Формування схеми розвитку ділянки електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Закарпаттяобленерго» для приєднання підстанції «Холмець»

Abstract

Враховуючи сучасні тенденції та перспективи зростання навантаження електричних мереж, для забезпечення ефективного функціонування розподільчих електричних мереж постає завдання розгляду розвитку електромережі 110 кВ з вибором електрообладнання для підстанції 110/35/10 кВ «Холмець». Уже на етапі проєктування елементів електроенергетичних систем висуваються жорсткі вимоги до їх надійності, які регламентуються чинними нормативними документами: «Правила улаштування електроустановок» [1], «Норми технологічного проєктування енергетичних систем і електричних мереж 35 кВ і вище» [2], «Норми технологічного проєктування повітряних ліній електропередачі 0,38–750 кВ» [3], а також сучасними науково-технічними дослідженнями [6; 7]. Об’єкт дослідження – ділянка реальної електричної мережі 110 кВ ПрАТ «Закарпаттяобленерго», до якої входять підстанції «Страбичево», «Батьово», «Ужгород-1», «Чоп», а живлення цих підстанцій організовано від шин 110 кВ підстанції «Мукачево». Предмет дослідження – усталені експлуатаційні режими фрагмента електричної мережі 110 кВ з підстанцією «Холмець». Мета дослідження – розвиток електричної мережі 110 кВ, аналіз режимів її роботи та вибір електроустаткування підстанції «Холмець» напругою 110/35/10 кВ. Процес вибору електроустаткування включає в себе визначення схеми електричних з’єднань з вищої та нижчої сторін, а також рішення щодо вибору конкретних технічних рішень і компонування обладнання [2; 4]. Із урахуванням структури існуючої мережі запропоновано три варіанти схем перспективного розвитку з подальшим вибором оптимальної структури. Підстанція «Холмець» заживлюється одноколовими лініями електропередачі 110 кВ: «Батьово – Холмець» (17,5 км) та «Ужгород-1 – Холмець» (11,0 км). Така конфігурація створює замкнену резервовану мережу, що підвищує надійність електропостачання споживачів підстанцій «Страбичево» і «Батьово» [5]. За допомогою програмного комплексу «Дакар» виконано планування усталених режимів роботи електричної мережі: максимальних, мінімальних навантажень та післяаварійних ситуацій [5]. Для кожного з режимів визначено положення пристроїв РПН для підтримки необхідного рівня напруг. Показано, що перевантаження електрообладнання відсутнє, а мережа функціонує стабільно. Розраховано струми трифазних та однофазних коротких замикань на шинах підстанції «Холмець» для найскладніших умов роботи обладнання. Це дозволило обґрунтувати вибір апаратури з урахуванням допустимих струмів [6]. Для підстанції обрано схеми розподільчих пристроїв: для ВН 110 кВ – схема «місток з вимикачами в колах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку трансформаторів»; для СН 35 кВ – «одна робоча, секціонована вимикачем система шин»; для НН 10 кВ – аналогічна секціонована схема [4; 5]. У кваліфікаційній бакалаврській роботі розроблено головну схему електичних з’єднань для підстанції «Холмець», виконано вибір високовольтного електроустаткування та розглянуто ключові питання охорони праці [4].Considering current trends and the anticipated increase in electrical network loads, it is crucial to ensure the efficient operation of distribution networks. This work addresses the development of the 110?kV electrical network with the selection of equipment for the 110/35/10?kV "Kholmets" substation. Even at the design stage of power system elements, strict reliability requirements are imposed, as defined by the regulatory documents such as the "Rules for Electrical Installations" [1], "Design Standards for Power Systems and Electrical Networks of 35?kV and Above" [2], and "Design Standards for Overhead Power Lines of 0.38–750?kV" [3], as well as recent scientific publications [6; 7]. The object of research is a real 110?kV network section of PJSC "Zakarpattiaoblenergo", including the substations "Strabychevo", "Batyovo", "Uzhhorod-1", and "Chop", all fed from the 110?kV buses of the "Mukachevo" substation. The subject of research is the steady-state operating conditions of the 110?kV electrical network section that includes the "Kholmets" substation. The aim is to analyze the operating modes and develop the 110?kV network by selecting suitable electrical equipment for the 110/35/10?kV "Kholmets" substation. The equipment selection process involves determining the circuit connections on both high-voltage and low-voltage sides and selecting suitable components and their configuration [2; 4]. Considering the existing network structure, three development schemes were proposed, and the optimal structure was selected. The “Kholmets” substation will be supplied via two single-circuit 110?kV transmission lines: "Batyovo–Kholmets" (17.5?km) and "Uzhhorod-1–Kholmets" (11.0?km). This configuration creates a closed-loop backup network that improves the reliability of power supply to the “Strabychevo” and “Batyovo” substations [5]. The software package “Dakar” was used to simulate the network’s steady-state modes: peak load, minimum load, and post-fault scenarios [5]. Tap changer positions were optimized to maintain the required voltage levels. The results showed that all equipment operates within permissible parameters and the system remains stable. Three-phase and single-phase short-circuit currents at the “Kholmets” substation buses were calculated to evaluate the most severe conditions for electrical apparatus and conductors. These values are critical for proper equipment selection [6]. The substation's switchgear schemes were selected as follows: for the 110?kV side – a bridge scheme with circuit breakers in transformer bays and a maintenance jumper; for 35?kV – a single bus system with sectionalizing circuit breaker; for 10?kV – also a single sectionalized bus scheme [4; 5]. The bachelor’s thesis presents the development of the main connection diagram for the “Kholmets” substation, selection of high-voltage equipment, and also addresses occupational health and safety aspects [4].