1.2. Задача електропостачальних систем. Основні вимоги та визначення

Сучасні електропостачальні системи промислових підприємств, міст, сільського господарства і транспорту повинні відповідати рівню розвитку технологій, об’єму споживання електричної енергії, забезпечувати показники якості електроенергії та відповідну до вимог споживача надійність, за максимальної економічної ефективності. Практично на стадії проектування об’єкту в електропостачальну систему повинні закладатися такі технічні рішення, які забезпечили б виконання згаданих умов. Задача ускладнюється тим , що з часом попередні умови можуть змінюватись як в частині значень електричних навантажень, територіальному їх розташуванні, так і з боку енергосистеми, сторонніх споживачів, тощо. До того ж, деякі вихідні дані можуть бути задані з певним наближенням або просто відсутні. Тому розроблена електропостачальна система повинна бути досить універсальною і легко пристосовуватися до деякої варіації вихідних умов, а також повинна передбачатись можливість її подальшого розвитку.

Звідси випливають основні вимоги до електропостачальних систем:

1. Повинна забезпечуватись максимальна економічна ефективність з врахуванням всіх можливих факторів. Це була б одна єдина вимога, як би можна було всі фактори врахувати в економічному еквіваленті, тобто кількісно. Оскільки це неможливо, мають місце інші вимоги.

2. Повинні бути забезпечені показники якості електроенергії у відповідності до чинних стандартів;

3. Надійність системи повинна відповідати категорії електроприймачів щодо надійності електропостачання;

4. Схеми повинні бути простими та наочними, що забезпечує підвищення надійності експлуатації;

5. Електропостачальна система повинна бути гнучкою;

6. Система повинна бути придатною до розширення або реконструкції;

7. Повинна забезпечуватись максимальна електро- пожежо- та вибухобезпека при експлуатації;

8. Необхідно застосовувати найсучасніші способи каналізації електроенергії, силові елементи та елементну базу захисту, автоматики, керування, тощо;

9. Система повинна мінімально впливати на довкілля, бути екологічно чистою.

1.3. Проблеми електропостачання

Споживання енергії людством на протязі останнього століття змінювалась наростаючими темпами і досягло такого рівня, який суттєво впливає на глобальні світові процеси.

Споживання енергії на 1 людину в цілому світі становить 1,9 т умовного палива (т.у.п.), а в США майже у 5 разів більше – 9,4 т.у.п.; наприклад, Норвегія витрачає 22000 кВт·год на одну людину в рік. Це означає, що в цілому в світі на потреби людини видобувається величезна кількість палива, запаси якого не є нескінченими. Звідси витікає необхідність пошуку альтернативних джерел енергії, а також запровадження економніших, енергоощадних технологій. Це і є дві основні глобальні проблеми енергетики та енергоспоживання.

Проблема енергоощадності повинна вирішуватись у найширшому плані. В першу чергу в країні необхідно реалізувати складну сукупність заходів перебудови структури виробництва, відмовитись від нерентабельних технологічних процесів, виробництва таких товарів та продукції, на які немає попиту, слід налагоджувати економніше виробництво, запроваджувати найсучасніші технології, повніше використовувати вторинні енергетичні та сировинні ресурси, збільшувати ККД енергетичних устав, зменшувати втрати енергії та матеріалів, дальні та зустрічні перевезення і багато іншого.

В електропостачальних системах енергоощадність полягає головним чином у зменшенні втрат електроенергії в елементах електричних мереж при її передачі та перетвореннях, в тому числі при споживанні, а також ширшому застосування найсучасніших матеріалів і конструкцій окремих елементів та споруд в цілому. В експлуатації електропостачальних систем значну роль у підвищенні економічної ефективності відіграє компенсація реактивної потужності, вирівнювання графіків навантажень, використання вищих номінальних напруг та підтримання їх підвищеного (в межах допустимого) рівня під час роботи, зниження та зміщення пікових потужностей, застосування сучасних нешкідливих матеріалів, обладнання та устаткування, що найменше впливає на навколишнє середовище.

Значну роль у підвищенні ефективності роботи споживачів електроенергії відіграють такі властивості електропостачальних систем, як надійність та здатність забезпечити високі показники якості електроенергії. Проблема визначення оптимальних показників надійності електропостачання та якості електроенергії є одною із визначальних.

Важливою проблемою в електропостачанні є перехід на нову елементну базу вторинних кіл – запровадження мікропроцесорних пристроїв захисту, автоматичного керування, сигналізації, обробки даних, аналізу аварій, діагностики, тощо. Завдяки цьому з’являється можливість значного зменшення потужності трансформаторів струму та напруги, габаритів вторинних пристроїв, підвищення надійності та ефективності їх роботи. Широке застосування ЕОМ у поєднанні з мікроелектронними пристроями вимірювання, захисту, автоматики тощо, повинно підвищити гнучкість та надійність електропостачальних систем, скоротити чисельність обслуговуючого персоналу і в цілому дати великий економічний ефект.

Все більше значення надається питанням захисту довколишнього середовища. Існує цілий ряд можливостей зменшити негативний вплив систем електропостачання та окремих її елементів на природу. Це і застосування більш екологічно чистих рідин для трансформаторів, конденсаторів, вимикачів, тощо, і розроблення досконаліших конструкцій елементів, розподільчих споруд, ліній, і забезпечення пожежо- та вибухобезпеки та багато інших.

Підготовка спеціалістів високої кваліфікації, спроможних вирішувати все коло складних організаційних, технічних, економічних і інших питань на стадіях розробки, проектування, будівництва, налагодженні й експлуатації сучасних систем електропостачання є також однією із найважливіших проблем.

Важливе значення в нових умовах набуває проблема міжнародної співпраці в галузі електроенергетики, особливо в частині узгодження національних стандартів, правил улаштування та експлуатації, номенклатури обладнання тощо.