Выбор месторасположения. 
Проект реконструкции подстанции напряжением 220/110/10 кВ, входящей в состав ОАО "Павлодарэнерго"

Подстанция, как и любая другая подстанция, является важным звеном системы электроснабжения. Таким образом, выбор оптимального месторасположения подстанции является одним из важных этапов проектирования любой системы электроснабжения. В самом начале расчета составляется список всех объектов, которые получают энергию от данной подстанции, а затем наносится на план их расположение. Кроме того, необходимо знать графики активной и реактивной нагрузок всех приемников электрической энергии. При рациональном размещении подстанции на местности технико-экономические показатели системы электроснабжения близки к отимальным. Это позволяет снизить затраты при эксплуатации, так как при передаче электрической энергии потери минимальны. Для определения месторасположения подстанции при проектировании системы электроснабжения строится картограмма нагрузок.

Картограмма нагрузок

Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на плане местности окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам объектов электроснабжения. Для каждого приемника электрической энергии строится своя окружность, центр которой совпадает с центром объекта. Каждый круг может быть разделен на сектора, соответствующие осветительной, силовой, низковольтной, высоковольтной нагрузкам. В этом случае картограмма нагрузок дает представление не только о величине нагрузок, но и их структуре. Центр нагрузки объекта электроснабжения является символическим центром потребления электрической энергии. Картограмма нагрузок позволяет достаточно наглядно представить распределение нагрузок по территории. Тогда, согласно формуле:

(1.1).

где P_i — нагрузка объекта электроснабжения, кВт;

r_i — радиус окружности, км;

т — масштаб для определения площади круга, кВт/км².

Из формулы (1.1) можно легко определить радиус окружности:

. (1.2).

Подстанция получает питание по двухцепной линии 220 кВ длиной 11,9 км. На линии 220 кВ используются провода марки АСО — 300. Провод выбран по условию обеспечения механической прочности, а также наличием в атмосфере вредных веществ. На подстанции осуществляется преобразование электрической энергии с напряжения 220 кВ до напряжений 110 и 10 кВ. Преобразованная электрическая энергия передается соответствующим приемникам по воздушным и кабельным линиям. Мощность, передаваемая по воздушным и кабельным линиям, а также расстояния до приемников приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1-Мощность приемников электрической энергии и расстояния до приемников.

Данные по мощности приемников электрической энергии взяты на АО «Павлодарэнерго» по результатам контрольных замеров 2004 года.

Определим радиус окружностей, характеризующих мощность приемников электрической энергии, по формуле (1.2):

км,.

км.

Для остальных приемников расчет проводится аналогично. Результаты расчета сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2-Радиусы окружностей, характеризующих активные и реактивные мощности приемников.

Теперь определим условный центр электрических нагрузок. Он необходим для выбора наиболее оптимального месторасположения объекта электроснабжения. При проведении расчета будем считать, что электрические нагрузки распределены равномерно по всей площади приемника, тогда центр электрических нагрузок совпадает с центром тяжести данной системы масс.

Координаты условного центра активных и реактивных нагрузок, согласно [1], определяются по следующим общим формулам:

(1.3).

. (1.4).

Определяем условный центр активных электрических нагрузок:

;

.

Расчет условного центра реактивных нагрузок проводится аналогично. Тогда условный центр реактивных нагрузок находится в точке с координатами х_0,р. 8,3 и у_0,р. 15. Как видно из расчета центр электрических нагрузок на картограмме представлен в виде стабильной точки. В реальности приемники работают с нагрузкой, которая изменяется с течением времени, поэтому, нельзя говорить о центре электрических нагрузок, как о некоторой стабильной точки на генеральном плане. В действительности можно говорить о зоне рассеяния центра электрических нагрузок, как о зоне, в которой с некоторой вероятностью должен находиться объект электроснабжения.

Определим удельную (взвешенную) активную и реактивную мощность каждого приемника по формуле:

(1.5).

(1.6).

Для остальных приемников расчет проводится аналогично.

Результаты расчета представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3-Удельная (взвешенная) активная и реактивная мощность каждого приемника

Теперь определим параметры нормального закона распределения координат центра активных электрических нагрузок по формуле:

(1.7).

(1.8).

(1.9).

(1.10).

Параметры нормального закона распределения координат центра активных электрических нагрузок:

• 5,185
• 32,119

.

.

После нахождения закона распределения координат центра активных электрических нагрузок определим зону рассеяния. Для этого необходимо определить радиусы эллипса зоны рассеяния. При этом примем, что точка с координатами х и у попадет в этот эллипс с вероятностью Р () = 0,95.

(1.11),.

(1.12).

Тогда по формулам (1.11 и 1.12):

.

.

Зона рассеяния центра активных электрических нагрузок представляет собой эллипс. Картограмма активных нагрузок представлена на рис. 1.1. Расчет зоны рассеяния центра реактивных электрических нагрузок проводится аналогично. Результаты расчета сведены в таблицу 1.4.

Таблица 1.4-Параметры нормального закона распределения координат центра реактивных электрических нагрузок.

5,185.	32,119.	0,311.	0,101.	5,233.	17,149.

Зона рассеяния центра реактивных электрических нагрузок, также как и зона рассеяния центра активных электрических нагрузок, представляет собой эллипс. Картограмма реактивных нагрузок представлена на рис. 1.2.