Энергопотребление и энергоснабжение

топливный энергетический ресурс энергосбережение.

Современное состояние и тенденции развития топливно-энергетического комплекса

Энергетика, на современном этапе своего развития, представляет собой достаточно сложную древовидную структуру, основным назначением которой является обеспечение комфортных условий проживания населения, а также бесперебойное функционирование промышленных предприятий, производств и учреждений в нормальном режиме, являющихся потребителями электрической энергии.

Только на основе надежной и эффективной работоспособной системы обеспечения всех потребителей различных уровней является необходимой энергией и энергетическими ресурсами возможны их жизнь и функционирование как единого территориального комплекса. олитическая и экономическая суверенность государства в целом во многом определяется его энергетической независимостью.

Все это связано с понятиями «производство» и «потребление» электрической энергии, которые входят в общее понятие «энергетика» о переходе энергии из одного состояния в другое. Производство и потребление энергии, в том числе и электрической, одинаковые по своей сущности, но отличающиеся конечной целью и направленностью, являются главными образующими энергетической цепочки. оследняя, в свою очередь, определяет сущность и содержание энергоснабжения и энергопотребления.

(1).

Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия, которые имеют достаточно большое энергоемкое производство. На их долю приходится до 70% всего объема реализации потребителей энергосистемы.

Что касается влияния изменения топливно-энергетического комплекса на другие отрасли посредством потребление их продукции или услуг, то оно проявляется в наибольшей степени не при эксплуатации, а при строительстве энергетических объектов и определении их мощности. Доля продукции черной и цветной металлургии, химии, машиностроения и других отраслей народного хозяйства в текущих материальных затратах топливно-энергетического комплекса составляет до 11%. сновную часть затрат составляют топливо, энергия, в том числе и электрическая (до 60%) и услуги различных видо транспорта.

Только на основе надежной и эффективной работоспособной системы обеспечения всех потребителей различных уровней является необходимой энергией и энергетическими ресурсами возможны их жизнь и функционирование как единого территориального комплекса. олитическая и экономическая суверенность государства в целом во многом определяется его энергетической независимостью.

В дальнейшем наибольшие изменения, происшедшие в энергетическом балансе государств Западной Европы и Японии, объясняются значительными темпами роста потребностей в энергии (5% в год), в том числе и электрической, вызванным ускоренными темпами экономического развития и низкой конкурентоспособностью собственных энергоресурсов по сравнению с дешевой арабской нефтью. ри этом перестройка энергетического баланса не потребовала крупных капиталовложений в энергетическую базу, а была обеспечена увеличением экспорта промышленных товаров для компенсации потерь различных типов топлива. В условиях, существовавших до недавнего времени низких цен на энергоресурсы и относительно высоких на машины и оборудование такой внешнеторговый обмен был выгоден экономически развитым странам.

Рисунок 1 Структура энергоснабжения.

ричины появления связей между межотраслевыми комплексами сферы производства можно объяснить действием следующих факторов:

• — объективной является необходимостью общественного разделения труда и продуктопотребления между отдельными отраслями;
• — ограниченностью производственных ресурсов (трудовых, материальных, денежных, природных), в результате чего дополнительное выделение ресурсов одной отрасли уменьшает их поступление в другие со всеми вытекающими отсюда последствиями;
• — взаимозаменяемостью продукции различных отраслей;
• — комплексным и многоцелевым использованием природных ресурсов и влиянием работы отдельных предприятий на окружающую среду, а через нее — на функционирование других объектов.

Отсюда следует классификация групп внешних связей: отраслевые связи продуктопотребления; связи по импортированным ресурсам; по частичной взаимозаменяемости продукции, по природоиспользованию и т. д.

Отмеченные взаимосвязи топливно-энергетического комплекса с народным хозяйством делают возможным выявить уровни и задачи оптимизации развития топливно-энергетического комплекса как основы энергосберегающей политики.

Планирование энергетического хозяйства неразрывно связано с регулированием топливои энергоснабжения потребителей, т. е. с разработкой и осуществлением мер по ликвидации отклонения параметров управляемого объекта от принятых заданий.

Только на основе надежной и эффективной работоспособной системы обеспечения всех потребителей различных уровней является необходимой энергией и энергетическими ресурсами возможны их жизнь и функционирование как единого территориального комплекса. олитическая и экономическая суверенность государства в целом во многом определяется его энергетической независимостью.

1 — многоотраслевые народнохозяйственные комплексы; 2 — энергетические отрасли ТЭК: 2.1 — нефтяная; 2.2 — газовая; 2.3 — каменный угольная; 2.4 — электроэнергетика; 2.5 -теплоэнергетика; 3 — районные системы потребителей энергии; 4 — формирование порайонных масштабов и структуры потребления энергии; 5 — определение в результате оптимизации развития ТЭК масштабов и структуры потребления по отдельным видам различных типов топлива и энергии; 6-уточнение в результате оптимизации ТЭК размещения сил, в том числе производств; 7 -распределение денежных и других народнохозяйственных ресурсов; 8 — обеспечение оборудованием, материалами, оказание услуг и т. п.

Рисунок 2. ринципиальная схема связей ТЭК страны.

1 -народное хозяйство страны; 2-народное хозяйство района; 3-энергетические отрасли в ТЭК страны; 4 — потребителей энергии в ТЭК страны; 5 -энергоснабжение района: 5.1.-система топливоснабжения; 5.1.1. топливо; 5.1.2. — газообразное топливо; 5.1.3. — твердое; 5.2. — электроснабжение; 5.3 — теплоснабжение; 5.4. — местные энергоресурсы; 6 — потребность района в топливе и энергии: 6.1. — энергетические объекты — производители; 6.2. -крупные города и промышленные узлы; 6.3. — крупные промышленные объекты; 6.4- сельскохозяйственные зоны и малые города.

Рисунок 3. Принципиальная схема связей ТЭК района Районные и отраслевые системы формируются в соответствии с техническими и технологическими условиями развития энергетических отраслей. Районные системы потребителей энергии отражают потребность в энергетических ресурсах и видах энергии в народном хозяйстве отдельных частей страны. На практике имеет место сложная система взаимосвязей между энергетическим хозяйством страны в целом и энергетикой района, между энергетикой и народным хозяйством района (рисунок 3).

Системы энергоснабжения городов, промышленных узлов и сельскохозяйственных районов (зон) образуют третий уровень иерархии задач развития ТЭК. Следует различать собственно схемы энергоснабжения и потребителей различных типов топлива и энергии.

Вт (2).

кА (3).

кА (4).

(5).

Важным моментом при разработке задач оптимального развития отраслей является учет двоякой роли топливодобывающих, перерабатывающих и энергогенерирующих предприятий.

кА (6).

кА (7).

(8).

Ударный ток КЗ.

= 50,91 кА (9).

(10).

Для определения среднемесячных нагрузок используется метод коэффициента использования.

Активная мощность за смену Рсм, кВт, определяется по формуле Рсм=ки Руст (11).

где ки — коэффициент использования в зависимости от вида производства, определяется по справочнику [2],.

Руст — установленная мощность, кВт.

Реактивная мощность за смену Qсм, определяется по формуле.

Qсм=Рсмtg? (12).

где tg? — коэффициент мощности, определяется по [2].

Только на основе надежной и эффективной работоспособной системы обеспечения всех потребителей различных уровней является необходимой энергией и энергетическими ресурсами возможны их жизнь и функционирование как единого территориального комплекса. Политическая и экономическая суверенность государства в целом во многом определяется его энергетической независимостью.

Рсм=Рсмкм (13).

Максимальные реактивные нагрузки определяются исходя из условий.

Qmax= Qсм, при nэф>10 (14).

Qmax= 1,1Qсм, при nэф<10 (15).

где nэф — эффективное количество электроприёмников определяющееся по формуле.

(16).

Максимальная мощность определяется.

(17).

Расчётный максимальный ток определяется по формуле.

(18).

Базисное сопротивление обмоток автотрансформатора мощностью 200 000 кВА определяются по соотношениям.

(19).

(20).

(21).

где — напряжение К.З. на высокой стороне трансформатора;

— напряжение К.З. на средней стороне трансформатора;

— напряжение К.З. на низкой стороне трансформатора.

Соответственно базисные сопротивления обмоток автотрансформатора равны:

% (22).

% (23).

% (24).

Формула приведения к базисной мощности:

(25).

где — номинальная мощность автотрансформатора, соответственно;

(26).

(27).

(28).

Определение базисного сопротивления линий l. Активным сопротивлением линии пренебрегаем, а индуктивное принимаем Ом/км.

Сопротивление линии, заданное в Ом, переводим в относительное по формуле:

(29).

где X — сопротивление линии;

.

где U2б1- базисное напряжение первой ступени;

= 60 км — длина линии;

(30).

Сопротивление системы определим по формуле:

(31).

Результирующее сопротивление для точки К1:

(32).

Базисный ток:

. (33).

Значение тока короткого замыкания:

(34).

Значение ударного тока:

(35).

где =1,8 — ударный коэффициент [1].

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания:

. (36).

Мощность короткого замыкания:

МВА. (37).

Рассчитываем ток короткого замыкания и мощность на шинах 110 кВ в точке .

Базисное напряжение ступени:

кВ. (38).

Базисная мощность:

МВА. (39).

Базисный ток:

кА. (40).

Результирующее сопротивление:

Ом. (41).

Значение тока короткого замыкания:

кА. (42).

Значение ударного тока короткого замыкания:

кА. (43).

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания:

кА. (44).

Мощность короткого замыкания:

МВА (45).

Рассчитаем ток и мощность короткого замыкания для точки на шине напряжением 10 кВ.

Среднее номинальное напряжение:

кВ. (46).

Базисная мощность:

МВА. (47).

Базисный ток:

кА. (48).

Результирующее сопротивление:

Ом. (49).

Значение тока короткого замыкания:

кА. (50).

Значение ударного тока:

кА. (51).

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания:

кА. (52).

Определение базисного сопротивления линий l. Активным сопротивлением линии пренебрегаем, а индуктивное принимаем Ом/км.

(53).

Мощность короткого замыкания:

МВА (54).