Розвиток фрагмента електричної мережі ПрАТ «Волиньобленерго» з дослідженням усталених режимів з новою підстанцією «Лісова»
Автор: Гавриляк Іван Миколайович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню усталених режимів роботи електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Волиньобленерго» при інтеграції нової підстанції 110/10 кВ «Лісова», обґрунтуванню вибору основного електрообладнання та визначенню оптимальних параметрів функціонування мережі для забезпечення надійного електропостачання споживачів м. Луцьк. Об’єкт дослідження – електрична мережа 110 кВ ПрАТ «Волиньобленерго» з підстанцією 110/10 кВ «Лісова». Предмет дослідження – усталені режими роботи електричної мережі 110 кВ при інтеграції нової підстанції «Лісова». Мета дослідження – дослідження усталених режимів роботи електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Волиньобленерго» після інтеграції підстанції «Лісова» та обґрунтування технічних рішень щодо її спорудження. У магістерській кваліфікаційній роботі виконано комплексне дослідження розвитку фрагмента електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Волиньобленерго» з метою інтеграції нової підстанції 110/10 кВ «Лісова» в існуючу електричну систему м. Луцьк. Основними завданнями роботи є забезпечення надійного електропостачання споживачів І та ІІ категорій надійності, оптимізація режимів роботи транзитної мережі 110 кВ та зменшення експлуатаційних втрат електроенергії. У роботі проаналізовано вихідні дані існуючої ділянки електричної мережі 110 кВ та обґрунтовано технічну необхідність спорудження нової підстанції з розрахунковим навантаженням 23,4 МВт. При виборі основного силового обладнання враховано кліматичні умови місця спорудження: температурний режим від мінус 34 ?С до плюс 36 ?С, ІІІ район за ожеледдю (товщина стінки ожеледі 19 мм), ІV район за вітровим навантаженням (550 Па), грозова активність 60-80 годин на рік. Обрано два трансформатори типу ТДН-25000/110/10 номінальною потужністю 25 МВ·А кожний, з можливістю аварійного перевантаження до 40%. Для розподільчого пристрою 110 кВ прийнято схему «Місток з вимикачами в колах ліній електропередавання і ремонтною перемичкою з боку ліній електропередавання», для РП 10 кВ – схему «Одна, секціонована вимикачем, система шин» з 12 приєднаннями. За допомогою програмного комплексу «DAKAR ELEKS» виконано детальне дослідження усталених режимів роботи електричної мережі для зимового максимального навантаження (температура навколишнього середовища -5°С) та літнього максимального навантаження (температура +25°С). Проаналізовано шість характерних режимів: нормальна схема живлення ПС «Лісова», вимкнення трансформаторів Т-1 та Т-2, вимкнення ПЛ-110 кВ «Ковель – Лісова», вимкнення секційного вимикача 110 кВ, вимкнення ПЛ-110 кВ «Лісова – Вол.Волинськ». Результати дослідження усталених режимів показали, що у всіх розглянутих режимах рівні напруги знаходяться в допустимих межах, струми в лініях не перевищують тривало допустимі значення, умова Інб.розр ? Іном виконується для всього обладнання. Завантаження трансформаторів у післяаварійних режимах становить 99% для зимового максимуму та 78% для літнього максимуму, що підтверджує правильність вибору потужності трансформаторного обладнання. Потокорозподіли потужності забезпечують нормальну роботу транзиту мережі 110-35-10 кВ ПрАТ «Волиньобленерго» при приєднанні підстанції «Лісова». Визначено параметри струмів короткого замикання на шинах підстанції для РП 110 кВ та ЗРП 10 кВ. На основі розрахункових струмів виконано вибір комутаційної апаратури: елегазові вимикачі GL-312 F1 та роз’єднувачі ONIII-123/1600/U1, U2 для РП 110 кВ; вакуумні вимикачі EasyPact EXE-12-25 для ЗРП 10 кВ. Обрано струмопровідні частини: гнучке ошинування 110 кВ (еквівалент АС-240/32), жорстке ошинування 10 кВ алюмінієвими шинами 120?8 мм?. Перевірка підтвердила термічну та електродинамічну стійкість обладнання. Для системи власних потреб обрано два сухі трансформатори типу ТС-63/10 потужністю 63 кВ·А кожний. Для приєднання підстанції до існуючої мережі за схемою «захід-вихід» обрано кабельну лінію довжиною 0,35 км, виконану кабелем АПвЭгаПнг-110 1х500/95 з ізоляцією із зшитого поліетилену. Перехід «повітря-кабель» реалізовано на металевих багатогранних опорах типу AK-110 з встановленням обмежувачів перенапруг РВАЗ-108 та реєстраторів спрацювання SC13. Для організації каналів диспетчерського зв’язку, роботи мікропроцесорних захистів та передачі інформації передбачено волоконно-оптичну лінію ОАрБгП 16А1(4х4)-3,5. Розглянуто також релейний захист та автоматика, що включає диференційний захист трансформаторів, максимальний струмовий захист, дистанційний захист, струмову відсічку, автоматичне повторне включення та автоматичне включення резерву. Виконано розрахунок уставок диференційного захисту на пристрої РС830-ДТ2. Коефіцієнт чутливості диференційного захисту підтверджує його ефективність. Отримані результати дослідження усталених режимів підтверджують технічну доцільність спорудження ПС «Лісова», яка забезпечить надійне електропостачання споживачів з двостороннім живленням від опорних підстанцій «Нововолинськ» та «Ковель», оптимізацію режимів роботи транзиту 110 кВ «Ковель – Нововолинськ», зменшення втрат електроенергії в мережі, стабілізацію рівнів напруги та мінімізацію впливу на міську забудову завдяки кабельному виконанню заходу. Рекомендовано при експлуатації застосувати схему одностороннього заземлення екранів кабелів для виключення циркуляційних струмів, використати стабілізований ґрунт для засипки траншеї та здійснювати періодичний контроль стану обмежувачів перенапруг. Результати роботи мають практичну цінність для розвитку існуючих електричних мереж напругою 110 кВ, вибору обладнання підстанцій та вдосконалення режимів експлуатації енергетичних об’єктів ПрАТ «Волиньобленерго».