7семестр / ЭСС_ (Барбашов)ЭЗ-31(12.06.14) / ТЛ-1_н

(уголь, нефть, газ, уран), которое добывает или импортирует Украина, а также энергия отдельных рек используется для производства электро- и теплоэнергии. Развитие электроэнергетики стимулирует создание новых промышленных узлов. Отдельные отрасли промышленности территориально приближены к источникам дешёвой электроэнергии, например, цветная металлургия. Электроэнергия на Украине вырабатывается преимущественно на ТЭС, ГЭС, ГАЭС и АЭС. В перспективе планируется использование экологически чистых источников энергии. Украина обладает всеми возможностями для использования альтернативных и нетрадиционных источников энергии, в частности, ветряной, гелио- и термальной энергии.

По результатам 2011 года структура производства электроэнергии на Украине выглядела следующим образом (в скобках указаны установленные мощности на электростанциях): ТЭС и ТЭЦ − 57,5 % (25472 МВт); АЭС − 29,6 % (13107 МВт); ГЭС и ГАЭС − 12,4 % (5500 МВт); СЭС −

0,3 % (130 МВт); ВЭС − 0,2 % (86 МВт).

На Украине имеется шесть электрогенерирующих компаний, вырабатывающих электроэнергию на тепловых электростанциях (ТЭС и ТЭЦ):

−Днепроэнерго (г. Запорожье) 5785 МВт, отпуск электроэнергии в

2011 году 15844 млн кВт∙ч;

−Центрэнерго (г. Киев) 7575 МВт;

−Западэнерго (г. Львов) 4282,5 МВт, отпуск 12661,8 млн кВт∙ч;

−Востокэнерго (г. Донецк) 4157 МВт, отпуск 17135,9 млн кВт∙ч;

−Донбассэнерго (г. Горловка) 2480 МВт;

−Киевэнерго (г. Киев) 1200 МВт, отпуск 4481,7 млн кВт∙ч. Основные ТЭС Украины расположены в Донбассе. Самые мощные

из них: Углегорская ТЭС (3,6 млн кВт), Луганская, Мироновская и Старобешевская (по 2,4 млн кВт). Запорожская АЭС (Энергодар) − самая мощная среди атомных электростанций Европы. На Днепре работают ГЭС суммарной мощностью 2,5 млн кВт. Возле Киева расположены три мощные станции: Трипольская ГРЭС (1,8 млн кВт), Киевская ГЭС и ГАЭС. Новый мощный район формируется в западной части страны, состоящий из ТЭС (в Добротворе и Бурштыне) и АЭС (Ровненская и Хмельницкая). В западном регионе страны также расположена Днестровская ГЭС

12

(0,702 млн кВт). Южные регионы Украины хуже всего обеспечены электроэнергией собственного производства. Крупнейшие электростанции на юге страны: Южно-Украинская АЭС (3 млн кВт) и Ладыжинская ГРЭС (1,8 млн кВт).

Характеристики некоторых наиболее мощных тепловых, гидравлических и атомных электростанций приведены в табл. 1.2–1.4.

Объединенная энергетическая система (ОЭС) Украины обеспечивает централизованное электрообеспечение внутренних потребителей, взаимодействие с энергосистемами смежных стран, экспорт и импорт электроэнергии. Она включает в себя 8 региональных электроэнергетических систем (Днепровскую, Донбасскую, Западную, Крымскую, Южную, Юго-Западную, Северную и Центральную), связанных между собой системообразующими и межгосударственными ЛЭП 750 и 330−500 кВ. Региональным электроэнергетическим системам подчинены 32 структурных подразделения по эксплуатации магистральных и межгосударственных электрических сетей. Оперативное управление режимами работы ОЭС Украины осуществляется с Центрального и восьми региональных диспетчерских центров.

Таблица 1.2 − Крупнейшие тепловые электростанции Украины

13

14

Одним из основных факторов, ограничивающих развитие электроэнергетики на Украине, является экологический. Выбросы от работы этой отрасли составляют около 30 % всех твердых частиц, что поступают в атмосферу вследствие хозяйственной деятельности человека. По этому показателю электростанции сравнялись с предприятиями металлургии и опережают все остальные отрасли промышленности. Кроме того, энергетика производит до 63 % серного ангидрида и более 53 % окиси азота, поступающих в воздух от стационарных источников загрязнения. Они являются основным источников кислотных дождей на Украине. Негативное влияние на окружающую среду оказало строительство гидроэлектростанций. Строительство ГЭС на Днепре (кроме Днепрогэса) привело к затоплению значительных территорий. Водохранилища подняли уровень грунтовых вод, что стало причиной интенсивного разрушения крутых берегов.

Важной для Украины является безопасность. Катастрофа на Чернобыльской АЭС превратила значительную часть страны в зону экологического бедствия. Наиболее загрязнёнными оказались Киевская, Житомирская, Винницкая, Ровенская, Черниговская и Черкасская области. Помимо почвы радиационному загрязнению подверглись лесные и водные ресурсы, немаловажные для жизнедеятельности граждан Украины.

16

Разработанная Энергетическая стратегия Украины на период до 2030 г. балансирует развитие топливно-энергетического комплекса с развитием экономики страны при обеспечении потребностей социальной сферы в топливно-энергетических ресурсах. Стратегия определяет главные цели и задачи, основные направления и показатели, балансы производства и потребления, меры кардинального повышения уровня энергетической безопасности страны.

Основные цели Энергетической стратегии Украины:

−создание условий для постоянного и качественного удовлетворения спроса на энергетические продукты.

−обеспечение надежного функционирования энергетики, ее стабильного и эффективного развития;

−повышение уровня энергетической безопасности.

−снижение энергоемкости в производстве и использовании энергопродуктов;

−уменьшение техногенной нагрузки на окружающую среду;

−интеграция ОЭС Украины в европейскую с последующим увеличением экспорта электроэнергии, укрепление позиций Украины как транзитного государства.

Исходя из предполагаемого роста ВВП, Энергетической стратегией Украины до 2030 г. предусмотрен значительный рост (в 2,2 раза) потребле-

ния электроэнергии в стране − до 395 млрд кВт ч в год при значительном снижении относительной энергоемкости экономики. Кроме того, предусмотрена возможность экспорта электроэнергии до 2,5 млрд кВт ч в год после 2020 года.

Надежное и бесперебойное удовлетворение увеличивающегося спроса на электроэнергию возможно только при условии соответствующего опережающего развития генерирующих мощностей и линий электропередач ОЭС Украины.

К 2030 г. величина генерирующих мощностей в ОЭС Украины должна возрасти в 1,7 раза и составить 85500 МВт согласно следующей структуре: АЭС − 33,3 %; ТЭС и ТЭЦ − 47,6 %; ГЭС/ГАЭС − 11,9 %; блокстанции и другие источники − 7,1 %.

Исходя из потребностей в электроэнергии на прогнозируемый пери-

17

од и оптимизированного баланса, производство электроэнергии в 2030 году будет иметь следующую структуру: АЭС − 52,1 %; на ТЭС, ТЭЦ, блокстанциях − 43,5 %, на ГЭС/ГАЭС и по другим источникам − менее 5 %. Эта структура производства электроэнергии обеспечит экономичную и надежную работу ОЭС Украины.

Основные направления развития электрических сетей в период до 2030 г. сводятся к следующему:

−техническое перевооружение и реконструкция системообразующих

ираспределительных сетей;

−обеспечение надежной и экономической работы электростанций и основных системообразующих сетей.

Функции системообразующей сети сохраняются за сетями 330 и

750 кВ.

Развитие сети будет осуществляться за счет сооружения:

−линий выдачи мощности электростанций;

−линий, обеспечивающих усиление системообразующих связей как внутри отдельных энергорайонов, так и между регионами;

−линий для обеспечения электроснабжения больших узлов нагрузки. Развитие сети 750 кВ будет направлено на формирование широтных

магистралей, что в сочетании с поперечными связями обеспечит необходимую пропускную способность между регионами ОЭС.

В целом для обеспечения надежного электроснабжения потребителей ОЭС в период до 2030 г. необходимо ввести около 5000 км системообразующих ВЛ и порядка 25000 МВА трансформаторной мощности.

Предусматривается широкое применение прогрессивных технических решений:

−линейных конструкций повышенной надежности;

−узкобазовых опор;

−многоцепных линий;

−кабельных линий 330 кВ с полимерной изоляцией;

−полимерных изоляторов.

1.3. Влияние энергетических систем на окружающую среду

Энергетика входит как подсистема в глобальную систему жизнедея-

18

тельности страны. Развитие и жизнь общества в настоящее время невозможны без энергетики, которая определяет прогресс всего народного хозяйства. Однако при рассмотрении достоинств энергетики необходимо учитывать также отрицательное влияние энергетики на окружающую среду.

Все проявления вредного влияния, которое оказывается на окружающую среду различными электротехническими объектами, можно разделить на группы.

1.Загрязнение воздуха, воды и почвы отходами при сжигании топлива на ТЭС электростанциях в виде газов, золы, серы и др., выбрасываемых в воздух, почву и воду и от захоронения использованных радиоактивных веществ на АЭС. Для уменьшения этого следует применять лучшее топливо

испециальные очистные сооружения (электрофильтры и др.).

2.Выделение неиспользованной энергии в окружающую среду в виде теплоты отходящих газов и нагрев охлаждающей воды.

3.Влияние электромагнитного поля на живые организмы. Влияние магнитного и электрического полей обычно рассматривается отдельно. Вредное действие магнитного поля на живые организмы и в первую очередь человека проявляется только при очень высоких напряженностях порядка 150−200 А/м, возникающих на расстояниях до 1−1,5 м от проводов ВЛ, и представляет опасность при работе под напряжением.

Основные проблемы для линий сверхвысоких (СВН) и ультравысоких (УВН) напряжений связаны с влиянием электрического поля, создаваемого ВЛ. Это поле определяется в основном зарядами фаз. С повышением напряжения ВЛ, числа проводов в фазе и эквивалентного радиуса расщепленного провода заряд фазы быстро увеличивается. Так, заряд фазы линии 750 кВ в 5−8 раз больше заряда одиночного провода линии 220 кВ. Это создает напряженности электрического поля под проводами ВЛ, опасно воздействующие на человеческий организм, а также на организм животных, птиц, рыб, насекомых и растительность. Непосредственное (биологическое) влияние электрического поля линий СВН и УВН на человека связано с воздействием на сердечнососудистую, центральную и периферийную нервные системы, мышечную ткань и другие органы. Без учета длительности воздействия на человека допустимая напряженность электрического поля составляет: 20 кВ/м − для труднодоступной местности; 15 кВ/м − для

19

ненаселенной местности; 10 кВ/м − для пересечений с дорогами; 5 кВ/м − для населенной местности. При напряженности 0,5 кВ/м на границах жилых застроек допускается пребывание человека в электрическом поле по 24 ч в сутки в течение всей жизни.

Для эксплуатационного персонала ПС и линий СВН и УВН установлена допустимая продолжительность периодического и длительного пребывания в электрическом поле при напряженностях на уровне головы человека (1,8 м над уровнем земли): 5 кВ/м − время пребывания не ограниче-

но; 10 кВ/м − 180 мин; 15 кВ/м − 90 мин; 20 кВ/м − 10 мин; 25 кВ/м −

5 мин. Выполнение этих условий обеспечивает самовосстановление организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.

При невозможности ограничения времени пребывания персонала под воздействием электрического поля применяется экранирование рабочих мест: тросовые экраны над дорогами, экранирующие козырьки и навесы над шкафами управления, вертикальные экраны между фазами, съемные экраны при ремонтных работах, индивидуальные средства и др. Для защиты населения применяются меры организационного характера: предупредительные плакаты, разъяснительная работа. Надежный экранирующий эффект создают кустарники высотой 3−3,5 м и плодовые деревья высотой 6−8 м, растущие под ВЛ, так как кусты и плодовые деревья обладают достаточной проводимостью и выполняют роль экрана на высоте, превышающей рост человека или высоту транспортных средств.

Косвенное воздействие электрического поля заключается в возникновении тока или кратковременных разрядов при прикосновении человека, имеющего хороший контакт с землей, к изолированным объектам или, наоборот, при прикосновении изолированного от земли человека к заземленным объектам. Такие явления объясняются наличием повышенных потенциалов и ЭДС, наведенных на машинах, механизмах или протяженных металлических предметах, изолированных от земли. Разрядный ток, протекающий через человека, зависит от напряжения линии, активного сопротивления человека, объема и емкости объектов относительно линии. Длительный ток, достигающий 1 мА, для большинства людей является «порогом восприятия». При токе 2−3 мА возникает испуг, при 8–9 мА («порог

20