Определение условного центра электрических нагрузок

Первый метод, использующий некоторые положения теоретической механики, позволяет определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) приближенно в зависимости от конкретных требований.

Так, если считать нагрузки цеха равномерно распределенными по площади цеха, то центр нагрузок уже не будет совпадать с центром тяжести фигуры цеха в плане.

Проведя аналогию между массами и электрическими нагрузками цехов Рi, координаты их центра можно определить в соответствии со следующими формулами:

 

Учитывать третью координату z, как правило, не требуется.

Второй метод, являющийся разновидностью первого, учитывает не только электрические нагрузки потребителей электроэнергии, но и продолжительность Тi работы этих потребителей в течение расчетного периода времени. Формулы для определения ЦЭН записываются следующим образом:

Третий метод, согласно которому рациональное размещение ГПП, ГРП или ТП должно соответствовать минимуму приведенных годовых затрат, предусматривает для определения электрических нагрузок решение системы алгебраических уравнений методом простой итерации.

1) Проверка возможного совпадения центра нагрузок с местоположением одного из цехов (потребителей) по уравнению

 

где Зi – приведенные годовые затраты на единицу длины линии (Зi = пост.);

xi, yi – координаты i-го цеха;

xk, yk – координаты ЦЭН.

2) Определение положения новой системы координат, при которой итерационный процесс будет заведомо сходящимся, по уравнениям (9) и (10)

где:

– начало новой системы координат; β – угол между осями абсцисс (положительное направление) новой и старой систем координат.

3) Определение искомых координат путем решения следующей системы уравнений методом простой итерации:

При проектировании СЭС предприятий на ген план объекта наносятся все производственные цехи и отдельные крупные ЭП, расположенные на тер-рии предприятия. На ген плане указываются расчетные мощности цехов и всего предприятия. Для того, чтобы найти наиболее выгодный вариант расположения понижающих подстанций и источников питания, составляют картограмму нагрузок. Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на генплане площади, ограниченные кругами, которые в выбранном масштабе соответствуют расчетным нагрузкам цехов. Центр каждого круга цеха должен совпадать с центром нагрузок этого цеха. Центр электрических нагрузок (ЦЭН) является символическим центром потребления эл/энергии предп-тием. ГПП или ГРП следует располагать как можно ближе к ЦЭН, т.к. это позволяет приблизить высокое U-ние к центру потребления эл/энергии и значительно сократить протяженность как распределительных сетей высокого U-ния, так и распределительных сетей низкого U-ния, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери эл/энергии. Координаты ЦЭН предприятия: где - сумма активных мощностей цехов, изображенных на генплане, Xi, Yi – координаты центра электрических нагрузок отдельного цеха. ri – радиус окружности определяет в выбранном масштабе величину расчётной активной нагрузке рассматриваемого цеха. αi – угол определяющий сектор круга характеризующий величину осветительной нагрузки в рассматриваемом цехе. m – коэффициент характеризующий принятый масштаб.

1. Выбор напряжений питающих и распределительных сетей. Исходные данные.

2.2.1. Для присоединения металлургических заводов к энергосистеме следует, как правило, применять напряжения 110 кВ и выше. На этих же напряжениях должно осуществляться распределение электроэнергии на первой ступени.

2.2.2. Напряжение 35 кВ не рекомендуется для широкого применения. Оно допускается для внутризаводского распределения энергий в следующих случаях:

- при наличии крупных электропечей или других установок, поставляемых комплектно с трансформаторами, которые изготавливаются только на напряжении 35 кВ;

- при наличии удаленных, относительно небольших нагрузок, если на заводе имеется источник с напряжением 35 кВ, и питание указаний нагрузок более высоким напряжением технически и экономически нецелесообразно.

2.2.3. Для второй ступени распределения электроэнергии следует, как правило, применять напряжение 10 кВ. Напряжение 6 кВ может приниматься для реконструируемых предприятий при необходимости подключения к существующим источникам питания или сетям такого напряжения, а также в отдельных узлах системы электроснабжения при необходимости питания электроприемников, которые выполняются только на напряжении 6 кВ.

Напряжение 3 кВ для вновь проектируемых и реконструируемых объектов применяться не должно.

2.2.4. Для внутрицеховых распределительных сетей напряжением ниже 1 кВ должно применяться напряжение 380/220 В переменного тока и 220 В или 440 В постоянного тока.

Напряжение 660/380 В может применяться на вновь проектируемых предприятиях в случаях, когда существует технико-экономическая целесообразность применения этого напряжения.

Выбор напряжения распределительной сети тесно связан с решением вопросов электроснабжения предприятия. U 35 кВ применяют для питания предприятий средней P и для распределения электроэнергии на первой ступени электроснабжения таких предприятий при помощи глубоких вводов. На предприятиях большой P U-e 35кВ не рационально использовать в качестве основного. Оно может быть применено для питания потребителей электроэнергии, имеющих номинальное U 35 кВ, и для питания удалённых приёмников электроэнергии. Преимущество U-я 20 кВ по сравнению с U-ем 35 кВ заключается в более простом устройстве сети и более дешевых коммутационных аппаратах. По сравнению с U-ем 10 кВ при U-и 20 кВ снижаются потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения и токи КЗ в сетях. Однако U-е 20 кВ, как и Uе 35 кВ и 10 кВ, не целесообразно применять в качестве основного. Необходимо отметить, что, несмотря на имеющиеся преимущества, применения U-ия 20 кВ сдерживается отсутствием оборудованием на это Uие. Uие 10 и 6 кВ широко используется на промышленных предприятиях средней P – для питающих и распределительных сетей, на крупных предприятиях – на второй и последующих ступенях. Uие 10 кВ является наиболее экономичным по сравнению с Uем 6 кВ. Uие 6 кВ допускается только в тех случаях, если на предприятии преобладает нагрузка с Uем 6 кВ или когда значительная часть нагрузки питается от заводской ТЭЦ, где стоят генераторы Uем 6 кВ. Выбираем Uие питающей сети равное 110 кВ, а Uие распределительной сети 6 кВ. Величина Uия определяется расчетной или потребляемой мощностью, удалённостью предприятия от источника питания. Для определения напряжения питающей линии можно использовать два способа: а) Uия питающей линии можно определить по номограммам. Это график для приблизительного определения величины рационального Uия электроснабжения промышленных предприятий в зависимости от передаваемой мощности S, длинны питающих линий L, схемы питания, конструктивного выполнения линии и стоимости электрической энергии. б) Uия питающих линий можно определить по эмпирическим формулам. Sp = 18 МВА; L = 9,8 км; С0 = 12 руб/кВт ч; Uпит = 110 кВ