Проверка места положения подстанции

При выборе схемы электроснабжения существенную помощь оказывает картограмма электрических нагрузок. Картограммой называют план, на котором изображена средняя интенсивность распределения нагрузок приемников электроэнергии. Для ее построения на плане указывают в соответствующем масштабе электрическая нагрузка в виде кругов, площадь которых прямо пропорциональна мощности электрических приемников. В качестве центра круга выбирают центр электрической нагрузки (ЦЭН) приемника, а радиус круга соответствует расчетной мощности приемника электрической энергии; значение его находим из условия равенства расчетной мощности Р_i площади круга [1]

Р_i= p×r²_ai×m,

где r_аi – радиус круга, см;

m – масштаб картограммы, кВт/см²;

Тогда

. (1.1)

Проведем расчет по формуле (1.1) для ЦРП - одного из основных потребителей подстанции «Южная»

Радиусы окружностей для построения картограммы реактивных нагрузок определяем аналогично. Выбранный для построения картограммы нагрузок масштаб m=100 кВт/см². Предполагаемые электрические нагрузки приемников, а также соответствующие значения радиусов окружностей приведены в табл.1.1, картограмма нагрузок показана на рис.1.1.

Для нахождения центра рассеяния ЦЭН и размещения подстанции необходимо найти условный центр электрических нагрузок. Подстанцию следует располагать как можно ближе к этому центру и по возможности в зоне рассеяния. Это позволяет снизить расход электрической энергии, уменьшить расход проводникового материала за счет сокращения протяженности кабельных линий и приближения высокого напряжения к центру потребления электрической энергии.

Таблица 1.1

Исходные данные для построения картограммы нагрузок

Наименование потребителя	Нагрузка	Коэффициент мощности	Радиус окружности, мм для нагрузки	Координаты, м
	Активная Pi, кВт	Реактивная Qi,кВар		Активной rai	Реактивной rpi	Хi	Yi
1.ЦРП	6629,4	3757,05	0,87	45,94	34,58
2.КТП РЭУ		48,62	0,97	7,86	3,93
3.РП19		410,89	0,85	14,53	11,44
4.РП-32		94,99	0,88	7,48	5,50
5.РП-45		568,93	0,85	17,09	13,46
6.РП-26	2476,8	1469,65	0,86	28,08	21,63
7.РП Насосная	28,14	31,18	0,67	2,99	3,15
8.ТЯГ №13	167,04	94,67	0,87	7,29	5,49
9.ТП-339	133,5	68,39	0,89	6,52	4,67
10.ТП-349	42,5	26,34	0,85	3,68	2,90
11.Подстанция «Станкозавод»		8323,17	0,85	65,38	51,47

Для определения условного центра электрических нагрузок воспользуемся методикой определения центра тяжести однородных, плоских фигур сложной формы. Учитывать третью координату z не имеет смысла, так как потребители электрической энергии размещены примерно на одном уровне. Перепад рельефа не более 10ё15 м.

Координаты центра активных электрических нагрузок

(1.2)

где х_i, y_i – координаты i – го потребителя.

Расчет координат центра активных нагрузок по формулам (1.2) проводим используя координаты расположения нагрузок, приведенные в таблице 1.1. Получим следующие координаты х_0а=880 м; y_0а = 2005 м.

Координаты центра реактивных электрических нагрузок определяются аналогично

(1.2)

Все известные методы нахождения ЦЭН сводятся к тому, что центр электрических нагрузок определяется, как некоторая постоянная точка на плане. Исследования показали, что такое положение нельзя считать правильным и ЦЭН следует рассматривать как некоторый условный центр, так как определение его еще не решает до конца задачи выбора местоположения подстанции. Дело в том, что положение, найденное по тому или иному математическому методу условного центра электрических нагрузок не будет постоянным. Это объясняется изменением потребляемой приемниками мощности, развитием предприятия.

В соответствии со сказанным выше ЦЭН описывает на плане фигуру сложной формы. Поэтому правильнее говорить не о ЦЭН как некоторой постоянной точке на плане, а о зоне рассеяния ЦЭН. Зона рассеяния может определяться для статического состояния системы и с учетом динамики (развития) системы электроснабжения.

Для определения зоны рассеяния ЦЭН необходимо прежде всего найти закон распределения координат ЦЭН. Обычно предполагают, что распределение случайных координат ЦЭН следует нормальному закону распределения (закону Гаусса-Лапласа), т.е. [2]

где a_x, а_y – математические ожидания случайных координат;

s²_х, s²_y – дисперсии случайных координат.

Математические ожидания случайных координат в нашем случае - это координаты ЦЭН

а_х=х₀; а_y=y₀.

Если ввести обозначение

(1.3)

называемые мерами мощности случайных величин, закон распределения запишется в следующем виде

Так как координаты х и y изменяются одновременно то от одномерной плоскости распределения вероятностей исследуемых величин можно перейти к двумерной функции распределения вероятностей случайных независимых координат

.

Зона рассеяния центра электрических нагрузок представляет собой эллипс, как сечение поверхности нормального распределения, полуоси которого равны

. (1.4)

Форма эллипса зависит от соотношений

где Р_хi, Р_yi – вероятности появления х_i, y_i:

.

С учетом этого выражения дисперсия случайных координат определяется следующим образом:

Тогда по формуле (1.3) находим

Используя формулу (1.4) находим полуоси эллипса зоны рассеяния

Так как различие между осями эллипса не превышает 10% то можно принять h_X=h_Y=h^*, тогда эллипс преобразуется в доверительный круг, радиус которого определяется из выражения

где .

Как показала практика проектирования и эксплуатации системы электроснабжения, расположение городской подстанции не всегда возможно в зоне рассеяния ЦЭН. В нашем случае подстанция «Южная» предназначена для питания в первую очередь городских потребителей электрической энергии и ее расположение существенным образом ограничивается существующей городской застройкой.

Смещение подстанции из зоны рассеяния ЦЭН приводит к ухудшению технико-экономических показателей системы электроснабжения и является не желательным. Поэтому необходимо оценить к чему приводит смещение.

Найденный центр активной нагрузки построен на рис.1.1. Из рисунка видно, что реальное расположение подстанции «Южная» не является оптимальным и продиктовано существующей городской застройкой. Хотя сегодняшнее местоположение подстанции не самое наилучшее с точки зрения потерь электроэнергии, оно попадает в зону рассеяния центра электрических нагрузок.

Таблица1.2

Данные к построению зоны рассеяния

Дисперсия случайных координат	Среднеквадратичное отклонение	Мера точности случайных величин	Полуоси эллипса рассеяния	Радиус окружности рассеяния
sХ^2	sY^2	sХ	sY	hX	hY	RX	Ry	R
282439,3	241509,1			0,00133	0,00144	1302,3	1202,8

Дата добавления: 2015-04-30