Тема: Картограмма нагрузок

Картограмма нагрузок

Картограмма нагрузок предприятия представляет собой раз­мещенные по генеральному плану окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха. Центр нагрузок цеха (ЦЭН) или предприятия является символическим центром потребления электрической энергии цеха (предприятия). Главную понизительную, распределительную и цеховые подстан­ции следует располагать как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потреб­ления электрической энергии и значительно сократить протяжен­ность как распределительных сетей высокого напряжения пред­приятия, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии.

Рис. 1. Генерального плана промышленного предприятия с картограммой

и центром электрических нагрузок: пункти­ром нанесены цеха, кото­рые должны

быть постро­ены с учетом перспективы развития, и картограмма электрических нагрузок

с учетом расширения про­изводства на определен­ный срок; точка А – ЦЭН без учета

расширения, А – ЦЭН с учетом рас­ширения

Картограмма электрических нагрузок позволяет проектиров­щику достаточно наглядно представить распределение нагрузок на территории промышленного предприятия. Как уже отмечалось, картограмма нагрузок предприятия состоит из окружностей и площадь, ограниченная каждой из этих окружностей , в выбран­ном масштабе т равна расчетной нагрузке соответствующего це­ха

Из этого выражения радиус окружности

где т – масштаб для определения площади круга.

Каждый круг может быть разделен на секторы, соответствующие осветительной и силовой нагрузкам. В этом случае картограмма дает представление не только о значении нагрузок, но и об их структуре. Общий вид картограммы дан на рис. 1. Однако карто­граммы следует наносить на генеральный план промышленного предприятия отдельно для активной и реактивной нагрузок (см. рис. 1 и 2). Причиной этого является то обстоятельство, что питание активных и реактивных нагрузок производится от разных источников.

Рис. 2. Генеральный план про­мышленного предприятия с карто­граммой электрических реактивных нагрузок. Центр реактивных элек­трических нагрузок найден для случая, когда вопрос о компенса­ции реактивной мощности будет решаться централизованно (с ис­пользованием для этой цели син­хронных компенсаторов)

Питание активных нагрузок обеспечивается или от собственных электростанций промышленного предприятия, или от подстанций энергосистемы. Питание реактивных нагрузок осуществляется от конденсаторных батарей, располагаемых в местах потребле­ния реактивной мощности (индуктивного характера), от пере­возбужденных синхронных двигателей или синхронных ком­пенсаторов, которые, как правило, располагаются вблизи мест потребления реактивной мощности. В этом случае следует находить центр или центры потребления реактивной мощности. Неправиль­ный выбор места установки синхронных компенсаторов вызывает перемещение потоков реактивной мощности по элементам системы электроснабжения промышленного предприятия и вызывает зна­чительные потери электроэнергии. На основании изложенного ре­комендуется иметь два генплана: один с картограммой активных и второй с картограммой реактивных нагрузок.

Первый вариант необходим для выбора рационального места расположения питающей подстанции ГПП (ГРП), второй помогает определить рациональное размещение компенсирующих устройств (синхронных компенсаторов) в конкретной системе электроснабже­ния промышленного предприятия. На рис. 1 представлен пример выполнения картограммы для активных нагрузок. На рис. 2 пред­ставлен пример выполнения картограмм для реактивных нагрузок того же предприятия.

В последние годы при решении задач построения рациональных систем электроснабжения получили распространение новые мате­матические методы оптимизации – планирование экстремальных экспериментов (метод крутого восхождения, градиентный, слу­чайного поиска, симплексный и т. п.), которые позволяют решать самые разнообразные задачи проектирования, связанные с нахож­дением оптимальных значений различных параметров. Так, напри­мер, с помощью симплексного метода можно определить ЦЭН, построить модель рассматриваемой системы с учетом всех сущест­венных факторов, влияющих на выбор координат центра нагрузок. Этот метод проще по своей структуре, чем итеративный (с учетом всех дополнительных условий и ограничений, которые связаны с последним при использовании его в третьем методе определения центра нагрузок).

Следует учесть, что во всех описанных выше методах определе­ния ЦЭН линия (кабельная или воздушная), связывающая потре­бителей электроэнергии с подстанцией (ГПП, ГРП и ТП), коор­динаты которой мы находим, принимается прямолинейной.

В действительности, если схема электроснабжения задана, то в зависимости от характера технологического процесса производ­ства и топографического размещения цехов на генплане предприя­тия конфигурация распределительной сети промышленного пред­приятия будет такова, что линии в большей или меньшей степени будут отклоняться от прямолинейных. Поэтому после определе­ния теоретического ЦЭН в формулы для нахождения ЦЭН следует подставить действительные длины линий.