Главную питающую подстанцию или главный распределительный пункт, исходя из технико-экономических данных, желательно размещать в центре электрических нагрузок предприятия. Для определения центра нагрузок строится картограмма электрических нагрузок, представляющая собой генеральный план предприятия, на котором показаны силовые и осветительные нагрузки по каждому зданию.
Методами построения равнодействующей нагрузок, аналогичными известным методам теоретической механики, может быть найден центр нагрузок. Однако далеко не всегда удается расположить ГПП или ГРП в центре нагрузок, поскольку определяющими факторами часто являются противопожарные, транспортные, а иногда и архитектурно-строительные особенности. Поэтому местоположение ГПП и ГРП следует находить, сопоставляя различные варианты с учетом этих факторов.
Выбрать число и местоположение цеховых трансформаторных подстанций, а также число и мощность трансформаторных единиц довольно сложно. Для этого необходимо сопоставить несколько вариантов, стремясь получить минимум капитальных затрат и эксплуатационных расходов, наименьший расход цветных металлов и обеспечить необходимый уровень надежности электроснабжения. Есть несколько методов для аналитического определения количества и наивыгоднейшей установленной мощности подстанции, однако они не получили распространения.
Картограмма нагрузок предприятия составляется для определения местоположения ГПП, ГРП и ТП. Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на генеральном плане промышленного предприятия окружности, причем площадь, ограниченная этими окружностями, в выбранном масштабе равна расчетным нагрузкам цехов (см. рис. 1).
Рис. 1. Генеральный план промышленного предприятия с картограммой
и центром электрических нагрузок
Центр нагрузок цеха или предприятия является символическим центром потребления электрической энергии цеха. ГПП, ГРП и ТП следует располагать как можно ближе к центру нагрузок, т.к. 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.
Площадь каждой окружности πr i2 в выбранном масштабе m равна расчетной нагрузке соответствующего цеха Рi:
Из этого выражения радиус окружности:
где m – масштаб для определения площади круга.
Каждый круг может быть разделен на секторы, соответствующие осветительной и силовой нагрузкам.
Однако картограммы следует наносить на генеральный план промышленного предприятия отдельно для активной и реактивной нагрузок. Причиной этого является то обстоятельство, что питание активных и реактивных нагрузок производится от разных источников.
Питание активных нагрузок обеспечивается или от собственных подстанций (электростанций) промышленного предприятия. Питание реактивных нагрузок осуществляется от конденсаторных батарей, расположенных в местах потребления реактивной мощности (индуктивного характера), от превозбужденных синхронных двигателей или синхронных компенсаторов, которые, как правило, располагаются вблизи мест потребления реактивной мощности.
В этом случае следует находить центр потребления реактивной мощности.
Неправильный выбор места установки синхронных компенсаторов вызывает перемещение 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, чтобы выбрать место ГПП (ГРП), ТП по активной нагрузке и рациональное место компенсирующего устройства по реактивной нагрузке.
