,04	63,27	9,00	15	2
20.	26,68	205	49	2,92	166,40	12,33	5	1

Для нагрузки напряжением 10 кВ.

№	, кВт	, мм	кВтмм	кВтмм
4	5107,74	40,33	474	972
5	3342,05	32,62	245	1305
7	1198,70	19,54	351	541

Координаты ЦЭН находятся по формулам:

(3.4)

, (3.5)

где , – координаты центра электрических нагрузок для i – го цеха.

– расчетная нагрузка i – го цеха.

Таким образом, центр электрических нагрузок завода находится в точке с координатами (Х=148; Y=266). Согласно полученным данным выполняем построение картограммы нагрузок (рисунок 2).

Следует отметить, что не во всех случаях возможна установка пункта приема электроэнергии в центре электрических нагрузок. К этим случаям можно отнести следующие:

- невозможность подвода линий электропередачи к ППЭ из-за сооружений (зданий, цехов и т.п.) расположенных на пути прокладки ЛЭП;

- расположение в расчетном центре электрических нагрузок производственных зданий и сооружений, других промышленных площадок производственного назначения.

ЦЭН, согласно расчетам находится в пределах территории цеха №4 (холодильная установка). Таким образом, мы не можем разместить пункт приема электроэнергии точно в ЦЭН. В связи с этим, размещаем пункт приема электроэнергии лакокрасочного завода рядом с ЦЭН (с 4 цехом) в точке с координатами (74, 312), то есть рядом с центром электрических нагрузок.

Целевая функция задачи принимает наименьшее значение в ЦЭН, координаты которого мы определили. Следовательно, разброс нагрузок приемников электрической энергии относительно источника питания, расположенного в ЦЭН, наименьший. В этом случае расположение ППЭ в ЦЭН является по затратам самым выгодным.

Рисунок 2 - Картограмма электрических нагрузок лакокрасочного завода