Источник: Научно-техническая конференция кафедры ЭСИС, посвященная Дню Науки, 2009 г.
Аналіз світового досвіду показує, що кожна індустріально розвинута країна шукає і знаходить свої шляхи виходу з енергетичної кризи, але загальним і обов`язковим для всіх країн є визнання енергозбереження як однієї з основних засад реалізації державної енергетичної політики, тим більше, що витрати коштів на заходи з енергозбереження у 2,5-3 рази ефективніші, ніж вкладання їх у будівництво нових енергогенеруючих потужностей. На сьогодні основним законом, що регулює відносини у сфері енергозбереження в Україні залишається Закон України «Про енергозбереження», прийнятий у 1994 р. Головним недоліком закону є відсутність чітко визначених методів правового регулювання у сфері енергоефективності та засобів його впровадження.
Загальна динаміка зміни витрат електроенергії за період, що розглядається, наступна. З 1996 року спостерігається зростання витрат, далі – пікові за значенням витрат 2001, 2002 роки, надалі – зменшення витрат, і у 2006 році звітні витрати вже незначно перевищують норматив витрат.
Як відомо, заходи щодо збереження електроенергії можна умовно розділити на три основні групи: організаційні, технічні та комерційні. Щодо перших, на чисельних конференціях з енергозбереження учасники приходять до висновку про необхідність прийняття рішень на державному рівні, проведення єдиної політики з енергозбереження, встановлення оптимальних тарифів на споживання активної та реактивної потужностей, створення відповідної нормативно-правової бази. Зниження комерційних витрат електроенергії досягається введенням в експлуатацію нових засобів діагностики обладнання, наприклад, ультразвукових зондів для контролю ізоляції обладнання, призначених для визначення часткових розрядів в ізоляції за їх акустичним випроміненням; тепловізійних контрольних систем, за допомогою яких проводиться перетворення сканованого потоку інфрачервоного випромінення об’єкта в електричний сигнал з подальшою візуалізацією та обробкою; використання розроблених комп’ютерних систем для визначення трьох координат дефекту ізоляції обладнання. Також до зниження комерційних витрат веде заміна старих індукційних лічильників енергії на нові, більш економічні та точні; створення автоматизованих баз даних за споживачами електроенергії; активізація впровадження автоматизованих систем контролю і обліку електроенергії
Щодо технічних заходів зі збереження електроенергії за останні дванадцять років спостерігається значний прогрес їх розвитку.
На даний момент в Україні експлуатується значна кількість дволанцюгових ліній електропередач напругою 110 кВ і вище. Зниження витрат електроенергії, збільшення пропускної спроможності працюючих ВЛ є актуальними питаннями енергозбереження і підвищення рентабельності роботи енергокомпаній.
Ще з 80х років почала розроблятися концепція гнучких (керованих) систем електропередач змінного струму (FACTS). В її основі – застосування повністю керованих силових електронних приборів та модулів на їх основі. Розроблені багатофункціональні перетворювачі електроенергії з ефективним керуванням основних параметрів в широкому діапазоні. Їх робота заснована на використанні регульованих СК, СТК, трансформаторів поперечного регулювання, вольтододадтних трансформаторів (ВДТ), тиристорно-керованих подовжніх реакторів. Найбільш універсальним є об'єднаний регулятор потоків потужності (ОРПП), в якому трансформаторний вихід одного перетворювача включений послідовно в ЛЕП, а другий –паралельно. За допомогою ОРПП можна регулювати напругу, компенсувати реактивний опір ЛЕП, регулювати фазовий кут між напругами шин, управляти потоком енергії між шинами. Також ОРПП здатний ефективно і швидко пригнічувати коливання потужності і напруги при різноманітних збуреннях.
Гнучкі керовані електропередачі підвищеної пропускної спроможності (CFACTS) у конструктивному виконанні складаються з декількох трифазних одноланцюгових ліній, розташованих між собою на мінімально допустимій відстані. Завдяки новим технічним рішенням забезпечуються особливі умови, при яких відбувається посилення взаємного електромагнітного впливу ланцюгів. Цей ефект супроводжується зміною первинних параметрів на 20-40 %. Якщо знак цього впливу буде змінений в позитивну сторону пропускна спроможність лінії електропередачі зросте. Дослідження показали, що величина повітряного проміжку фаза-фаза між фазами різних ланцюгів, відстань між попарно розташованими фазами різних ланцюгів дволанцюгових CFACTS може бути зменшена, аналогічно між трьома фазами, що належать трьом ланцюгам і т.д. Конструкції фаз можуть бути різними. Фази можуть складатися з одиночних або розщеплених дротів, провідники в розщеплених фазах можуть бути розташовані колом або іншим способом відповідно до вимоги, щоб заряди на провідниках були рівні.
Значне зменшення витрат електроенергії дає застосування транспонування на ПЛЕП. Ефективним і оригінальним є спосіб установки засобів поперечної компенсації між фазами різних ланцюгів, відповідно реакторів або батарей конденсаторів на регульовану різницю між векторами напруг цих фаз, яка має місце при зміні між ними кута зрушення. CFACTS можуть бути виконані і в кабельному варіанті. В порівнянні із звичайними ЛЕП змінного струму CFACTS забезпечують за інших рівних умов: збільшення значення натуральної потужності на 20-40 %; підвищення щільності сумарного потоку потужності в поперечному перетині лінії в 2-4 рази; зниження величини напруженості електричного і магнітного полів в просторі, що оточує лінію і поблизу поверхні землі; економію капітальних і приведених витрат на 10-30 % з розрахунку на одиницю передаваної потужності; створюють сприятливі можливості для системоутворення, регулювання перетікань потужності і зниження сумарних втрат в енергосистемі.
Також значний ефект дає використання ЛЕП з ізольованими дротами. Багатоланцюгові ЛЕП мають величину натуральної потужності в 1,4-1,6 разу більшу, ніж звичайні ВЛ, з розрахунку на один ланцюг. Додавання кожного нового ланцюга дозволяє збільшити передавану потужність на 40-45 МВт. Передавана потужність на одиницю площі поперечного перетину багатоланцюгових ЛЕП більш, ніж у 3 рази вище, ніж у звичайної ВЛ.
Перспективним є використання у вузлах електроконтактів силових ланцюгів високоякісних (мідно - алюмінієвих і стале - мідних) композиційних пехідників і елементів (КПЕ), що виготовляються за допомогою швидкоплинних процесів, наприклад, зваркою вибухом, що дозволяє забезпечити високі електрофізичні ( низький перехідний опір) і механічні властивості КПЕ. Варіанти їх використання: кабельні наконечники, що служать для з'єднання плоских мідних виводів електричних машин і енергоустановок зі струмопроводами, головні ножі роз’єднувачів силових ланцюгів.
Для запобігання обмерзання дротів ПЛЕП можливе використання нового рідкокерамічного покриття. Ведуться розробки обмоткових дротів, стійких до коронних розрядів.
В минулому році було випущено нові трансформатори ТМГ12 1000 та 630 кВА, які є малошумними та енергозберігаючими. Втрати холостого ходу у них зменшуються на 260 (32%), а короткого замикання - на 700 Вт (10%) порівняно з аналогічними трансформаторами попередньої серії. Економія досягається без додаткових витрат. Термін їх окупності - менше року. Трансформатори виготовлені з застосуванням новітніх технологій та розробок у герметичному виконанні в гофрованому баку у поєднанні з глибокою попередньою дегазацією масла та його заливанням під високим вакуумом. При цьому виключається необхідність обслуговування трансформаторів в процесі експлуатації протягом всього строку служби.