РАЦИОНАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

В данной статье рассмотрен рациональный метод расчета определения места расположения источников питания в системе внутреннего электроснабжения промышленных предприятий и подстанций энергосистем.

Размещение источников питания главной понизительной подстанции центрального и распределительных пунктов, цеховых трансформаторных подстанций и пунктов распределения электроэнергии при напряжении до 1000 В. в системе электроснабжения промышленных предприятий не всегда достаточно технико-экономически обоснованно. Правильный выбор мест расположения источников питания при проектировании или реконструкции значительно влияет на технико-экономические показатели систем электроснабжения, суммарные потери электроэнергии в распределительных электрических сетях, протяженность распределительных сетей и затраты на их сооружение и эксплуатацию.

Наиболее рациональным считается расположение источников питания в центре электрических нагрузок (ЦЭН), то есть в точке, относительно которой разброс нагрузок и протяженность распределительных сетей будут минимальными.

Координаты центра распределения нагрузок определяют по формулам:

;

,                                                  (1)

где   – активная мощность i-го приемника электроэнергии;

 – координаты i-го приемника электроэнергии;

n – число приемников электроэнергии.

Для компенсации реактивных нагрузок широко применяют источники реактивной мощности, например, комплектные конденсаторные установки. Их местоположение может быть определено по формулам:

;

,                                               (2)

где  расчетная реактивная нагрузка i-го приемника.

Формулы 1 и 2 справедливы при нахождении пунктов распределения и трансформаторных подстанций, когда мощность электроприемников задается активной мощностью и в цеховых сетях имеется возможность (во многих случаях и необходимость) располагать комплектные конденсаторные установки в различных местах распределительной сети.

Учитывая, что комплектные конденсаторные установки чаще всего располагают на трансформаторных подстанциях и распределительных пунктах и что мощность приемников электроэнергии можно считать сосредоточенной в трансформаторах трансформаторной подстанции, а их мощность выражается полной мощностью, целесообразно при определении местоположения главной понизительной подстанции, центрального распределительного пункта и распределительного пункта находить центры электрических нагрузок исходя из полной мощности. Экономическая эффективность метода обоснована. С целью определения координат расположения ЦЭН по полной мощности потребителей электроэнергии используют формулы:

;

  ,                                                (3)

где  – полная мощность i-го приемника электроэнергии с учетом компенсации реактивной мощности.

В соответствии с расчетом ЦЭН по формулам можно расположить подстанцию энергосистемы, распределительные пункты для электроснабжения городов, объектов сельского хозяйства, крупной сосредоточенной нагрузки, где между объектами имеются значительные площади, место сооружения подстанций на которые не вызывает затруднений. В то же время размещение источников питания в центре электрических нагрузок на промышленных предприятиях практически невозможно из-за технологических, транспортных и других ограничений. Для многих предприятий роль главной понизительной подстанции выполняют подстанции энергосистем, а центральные распределительные пункты и распределительные пункты смещают из расчетного центра электрических нагрузок в сторону большей нагрузки или в сторону питания от главной понизительной подстанции, чтобы избежать обратных потоков энергии.

Если в расчетном центре невозможно расположить распределительные подстанции, предлагается следующая методика его переноса из центра электрических нагрузок на основе расчета моментов электрических нагрузок:

1. Определяется ЦЭН по формулам 3.
2. Вычисляют расстояние  от расчетного ЦЭН (,) до цеховых трансформаторных подстанций и других приемников.
3. Определяются моменты электрической нагрузки  от ЦЭН до цеховых трансформаторных подстанций и других приемников.
4. По расчетным моментам электрических нагрузок находится номер трансформаторной подстанции, до которой момент электрических нагрузок минимальный.
5. Переносится распределительный пункт из расчетного ЦЭН на трансформаторную подстанцию с минимальным моментом электрической нагрузки от этого центра электрических нагрузок, то есть распределительный пункт совмещается с одной из цеховых трансформаторных подстанций.
6. Определяется расстояние от распределительного пункта до каждой трансформаторной подстанции и суммарная длина распределительной сети.
7. Выбираются трассы распределительной сети.

Окончательный выбор местоположения распределительной подстанции в системе электроснабжения промышленного предприятия должен производиться на основе результатов сравнения затрат на сооружение распределительной сети. При этом надо учитывать, что линии, соединяющие распределительный пункт с трансформаторной подстанцией, прокладываются в траншее не по кратчайшей прямой. Для распределения электроэнергии кроме радиальных схем могут применяться и магистральные схемы электроснабжения.

Место расположения источников питания в системе внутреннего электроснабжения промышленных предприятий и подстанций энергосистем рекомендуется определять по полным расчетным мощностям, в системе внутрицехового электроснабжения – по активным расчетным мощностям. При невозможности размещения источника питания в расчетном центре электрических нагрузок, его следует совмещать с цеховой трансформаторной подстанцией, до которого момент электрической нагрузки от ЦЭН минимален. Таким образом, при  рациональном месте расположения источников питания потребителей на промышленных предприятиях,  городе, сельскохозяйственных объектах значения технико-экономических показателей систем электроснабжения, суммарные потери электроэнергии в распределительных электрических сетях, протяженности распределительных сетей, затраты на их сооружение и эксплуатацию будут оптимальны.

Список литературы:

1. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учебник для студентов среднего профессионального образования. М.: Издательский центр «Академия», 2006. —368 с.
2. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для студентов высших учебных заведений.2-е изд.М.: Интермет Инжиниринг, 2006. — 672 с.
3. Щербаков Е.Ф., Александров Д.С. Электроснабжение и электропотребление на предприятиях: учебное пособие. М.: Форум, Инфра-М, 2014. — 596 с.