Розвиток схеми електричної мережі Мукачівського РЕМ з ПС 110 кВ «Синяк» та планування усталених режимів
Автор: Брой Максим Богданович
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 режимних характеристик фрагмента електричної мережі 110 кВ Закарпатської області та обґрунтуванню технічних рішень щодо спорудження нової підстанції «Синяк». Актуальність тематики зумовлена зростанням електричних навантажень у гірських районах регіону, необхідністю підвищення надійності електропостачання, зменшення втрат електричної енергії та забезпечення нормативних рівнів напруги в умовах обмеженої пропускної здатності існуючих мереж [1], [2]. У роботі виконано аналіз сучасного стану електричної мережі 110 кВ Закарпатської області, визначено основні експлуатаційні проблеми, зокрема значні перетоки потужності в окремих повітряних лініях, підвищені втрати активної енергії та недостатню гнучкість схем живлення при аварійних і ремонтних режимах. На основі вихідних даних та прогнозу перспективного навантаження обґрунтовано доцільність будівництва підстанції «Синяк» 110/35/10 кВ як нового вузла живлення, що забезпечує резервування та розвантаження суміжних підстанцій і ліній електропересилання [3]. Об’єкт дослідження – фрагмент електричної мережі 110 кВ Закарпатської області з підстанціями «Мукачево», «Мукачево-2», «Воловець», «Чинадієво», «Свалява», «Вовчий» та перспективною підстанцією «Синяк». Предмет дослідження – усталені режими роботи електричної мережі, перетоки активної та реактивної потужності, рівні напруги, втрати електроенергії, а також струми короткого замикання в мережі 110 кВ із підстанцією «Синяк». Мета дослідження – вибір оптимального варіанта приєднання підстанції «Синяк» та розроблення технічних рішень, що забезпечують надійну, економічно доцільну та безпечну роботу електричної мережі в нормальних і післяаварійних режимах. У першому розділі виконано аналіз вихідних даних та структури існуючої електричної мережі 110 кВ, визначено основні вузли живлення, характерні режими роботи та перспективи розвитку навантажень. Обґрунтовано вимоги до нової підстанції з урахуванням категорій споживачів і умов експлуатації в гірській місцевості. Другий розділ присвячений формуванню та техніко-економічному порівнянню трьох варіантів розвитку електричної мережі з підстанцією «Синяк». Для кожного варіанта виконано розрахунки усталених режимів роботи з використанням програмного комплексу ДАКАР, проаналізовано рівні напруг, перетоки потужностей та втрати активної енергії. У третьому розділі за результатами порівняння встановлено, що оптимальним є варіант №2, який характеризується зниженими капітальними витратами та кращими режимними показниками [4]. Проведено детальне дослідження усталених режимів роботи оптимального варіанта, включаючи максимальні, мінімальні та післяаварійні режими при двосторонньому й односторонньому живленні. Проаналізовано ефективність регулювання напруги за допомогою РПН силових трансформаторів, що дозволило забезпечити нормативні значення напруг у всіх вузлах мережі [5]. Дослідження регулювання напруги підтвердило, що в нормальному максимальному режимі достатнім є регулювання РПН лише на трансформаторах ПС «Синяк» (?4 ступені), тоді як у важких післяаварійних режимах необхідне узгоджене регулювання РПН на ПС «Чинадієво», «Свалява», «Вовчий» та «Синяк» для забезпечення умови U ? 1,05·Uном у вузлах навантаження. Четвертий розділ містить розрахунок струмів короткого замикання для розподільчих установок 110, 35 та 10 кВ, вибір основного електрообладнання підстанції «Синяк». Визначено періодичні, аперіодичні та ударні складові струмів КЗ, а також теплові імпульси. На основі отриманих результатів обґрунтовано вибір головної схеми електричних з’єднань підстанції та підібрано вимикачі, роз’єднувачі, струмопровідні частини, трансформатори струму й напруги, обмежувачі перенапруг і трансформатори власних потреб відповідно до вимог чинних стандартів [6]. Для забезпечення надійності та ремонтопридатності підстанції розроблено головну схему електричних з’єднань: для РУ-110 кВ прийнято схему «місток з вимикачами в колах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку трансформаторів», що відповідає прохідному характеру ПС «Синяк» та забезпечує експлуатаційну гнучкість; для РУ-35 кВ та РУ-10 кВ застосовано схему «одна робоча секціонована вимикачем система шин», яка є технічно простою та достатньо надійною для зазначених рівнів напруги. Розроблено план підстанції та конструктивну компоновку комірки РУ-110 кВ, що дозволяє перевірити виконання нормативних електричних відстаней, забезпечити безпечний доступ до апаратів і підтвердити технологічність монтажу та подальшого обслуговування. Отримані результати підтверджують, що спорудження підстанції «Синяк» за оптимальним варіантом забезпечує підвищення надійності електропостачання, зменшення втрат активної енергії та стійку роботу електричної мережі.