Вдосконалення структури й аналіз режимів фрагмента ЕМ 110 кВ з ПС «Дубляни» південної зони ПрАТ «Львівобленерго»
Автор: Мацидін Андрій Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська кваліфікаційна робота присвячена комплексному дослідженню та техніко-економічному обґрунтуванню оптимальної структури фрагмента електричної мережі 110 кВ південної зони ПрАТ «Львівобленерго» з приєднанням нової підстанції «Дубляни». Необхідність такого дослідження зумовлена сталим зростанням електричних навантажень у регіоні, підвищеними вимогами до надійності електропостачання та потребою модернізації мереж відповідно до сучасних технічних норм і стандартів [1]. Об’єкт дослідження - фрагмент мережі 110 кВ, що включає існуючі лінії електропередачі, підстанції та нову ПС «Дубляни». Предметом дослідження - розроблення структур схем електричних з’єднань, режими роботи мережі та техніко-економічні показники різних варіантів приєднання нової підстанції. Мета роботи - визначення оптимальної схеми розвитку мережі 110 кВ, яка забезпечує мінімальні втрати електроенергії, стабільні рівні напруг, достатні резервні можливості та економічну доцільність реалізації. У роботі проведено аналіз вхідних даних, виконано детальне прогнозування навантаження для існуючих підстанцій та розроблено чотири варіанти структурних рішень щодо приєднання ПС «Дубляни». Методична база дослідження ґрунтується на положеннях чинних нормативних документів та типовій практиці проєктування електричних мереж 110–330 кВ [1–3]. Для дослідження режимів використано програмний комплекс DAKAR, що дозволив виконати повний аналіз усталених режимів, визначити напруги у вузлах, розподіл активної та реактивної потужності та величини втрат у кожному варіанті схемної організації. Окрему увагу приділено аналізу надійності ліній та стійкості мережі, з урахуванням сучасних досліджень щодо впливу кліматичних та експлуатаційних факторів на високовольтні мережі [4]. Для оцінки ефективності структурних перетворень застосовано підходи оптимізації потокорозподілу і мережевої конфігурації, які широко використовуються у світовій практиці й представлені в сучасних публікаціях з оптимального керування режимами високовольтних систем [5]. Також використано сучасні наукові результати щодо підвищення стабільності напруги та оптимізації реактивної потужності в мережах високої напруги, що дозволило додатково обґрунтувати необхідність двостороннього живлення для ПС «Дубляни» та взаємного резервування мережевих вузлів [6]. У результаті дослідження порівняно чотири варіанти розвитку мережі за такими критеріями: надійність, втрати активної потужності, рівні напруги, необхідні обсяги будівництва, вартість модернізації та експлуатаційні витрати. За результатами техніко-економічного аналізу оптимальним визнано схемне рішення №4, яке передбачає спорудження двох нових повітряних ліній 110 кВ та організацію двостороннього живлення ПС «Дубляни». Такий підхід забезпечує найнижчі втрати потужності серед усіх розглянутих, рівномірний розподіл навантаження у мережі та найкращі показники напруги в усіх режимах роботи, що підтверджено моделюванням у середовищі DAKAR. Для обраної структури виконано повний розрахунок струмів трифазного короткого замикання у характерних точках ПС «Дубляни» та фрагмента мережі. На основі результатів струмових навантажень, ударних і аперіодичних складових струмів КЗ здійснено вибір комутаційної апаратури (вимикачів, роз’єднувачів), трансформаторів струму та напруги, шинних систем та ізоляторів згідно з вимогами електродинамічної і термічної стійкості [7]. Також обрано трансформатори власних потреб, схему електричних з’єднань і конструктивні рішення для РУ 110/35/10 кВ, що відповідають рекомендаціям щодо проєктування підстанцій у сучасних умовах [3]. Результатом роботи є науково й технічно обґрунтована схема приєднання ПС «Дубляни» до мережі 110 кВ, модель режимів роботи мережі у номінальних та післяаварійних станах, вибір електрообладнання та головної електричної схеми ПС «Дубляни». Запропоноване рішення забезпечує підвищення надійності електропостачання, зменшення втрат електроенергії, можливість подальшого розвитку мережі та повністю відповідає нормативним вимогам. Робота має практичну цінність і може бути використана при фактичному проєктуванні та модернізації мереж 110 кВ регіону.