Усталені режими фрагмента ЕМ 110 кВ ПрАТ «Львівобленерго» з новою ПС «Новосільська» та нормалізація рівнів напруги
Автор: Матвійчук Микола Олександрович
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 комплексному дослідженню режимних характеристик електричної мережі 110/35/10 кВ та обґрунтуванню технічних рішень, необхідних для будівництва нової підстанції «Новосільська», що розташована в зоні розвитку мереж ПрАТ «Львівобленерго». Актуальність тематики зумовлена необхідністю підвищення пропускної здатності існуючих мереж, забезпечення резервування живлення для зростаючих промислових та побутових навантажень, а також інтеграції нових джерел генерації в енергосистему регіону [1]. У роботі виконано аналіз сучасного стану електричних мереж Львівської області, визначено ключові проблеми експлуатації: високі втрати потужності в окремих магістралях, недостатня стійкість напруги в «Жидачівській зоні», а також обмежені можливості існуючої мережевої інфраструктури при розвитку локальної генерації. На основі вихідних даних та прогнозованого навантаження обґрунтовано необхідність спорудження нової підстанції «Новосільська» 110/35/10 кВ, що має стати додатковим вузлом живлення для ПС 35/10 «Сулятичівка» [2], [3]. Об’єкт дослідження – ділянка електричної мережі 110 кВ Жидачівського енерговузла. Предмет дослідження – режими роботи мережі в різних структурних конфігураціях та їх вплив на рівні напруги, перетоки потужності та втрати активної енергії. Мета дослідження – підвищення енергоефективності та покращення режимних характеристик розподільчої мережі шляхом оптимізації вибору джерел живлення, оцінювання ефекту від роботи локальної генерації Жидачівської ТЕЦ та визначення оптимальних точок розмикання контурів мережі для мінімізації втрат активної потужності. Проведено системний аналіз структури мережі, розглянуто різні сценарії її живлення (від ПС «Стрий» та ПС «Розділ»), а також проаналізовано вплив локальної генерації Жидачівської ТЕЦ на рівні напруг та втрати електроенергії в основних елементах мережі. Показано, що наявність внутрішнього джерела суттєво зменшує довжину енергетичних потоків, сприяє зниженню струмів у магістральних лініях і відповідно зменшує втрати активної потужності до 55–87 % залежно від конкретної конфігурації схеми [2–4]. У другому розділі проведено дослідження усталених режимів мережі, зокрема аналіз напруг, потоків потужності та втрат активної енергії в різних конфігураціях живлення. Встановлено, що базовий режим із живленням від ПС «Розділ» викликає збільшення втрат активної потужності до 29,4 % порівняно з живленням від ПС «Стрий» [4]. Застосування заходів нормалізації напруги (у тому числі перемикання РПН трансформаторів та оптимальне секціонування) дозволяє знизити відхилення напруги до нормативних меж [5]. Третій розділ зосереджений на дослідженні впливу структури мережі на її режимні параметри. Особливу увагу приділено оцінці ефекту локальної генерації Жидачівської ТЕЦ, яка при роботі в паралель із магістральними джерелами здатна знизити втрати активної потужності на 55–87 % залежно від конфігурації мережі. Аналітичні дослідження засвідчили, що розмикання кільцевих контурів 110 кВ у певних точках може покращити енергоефективність мережі, проте оптимальне місце розмикання суттєво залежить від наявності генерації [6]. Четвертий розділ містить розроблення та обґрунтування головної електричної схеми нової підстанції «Новосільська». З урахуванням її функціонального призначення – транзитної, двотрансформаторної підстанції з перспективою зростання кількості приєднань – обрано схему типу «місток з вимикачами у колах трансформаторів та ремонтною перемичкою з боку трансформаторів» на стороні 110 кВ. Для РУ 35 та 10 кВ вибрано схему «одна одинока, секціонована вимикачем, система шин», що забезпечує надійну роботу та гнучкість оперативних перемикань [7]. У межах розділу також виконано розрахунок струмів короткого замикання для трьох конфігурацій живлення: від ПС «Розділ», від ПС «Стрий» та одночасного живлення від двох джерел. На основі отриманих струмів визначено параметри термічної та динамічної стійкості, підібрано вимикачі, роз’єднувачі, шини, ізолятори, трансформатори струму та напруги, ОПН та трансформатори власних потреб. Усі вибрані апарати відповідають вимогам до напруги, струмового навантаження, теплової й електродинамічної стійкості та забезпечують безпечну експлуатацію ПС «Новосільська» [8], [9]. Результати моделювання, проведені за допомогою програмного комплексу ДАКАР, підтвердили, що нова підстанція суттєво підвищує надійність електропостачання в регіоні, знижує втрати електричної енергії, забезпечує оптимальний розподіл потоків потужності та стабільність напруги у вузлах мережі. Впровадження ПС «Новосільська» дозволить зменшити перетоки між ПС «Стрий» і «Розділ», створити джерело живлення для ПС «Сулятичівка» та покращити параметри функціонування усієї підсистеми 110/35/10 кВ [10].