Дослідження режимних характеристик фрагменту електромережі 330 кВ із підстанцією «Радивилів»
Автор: Федін Анатолій В'ячеславович
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 фрагменту магістральної електричної мережі 330 кВ у районі розташування підстанції «Радивилів» та обґрунтуванню технічних рішень, спрямованих на підвищення надійності, енергетичної стійкості та ефективності передачі електричної енергії. Актуальність теми визначається зростанням навантаження на магістральні ЛЕП, модернізацією енергосистеми України відповідно до вимог синхронізованої роботи з ENTSO-E та необхідністю забезпечення виконання критерію N–1 у всіх режимах [1]. У роботі визначено роль ПС «Радивилів» як ключового транзитного вузла Західного енерговузла, що з’єднує ПС 330 кВ «Рівне» та «Нововолинськ». Проаналізовано схему електричних з’єднань, пропускну здатність фрагменту мережі, вплив конфігурації ліній на розподіл активної потужності та режимні ризики. Показано, що робота двох автотрансформаторів 330/110/10 кВ у паралельному режимі відіграє ключову роль у стабілізації напруги та забезпеченні резервування живлення шин 110 та 10 кВ [2], [3]. Об’єкт дослідження – фрагмент магістральної електромережі 330 кВ у районі розташування ПС «Радивилів». Предмет дослідження – режимні характеристики, перетоки потужності, напруги та стійкість фрагменту мережі у нормальних, максимальних та післяаварійних режимах. Мета роботи – аналіз режимів електромережі 330 кВ, перевірка роботи автотрансформаторів, обґрунтування вибору головної схеми ПС «Радивилів» та визначення найбільш ефективного варіанта розвитку мережі. У розділі 2 виконано моделювання усталених режимів із застосуванням програмного комплексу «АРЕМ» – одного з сучасних інструментів для аналізу електричних мереж. Проведено розрахунки максимальних, мінімальних та післяаварійних режимів. Встановлено, що відключення будь-якої ПЛ 330 кВ спричиняє суттєвий перерозподіл навантаження на паралельні гілки та збільшує втрати потужності. Це підтверджує необхідність оптимального планування схеми мережі в частині ПС «Радивилів» [4]. У третьому розділі проведено техніко-економічне порівняння трьох можливих варіантів розвитку фрагменту мережі 330 кВ. Розраховано капітальні витрати, експлуатаційні витрати та витрати на річні втрати електроенергії. Зведені витрати показали, що варіант № 2 є найефективнішим з точки зору економіки та режимних характеристик, оскільки забезпечує оптимальний розподіл потоків потужності й мінімізацію втрат [5], [6]. Четвертий розділ присвячений детальному дослідженню режимних характеристик обраного фрагменту мережі. Проаналізовано вплив аварійних відключень ліній 330 кВ на рівні напруг та завантаженість трансформаторів. Доведено, що паралельна робота двох АТ забезпечує резервування та підвищує стійкість вузла навіть за умов пошкодження одного з елементів схеми [7]. У розділі 5 проведено розрахунок струмів короткого замикання для всіх рівнів напруги: 330 кВ, 110 кВ і 10 кВ. Визначено аперіодичну складову, ударні струми та теплові імпульси, що дозволило виконати перевірку електродинамічної та термічної стійкості обладнання. Здійснено вибір сучасного електрообладнання згідно з IEC 62271: вимикачів Siemens і ABB, композитних ізоляторів, ОПН Siemens серії 3EP, сучасних цифрових аналізаторів PAC4200, трансформаторів струму й напруги Trench і ABB [8], [9]. На основі виконаних розрахунків обґрунтовано вибір схеми РУ 330 кВ типу «чотирикутник», яка відповідає вимогам НЕК «Укренерго» і забезпечує високий рівень надійності транзиту [10]. Результати роботи демонструють, що оптимізація структури вузла та впровадження сучасного електрообладнання покращують режимні характеристики фрагменту електромережі 330 кВ, знижують втрати електроенергії, підвищують рівень резервування та забезпечують необхідні умови розвитку електромереж 330, 110 та10 кВ.