Современное состояние единой энергетической системы конспект

Обновлено: 07.07.2024

В настоящее время развитие ЕЭС России осложняется рядом проблем, требующих своего решения в перспективный период.

Одну из серьезнейших проблем в энергетике представляет старение основных фондов. В настоящее время в ОЭС России находится в эксплуатации 30 млн. кВт генерирующего оборудования, достигшего предельных сроков наработки. В 2010г. объемы устаревшего оборудования составят порядка 110 млн. кВт (из них ТЭС - 75 млн. кВт, ГЭС - 25 млн. кВт, АЭС - 8,4 млн. кВт), т.е. около 50% установленной мощности электростанций. Нарастание объемов оборудования электростанций, выработавшего свой парковый ресурс, намного превышает темпы вывода его из работы и обновления. Не менее остро эта проблема стоит в электрических сетях, а также в тепловых сетях. Уже сейчас 5 тыс. км ВЛ. 110 - 220 кВ и подстанций общей мощностью 8 млн. кВ подлежат полной замене. К 2010 г. потребуется реконструкция 20 тыс. км ВЛ. 110 кВ и выше. Проблема технического перевооружения затрагивает основы надежности и живучести электроэнергетики всех регионов страны и Единой энергетической системы России в целом.

При сохранении существующего уровня инвестиций в электроэнергетику и большом объеме устаревшего оборудования уже начиная с 2005 г. может начаться неуправляемое выбытие энергомощностей и электросетевых объектов и, как результат, резкое снижение надежности функционирования ЕЭС и электроснабжения потребителей.

Важнейшей проблемой развития энергетики является создание и внедрение современного эффективного оборудования с высокими технико-экономическими и экологическими параметрами, в том числе и для решения задач технического перевооружения. Необходимо ускоренное внедрение высокоэкономичных парогазовых и газотурбинных технологий на базе создаваемого отечественного оборудования, а также расширения связей с зарубежными фирмами по созданию оборудования на совместных предприятиях, создание экологически чистых энергоблоков на твердом топливе, оборудованных котлами с циркулирующим кипящим слоем, реакторов АЭС нового поколения, отвечающих международным стандартам безопасности.

Проблемой ЕЭС России является также частичная энергетическая зависимость отдельных регионов от транзита электроэнергии через энергосистемы других государств (Калининградская, Псковская, Омская энергосистемы).

Из-за недостаточной степени компенсации зарядной мощности линий 750 кВ — 75%, при рекомендуемых 100-110% и 500 кВ - 42% против 80 - 100% острейшей проблемой функционирования электрических сетей в последние годы является повышение рабочего напряжения в сетях 750, 500 и 330 кВ в ряде районов ЕЭС России, иногда до опасных для оборудования значений, в весенне-летний период в ночные часы и в часы дневного провала нагрузок. Отдельные технико-экономические показатели работы электроэнергетической промышленности представлены в приложении 3.

Появление в последнее время вынужденных неоптимальных режимов работы электростанций, увеличение реверсивных перетоков мощности по электрическим сетям привели к увеличению относительных потерь электроэнергии. В настоящее время главной текущей проблемой отрасли является низкий уровень платежей потребителей за отпущенную им электрическую и тепловую энергию. Неплатежи потребителей ведут к недостатку оборотных средств, росту дебиторской задолженности энергокомпаний, дефициту топлива на электростанциях и связанному с ним вынужденному неоптимальному режиму загрузки электростанций. Растут затраты, снижается экономическая эффективность работы отрасли. Наряду с неплатежами имеют место недостатки в тарифной политике. Несмотря на положительный фактор — переход на двухставочные тарифы (на покупку и продажу электрической энергии и мощности) На оптовом рынке, позволяющий повысить эффективность функционирования ФОРЭМ, низкий уровень тарифов не позволяет отрасли в полной мере обеспечить инвестиционный процесс.

Кроме того, в настоящее время практически во всех регионах страны тарифные ставки по отдельным тарифным группам не соответствуют реальным величинам затрат на производство, транспорт и распределение электрической и тепловой энергии. Таким образом, в России при формировании тарифов четко прослеживается практика перспективного субсидирования.

Положение в электроэнергетике России сегодня близко к кризисному - продолжается спад производства. Государственная политика формирования рыночных отношений в электроэнергетике России не учитывает свойств и особенностей этих отраслей. Концепция, как нужно строить рыночные отношения в области энергетики имеется, но детально проработанной, полноценной программы перехода к рынку сегодня нет.

Одной из составляющих энергетической политики России и ее регионов должно стать формирование нового механизма управления функционированием и развитием электроэнергетического комплекса. Это необходимо проводить в рамках осуществляемых в стране общих экономических реформ с учетом особенностей электроэнергетического комплекса. Поскольку эти и другие необходимые основы рыночной экономики пока не сформированы, и это потребует длительного времени, то невозможность саморегулирования на рыночных принципах должна быть компенсирована сильным государственным регулированием экономических процессов. Единственным известным на данный момент выходом из противоречия между целью (создание эффективной рыночной экономики) и объективной необходимостью сохранения централизованного управления является создание двухсекторной экономики, в которой параллельно функционирует рыночный и государственно управляемые секторы. Рыночный сектор должен формироваться, прежде всего, в отраслях, близких к конечной продукции (торговля, легкая и пищевая промышленности, сельское хозяйство, строительство (потребление электроэнергии в отраслях промышленности по крупным и средним организациям представлено в приложении 4), а также, по мере готовности, и в других производствах, где отсутствует (или относительно легко может быть разрушен) монополизм и сбои в работе которых не ведут к большим ущербам и к дестабилизации экономики.

Электроэнергетика обладает рядом особенностей, обусловливающих необходимость сохранения в ближайшей перспективе необходимость сохранения преимущественно государственного управления его функционированием и развитием. К ним относятся :

- особая важность для населения и всей экономики обеспечения надежного энергоснабжения;

- высокая капиталоемкость и сильная инерционность развития электроэнергетики;

- высокий уровень опасности объектов электроэнергетики для населения и природы;

- монопольное положение отдельных предприятий и систем по технологическим условиям, а так же вследствие сложившейся в нашей стране высокой концентрации мощностей электроэнергетики;

- отсутствие необходимых для рыночной экономики резервов в производстве и транспорте энергоресурсов.

Данные о производстве электроэнергии более чем семистами электростанциями России приведена в табл. 1.4.

Единая энергосистема России — один из крупнейших в мире высокоавтоматизированных электроэнергетических комплексов, обеспечивающих производство, передачу и распределение электроэнергии и централизованное оперативно-диспетчерское управление этими процессами. В составе ЕЭС России параллельно работают около 450 крупных электростанций различной ведомственной принадлежности суммарной мощностью более 200 млн. кВт, эксплуатируются свыше 2,5 млн. км линий электропередачи различных напряжений, в том числе 30 тыс. км системообразующих ЛЭП напряжением 500, 750, 1150 кВ.

Анализ баланса распределения электроэнергии в России (табл. 1.5) показывает, что при практически неизменном за последние годы объеме поставок электроэнергии за границу суммарное ее потребление внутри страны в связи с глубоким экономическим кризисом в 1990-е гг. сокращалось в среднем примерно на 1,5 % в год. В то же время при снижении объема производства промышленной продукции в России на 9,1 % потребление электроэнергии в стране в целом уменьшилось лишь на 4%, а в промышленности — на 4,3 %. Такие соотношения указывают на повышение удельной электроемкости промышленного производства.

В связи с наметившейся в 1999 г. стабилизацией экономики в стране на перспективу до 2015 г. прогнозируется повышение потребления электроэнергии опережающими темпами по сравнению с ростом объемов производства и услуг в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту.

Таблица 1.4. Производство электроэнергии в России электростанциями разных типов

Таблица 1.5. Баланс распределения электроэнергии в России

ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

ПО ЕЕ ОХРАНЕ

Любая деятельность человека, требующая производства энергии и превращения ее в формы, пригодные для конечного использования, оказывает сопутствующие воздействия, которые при достижении определенного уровня наносят ущерб окружающей среде. Воздействия такого рода возникают как на тепловых электростанциях, преобразующих энергию различных видов органического топлива в электрическую, так и на гидравлических электростанциях, у которых в отличие от тепловых нет никаких вредных выбросов в атмосферу.

Степень загрязнения тепловыми электростанциями окружающей среды зависит от типа и мощности ТЭС. Выбросы диоксида серы, оксида азота, оксида углерода, а также золы имеют место на всех ТЭС, разница заключается только в объеме этих выбросов. В окружающую среду с подогретой водой и горячими газами рассеивается более 60 % исходной энергии топлива. Это является характерным показателем используемых в настоящее время термодинамических циклов. Указанные потери теплоты не могут быть радикально снижены при дальнейшем совершенствовании существующей технологии паротурбинных электростанций, если не принимать во внимание комбинированное производство теплоты и электроэнергии, доля которого в общем производстве энергии ограничена. Необходимо учитывать, что выработанная энергия в процессе ее передачи и потребления также в значительной мере превращается в теплоту и рассеивается в окружающую среду — природные водоемы и атмосферу.

При подборе места сооружения ТЭС нужно уделять особое внимание выбору площадей для золоотвалов, имеющих внушительные размеры. Так, для первой очереди Рязанской ГРЭС отвал шлаков занял площадь более 150 га.

Если раньше гидроэлектростанции считались чистыми и безвредными предприятиями по выработке электроэнергии, то в последнее время их подвергают критике из-за затопления обширных территорий.

Замедление течения рек из-за сооружения плотин ГЭС ведет к загрязнению воды, появлению вредных сине-зеленых водорослей, которые способствуют размножению бактерий, несущих эпидемии. Искусственно созданные водохранилища преимущественно низконапорных электростанций занимают большие площади, что вызывает размыв и переформирование берегов, нарушение режима рыбного хозяйства, изменения микроклимата, приводящие иногда к природному дискомфорту (туманы, повышенная влажность и т.д.).

Как показала авария на Чернобыльской АЭС, атомные электростанции могут оказать крайне вредное влияние на биосферу. За рубежом нередки весьма пессимистические высказывания в отношении безопасности работы АЭС и хранения ядерных отходов. Ряд ученых считают, что развитие ядерной энергетики создает потенциальную опасность для жизни всего человечества.

Передача электроэнергии на расстояние связана с сооружением ЛЭП и отводом под них значительных полос земли. Создаваемые ЛЭП электромагнитные поля вызывают помехи в системах связи, неблагоприятно влияют на человека и все живые организмы. В настоящее время это влияние еще плохо изучено; проблема приобретет особую остроту при переходе Единой энергетической системы на напряжение 500. 750 кВ и использовании сверхвысоких напряжений 1150, 1500 и 3000 кВ.

Ведущиеся в настоящее время работы по компенсации электромагнитных полей от высоковольтных ЛЭП (в частности, путем расщепления фаз и создания в этих фазах сдвига максимумов) позволяют делать обнадеживающие прогнозы.

В интересах нынешнего и будущих поколений в России принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воз духа и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей среды.

В настоящее время поставлены задачи по совершенствованию технологических процессов в целях сокращения выбросов вредных веществ в окружающую среду и улучшения очистки отходящих газов от вредных примесей, увеличения выпуска высокоэффективных газопылеулавливающих аппаратов, водоочистного оборудования, а также приборов и автоматических станций контроля за состоянием окружающей среды.

При использовании природных ресурсов необходимо соблюдать следующие основные правила:

мероприятия по охране природы выполнять на научной основе;

местные интересы подчинять общенародным, а интересы текущего момента — интересам будущего;

немедленно проводить в жизнь регламентирующие указания по использованию природных ресурсов.

К мероприятиям по борьбе с загрязнением атмосферы электростанциями, транспортом и промышленными предприятиями относятся:

увеличение высоты труб на электростанциях и металлургических комбинатах для обеспечения норм выбросов сернистых отходов и рассеяния оксидов азота;

применение ротоклонов, электрофильтров и механических золоуловителей, обеспечивающих улавливание до 99,5 % вредных примесей;

удаление оксидов серы из дымовых газов;

улучшение сжигания топлива;

удаление серы из топлива;

переход на малосернистое топливо;

переход в городах на централизованное теплоснабжение, чтобы избежать загрязнения воздуха от мелких котельных;

переход в больших городах на электрификацию процессов в коммунальном хозяйстве и в быту, включая отопление;

внедрение безотходных технологий в промышленности и на транспорте;

строгое соблюдение санитарных норм для всех источников, загрязняющих атмосферу.

Основными мероприятиями по борьбе с загрязнением воды являются:

внедрение оборотных систем водоснабжения;

создание надежных очистных сооружений;

внедрение новых безотходных технологий;

разработка и применение новых санитарных норм.

Охрана почвы и ландшафта является важным звеном комплексной проблемы охраны окружающей среды. Предприятия, организации и учреждения, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым или подземным способом, производящие геологоразведочные, строительные или иные работы на предоставленных во временное пользование сельскохозяйственных землях или лесных угодьях, обязаны за свой счет приводить эти земельные участки в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном или рыбном хозяйстве.

В связи с этим необходимо производить рекультивацию земель, в целях борьбы с эрозией почвы сажать лесозащитные полосы. Для уменьшения расхода плодородной земли под полосы отчуждения следует шире использовать кабельные линии, вести разработку сверхпроводящих и криогенных НЭП.

Открытые распределительные устройства, занимающие большие территории в городах, в будущем будут выполняться закрытыми и размещаться под землей.

Для уменьшения загрязнений окрестностей ТЭС твердыми отходами предпринимают меры к поставке на электростанции топлива с меньшим содержанием породы, а также всемерно увеличивают масштабы использования золы и шлака для строительства.

Данные о производстве электроэнергии более чем семистами электростанциями России приведена в табл. 1.4.

Таблица 1.4. Производство электроэнергии в России электростанциями разных типов

Таблица 1.5. Баланс распределения электроэнергии в России

ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

ПО ЕЕ ОХРАНЕ

При использовании природных ресурсов необходимо соблюдать следующие основные правила:

мероприятия по охране природы выполнять на научной основе;

местные интересы подчинять общенародным, а интересы текущего момента — интересам будущего;

немедленно проводить в жизнь регламентирующие указания по использованию природных ресурсов.

удаление оксидов серы из дымовых газов;

улучшение сжигания топлива;

удаление серы из топлива;

переход на малосернистое топливо;

переход в больших городах на электрификацию процессов в коммунальном хозяйстве и в быту, включая отопление;

внедрение безотходных технологий в промышленности и на транспорте;

строгое соблюдение санитарных норм для всех источников, загрязняющих атмосферу.

Основными мероприятиями по борьбе с загрязнением воды являются:

внедрение оборотных систем водоснабжения;

создание надежных очистных сооружений;

внедрение новых безотходных технологий;

разработка и применение новых санитарных норм.

Единая энергетическая система России (ЕЭС России) — совокупность производственных и иных имущественных объектов электроэнергетики, связанных единым процессом производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии) и передачи электрической энергии в условиях централизованного оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.

Содержание

ГОСТ 21027-75 дает следующее определение Единой энергосистемы [1] :

Единая энергосистема — совокупность объединённых энергосистем (ОЭС), соединённых межсистемными связями, охватывающая значительную часть территории страны при общем режиме работы и имеющая диспетчерское управление

Место среди энергосистем Европы

Выделяют три крупных независимых энергообъединения в Европе — Северную (NORDEL), Западную (UCTE) и Восточную (ЕЭС/ОЭС) синхронные зоны (NORDEL и UCTE в июле 2009 года вошли в состав нового европейского объединения — ENTSO-E). Под ЕЭС/ОЭС понимается ЕЭС России в совокупности с энергосистемами стран СНГ, Балтии и Монголии.

Структура

ЕЭС России охватывает практически всю обжитую территорию страны и является крупнейшим в мире централизованно управляемым энергообъединением.

ЕЭС России включает в себя 69 энергосистем на территории 79 субъектов российской Федерации [2] , работающих в составе шести работающих параллельно ОЭС:

ОЭС Центра,
ОЭС Юга,
ОЭС Северо-Запада,
ОЭС Средней Волги,
ОЭС Урала
Сибири

и ОЭС Востока, работающей изолированно от ЕЭС России.

Кроме того, ЕЭС России осуществляет параллельную работу с ОЭС Украины, ОЭС Казахстана, ОЭС Белоруссии, энергосистемами Эстонии, Латвии, Литвы, Грузии и Азербайджана, а также с NORDEL (связь с Финляндией через вставку постоянного тока в Выборге).

Ценовые зоны

По состоянию на июль 2012 года российская энергосистема разделена на две ценовые зоны: первая включает в себя европейские, уральские, южные и северо-западные территории России, вторая — Сибирь. В этих зонах, по сути, два отдельных энергорынка. Разделение историческое — они не соединены высоковольтными сетями. По той же причине ценовые зоны, в свою очередь, разделены на 27 зон свободного перетока. Внутри них нет ограничений по передаче энергии.

Преимущества объединения электрических станций и сетей в ЕЭС России

Параллельная работа электростанций в масштабе Единой энергосистемы позволяет реализовать следующие преимущества [3] :

снижение суммарного максимума нагрузки ЕЭС России на 5 ГВт;
сокращение потребности в установленной мощности электростанций на 10-12 ГВт;
оптимизация распределения нагрузки между электростанциями в целях сокращения расхода топлива;
применение высокоэффективного крупноблочного генерирующего оборудования;
поддержание высокого уровня надёжности и живучести энергетических объединений.

Совместная работа электростанций в Единой энергосистеме обеспечивает возможность установки на электростанциях агрегатов наибольшей единичной мощности, которая может быть изготовлена промышленностью, и укрупнения электростанций. Увеличение единичной мощности агрегатов и установленной мощности электростанций имеет значительный экономический эффект.

История создания

Принципы централизации выработки электроэнергии и концентрации генерирующих мощностей на крупных районных электростанциях были заложены ещё при реализации плана ГОЭЛРО. Развитие электроэнергетики СССР в 1930-е годы характеризовалось началом формирования энергосистем.

К 1935 году в стране работало шесть энергосистем, в том числе Московская, Ленинградская, Донецкая и Днепровская. Первые энергосистемы были созданы на основе ЛЭП напряжения 110 кВ, за исключением Днепровской, в которой использовались линии напряжения 154 кВ, принятого для выдачи мощности Днепровской ГЭС.

В 1942 году для координации работы трех районных энергетических систем: Свердловской, Пермской и Челябинской было создано первое Объединённое диспетчерское управление — ОДУ Урала. В 1945 году было создано ОДУ Центра.

В 1967 году на базе ОДУ Центра было создано Центральное диспетчерское управление (ЦДУ) ЕЭС СССР, принявшее на себя также функции диспетчерского управления параллельной работой энергосистем ОЭС Центра.

В 1970 году к ЕЭС была присоединена ОЭС Закавказья, а в 1972 году — ОЭС Казахстана и отдельные районы Западной Сибири.

В 1978 году ОЭС Сибири была присоединена к ЕЭС СССР.

К 1990 году в состав ЕЭС СССР входили 9 из 11 энергообъединений страны, охватывая 2/3 территории СССР, на которых проживало более 90 % населения.

После распада СССР электрические связи между некоторыми энергообъединениями в составе ЕЭС России стали проходить по территории независимых государств и электроснабжение части регионов оказалось зависимым от этих государств (связи 500—1150 кВ между ОЭС Урала и Сибири, проходящие по территории Казахстана, связи ОЭС Юга и Центра, частично проходящие по территории Украины, связи ОЭС Северо-Запада с Калининградской энергосистемой, проходящие по территории стран Балтии).

2012: Планы объединения 2-х энергосистем России

Самый обсуждаемый вариант — линии электропередачи и подстанции, передающие энергию из Сибири через Казахстан на Урал и в центр, рассказали два источника, близких к комиссии. Строительством должна заняться ФСК.

Построить нужно около 2500 км сетевой инфраструктуры, подсчитал директор Фонда энергетического развития Сергей Пикин. По его словам, стоимость строительства превысит $4 млрд. Плюс в случае объединения зон нужны будут новые электростанции совокупной мощностью 6 ГВт. Это обойдется еще примерно в $15 млрд, говорит Пикин. По данным из предыдущей генеральной схемы развития электроэнергетики (проект в итоге был исключен оттуда), строительство только 1500 км сетей обошлось бы в 300-350 млрд руб.

Административно-хозяйственное управление ЕЭС

Особенности ЕЭС

ЕЭС России располагается на территории, охватывающей 8 часовых поясов. Необходимостью электроснабжения столь протяжённой территории обусловлено широкое применение дальних электропередач высокого и сверхвысокого напряжения. Системообразующая электрическая сеть ЕЭС (ЕНЭС) состоит из линий электропередачи напряжения 220, 330, 500 и 750 кВ. В электрических сетях большинства энергосистем России используется шкала напряжений 110—220 — 500—1150 кВ. В ОЭС Северо-Запада и частично в ОЭС Центра используется шкала напряжений 110—330 — 750 кВ. Наличие сетей напряжения 330 и 750 кВ в ОЭС Центра связано с тем, что сети указанных классов напряжения используются для выдачи мощности Калининской, Смоленской и Курской АЭС, расположенных на границе использования двух шкал напряжений. В ОЭС Северного Кавказа определённое распространение имеют сети напряжения 330 кВ.

Структура генерирующих мощностей

ОЭС, входящие в состав ЕЭС России, имеют различную структуру генерирующих мощностей, значительная часть энергосистем не сбалансирована по мощности и электроэнергии. Основу российской электроэнергетики составляют около 600 электростанций суммарной мощностью 210 ГВт, работающих в составе ЕЭС России.

Две трети генерирующих мощностей приходится на тепловые электростанции. Около 55% мощностей ТЭС составляют теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), а 45% — конденсационные электростанции (КЭС). Мощность гидравлических (ГЭС), в том числе гидроаккумулирующих (ГАЭС) электростанций составляет 21% установленной мощности электростанций России. Мощность атомных электростанций составляет 11% установленной мощности электростанций страны.

Для ЕЭС России характерна высокая степень концентрации мощностей на электростанциях. На тепловых электростанциях эксплуатируются серийные энергоблоки единичной мощностью 500 и 800 МВт и один блок мощностью 1200 МВт на Костромской ГРЭС. Единичная мощность энергоблоков действующих АЭС достигает 1000 МВт.

Технические проблемы функционирования ЕЭС

Проводившиеся исследования выявили, что стабильность частоты в ЕЭС России ниже, чем в UCTE. Особенно большие отклонения частоты происходят весной и во второй половине ночи, что свидетельствует об отсутствии гибких средств регулирования частоты [6] .

Перспективы развития ЕЭС

Развитие ЕЭС в обозримой перспективе описывается в Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2020 года.

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок

ФЭА / Электроэнергетика / Лекция №1 Современное состояние энергетики и проблемы в области электрических сетей электростанций и подстанций

Современное состояние энергетики и проблемы в области электрических сетей электростанций и подстанций

Народное хозяйство развитых стран, в том числе и России, характеризуется большим энерго- и электропотреблением, превышающим в 3…5 раз средние показатели по мировому сообществу в целом. Поскольку с уровнем потребления энергетических ресурсов корреляционно связаны комфортность жизни и величина валового национального продукта, то стремление многих стран к увеличению энергопотребления является объективным фактором.

Основные сведения о наиболее крупных электростанциях

Российской Федерации

Установленная мощность, ГВт

Суммарная установленная мощность, ГВт

Суммарная протяженность ЛЭП всех классов напряжений энергосистемы России составляет, млн. км.

По данным Департамента Гос. Энергонадзора и энергосбережения Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации

энергоресурсы распределяются в следующем соотношении:

от общего объема потребления энергоресурсов на электростанциях

природный газ – 42 %,

ядерное топливо – 13 %,

По экспертным оценкам потребление электроэнергии в России к 2010 году должно возрасти до 1200 млрд. кВт·ч.

Произведенная электроэнергия энергоресурсы распределяются по отраслям в следующем соотношении:

от общего объема потребления

сфера услуг – 11,8 %,

жилищный сектор – 11,5 %,

сельское хозяйство – 8,8 %.

В области электроснабжения промышленных предприятий и других объектов имеют место свои специфические проблемы, к которым можно отнести следующие:

Обеспечение требуемой надежности электроснабжения и надлежащего качества электроэнергии при минимальных затратах.
Создание рациональных и достаточно гибких в эксплуатации схем, позволяющих обеспечивать оптимальные режимы электропотребления в нормальных условиях и близкие к ним в послеаварийных.
Повсеместное внедрение автоматизированных систем контроля и учета электропотребления (АСКУЭ).
Автоматизация управления системами электроснабжения.
Создание и применение систем автоматизированного проектирования (САПР) и др.

Основные понятия, термины и определения

В системе электроснабжения можно выделить три вида электроустановок:

– электрические сети и подстанции;

по производству электроэнергии

по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии

по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах

Электрической станцией называется предприятие, на котором группа электрических аппаратов объединены в единую систему для выработки электрической энергии.

На электрических станциях используются различные виды первичных энергоносителей (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и др.), которые с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуются в электрическую энергию.

По виду используемых первичных энергоносителей электростанции разделяются основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные и др.

Приемником электроэнергии (электроприемником, токоприемником) называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля.

Электрооборудование производственных установок, преобразующая электрическую энергию в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля называется приемником электроэнергии (электроприемником, токоприемником).

По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические установки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; устройства искровой обработки, устройства контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.). Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др.

Совокупность электроприемников (ЭП) производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем (потребителем).

Совокупность электроприемников (ЭП) производственных установок присоединенных к распределительной электрических сетей и к общему пункту электропитания, называется электропотребителем (потребителем).

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой.

Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называют электроэнергетической системой.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.

Электрическая сеть объекта электроснабжения, называемая системой электроснабжения объекта, является продолжением электрической системы. Система электроснабжения объекта объединяет понижающие и преобразовательные подстанции, распределительные пункты, ЭП и линии электропередач (ЛЭП).

Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции – электроустановке, состоящей из трансформаторов или преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств.

Распределение поступающей электроэнергии без ее преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях (РП).

Основные требования, предъявляемые к системам электроснабжения,

и факторы, влияющие на их формирование

Системы электроснабжения, как и любые другие сложные системы, объекты должны отвечать определенным технико-экономическим требованиям. Они должны:

а) обладать минимальными затратами при обеспечении всех заданных технических показателей;

б) обеспечивать требуемую надежность;

в) быть удобны в эксплуатации и безопасны в обслуживании;

г) обеспечивать надлежащее качество электроэнергии;

д) обладать гибкостью, обеспечивающей оптимальные режимы эксплуатации;

е) позволять осуществление реконструкции без существенного удорожания первоначального варианта.

При построении СЭС необходимо учитывать большое число различных факторов. К ним относятся:

а) потребляемая мощность;

б) категория надежности питания;

в) характер графиков нагрузок потребителей;

г) размещение электрических нагрузок на плане, т.е. по территории предприятия;

д) условия окружающей среды (помещений, грунта, воздуха);

е) напряжение и другие характеристики электроприемников;

ж) местоположение и параметры источников питания;

з) требования энергоснабжающей организации;

и) перспективный план развития электрификации района;

к) возможность кооперирования с другими предприятиями;

л) наземные и подземные коммуникации;

м) другие факторы (перегрузочная способность оборудования, возможность роста нагрузок и т.д.).

Каждый из перечисленных требований и факторов оказывает определенное влияние на формирование СЭС.

Система электроснабжения современного предприятия

Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией. Под потребителями подразумеваются предприятия, организации и т.д., электроприемники которых присоединены к электрическим сетям и используют электрическую энергию (ЭЭ).

Все множество электроприемников предприятий и организаций по своему функциональному назначению принято делить на четыре группы:

- устройства управления и обработки информации.

Первые две группы принято называть силовыми электроприемниками.

В зависимости от профиля деятельности предприятия доля участия указанных групп в общем балансе электропотребления предприятия не одинакова и колеблется в широких пределах. Последняя группа ЭП, с точки зрения электропотребления, ничтожна по сравнению с тремя первыми. Выделение их в отдельную группу объясняется особыми требованиями к их системам электроснабжения в части обеспечения надежности электроснабжения и качества электроэнергии.

Систему электроснабжения современного среднего и крупного предприятия можно рассматривать как сложную систему, состоящую из подсистем внешнего, внутризаводского и внутрицехового электроснабжений. На рис.1 показана примерная структурная схема СЭС промышленного предприятия.

Часть системы внешнего электроснабжения, расположенная между источником и главной понизительной подстанцией (ГПП), называется точкой балансовой принадлежности сетей предприятия и энергосистемы.

Чаще всего СЭС являются централизованными и значительно реже – автономными. Первые из них подключаются к электрическим сетям энергоснабжающих организаций, а вторые питаются только от внутренних источников. Систему электроснабжения предприятия вместе с его электроприемниками принято называть электрохозяйством предприятия.