11. Выбор места размещения ппэ.

Одним из основных принципов построения схем электроснабжения на всех её уровнях является максимальное приближение источников высокого напряжения к ЭП.

При размещении ППЭ в центре электрических нагрузок проектируемого объекта позволяет сократить затраты на сооружение и эксплуатацию СЭС.

Для определения условного центра электрических нагрузок (ЦЭН) предприятия на его генеральном плане наносят оси координат ии по известным расчетным мощностям цехов и их координатам определяют центр нагрузок предприятия в целом. Координаты ЦЭН предприятия определяются по формулам:

, ,

где и – координаты ЦЭН, мм; число цехов;координаты-го цеха, мм.

Условный ЦЭН предприятия определяет место установки ППЭ с минимальными приведенными затратами.

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

- наличие необходимой площади;

- влияние условий окружающей среды;

- наличие технологических выбросов, загрязняющих атмосферу;

- возможности ввода ЛЭП по территории предприятия для питания ПГВ.

Допускается смещение места размещения ППЭ в сторону источника питания.

Пример определения центра электрических нагрузок предприятия.

12. Картограмма электрических нагрузок (построение).

Картограммой нагрузок называют генеральный план проектируемого объекта, на котором изображена картина распределения нагрузок потребителей электроэнергии по его подразделениям.

Картограмма нагрузок необходима для выбора рационального места размещения ППЭ предприятия; цеховых подстанций и распределительных пунктов; источников компенсации реактивной мощности. Поэтому 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 расчетным мощностям данного подразделения. При построении картограммы нагрузок центры окружностей совмещают (при отсутствии плана размещения электрооборудования по цехам) с центром тяжести геометрических фигур, изображающих отдельные подразделения (цехи) предприятия.

Площадь круга в выбранном масштабе приравнивается к расчетной нагрузке соответствующего цеха:

,

откуда следует, что радиус данной окружности

где – радиус окружности, мм (см); расчетная мощность соответствующего цеха, кВт;масштаб, кВт/см² (кВт/мм²).

Для наглядности представления структуры нагрузок окружности делят на сегменты, каждый из которых соответствует силовой нагрузке низшего напряжения и осветительной нагрузке. Угол сектора (в градусах) для осветительной нагрузки определяется по формуле

.

Силовую нагрузку цеха выше 1 рекомендуется выделить отдельной окружностью (например, пунктирной линией, другим цветом).

Пример построения картограммы электрических нагрузок предприятия.

13. Принцип компенсации реактивной мощности.

Известно, что прохождение переменного электрического тока всегда сопровождается возникновением переменного (с частотой тока) магнитного потока. Изменение магнитного потока неизбежно сопровождается индуктированием электродвижущей силы самоиндукции, действие которой всегда направлено против изменения тока, проходящего в электрической цепи. Это и является индуктивной нагрузкой, вызывающей отставание во времени изменений переменного тока от изменений переменного напряжения на так называемый угол сдвига фаз ().

Индуктивная нагрузка, вызываемая явлением самоиндукции, в цепи переменного тока всегда имеет место, так как для прохождения переменного тока проводники цепи представляют не только активное (R), но и индуктивное (X_L) сопротивления. Основную индуктивную нагрузку в сетях переменного тока представляют машины и аппараты, действие которых основано на использовании магнитного поля (трансформаторы, электрические двигатели, реакторы, индукционные электрические печи и т. п.). Таким образом, в сети переменного тока имеются потребители активной (P) и реактивной (Q) мощности.

Принцип компенсации реактивного тока в электрической сети рассмотрим на примере.

Принцип компенсации реактивной мощности

На рисунке ( а ) показана схема питания от сети напряжением (U) электроприемника, имеющего активное (R) и индуктивное (X_L) сопротивление.

Полный ток цепи (I) вследствие наличия индуктивной нагрузки (X_L) будет отставать от напряжения (U) на угол . Величина углатем больше, чем больше индуктивное сопротивление нагрузки (X_L).

Значения составляющих тока:

; ,

где I_а.н – активная составляющего тока нагрузки, А; I_р.н – реактивная составляющего тока нагрузки, А; I_н – полный ток нагрузки, А.

Функции угла определяется соотношением величинR и X_L:

; ;,

где R – активное сопротивление, Ом; X_L – реактивное сопротивление, Ом.

Полный ток, потребляемый из сети, будет равен сумме векторов активной и реактивной составляющих этого тока, то есть,

,

где I_н – полный ток нагрузки, А.

В соответствии с этим мощность, потребляемая из сети:

- активная мощность

,

где P – активная потребляемая мощность, кВт; U – напряжение питания нагрузки, кВ;

I_н – ток нагрузки, А.

- реактивная мощность

,

где Q – реактивная потребляемая мощность, кВ·Ар.

- полная мощность

,

где S – полная потребляемая мощность, кВ·А.

Включение в схему ( а ) емкости (С) с реактивным сопротивлением Х_с, которая создает емкостный ток , опережающий напряжение на угол 90^º и противоположно направлен , за счет чего и происходит компенсация реактивной мощности, потребляемой индуктивным сопротивлением (см. рис. б ). При этом ток, потребляемый из сети, после подключения емкости с сопротивлениемуменьшается, так как он будет равен сумме векторов

,

где –реактивная составляющая тока с учетом компенсации, А.

Если ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер), то реактивная мощность потребляется и обозначается со знаком «+» (потребитель).

Если ток опережает напряжение (емкостный характер), то реактивная мощность генерируется и обозначается со знаком «-» (источник).