Обгрунтування необхідності будівництва підземних підстанцій та ліній електропередачі

Abstract

Дана робота націлена на пошук світового досвіду у створенні підземних високовольтних підстанцій, виявлення їх особливостей організації та рішень для забезпечення максимально ефективних режимів роботи. Розглянуто позитивні та негативні сторони даного підходу. Визначено експлуатаційні характеристики, які здатні створити значний вплив на режими роботи підстанцій, ускладнити процес проєктування та змінити правила вибору обладнання для об’єктів. Проаналізовано досвід західних та східних колег в даному питанні. Велику увагу приділенню підземній підстанції Сюдун з номінальною напругою 220 кВ в енергосистемі Хубей, що є першою підземною підстанцією в центральній частині Китаю. На цьому ж прикладі виявлено особливості організації підземної підстанції в міських умовах. Розглянуто особливості організації підземних підстанцій поблизу річок, де наявність підземних вод ускладнює проєктування. На базі розглянутих прикладів проаналізовано можливі заходи та зміни в конструкціях типових підстанцій для створення нових підземних конфігурацій. Виконано порівняння ефективності при зближенні фаз та встановлено залежності та умови, за яких відбувається значна зміна в ефективності передавання електричної енергії на території підстанцій. Визначено ефект використання зближення фаз на пропускну здатність та хвильовий опір провідників. Встановлено позитивний вплив підземних умов експлуатації на більшість елементів системи. Аналіз експлуатаційних умов та використання ефективних конфігурацій дозволили знайти потенційно найбільш перспективні способи реалізації підземних підстанцій. Запропоновано обґрунтований ряд заходів по впливу на окремі елементи підземної підстанції, виходячи з експлуатаційних умов, по забезпеченню найбільш ефективної конфігурації з точки зору пропускної здатності та теплового режиму обладнання.

This work is aimed at finding the world experience in the creation of underground high-voltage substations, identifying their organisational features and solutions to ensure the most efficient operation modes. The positive and negative aspects of this approach are considered. The article identifies operational characteristics that can have a significant impact on substation operations, complicate the design process, and change the rules for selecting equipment for facilities. The experience of Western and Eastern colleagues in this area is analysed. Much attention is paid to the Xudong underground substation with a rated voltage of 220 kV in the Hubei power system, which is the first underground substation in central China. The same example reveals the peculiarities of organising an underground substation in urban areas. The article considers the peculiarities of organising underground substations near rivers, where groundwater complicates the design. Based on the examples considered, possible measures and changes in the design of typical substations to create new underground configurations are analysed. A comparison of the efficiency of phase convergence is made and the dependencies and conditions under which a significant change in the efficiency of electricity transmission on the territory of substations are established. The effect of using phase convergence on the bandwidth and wave impedance of conductors is determined. The positive impact of underground operating conditions on most elements of the system is established. The analysis of operating conditions and the use of efficient configurations allowed us to find potentially the most promising ways to implement underground substations. A reasonable range of measures to influence individual elements of the underground substation, based on the operating conditions, to ensure the most efficient configuration in terms of capacity and thermal conditions of the equipment is proposed.