В последние годы во всех отраслях экономики отмечается значительный рост объема и плотности электропотребления в системах электроснабжения (ЭСН). С учетом жестких требований по его качеству и надежности наиболее эффективным и кардинальным решением этой проблемы является применение инновационного электрооборудования (ЭО). Для подстанций это – CТ, обмотки которых выполняются с использованием явления высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСТ), а сердечники – из аморфных ферромагнитных материалов (АФТ). Такие решения используются в конструкциях СТ как по отдельности, так и совместно.
Все это особенно актуально для напряженных и ответственных ЭСН мегаполисов. С учетом сказанного в них, в частности, можно исключить ступени ЭСН на напряжениях 35–110 кВ и распределять электроэнергию в городе на напряжениях 10–20 кВ. При этом значительно снижаются затраты на сооружение подстанций, и можно значительно увеличить токи рабочих режимов. Можно констатировать, что названные прогрессивные мероприятия пока не имеют широкого применения в существующих системах ЭСН.
Это связано с тем, что отечественная электротехническая промышленность практически еще не освоила производство названного ЭО, а зарубежное – по многим причинам еще не получило должного распространения. Кроме того, имеет место недостаток информации по созданию и эксплуатации перспективных систем ЭСН, и, прежде всего, в том, что связано с построением адекватных математических моделей для анализа их рабочих режимов [1, 2].
Это определило направление и цель настоящей работы как решение задачи проектирования перспективных ЭСН, содержащих ВТСТ- и АФТ-трансформаторы. Это задача прогнозирования параметров СТ, которые еще не в полной мере освоены отечественной промышленностью, а в ряде случаев только разрабатываются. Тем не менее, данные об этих параметрах уже сейчас необходимы для создания инновационных ЭСН.
Потери электроэнергии ΔW в электроустановках ЭССЭ при передаче, распределении и потреблении электроэнергии – это с точки зрения закона сохранения энергии неизбежные энергетические и экономические затраты на обеспечение физической сущности названных технологических процессов. Можно констатировать, что эти затраты, в частности, связанные с выделением тепла, за исключением его полезного использования, наносят вред как самому электрооборудованию, так и окружающей среде.