Г 4.Картограмма нагрузок

4 Картограмма нагрузок
и определение центра электрических нагрузок
Для определения местоположения ГПП, ГРП, цеховых подстанций
на генеральный план наносится картограмма нагрузок.
Картограмма нагрузок представляет собой окружности на генеральном плане с центрами, совпадающими с центрами нагрузок цехов предприятия. Площади окружностей в выбранном масштабе пропорциональны
расчетным нагрузкам:
Ррi = π(Ri)2·m,
(32)
где Ррi – расчетная нагрузка i- того цеха, Ri – радиус окружности, m –
масштаб для определения площади круга. Силовые нагрузки до и выше
1000 В изображаются отдельными кругами.
Радиус окружности определяется из (32):
Ri =
Ppi
π⋅m
.
(33)
Осветительная нагрузка изображается в виде заштрихованного сектора кругах, обозначающих силовую нагрузку до 1000 В.
Угол α сектора круга пропорционален доле осветительной нагрузки
Рроi в суммарной расчетной активной нагрузке i- того цеха (Ррнi+Рроi) :
αi =
Ppoi ⋅ 360
(Ppнi + Ppoi )
.
(34)
Для определения места ГПП или ГРП находится центр электрических нагрузок для активной мощности. Иногда строят центр электрических
нагрузок реактивной мощности.
Для определения центра электрических нагрузок на генплан завода
наносят оси координат. Определяются координаты всех цехов Xi, Yi.
Координаты центра электрических нагрузок определяют по соотношениям:
Х ца =
Yца =
Σ(Р pi X i )
,
ΣPpi
(
Σ Ppi Yi
ΣPpi
)
(35)
.
(36)
Для удобства все результаты расчетов сводятся в таблицу 8.
Таблица 8
Определение центра электрических нагрузок активной мощности
№ цехов Ррi+Ppoi,
Рроi, Ri, αi,
Xi, Yi, (Ppi+Ppoi)·Xi, (Ppi+Ppoi)·Yi,
по ген- кВт
кВт
мм град м
м
кВт·м
кВт·м
плану
Приемники электрической энергии до 1000 В
1
2
…
Приемники электрической энергии выше 1000 В
Итого
Σ(Ррi+Ppoi)
Σ(Ppi+Ppoi)·Xi Σ(Ppi+Ppoi)·Yi
На основе картограммы нагрузок и рассчитанного центра электрических нагрузок принимаются решения по конфигурации схем электроснабжения.
5. Рекомендации по построению схем
внешнего и внутризаводского электроснабжения
Схемы внешнего электроснабжения с одним приемным пунктом
электроэнергии применяются, как правило, на небольших и средних предприятиях при отсутствии специальных требований по бесперебойности питания и при относительной компактном расположении нагрузок. При наличии приемников 1-ой категории по надежности электроснабжения необ-
ходимо секционирование шин и питание каждой секции по отдельной линии. Подстанция располагаются вблизи центра электрических нагрузок.
На мощных и средних предприятиях применяются схемы глубокого
ввода, когда напряжение от энергосистемы без трансформации вводится
по двойной сквозной магистрали на внутреннюю территорию предприятия.
От магистрали питается несколько подстанций глубокого ввода. Применяются также радиальные схемы глубоких вводов. Подстанции глубоких
вводов выполняются по простой схеме – без выключателей и сборных шин
на стороне первичного напряжения. Их целесообразно размещать рядом с
производственными корпусами, а их распределительные устройства 6-10
кВ встраивать прямо в эти корпуса.
Внутризаводское распределение электрической энергии выполняется
по радиальным, магистральным или смешанным схемам в зависимости от
территориального размещения нагрузок, их величины, требуемой степени
надежности. При выборе схемы распределения энергии необходимо рассмотреть комплекс экономических и технических вопросов,
например
размещение цеховых подстанций и распределительных пунктов по отношению друг к другу, капитальные вложения, потери энергии, расход проводникового металла.
При системе двухтрансформаторных подстанций не следует устанавливать автоматическое отключающие аппараты (включатели, предохранители) на вводе к трансформатору, при соответствующем запасе мощности трансформаторов для взаимного резервирования и при обеспечении
чувствительности защиты на головном участке магистрали к повреждениям в трансформаторе. Число трансформаторов напряжением до 10 кВ, присоединяемых к одной магистрали, следует принимать, как правило, 2-3 при
их мощности 1000-2500 кВА и 3-4 меньших мощностей.
Радиальные схемы следует применять при нагрузках, размещенных в
различных направлениях от источника питания.
Одноступенчатые радиальные схемы следует применять для питания
больших сосредоточенных нагрузок (насосные, компрессорные, преобразовательные подстанции, электрические печи и т.п.).
Двухступенчатые радиальные схемы следует применять на больших
и средних предприятиях для питания через РП цеховых подстанций и
электроприемников напряжением свыше 1000 В.
В РУ-6-10 кВ подстанций с реактивированными линиями следует
применять схемы с общим реактором на 2-4 линии и выключателем на каждой линии.
Допускаются схемы с присоединением под один выключатель двух
линий, идущих к разным РП или ТП. В этом случае питание указанных РП
и ТП должно предусматриваться не менее, чем по двум линиям, отходящим от разных секций источника питания. Применение отдельных реакторов на каждой линии допускается только при наличии необходимых технико-экономических обоснований.
Построение схемы электроснабжения следует осуществлять по
блочному принципу с учетом особенностей технологической схемы объекта.
Питание электроприемников параллельных технологических потоков следует осуществлять от разных РП или ТП или от разных секций шин одного
РП или одной ТП. Все взаимосвязанные технологические агрегаты одного
потока должны питаться от одной секции шин.
Питание вторичных цепей не должно нарушаться при любых переключениях силовых цепей параллельных технологических потоков.
Радиальное питание цеховых двухтрансформаторных «бесшинных»
подстанций следует осуществлять от разных секций РП, как правило, отдельными линиями для каждого трансформатора.
Взаимное резервирование на однотрансформаторных подстанциях
следует осуществлять при помощи перемычек напряжением до 1000 В для
тех подстанций, где оно необходимо по условиям надежности питания.
Для распределительных сетей следует, как правило, применять напряжение 10 кВ. При этом питание электродвигателей средней мощности
(350-630 кВт) до освоения производства их на напряжение 10 и 0,66 кВ
следует осуществлять при напряжении 6 кВ по одному из следующих способов:
- от трансформаторов с расщепленными обмотками, если нагрузки 6
и 10 кВ соизмеримы, т.е. суммарная мощность электродвигателей на напряжение 6 кВ приближается к половине мощности трансформатора и если
возможно ограничение токов короткого замыкания на шинах 6 кВ без значительного усложнения схемы;
- от распределительных подстанций 10/6 кВ, когда суммарная мощность электродвигателей 6 кВ значительна, но недостаточна для рациональной загрузки ветви 6 кВ расщепленной обмотки трансформатора и в то
же время число электродвигателей велико, а их единичные мощности относительно небольшие;
- по схеме блок-трансформатор - двигатель, если число двигателей 6
кВ невелико, мощности их значительны и они расположены обособленно
друг о друга.
На основе картограммы нагрузок и с учетом рекомендаций по построению схем внешнего и внутризаводского электроснабжения намечаются варианты схем электроснабжения.
Для предприятий средней мощности (от 5-7,5 до 75 МВт) применяются схемы внешнего электроснабжения с одним приемным пунктом электроэнергии (ГПП или ГРП). При наличии приемников 1-ой категории по
надежности электроснабжения необходимо секционирование шин и питание каждой секции по отдельной линии. Канализация энергии осуществля-
ется, как правило, по воздушным ЛЭП. Питание предприятий осуществляется по упрощенным схемам с применением подстанции с простейшими
схемами и конструкциями без сборных шин и выключателей на первичном
Cистема
220кВ
АТДЦТН-100
10 или 35кВ
110кВ
В1
B2
К1
P1
P2
ОД1
ОД2
КЗ1
КЗ2
Т1
Т2
В3
В4
АВР
К2
В5
Рис. 1. Система внешнего электроснабжения завода
напряжении с преимущественно открытой установкой трансформаторов и
с шинными выводами вторичного напряжения. На рис.1 приведена схема
внешнего электроснабжения с трансформаторами ГПП.
Подстанция располагается вблизи центра электрических нагрузок.
Вместе с тем, при выборе места установки следует иметь в виду следующие обстоятельства:
- электрическая нагрузка цехов носит вероятностный характер, поэтому центр электрических нагрузок это не фиксированная точка, а своеобразный эллипс рассеяния вероятных центров электрических нагрузок;
- при принятии решения о месте расположения ГПП необходимо
учитывать дальнейшие этапы расширения производства, иначе принятое
решение об установке ГПП в центре электрических нагрузок может оказаться нерациональным.