ВСТУП
Рівень розвитку енергетики і електрифікації в найбільш опосередкованому вигляді відображає досягнутий техніко-економічний потенціал будь-якої країни. Енергетика забезпечує електроенергією і теплом промислові підприємства, сільське господарство, транспорт, а також комунально-побутові потреби населення.
Електрифікація чинить визначальний вплив на розвиток всіх галузей господарства країни. Прагнучи своєї економічної незалежності і безпеки, країна зобов’язана турбуватися, щоб темпи розвитку електроенергетики, зокрема її найважливішої ланки – генерувальних потужностей, були випереджувальними.
Основою електроенергетики України є об’єднана енергетична система (ОЕС), яка є одним з найпотужніших енергооб’єднань Європи. Загальна електрогенерувальна потужність становить 52,9 млн. кВт, з яких потужність ТЕС (thermoelectric power plant) складає 58 %, АЕС (atomic power plant) – 26 %, ГЕС (hydraulic power plant) та ГАЕС – 9 %, блок-станцій та інших джерел – 7%. Відповідно до розробленої Стратегії розвитку паливно-енергетичного комплексу (ПЕК) – у 2030 р. величина генерувальних потужностей становитиме понад 70 млн. кВт.
Стратегічною метою розвитку електроенергетичного комплексу є його докорінна перебудова на засадах новітніх технологій із забезпеченням маневреності, енергетичної та економічної ефективності, екологічної прийнятності, зовнішньої конкурентоспроможності та ринкових умов функціонування, що забезпечить стале, надійне, безпечне, якісне постачання енергії галузям економіки і соціальної сфери країни.
Забезпечення стабільного функціонування ОЕС України в умовах недостатності маневрових генерувальних потужностей і високої долі базової потужності є одним з найбільш проблемних питань. Тому для вирішення проблеми істотного поліпшення структури генерувальних потужностей необхідне введення нових мобільних потужностей, які забезпечать оптимальну роботу ОЕС (цю функцію виконують ГЕС та ГАЕС, потужність яких на даний час становить тільки 9 % при необхідних 15-20 %).
В умовах рівнинних річок можливості будівництва великих ГЕС в Україні практично вичерпані, тому подальший розвиток гідроенергетики пов’язаний саме з модернізацією існуючих ГЕС та спорудженням ГАЕС.
Значна частина основного обладнання електричних станцій України відпрацювала встановлений стандартами термін їх роботи. 96 % обладнання ТЕС відпрацювало свій проектний ресурс, 73 % – перевищило граничний. Майже всі АЕС України повністю відпрацюють свій розрахунковий ресурс до 2026 року.
Тільки на основі сучасного енергообладнання електроенергетику України можна вивести на світовий рівень, який би забезпечив високу ефективність, надійність (reliability) та безпеку функціонування при екологічній сприйнятості всього ПЕК України, а також інтеграцію ОЕС України з енергосистемами країн сходу і заходу.
Національною енергетичною програмою України передбачено пріоритетний розвиток вугільної промисловості і на основі її теплової енергетики. Важливим для України в найближчому майбутньому є розвиток атомної енергетики. Перспективним є створення замкненого ядерного виробництва з застосуванням нового типу енергоблоків з уран-торієвим паливним циклом.
Даний навчальний посібник присвячено проектуванню електричної частини ТЕС, АЕС і ГЕС як базових джерел електроенергії. Посібник з проектування (designing) нетрадиційних джерел енергії розробляється. Стримуючим тут є відсутність відповідного електрообладнання, а також відпрацьованих методик проектування.
Навчальний посібник написано згідно з програмами дисциплін “Електричні станції і підстанції” та “Проектування електричних станцій”. В ньому розглядаються загальні засади проектування електричних станцій, техніко-економічне обгрунтування проектних рішень, вибір структурної технологічної схеми і основного обладнання. Викладені питання проектування головної схеми електростанції і системи живлення її власних потреб. Подано методику розрахунку струмів короткого замикання (short-circuit current) для вибору провідників і апаратів розподільних установок. Розглянуто вибір струмопровідних частин електроустановок, комутаційних апаратів, засобів обмеження струмів короткою замикання, вимірювальних трансформаторів, засобів захисту від перенапруг. Окремий розділ присвячено проектуванню системи керування електричної станції. В додатках наведено технічні характеристики основного обладнання станцій та умовні графічні позначення в схемах електричних з’єднань.