Приложение А (справочное). Определение местоположения трансформатора и распределительного щита методом центра нагрузки

Приложение А
(справочное)

Определение местоположения трансформатора и распределительного щита методом центра нагрузки

А.1 Метод центра нагрузки

При проектировании установки внимание должно быть уделено выбору места расположения трансформаторов и распределительных щитов с максимальным приближением к оборудованию и системам с высоким энергопотреблением с целью минимизации потерь в пределах системы распределения электроустановки.

Метод центра нагрузки позволяет определить самое энергосберегающее местоположение трансформаторов и распределительных щитов в установке благодаря сокращению электрических потерь.

Цель этого метода состоит в том, чтобы установить трансформатор и распределительный щит в базовом местоположении относительно нагрузки с высоким энергопотреблением так, чтобы расстояние до нагрузки с более высоким энергопотреблением было меньше, чем расстояние до нагрузки с более низким энергопотреблением.

Центр нагрузки позволяет определить местоположение оборудования с целью минимизировать, насколько это возможно, длины и площади поперечного сечения проводников. Увеличения площади поперечного сечения кабелей с точки зрения падения напряжения можно таким образом избежать для мощных фидеров. См. также 6.7.2.

Этот метод рассматривает энергоэффективность, только чтобы определить теоретическое местоположение источника, без рассмотрения других аспектов (например, строительные требования, эстетические соображения, условия окружающей среды и т.д.).

Каждая нагрузка должна быть идентифицирована:

- координатами его местоположения: (x_i, у_i) или (x_i, у_i, z_i) в зависимости от доступности двух- или трехмерного изображения;

- предполагаемым ежегодным потреблением в , EAC_i.

Если оценка ежегодного потребления неизвестна, то вместо этого должна использоваться мощность нагрузки в кВА.

Местоположение центра нагрузок с координатами (x_b, у_b, z_b) или (х_b, у_b) определяется соответствующей формулой

или

.

Трансформатор или распределительный щит, питающий эту группу нагрузок n, должны быть расположены как можно ближе к предполагаемому центру нагрузки этих электрических нагрузок.

Пример 1: вычисление центра нагрузок завода

У завода в качестве примера есть следующие нагрузки (см. рисунок А.1):

1) Склад: EAC₁ = 120 ; координата: х₁ = 4 м; у₁ = 4 м;

2) Хоз. нужды: ЕАС₂ = 80 ; координата: х₂ = 9 м; у₂ = 1 м;

3) Офис: ЕАС₃ = 20 ; координата: х₃ = 9 м; у₃ = 8 м;

4) Производство: ЕАС₄ = 320 ; координата: х₄ = 6 м; у₄ = 12 м.

Согласно формуле центра тяжести

получают х координаты центра нагрузок

,

точно так же получают у координаты центра нагрузок

.

Расчетное местоположение центра нагрузок, приведенных на рисунке А.1, находится в точке В.

1 - склад; 2 - хозяйственные нужды; 3 - офис; 4 - производство

Рисунок А.1 - Пример 1: План здания завода с планом расположения нагрузок и расчетным центром нагрузок

Пример 2: вычисление центра нагрузок трех различных нагрузок с различным потреблением

Центр тяжести трех различных нагрузок со следующим ежегодным потреблением (см. рисунок А.2):

- нагрузка 1: координаты: (1, 1), потребление: 80 ;

- нагрузка 2: координаты: (9, 9), потребление: 80 ;

- нагрузка 3: координаты: (20, 5), потребление: 320 .

Координаты центра нагрузки:

.

Рисунок А.2 - Центр нагрузки. Пример 2: Расчетный

А.2 Общий центр нагрузки

А.2.1 Общие требования

Общий центр нагрузки рассчитывается с учетом всех нагрузок в установке.

При использовании метода центра нагрузки под "источником" понимают главный распределительный щит установки.

Источник должен быть расположен максимально близко к общему центру нагрузки груза.

Пример 1: производственное здание

План расположения на рисунке А.3 показывает строительную топологию. До применения метода центра нагрузки помещения распределительного щита были первоначально расположены в точке 1.

Результат расчета полного центра нагрузки ясно показывает, что точка 2 расположена очень близко к потребителю большой мощности (утилиты), и следовательно, такое расположение улучшит использование кабелей и, таким образом, уменьшит потери в кабелях.

1 - помещения распределительного щита до применения метода центра нагрузки; 2 - помещения распределительного щита после применения метода центра нагрузки

Рисунок А.3 - Пример местоположения центра тяжести в производственном здании

А.2.2 Местоположения промежуточных распределительных щитов

Для каждого промежуточного распределительного щита должен выть рассчитан центр нагрузки с учетом всех нагрузок, которые запитаны от этого промежуточного распределительного щита.

Местоположение каждого промежуточного распределительного щита должно быть максимально близким к его центру нагрузки.

А.2.3 Процесс последовательного приближения

Метод центра нагрузок может оптимизировать конечную точку местоположения главного источника энергии (полученную в результате расчетов, см. А.1) путем перемещения части основных нагрузок потребителя. Тогда новые координаты этих определенных нагрузок могут использоваться для нового расчета центра нагрузок. По мере необходимости эти действия могут быть повторены.