Определение условного центра электрических нагрузок

В настоящее время имеется ряд математических методов, поз­воляющих аналитическим путем определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) как отдельных цехов, так и всего промышленного предприятия.

Первый метод, использующий некоторые положения теоретической механики, позволяет определить ЦЭН цеха (пред­приятия) с большей или меньшей точностью (приближенно) в зави­симости от конкретных требований.

Так, если считать нагрузки цеха равномерно распределенными по площади цеха, то центр нагрузок можно принять совпадающим с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане.

Если учитывать действительное распределение нагрузок в цехе, то центр нагрузок уже не будет совпадать с центром тяжести фигуры цеха в плане, и нахождение центра нагрузок сведется к определению центра тяжести данной системы масс.

Наличие многоэтажных зданий цехов обусловливает учет в рас­четах третьей координаты z.

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

Как показала практика проектирования систем электроснабже­ния промышленных предприятий, учета третьей координаты z, как правило, не требуется.

Определение центра нагрузок предприятия производится ана­логично. Этот метод отличается простотой, наглядностью, легко реализуется на ЦВМ (при значительном числе цехов), однако обес­печиваемая им точность находится в пределах 5-10%.

Второй метод, являющийся разновидностью первого, учитывает не только электрические нагрузки потребителей электро­энергии, но и продолжительность работы этих потребителей в течение расчетного периода времени. Формулы для определения ЦЭН по этому методу 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.

Порядок расчета координат центра электрических нагрузок вэтом случае следующий:

1) проверка возможного совпадения центра нагрузок с место­положением одного из цехов (потребителей);

2) определение положения новой системы координат, при ко­торой итерационный процесс будет заведомо сходящимся;

Анализируя третий метод определения ЦЭН, следует указать на значительную трудоемкость расчетов, особенно в случае ложных систем электроснабжения. Однако по сравнению с описанными выше данный метод обеспечивает большую точность решения (до 5%).

Пример 1. Определить положение центра электрических нагрузок завода,

а) Определение положения центра активных нагрузок завода (рис. 1). В целях упрощения расчетов принимаем, что центры нагрузок цехов совпадают с центрами тяжести площадей цехов в плане, и не делаем различия между видами активных нагрузок (объединяем силовую, осветительную нагрузки и т. д.).

Решение. Проводим произвольно оси координат, как указано на рис. 1, и находим координаты центров нагрузок цехов (размеры х и у в метрах, генплан дан в мас­штабе 1:10000):

Начерченные на генплане пунктиром цеха 8, 9 и 10 и пунктирные окружно­сти на картограмме отражают динамику роста нагрузок, учитываемую ниже. Подставив в формулы

соответствующие величины, получим координаты центров активных нагрузок завода, обозначенные на рис. 1 точкой А:

б) Определение положения центра реактивных нагрузок завода (рис. 2). Центр реактивных нагрузок определяется аналогично приведенному выше и имеет координаты ( , )

Центр реактивных нагрузок найден для сравнения технико-экономически кпоказателей двух вариантов компенсации реактивной мощности. Один вариант – с размещением компенсирующих устройств в каждом цехе и второй с установкой синхронного компенсатора вблизи точки В (рис. 2).

Приложения

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

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)