Дослідження та аналіз режимів фрагмента електричної мережі 110 кВ АТ «Чернівціобленерго» з новою підстанцією «Круглик»
Автор: Панчук Петро Вікторович
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: Рівень розвитку вітроенергетики в зоні діяльності АТ «Чернівціобленерго» на сьогодні залишається незначним у порівнянні з Карпатським регіоном та південними областями України, де зосереджена основна частина діючих вітрових електричних станцій. Територія Буковини характеризується гірським і передгірським рельєфом, що зумовлює наявність достатнього вітрового потенціалу, однак масштабні проєкти у цій місцевості поки що перебувають на стадії планування. Разом з тим, у перспективі передбачається реалізація низки вітроенергетичних проєктів сумарною встановленою потужністю до 520 МВт. Додатковим стримувальним чинником розвитку генерації є відсутність розвиненої мережі підстанцій класу напруги 110/35/10 кВ, що істотно ускладнює передачу та розподіл електричної енергії. Об’єктом дослідження є частина існуючої електричної мережі АТ «Чернівціобленерго», до складу якої входять підстанції 110/10 кВ «Хотин», «Компресорна», «Левинці» та «Динівці», а також повітряні лінії електропередавання 110 кВ «Клишківці» – «Хотин», «Хотин» – «Компресорна», «Компресорна» – «Левинці» та «Клишківці» – «Динівці». Джерелом живлення досліджуваного фрагмента мережі є вузлова підстанція 110/35/10 кВ «Клишківці». Крім того, об’єктом дослідження є вітрова електрична станція «Круглик» встановленою потужністю 6 МВт, введення якої в експлуатацію передбачається у перспективі. Предметом дослідження є схема розвитку заданого фрагмента електричної мережі з урахуванням спорудження підстанції «Круглик», будівництва одноколових повітряних ліній електропередавання «Динівці» – «Круглик» та «Левинці» – «Круглик», а також поглиблений аналіз експлуатаційних режимів електричної мережі після реалізації зазначених технічних рішень. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є розроблення та обґрунтування схеми розвитку фрагмента електричної мережі 110 кВ АТ «Чернівціобленерго» із введенням у дію нової підстанції «Круглик», спорудженням повітряних ліній «Динівці» – «Круглик» і «Левинці» – «Круглик», вибором силових трансформаторів підстанції, визначенням марок проводів нових ліній електропередавання та перевіркою існуючих ліній за допустимими струмами. Окрему увагу приділено аналізу усталених експлуатаційних режимів електричної мережі з урахуванням введення в експлуатацію ВЕС «Круглик», а також вибору відкритого розподільного устаткування 110 кВ та основного силового обладнання підстанції. Топографічні умови розташування підстанцій і трас повітряних ліній 110 кВ АТ «Чернівціобленерго» суттєво вплинули на формування варіантів розвитку електричної мережі з новою підстанцією «Круглик». Важливу роль також відіграли вимоги чинних нормативно-технічних документів. Вибір проводів для нових ліній електропередавання «Динівці» – «Круглик» і «Левинці» – «Круглик», а також головної схеми підстанції «Круглик» і її основного електрообладнання здійснено відповідно до діючих правил і методик проєктування. Для максимального навантаження електричної мережі сформовано три варіанти її розвитку, які були змодельовані в графічно-розрахунковому комплексі DAKAR ELEKS. На основі цифрової моделі та застосування алгоритму методу зведених витрат обґрунтовано вибір другого варіанта як оптимального. Запропонована схема розвитку електричної мережі з підстанцією «Круглик» характеризується мінімальними втратами активної потужності, які становлять 254 кВт, що на 5 кВт менше порівняно з першим варіантом та на 11 кВт менше від третього. У роботі виконано дослідження усталених експлуатаційних режимів електричної мережі за умов максимальних і мінімальних навантажень підстанцій з урахуванням спорудження ПС «Круглик» та введення в експлуатацію всіх вітроустановок ВЕС «Круглик». Окрім того, проаналізовано найбільш несприятливі післяаварійні режими при вимкненні повітряних ліній «Динівці» – «Круглик» і «Левинці» – «Круглик». Втрати активної потужності в електричній мережі з підстанцією «Круглик» при живленні від ПС «Клишківці» становлять 251 кВт за навантаження мережі 26,701 + j14,167 МВА. Після введення в експлуатацію ВЕС «Круглик» втрати активної потужності за живленням від тієї ж підстанції зменшуються до 251 кВт при навантаженні 90,291 + j54,364 МВА, що відповідає зниженню на 52,4%. У післяаварійному режимі при вимкненні лінії «Динівці» – «Круглик» втрати активної потужності досягають 506 кВт, що на 50,4% перевищує втрати в максимальному режимі. Для аварійного вимкнення лінії «Левинці» – «Круглик» втрати у максимальному режимі становлять 263 кВт за відсутності генерації ВЕС та 188 кВт за її наявності, що відповідає зменшенню на 28,7%. У разі аварійного вимкнення трансформатора Т1 підстанції «Круглик» втрати активної потужності складають 289 кВт, а за умов роботи ВЕС зменшуються до 162 кВт, тобто на 43,9%. За результатами виконаних досліджень встановлено, що генерування електричної енергії вітровою електричною станцією «Круглик» суттєво впливає на характер експлуатаційних і післяаварійних режимів електричної мережі, сприяючи зниженню втрат активної потужності. Розроблена схема розвитку електричної мережі АТ «Чернівціобленерго» з новою підстанцією «Круглик» може бути реалізована в перспективі, оскільки за результатами аналізу усталених режимів та з урахуванням введення в експлуатацію ВЕС «Круглик» мережа має достатній запас пропускної здатності, а необхідний рівень напруги на шинах 10 кВ підстанції забезпечується роботою пристроїв регулювання під навантаженням силових трансформаторів.