4 Расчет места расположения гпп, рп, тп. Картограмма электрических нагрузок

Подстанции ГПП, ТП являются одними из основных звеньев системы электроснабжения. Поэтому оптимальное размещение подстанций по территории промышленного предприятия является важнейшим моментом при построении рациональных систем электроснабжения.

При проектировании систем электроснабжения предприятий различных отраслей промышленности, разрабатывается генеральный план проектируемого объекта, на который наносятся все производственные цеха. Расположение цехов определяется технологическим процессом производства. На генеральном плане указываются расчётные мощности цехов и всего предприятия.

При рациональном размещении ГПП, ТП на территории промышленного предприятия технико-экономические показатели системы электроснабжения оказываются оптимальными и, следовательно, обеспечиваются минимум приведённых годовых затрат. Для определения места положения ГПП, ТП при проектировании системы электроснабжения на генеральный план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой размещённые на генеральном плане окружности, причём площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчётным 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. ГПП или ТП следует располагать в ЦЭН. Это позволит снизить затраты на проводниковый материал и уменьшить потери электрической энергии. Картограмма электрических нагрузок позволяет проектировщику наглядно представить распределение нагрузок по территории промышленного предприятия.

Центр электрических нагрузок каждого цеха принимается в центре пересечения его диагоналей (таблица 4.1).

Таблица 4.1

Данные о расчетных мощностях и координатах центра цехов

Цех №	Наименование	Pр, кВт	Qр, кВар	Координата Х, м	Координата Y, м
1	2	3	4	5	6
1	Полимеризация	1806,08	1564,01	315	115
2	Резервуарный парк	2,60	1,24	347	195
3	Арматурная	1,86	0,88	301	195
4	Экструзия	3744,54	4459,05	216	115
5	Операторная	34,58	12,04	221	179
6	Электрическая подстанция	754,63	564,03	214	192
7	Силоса	202,04	286,05	179	48
8	Лаборатория	20,62	7,95	24	138
9	Водяной бассейн	3,28	2,45	317	195
10	Отделение расфасовки	13,19	5,14	189	118
11	Хранилище топлива	6,83	3,23	341	98
12	Склад готовой продукции	111,55	40,03	147	147
13	Склад химических добавок	10,24	4,70	104	118
14	Факел	8,29	2,77	480	200
15	Воздушный компрессор	24,54	17,55	283	195
16	Склад сжиженных газов	12,60	5,92	408	98
17	Насосная сжиженных газов	19,50	9,59	400	146
18	Насосная пожаротушения	8,52	4,23	122	195
19	Водяной резервуар	6,13	3,12	400	200
20	Насосная оборотной воды	5,05	2,74	400	187
21	Градирня	8,75	4,59	387	101
22	Здание управления	29,70	10,94	40	40
23	Печь для сжигания отходов	65,14	20,93	312	165
24	Блок испарения	18,98	7,68	454	107

Центр электрических нагрузок по полной мощности можно определить по следующему выражению:

, (4.1)

, (4.2)

где Х_Р,Y_Р – координаты центра электрических нагрузок, м; Х_i,Y_i – координаты центра i-го цеха, м; S_Pi – расчетная полная мощность i-го цеха.

После расчетов Х_Р = 239,5 м,Y_Р =121 м.

Место расположения трансформаторной подстанции выбирается исходя из следующих условий:

1. наибольшее приближение к центру нагрузок;

2. предпочтительно с некоторым смещением в сторону источника питания;

3. минимум занимаемой площади;

4. не создание помех производственному процессу;

5. максимальное выполнение требований техники безопасности;

6. выполнение требований архитектуры.

С целью определения места расположения ГПП, РП, ТП при проектировании строят картограмму электрических нагрузок. Картограмма представляет собой размещенные на генплане предприятия или цеха окружности, площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам:

1. наносятся на генплан центры электрических нагрузок каждого цеха;

2. определяется масштаб активных и реактивных (m_a) нагрузок, исходя из масштаба генплана.

Принимается для наименьшей нагрузки (цех №3) радиус R_a3=1,82 м, тогда принимаемый масштаб для активной и реактивной мощности определяется из выражения:

(4.3)

.

Принимается для остальных цехов m_a=0,250 кВт/м², m_р=0,250 кВар/м².

3. определяются радиусы кругов активной и реактивной мощности для цеха полимеризации:

(4.4)

(4.5)

.

Полученные радиусы наносим на генплан предприятия. Радиусы кругов активной и реактивной мощности остальных цехов определяются аналогично.

Результаты расчетов остальных цехов сведены в таблицу 4.2.

4) осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1 кВ, угол сектора (α) определяется из соотношения активных расчетных (Р_Р) и осветительных нагрузок (Р_РО) цехов.

(4.6)

_{Произведем расчет для цеха полимеризации:}

Результаты расчетов остальных цехов сведены в таблицу 4.2.

При выборе схемы электроснабжения предприятия существенную помощь оказывает картограмма нагрузок. По картограмме легко определить, требуется ли искать один или несколько центров нагрузок.

Правильный выбор места расположения подстанций и РП на территории предприятия позволяет составить наиболее рациональную схему электроснабжения (наименьшие длины питающих линий, соответственно меньшие потери мощности).

Таблица 4.2

Результаты расчета радиусов круговых диаграмм

Цех №	Наименование цеха	Pр, кВт	Qр, кВар	Sр, кВА	Коорд. Х, м	Коорд. Y, м
1	2	3	4	5	6	7
1	Полимеризация	1806,08	47,97	1564,01	44,64	9,18
2	Резервуарный парк	2,60	1,82	1,24	1,25	235,38
3	Арматурная	1,86	1,54	0,88	1,06	329,03
4	Экструзия	3744,54	69,07	4459,05	75,37	3,80
5	Операторная	34,58	6,64	12,04	3,92	344,38
6	Электрическая подстанция	754,63	31,00	564,03	26,80	2,21
7	Силоса	202,04	16,04	286,05	19,09	25,91
8	Лаборатория	20,62	5,13	7,95	3,18	323,51
9	Водяной бассейн	3,28	2,04	2,45	1,77	186,87
10	Отделение расфасовки	13,19	4,10	5,14	2,56	320,97
11	Хранилище топлива	6,83	2,95	3,23	2,03	300,66
12	Склад готовой продукции	111,55	11,92	40,03	7,14	341,12
13	Склад химических добавок	10,24	3,61	4,70	2,45	275,63
14	Факел	8,29	3,25	2,77	1,88	350,22
15	Воздушный компрессор	24,54	5,59	17,55	4,73	29,93
16	Склад сжиженных газов	12,60	4,01	5,92	2,75	268,57
17	Насосная сжиженных газов	19,50	4,98	9,59	3,49	221,54
18	Насосная пожаротушения	8,52	3,29	4,23	2,32	217,31
19	Водяной резервуар	6,13	2,79	3,12	1,99	205,71
20	Насосная оборотной воды	5,05	2,54	2,74	1,87	178,22
21	Градирня	8,75	3,34	4,59	2,42	193,37
22	Здание управления	29,70	6,15	10,94	3,73	327,27
23	Печь для сжигания отходов	65,14	9,11	20,93	5,16	49,14
24	Блок испарения	18,98	4,92	7,68	3,13	295,97

Внутризаводскую сеть построена так, что часть цехов будет получать питание с шин ГПП, часть с шин двух распределительных пунктов 0,4 кВ. При сооружении ЦТП предпочтение следует отдавать комплектным трансформаторным подстанциям (КТП), полностью изготовленными на заводах-изготовителях. ГПП расположена возле центра электрических нагрузок, так как не будут созданы помехи технологическому процессу.

Рассмотрим распределение потребления электроэнергии напряжением до 1 кВ между цеховыми трансформаторами подстанции и распределительными устройствами (таблица 4.3). Распределение электроэнергии выполнено на основании картограммы электрических нагрузок по принципу разукрупнения ТП.

Таблица 4.3

Распределение эл. нагрузок по пунктам питания

№ п/п	Наименование пункта питания	Потребители электроэнергии	Место расположения пункта питания по генплану	Суммарная полная мощность пункта (0,4 кВ), кВА
1	2	3	4	5
1	ТП 1	Цех№1,4,11,16,17,21,24	Цех №1	2498,52
2	ТП 6	Цех№2,3,5,6,9,14, 15,19,20,23	Цех №6	1102,3
3	ТП 7	Цех№7,8,10,12,13,18,22	Цех №7	525,9