Розвиток схеми електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Львівобленерго» з новою підстанцією «Погірці-1» та аналіз усталених режимів
Автор: Метлушко Марія Ігорівна
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: Забезпечення надійного та якісного електропостачання споживачів в умовах зростання навантажень та необхідності підвищення стійкості енергосистеми є пріоритетним завданням сучасної електроенергетики України. Актуальність теми магістерської роботи обумовлена необхідністю реконструкції та розвитку електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Львівобленерго» для забезпечення живлення нових побутових та промислових споживачів у районі населеного пункту Погірці, де прогнозується суттєве зростання електроспоживання. Введення в експлуатацію нової підстанції дозволить розвантажити існуючі вузли мережі, знизити втрати електроенергії та підвищити надійність електропостачання регіону. Об’єктом дослідження є розвиток електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Львівобленерго», яка підлягає модернізації та нова підстанція «Погірці-1». Предметом дослідження є вплив нової підстанції схеми розвитку електричної мережі, їхні техніко-економічні показники, параметри усталених та післяаварійних режимів роботи ЕМ, а також методологія розрахунку втрат потужності та електроенергії в силових трансформаторах. Метою роботи є розробка, техніко-економічне обґрунтування та вибір оптимальної схеми розвитку електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Львівобленерго» з інтеграцією нової підстанції «Погірці-1», а також комплексний аналіз її усталених режимів, включаючи вибір основного силового електрообладнання та уточнення методики розрахунку втрат потужності в силових трансформаторах для підвищення достовірності інженерних розрахунків. У роботі проаналізовано вихідні дані та розроблено два конкурентні варіанти приєднання проєктованої підстанції 110/35/10 кВ «Погірці-1» до існуючої мережі, для яких виконано техніко-економічне порівняння. Перший варіант передбачав радіальне живлення від ПС «Комарно» будівництвом нових ліній, другий – приєднання у розтин існуючої повітряної лінії 110 кВ «Комарно – Добрівляни» (транзитна схема). Для обох варіантів здійснено вибір перерізів проводів повітряних ліній (обрано уніфікований провід АС-150/24) та силових трансформаторів. На основі розрахунку методом зведених витрат встановлено, що варіант №2 є економічно доцільнішим: капіталовкладення складають близько 21,2 млн грн, що на 40% менше, ніж у радіальному варіанті (35,6 млн грн), при цьому забезпечується необхідна категорія надійності електропостачання [1]. За допомогою програмного комплексу «ДАКАР» виконано комплексне моделювання режимів роботи запропонованої схеми мережі. У режимі максимальних навантажень виявлено зниження напруги у віддалених вузлах (зокрема на ПС «Добрівляни» до 96,5 кВ). Для нормалізації рівнів напруги на шинах споживачів 10 - 35 кВ обґрунтовано використання пристроїв регулювання напруги під навантаженням (РПН) силових трансформаторів, що дозволило підтримувати напругу в межах допустимих відхилень. У режимі мінімальних навантажень зафіксовано підвищення напруги за межі номінальних значень [3], що було усунуто шляхом корекції коефіцієнтів трансформації. Окрему увагу приділено аналізу післяаварійного режиму при відключенні магістральної лінії 110 кВ «Південна – Щирець». Встановлено, що пропускної здатності резервного зв’язку недостатньо для покриття повного навантаження зимового максимуму. Розроблено протиаварійні заходи, що включають введення графіків обмеження споживачів (на 30%) та форсування роботи РПН, що забезпечує статичну стійкість вузла навантаження. На основі розрахунку максимальних робочих струмів та струмів короткого замикання (КЗ) здійснено вибір основного обладнання підстанції «Погірці-1». Розрахункові значення струмів трифазного КЗ склали: на шинах 110 кВ – 0,931 кА, на шинах 35 кВ – 2,175 кА, на шинах 10 кВ – 7,328 кА. З урахуванням аперіодичної складової та теплового імпульсу (27,56 кА?·с для 110 кВ) обрано сучасне високовольтне обладнання: 1. Силові трансформатори: два триобмоткові трансформатори типу ТДТН-16000/110/35/10 потужністю 16 МВА. 2. Комутаційні апарати: для ВРП-110 кВ – елегазові вимикачі ABB LTB-145-D1/B; для РУ-35 кВ та РУ-10 кВ – вакуумні вимикачі серії ВБ4-П. Обране обладнання перевірено за умовами електродинамічної та термічної стійкості, комутаційної здатності та надійності. Головну схему електричних з’єднань підстанції прийнято: для 110 кВ – «Місток з вимикачами у колах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку трансформаторів» [3], для 35 та 10 кВ – «Одна, секціонована вимикачем, система шин» [3]. Здійснено дослідження впливу вибору схеми заміщення силового трансформатора на точність розрахунків усталених режимів. Проведено порівняльний аналіз традиційної Г-подібної схеми [4] та уточненої несиметричної Т-подібної схеми заміщення [5]. Доведено, що використання уточненої моделі в ПК «ДАКАР» дозволяє зменшити похибку розрахунку втрат активної потужності в сталі трансформатора приблизно на 8%, що підвищує достовірність техніко-економічних показників проєктування. Практичне значення роботи полягає у розробці схеми розвитку ділянки мережі та рекомендацій щодо налаштування пристроїв РПН для забезпечення якості електроенергії в різних експлуатаційних режимах.