Для определения
места расположения ГПП или ГРП при
проектировании системы электроснабжения
рассчитывается и строится картограмма
электрических нагрузок. Картограмма
представляет собой окружности, площадь
которых в выбранном масштабе соответствует
расчетным нагрузкам. Для каждого цеха
определяется своя окружность, которая
наносится на генеральный план предприятия.
Центр окружности должен совпадать с
центром нагрузок цеха. Не всегда
представляется возможным определить
центр нагрузок цеха из-за недостатка
исходных данных. За центр нагрузок цеха
рекомендуется при проектировании
принимать центр тяжести геометрической
фигуры, изображающей в плане данный
цех.
Целесообразно
строить картограммы отдельно для
активной и реактивной нагрузок, так как
питание потребителей активной и
реактивной мощностью может осуществляться
от разных источников. Например, центр
реактивных нагрузок следует определять
для того, чтобы выяснить, куда необходимо
установить синхронный компенсатор,
если он выбран в качестве компенсирующего
устройства.
В курсовой работе
допускается определять центр электрических
нагрузок по полной расчетной мощности
цехов. В этом случае задаем произвольно
масштаб для определения площади круга,
принимаемый постоянным для всех цехов
предприятия. Масштаб следует подобрать
таким, чтобы радиус окружности самого
меньшего по мощности цеха был бы не
менее 10 мм (по возможности).
Площадь окружности
в выбранном масштабе равна расчетной
мощности соответствующего цеха
Sр.i
= π∙
r2i∙
m,
где Sр.i
– расчетная мощность i-го
цеха, кВ∙А;
m
– принятый масштаб, кВ∙А/мм2.
Из приведенного
выражения определяем радиус окружности
ri,
мм, по формуле
.
(1.17)
Силовые нагрузки
напряжением выше 1 кВ изображаются
отдельными окружностями из одного
центра с низковольтными нагрузками,
или их центр можно несколько сместить
в любую сторону от центра низковольтной
нагрузки. Можно также выделить окружности
высоковольтной нагрузки штриховкой.
Осветительная
нагрузка изображается в виде сектора
круга, соответствующего низковольтной
нагрузке данного цеха. Угол сектора α,
град, определяется из соотношения полных
расчетных Sр.i
и осветительных Sр.о.i
нагрузок цехов, т.е.
.
(1.18)
Расчетные нагрузки,
подставляемые в формулу (1.17), принимаются
из таблицы 1.2. Приведем пример расчета
для главного корпуса. Принимаем масштаб
для построения картограммы m
= 0,2 кВ∙А/мм2.
Тогда радиус окружности цеха в соответствии
с формулой (1.17) будет равен
мм2.
Угол сектора
осветительной нагрузки определяем по
формуле (1.18)
.
Расчетные величины
радиусов и углов для остальных цехов
определяются аналогично и приведены в
таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Расчет
картограммы нагрузок и определение
центра нагрузок
|
Номер цеха |
Полная расчетная мощность цеха Sр.i, |
Полная расчетная мощность освещения Sр.о.i, |
Расчетный радиус окружности r, |
Расчетный угол сектора α, град |
хi, м |
yi, м |
Sрi∙хi, кВ∙А∙м |
Sрi∙yi, кВ∙А∙м |
|
1 |
10317 |
297 |
128 |
10 |
260 |
100 |
2682420 |
1031700 |
|
2 |
2430 |
207 |
62 |
31 |
88 |
100 |
213840 |
243000 |
|
3 |
3699 |
148 |
77 |
14 |
270 |
248 |
998730 |
917352 |
|
4 |
1481 |
68 |
49 |
16,5 |
56 |
274 |
82936 |
405794 |
|
5 |
182 |
18 |
17 |
36 |
134 |
250 |
24388 |
45500 |
|
6 |
198 |
24 |
18 |
44 |
294 |
336 |
58212 |
66528 |
|
7 |
45 |
3 |
8,5 |
24 |
132 |
308 |
5940 |
13860 |
|
Потребители |
||||||||
|
2 |
4966 |
– |
89 |
– |
88 |
100 |
437008 |
496600 |
|
5 |
2532 |
– |
63,5 |
– |
134 |
250 |
339288 |
633000 |
|
Всего |
25850 |
– |
– |
– |
– |
– |
4842762 |
3853334 |
Пример выполнения
картограммы электрических нагрузок
представлен на рисунке 1.1.
Главную понизительную
или распределительную подстанции
следует располагать как можно ближе к
центру нагрузок, так как это позволяет
приблизить высокое напряжение центру
потребления электрической энергии и
значительно сократить протяженность
распределительных сетей высокого
напряжения предприятия и цеховых сетей
низкого напряжения, уменьшить расход
проводникового материала и снизить
потери электрической энергии [3].
Для определения
места расположения приемного пункта
электроэнергии на предприятии определяются
координаты центра электрических нагрузок
х0, y0, м по формулам
,
(1.19)
,
(1.20)
где хi,
yi
– координаты центра электрических
нагрузок i-го
цеха, м.
Координаты условных
центров электрических нагрузок цехов
определяются по генплану предприятия,
на который произвольно наносятся оси
координат. Условный центр нагрузки
каждого цеха определяется как центр
тяжести геометрической фигуры,
изображающей данный цех.
В приведенном
примере, учитывая данные таблицы 1.3,
имеем
м,
м.
Полученные ординаты
х0
и y0
необходимо указать на генплане и
обосновать решение об установке ГПП (
ГРП) непосредственно в определенном
по формулам центре нагрузок или его
необходимо по тем или иным причинам
перенести в другое место.
Например, в
рассматриваемом примере вычисленный
центр электрических нагрузок с
координатами х0
= 187 м и y0
= 149 м располагается в непосредственной
близости от цеха №1.Установить приемный
пункт электроэнергии в центре нагрузок
не представляется возможным, так как
расстояние между цехами №1 и №2, равное
40 м, является недостаточным для его
сооружения. Кроме того, между цехами
может проходить автомобильная дорога,
как указано на генеральном плане
предприятия. Поэтому приемный пункт
электроэнергии предприятия следует
перенести в сторону источника питания
(указан стрелкой) на свободную территорию.
Рисунок 1.1 –
Картограмма электрических нагрузок
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
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 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. 9-1. Генеральный план 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, А1 — 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 m равна расчетной нагрузке соответствующего цеха 
:
Из этого выражения радиус окружности
где m — 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. 9-1. Однако картограммы следует наносить на генеральный план промышленного предприятия отдельно для активной и реактивной нагрузок (см. рис 9-1 и 9-2). Причиной этого является то обстоятельство, что питание активных и реактивных нагрузок производится от разных источников.
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.
Рис. 9-2. 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).
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. 9-1 представлен пример выполнения картограммы для активных нагрузок. На рис. 9-2 представлен пример выполнения картограмм для реактивных нагрузок того же предприятия.
Построение картограммы нагрузок и определение центра электрических нагрузок
При проектировании современных систем электроснабжения приходится сталкиваться с разнообразными по содержанию и сложности задачами (определение числа, расположения источников питания, распределения приемников электроэнергии по источникам питания и др.), разрешать которые становиться все труднее. Это объясняется тем, что проектировщикам при решении этих задач приходится оперировать с большим количеством исходных данных, объем которых постоянно увеличивается. Большой объем данных и постоянный рост привели к широкому внедрению вычислительной техники в проектную практику, что потребовало разработки иных подходов к проектированию.
В настоящее время имеется достаточное количество материалов, подтверждающих, что для перечисленных выше задач с помощью вычислительной техники необходим специальный подход, который позволил бы анализировать и описывать структуру распределения нагрузок и геометрию взаимного расположения приемников электроэнергии. Первое представление о характере распределения нагрузок по территории объекта получают с помощью картограммы нагрузок.
Картограммой нагрузок называют план, на котором изображена картина, средней интенсивности распределения нагрузок приёмников электроэнергии.
Картограмму нагрузок строят как на плане расположения приёмников электроэнергии в цехах, так и на генеральном плане всего промышленного предприятия, то в качестве приёмников электроэнергии рассматривают сами цехи.
Картограмма активных нагрузок необходима для выбора рационального места расположения подстанций и распределительных пунктов. Поскольку при проектировании систем промышленного электроснабжения решают задачу определения расположения источников питания реактивных нагрузок, для повышения надежности рекомендуется иметь 2 картограммы: 1 для активных, а 2. Радиус круга, характеризующий активную мощность цеха, определяется по формуле:
где: радиус круга;
постоянная.
При наличии в цехе силовых нагрузок до и выше 1000 В они изображаются разными окружностями. При определении ЦЭН цехов считаем, что нагрузка по площади цеха распределена равномерно. Осветительная нагрузка каждого цеха изображается в виде сектора круга. Угол сектора (б) определяется из формулы:
Результаты расчетов сведем в таблицу 2.5.
Таблица 2.5 – расчетные данные для картограммы нагрузок.
|
№ |
Наименование цеха |
Рро кВт |
Ррц1 кВт |
R см |
Б град |
|
1 |
Гараж |
14,28 |
239,81 |
76,374 |
21,4398 |
|
2 |
Насосная |
0,11 |
2784,11 |
886,66 |
0,01431 |
|
3 |
Прядильный цех |
2,04 |
2326,79 |
741,016 |
0,31543 |
|
4 |
Ткацкий цех |
1,21 |
3407,72 |
1085,26 |
0,12772 |
|
5 |
Красильный цех |
1,47 |
2296,07 |
731,232 |
0,23011 |
|
6 |
Лаборатории (ЦЗЛ) |
0,97 |
643,86 |
205,05 |
0,5449 |
|
7 |
Склад готовой продукции |
1,40 |
84,34 |
26,8586 |
5,95589 |
|
8 |
Управление фабрики |
1,30 |
268,86 |
85,6229 |
1,7387 |
|
9 |
Механический цех |
0,98 |
1204,44 |
383,579 |
0,29438 |
|
10 |
Столярный цех |
0,78 |
1181,46 |
376,262 |
0,23653 |
|
11 |
Электроремонтный цех |
1,01 |
1095,72 |
348,954 |
0,33324 |
|
12 |
Склад угля |
0,95 |
164,74 |
52,465 |
2,07949 |
|
13 |
Склад оборудования и запасных частей |
0,69 |
123,53 |
39,3417 |
2,01714 |
|
14 |
Ремонтно-механический цех |
1,26 |
360,63 |
114,849 |
1,25955 |
|
15 |
Магазин |
0,18 |
37,14 |
11,8294 |
1,74423 |
|
16 |
Блок подсобных цехов |
1,51 |
448,96 |
142,982 |
1,21381 |
|
17 |
Склад декоративных тканей |
0,37 |
102,73 |
32,7172 |
1,29592 |
|
18 |
Столовая |
0,58 |
146,13 |
46,5378 |
1,43884 |
|
19 |
Медпункт |
0,19 |
32,48 |
10,3453 |
2,12563 |
|
20 |
Проходная |
0,19 |
4,29 |
1,36478 |
16,1126 |
Координаты ЦЭН при предположении, что нагрузка в цехах распределена равномерно можно определить из следующих выражений:
Ордината ЦЭН:
Абсцисса ЦЭН:
Таблица 2.6 – Значения координат цехов фабрики.
|
№ |
Наименование цеха |
Ррц1 кВт |
Xрц мм |
Yрц мм |
Xрц•Pрц |
Yрц•Pрц |
|
1 |
Гараж |
239,81 |
94,17 |
145,38 |
22583,3 |
34864,2 |
|
2 |
Насосная |
2784,11 |
94,67 |
127,73 |
263572 |
355615 |
|
3 |
Прядильный цех |
2326,79 |
92,75 |
77,6 |
215810 |
180559 |
|
4 |
Ткацкий цех |
3407,72 |
92,9 |
38,3 |
316577 |
130516 |
|
5 |
Красильный цех |
2296,07 |
79,7 |
17,45 |
182997 |
40066,4 |
|
6 |
Лаборатории (ЦЗЛ) |
643,86 |
68,05 |
39,95 |
43814,4 |
25722 |
|
7 |
Склад готовой продукции |
84,34 |
66,73 |
81,28 |
5627,73 |
6854,82 |
|
8 |
Управление фабрики |
268,86 |
60,87 |
143,1 |
16365,3 |
38473,3 |
|
9 |
Механический цех |
1204,44 |
39,95 |
108,75 |
48117,3 |
130983 |
|
10 |
Столярный цех |
1181,46 |
39,95 |
90,05 |
47199,4 |
106391 |
|
11 |
Электроремонтный цех |
1095,72 |
39,95 |
70,8 |
43773,9 |
77576,7 |
|
12 |
Склад угля |
164,74 |
40,05 |
40,2 |
6597,84 |
6622,55 |
|
13 |
Склад оборудования и запасных частей |
123,53 |
14,4 |
89,1 |
1778,87 |
11006,8 |
|
14 |
Ремонтно-механический цех |
360,63 |
13,25 |
40,6 |
4778,3 |
14641,4 |
|
15 |
Магазин |
37,14 |
88,95 |
147,1 |
3304 |
5463,95 |
|
16 |
Блок подсобных цехов |
448,96 |
40,05 |
16,25 |
17981 |
7295,67 |
|
17 |
Склад декоративных тканей |
102,73 |
21,7 |
82,6 |
2229,28 |
8485,66 |
|
18 |
Столовая |
146,13 |
14,4 |
120,7 |
2104,25 |
17637,7 |
|
19 |
Медпункт |
32,48 |
77,55 |
147,05 |
2519,14 |
4776,79 |
|
20 |
Проходная |
4,29 |
83,2 |
147,05 |
356,546 |
630,169 |
Таким образом, ЦЭН находится в точке с координатами:
ХЦЭН = 73,62 мм; YЦЭН =83,23 мм.
Картограмма нагрузок предприятия с ЦЭН представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Картограмма электрических нагрузок фабрики.
При цитировании материалов в рефератах, курсовых, дипломных работах правильно указывайте источник цитирования, для удобства можете скопировать из поля ниже:
Комментарии к статье
Содержание
 |
Учебник “Онлайн Электрик” | > |  |
Содержание |  Расчет | Пример | Источники |  Теория |
Пример расчета центра электрических нагрузок
1 Построение картограммы электрических
нагрузок
Картограмма
представляет собой размещенные на генеральном плане цеха окружности (дуговые
диаграммы), площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным
нагрузкам. Окружность должна состоять из секторов, обозначающих соотношение
нагрузки силовой 0,4 кВ, силовой 10 кВ и осветительной.
При
построении картограммы нагрузок отдельных цехов предприятия центры окружностей
совмещают с центрами тяжести геометрических фигур, изображающих отдельные
участки цехов с сосредоточенными нагрузками.
Картограмма даёт
представление о распределении нагрузок цехов по территории предприятия.
Считается, что электрические нагрузки в цехах расположены равномерно.
Радиус
окружности рассчитывается по формуле:
, (1)
где ri – радиус круга, м;
– расчётная мощность цеха, равная сумме
силовой на 0,4 и 10 кВ и осветительной нагрузок;
m – масштабный
коэффициент, кВт/м2.
м.
Далее
производится определение угла сектора 
, показывающего, какую долю занимает высоковольтная,
осветительная или низковольтная нагрузка в составе общей нагрузки цеха
;
(2)
где РJ – высоковольтная, осветительная или низковольтная
нагрузка, кВт;
Рi – суммарная нагрузка цеха, кВт.
°.
Углы
секторов считаются в градусах, а радиусы картограмм в
м.
Результаты расчёта свести в
таблицу 1.
Таблица
1 Данные для построения картограмм электрических нагрузок
|
№ |
№ по плану |
Наименование цеха |
Рмс, кВт |
Р10кВ, кВт |
Рмо, кВт |
кВт |
м |
|
|
|
|
1 |
1 |
Цех 1 |
100.00 |
– |
– |
100.00 |
0.30 |
– |
360.0 |
– |
|
2 |
2 |
Цех 2 |
160.00 |
– |
– |
160.00 |
0.37 |
– |
360.0 |
– |
|
3 |
3 |
Цех 3 |
1000.00 |
– |
– |
1000.00 |
0.91 |
– |
360.0 |
– |
|
4 |
4а |
Цех 4 |
400.00 |
– |
– |
400.00 |
0.57 |
– |
360.0 |
– |
|
5 |
5б |
Цех 5 |
25.00 |
– |
– |
25.00 |
0.15 |
– |
360.0 |
– |
,
,
При
построении картограммы нагрузок отдельных цехов предприятия центры окружностей
совмещают с центрами тяжести геометрических фигур, изображающих отдельные
участки цехов с сосредоточенными нагрузками.
2 Определение центра электрических нагрузок
Определение центра электрических нагрузок
(ЦЭН) производится для выбора места расположения ГПП. На основании построенных
картограмм находят координаты условного центра активных электрических нагрузок
предприятия, где и находится место расположения источника питания (ГПП). Если
по каким либо причинам (технологическим, архитектурным) нельзя расположить в
этом центре источник питания, то его
смещают в сторону, где есть реальная возможность его расположения.
Для определения центра электрических
нагрузок, левый нижний угол периметра предприятия совмещаем с началом координат
(по генплану), затем находим координаты центров электрических нагрузок каждого
цеха.
Расчёт производится по формулам
, (3)
,
(4)
Результаты расчетов сводятся в таблицы 2-3.
Таблица 2- Определение
месторасположения активного ЦЭН
|
№ |
№ по плану |
Наимено–вание цеха |
|
X,м |
Y,м |
|
|
|
|
1 |
1 |
Цех 1 |
100.00 |
0.600 |
1.450 |
60.000 |
145.000 |
|
|
2 |
2 |
Цех 2 |
160.00 |
1.450 |
1.250 |
232.000 |
200.000 |
|
|
3 |
3 |
Цех 3 |
1000.00 |
2.400 |
0.900 |
2400.000 |
900.000 |
|
|
4 |
4а |
Цех 4 |
400.00 |
1.550 |
0.550 |
620.000 |
220.000 |
|
|
5 |
5б |
Цех 5 |
25.00 |
0.400 |
0.400 |
10.000 |
10.000 |
|
|
Итого |
1685.000 |
1.966 |
0.879 |
3322.000 |
1475.000 |
|||
м,
м.
Таблица 3- Определение
месторасположения реактивного ЦЭН
|
№ |
№ по плану |
Наимено-вание цеха |
|
X,м |
Y,м |
|
|
|
1 |
1 |
Цех 1 |
102.02 |
0.600 |
1.450 |
61.212 |
147.930 |
|
2 |
2 |
Цех 2 |
141.11 |
1.450 |
1.250 |
204.605 |
176.383 |
|
3 |
3 |
Цех 3 |
484.32 |
2.400 |
0.900 |
1162.373 |
435.890 |
|
4 |
4а |
Цех 4 |
300.00 |
1.550 |
0.550 |
465.000 |
165.000 |
|
5 |
5б |
Цех 5 |
33.33 |
0.400 |
0.400 |
13.333 |
13.333 |
|
Итого |
1060.780 |
1.788 |
0.889 |
1906.523 |
938.536 |
, кВт
м,
м.
Рис. 1 –
Картограмма электрических нагрузок:
точка А – центр активной мощности; точка В – центр реактивной
мощности
Рис. 2 –
Картограмма электрических нагрузок:
точка А – центр активной мощности; точка В – центр реактивной
мощности
3
Выбор местоположения ГПП
Наиболее
удачным местом является центр электрических нагрузок, так как уменьшается длина
кабельных линий до наиболее мощных потребителей. Поскольку для установки ГПП в
центре электрических нагрузок места недостаточно, переносим ГПП на свободное
место по направлению к источнику питания. Расположение ГПП на территории предприятия
показано на генплане.
[Расчет]
Описание:
Раздел сайта содержит пример и формулы расчета центра электрических нагрузок.
Ключевые слова:
Теоретический пример расчета центра электрических нагрузок
| Библиографическая ссылка на ресурс “Онлайн Электрик”: |
|
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик : Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А. Н. Алюнов. – Москва : Всероссийский научно-технический информационный центр, 2010. – EDN XXFLYN. |
