Coordination of the high voltage network and medium voltage network with distributed reserve

(1)

ТРЕГО СОВЕТУВАЊЕ

Охрид 3-6 октомври 2001

Драгослав Рајичиќ Ристо Ачковски

РубинТалески МК0300037 Александар Димитровски

Електротехнички факултет - Скопје

КООРДИНИРАНА ВИСОКОНАПОНСКА И СРЕДНОНАПОНСКА МРЕЖА СО РАСПРЕДЕЖНА РЕЗЕРВА

АВЅТКАСТ

1псгеаѕе оѓ 1оаЈ <1епѕ11у т Ље сешга! рал оѓ Ѕ1сорЈе пѕе Ље циеѕгшп оѓ р1апшпѕ 1н§Н ро\уег пе1ж>г1с т Ља( агеа. ТНе пе1\уог!е ѕНоиМ ве ип(1ег§гоип<1 То ге^исе Ше 1о1а1шуеѕ&пеш: т уо!(а§е саШеѕ апс! ѕи6ѕ(а(1опѕ 1( Наѕ 1>ееп ѕи§§еѕ1е<11о соогс!та(е Шф уо!(а§е пе1\уог!с \У1(

уо!(а§е пе(%уог1с. ЅисН ап ехатр!е ѓог Ше сеп1га1 раг1 оѓ Ѕќорјв Наѕ Бееп деѕспБес! т Љѓѕ рарег

СОДРЖИНА

Зголемување на површинската густина на оптоварувањето во централните делови на Скопје го наметнува прашањето за планирање на високонапонската мрежа во тие делови. Доколку таа \фежа биде кабелска ќе бидат потребни големи средства за нејзината изградба. Можно е намалување на средствата доколку градбата на високонапонската мрежа се изведе координирано со среднонапонската. Еден таков пример е прикажан во трудот.

1. ВОВЕД

При лланирањето и проектирањето на високонапонските и среднонапонските мрвжи во нашите градови е вообичаено да се бара мрежите да можат наполно да ги извршуваат своите функции и во случаЈ на испад на кој и да е нивен елемент (таканаречен критериум „п-1") Доколку при испади на елементи на високонапонската мрежа не е предвидено резервно напојување преку среднонапонската мрежа ќе велиме дека се работи за концепција со автономна резерва. Во тој случај, за да се задоволи наведеното барање потребно е во секоја трансформаторска станица висок/среден напон да се инсталираат најмалку по два трансформатора висок/среден напон и секоја трансформаторска станица висок/среден напон да биде поврзана со високонапонската мрежа со најмалку два високонапонски вода. Наполно е разбирливо дека задоволувањето на наведеното барање е условено со можноста за ангажирање значителни инвестициски средства

Но тоа не е сб. Во централното градско подрачје на Скопје (како и кај другите големи градови) не може да се добие дозвола за градба на надземни водови, а кабелските високонапонски водови се повеќекратно поскапи од соодветните надземни водови ТОЈ

Р31-07

(2)

^е фади високонапонската мрежа во периферните делови на СКОПЈС или во помалите градови. Со оваа концепција се намалуваат неопходните инвестиции за градба на високонапонски водови и за трансформаторски станици висок/среден напон. Но, потребните инвестиции за градба на среднонапонската мрежа се поголеми бидејќи преку среднонапонската мрежа се обезбедува резервирање во случај на испад на високонапонски кабелски вод или трансформатор висок/среден напон.

2. КОНЦЕПЦИЈА СО АВТОНОМНА РЕЗЕРВА И БЕЗ КООРДИНАЦША НА ВИСОКОНАПОНСКАТА И СРЕДНОНАПОНСКАТА МРЕЖА

Пример на високонапонска мрежа според концвпцијата со автономна резерва за централното подрачје на Скопје е прикажан на сликата 1. Мрежата се однесува на приликите коишто се очекуваат кон во втората деценија на дваесет и првиот век Се претпоставува дека сите среднонапонски водови се изведени како кабелски и дека се кабелски следниве високонапонски водови ТС Воена Болница - ТС Централна, ТС Цен- тар - ТС Централна и ТС Центар - ТС Скопје Југ. За полесно разбирање на основните особини на концепцијата, на сликата 1 е земено дека среднонапонските мрежи се од типот отворени прстени [2] Сите среднонапонски водови имаат почеток и крај во истата трансформаторска станица и се групирани. БрОЈОТ на кабелските групи, како и бројот на кабли во една група, не е ограничен Максималното оптоварување коешто сексуа група среднонапонски водови треба да го прифати зависи од бројот на групите и од номиналната моќност на употребените трансформатори висок/среден напон Во примерот на сликата 1 максималното оптоварување на секоја од групите е приближно еднакво на 2/5 од номиналната моќност на употребените трансформатори висок/среден напон Во нормален погон сите среднонапонски водови се отворени (преку раставувач на моќност) некаде на нивната електричната средина и се напојуваат од двата краја, така што максималото оптоварување на секоја „половина" група не преминува 1/5 од номиналната моќност на соодветниот трансформатор висок/среден напон. Во овој случај се затворени прекинувачите на двата краја на среднонапонските водови. Но, можно е (во погон без испаднати елементи) да не постојат отворени раставувачи на моќност на водовите Во то|

случај би бил затворен само прекинувачот на едниот од двата краја на секој среднонапонски вод.

За оваа концепција не е неопходно, но за полесна споредба со друга концепција ќе земеме дека номиналните моќности на сите трансформатори висок/среден напон се меѓусебно еднакви Во режимите без испаднати елементи оптоварувањата на трансформаторите не треба да преминуваат 60%, за при испад на едниот трансформатор другиот да може да го^% преземе вкупното оптоварување и при тоа неговото оптоварување да не премине 120%. На сликата 1, покрај секој трансформатор е дадено неговото оптоварување во режимите без испаднати елементи, изразено во проценти од неговата номинална моќност. Значи, во режимите без испаднати елементи, ОВОЈ начин овозможува искористување само на 60% од инсталираната моќност на трансформаторите

Не е тешко да се заклучи дека ваквите решенија се одликуваат со ангажирање значителни инвестициони средства и релативно мала искористеност на опремата Но, заслужува да се нагласи дека тие имаат и добри одлики. НаЈЗначајната од нив е поедноставна реставрација на погонот во случај на испад на: еден трансформатор висок/среден напон (имајќи предвид дека заради намалување на струите на кусите врски е вообичено трансформаторите висок/среден напон да не работат паралелно) или КОЈ и да било високонапонски вод.

(3)

В Болница

60%)О< ЈСХбОУ.

1 ' 1 1 1 1\\ \ \

_/•- II

ѕ ѕ

СкопЈв Југ

60%, 60%

I I I I I

"Ч

II 1

"X

"^

1 1 1

^ -V

1 II 1 1 1

60% ГС* Централна ТСУ 60%

М I I : || I I ' I I I I

60% Центар ХО( 60%

— Група среднонапонски кабелски водови

— Високонапонски надземен вод - - Високонапонски кабелски вод

о Отворен среднонапонски прекинувач

• Затворен среднонапонски прекинувач

-ѕ- Отворвн среднонапонски раставувач на моќност

Слика 1. Пример на концепција без координација на високонапонската и среднонапонската мрежа

(4)

ства отколку во примерот прикажан на сликата 1. Добар пример за тоа е електроенергс I - ската мрежа на Париз, Франција Од неколку причини не е можно во централните деловк на Скопје директно да се примени истата концепција како и во Париз Но, не е спорно дска заслужуваат внимание и решенијата формирани врз приближно исти принципи Пример за една таква концепција е прикажан на сликата 2. Таа се одликува со еден високонапонски кабелски вод и еден трансформатор по трансформаторска станица висок/среден напон во централното градско подрачје (значи, радијална конфигурација на високонапонската мрежа), но со истовремено обезбедување резерва преку среднонапонската мрежа Во ОВОЈ случаЈ, постои можност напојувањето на среднонапонските кабелски водови од испаднатата трансформаторска станица висок/среден напон да се префрли на неко]а од соседните трансформаторски станици. Притоа, во режимот на работа без испаднати елементи, сите трансформаторски станици имаат определена резерва, но релативно мала

В Болница СкопЈв Југ

80%

Р О 0 0 1 1 0 0 011

III

'1 ^{I 'I}

Централна, 100%

— Група среднонапонски водови

Слика 2 Прв пример на координирана високонапонска и среднонапонска мрежа - Состојба на комутационите уреди во режимот без испаднати елементи

(5)

На сликата 2 е прикажана состојбата на среднонапонските комутациони уреди во режимот без испаднати високонапонски водови или трансформатори висок/среден напон Заслужува да се забележи дека во секоја трансформаторска станици висок/среден напон, којашто се напојува преку високонапонски кабел, не е неопходен прекинувач на високона- понската страна (доволен е само раставувач, но прекинувачот е неопходен на почетокот на високонапонскиот кабел), ниту се потребни високонапонски собирници. Поради тоа, значително се вГамалени барањата за големината на просторот што е неопходен за изградба на една таква трансформаторска станица.

Врз основа на изложеното произлегува дека во споредба со концепциЈата прика- жана на сликата 1 концепцијата прикажана на сликата 2 може да се реализира со помали инвестиции за: а) ангажираното земјиште за високонапонските постројки; б) високонапон- ската опрема (високонапонски кабелски водови, трансформатори висок/среден напон, високонапонски прекинувачи, раставувачи) и в) уредите за заштита (бидејќи високонапон- ските кабелски водови работат радијално).

Можна е и нешто поинаква концепција од концепцијата прикажана на сликата 2 Таквата концепција е прикажана на сликата 3.

В Болница Скопје Југ

80% ^80%

I I I I I I I I I I I I II I I I I М |, | ! II I 1 II . 1 I. I II I

I I I ' I I II I

Централна, 100%'

— Група среднонапонски водови

о Отворвн среднрнапонски прекинувач

-ѕ- Отворен срвднонапонски раставувач на моќност

Слика 3. Втор пример на координирана високонапонска и среднонапонска мрежа - Состојба на комутационите уреди во режимот без испаднати елементи

(6)

времето потребно за префрлување на оптоварувањето од една трансформаторска станица на друга би можело да биде поголемо (заради поголемиот број на неопходни манипулации со комутациионите уреди и поради нивната просторна распределеност), а со тоа и должината на евентуалниот прекин на напојувањето. Сепак, со примена на далечински управувани комутациони уреди разликата помеѓу концепциите прикажани на сликите 2 и 3 може значително да се намали.

4. ИСПАД НА ТС ЦЕНТРАЛНА ВО МРЕЖАТА ОД СЛИКАТА 2

Нека во мрежата прикажана на сликата 2 дојде до испад на високонапонскиот вод ТС Воена Болница - ТС Централна или на трансформаторот висок/среден напон во ТС Централна. За да се воспостави реставрациЈа на погонот кај сите потрошувачи треба да се направат соодветни манипулации со комутационите уреди. Пример за состојбата по извршените манипулации со комутационите уреди е прикажан на сликата 4.

-Наполно е разбирливо дека при испад на високонапонскиот вод ТС СКОПЈС Југ - ТС Центар, или на трансформаторот висок/среден напон во ТС Центар, ќе треба да се изведат аналогни манипулации во однос на тие прикажани на сликата 4

5. ИСПАД НА ТРАНСФОРМАТОР ВО ТС ВОЕНА БОЛНИЦА ВО МРЕЖАТА ОД СЛИКАТА 2

Нека во мрежата прикажана на сликата 2 дојде до испад на едниот од двата трансформатора висок/среден напон во ТС Воена Болница. За да се реставрира погонот кај сите потрошувачи треба да се направат соодветни манипулации со комутационите уреди. На сликата 5 е прикажан пример на состојба на комутационите уреди по изведување такви манипулации.

Врз основа на сликата 5 не е тешко да се заклучи какви манипулации се потребни за да се реставрира погонот при испад на едниот од двата трансформатора висок/среден напон во ТС Скопје Југ

(7)

В. Болница

П.1

1*

Скопјв Југ

100%

ТУ ?? N ?У

I . 0 1 11 1 1 1 1 1 1 01 011 РР I I

~ Група среднонапонски водови

— Високонапонски надземен вод - - Високоналонски кабелски вод

Слика 4. Прв пример на координирана високонапонска и среднонапонска мрежа - Состојба на комутационите уреди по испаѓање на високонапонскиот вод

до ТС Централна или на трансформаторот во неа и по извршена реставрација на погонот

(8)

В Болница

10 00 рр I I II

Скопје Југ

I ' <

Т V?

^{1 0} ^{I м}

Ш III р! Ш 0 1

Централна, 100%'

~ Група среднонапонски водови

а Отворен среднонапонски прекинувач

Спика 5. Прв пример на координирана високонапонска и среднонапонска мрежа - Состојба на комутационите уреди по испаѓање на трансформатор

во ТС Воена Болница и по извршена реставрација на погонот

6. ЗАКЛУЧОК

Предвидените услови во централното градско подрачје на СКОПЈС, со висок степен на изграденост и со висока површинска густина на оптоварувањето, ќе наметнат во блиска иднина изградба на високонапонска мрежа и во тој дел на градот. Големите инвестиции за изградба на кабелска високонапонска мрежа можат, донекаде, да се намалат со изградба на координирана високонапонска и среднонапонска мрежа. Пример на една таква мрежа е ошппан во ОВОЈ труд.

7. ЛИТЕРАТУРА

[1] Р Ачковски, Р Талески, А. Димитровски, Д. Рајичиќ: „Студија за високонапрнската кфежа во подрачјето на град Скопје во 2000, 2005, 2010 и 2020 година" Електро- тхенички факултет - Скопје, 2000 година.

[2] Д Рајичиќ: „Вовед во дистрибутивни електроенергетски системи", Универзитет „Св Кирил и Методиј" - Скопје, Електротехнички факултет, Скопје 1995 година Стр 142