8

8. "Studija perspektivnog dugoročnog razvoja električnih mreža naponskih nivoa 110 kV i 35 kV na području ogranaka Niš, Leskovac, Prokuplje, Pirot i Vranje u PD Jugoistok",

Urađeno za: JP "Elektroprivreda" Srbije

Rukovodilac: Tijana Janjić, dipl. ing.

Saradnici: Petar Kovačević, dipl. ing.

Saša Minić, dipl. ing.

Gordana Radović, dipl. ing.

Maja Marković, dipl. ing.

Milan Ivanović, dipl. ing.

Miloš Stojković, dipl. ing.

Igor Belić, dipl. ing.

Danka Kecman, dipl. ing.

Razlog za izradu ove studije je bila potreba da se sagleda razvoj mreže 110 i 35 kV na području ogranaka Niš, Leskovac, Prokuplje, Pirot i Vranje u okviru PD Jugoistok u narednih dvadesetak godina, kao i da se provere i preispitaju neka od ranije usvojenih rešenja.

Studija je obuhvatila deo EES-a između napojnih tačaka napona 110 kV (TS 400/110 i 220/110 kV i elektrane vezane na napon 110 kV) i sabirnica 10 kV u TS 35/10 kV i TS 110/10 kV (vodove 110 kV, TS 110/X kV, vodove 35 kV i TS 35/10 kV) sagledavajući njegov razvoj u narednih dvadesetak godina, do 2025. godine, razrađen po petogodišnjim etapama. Maksimalno opterećenje ovog dela EES-a iznosilo je nešto više od 700 MW u zimu 2005/2006. godine, a godišnja nabavljena energija iznosila je u 2005. godini nešto više od 3400 GWh. Ovaj deo EES-a napaja područje na kojem živi nešto više od milion stanovnika.

Studija se sastoji od devet poglavlja. Prvo poglavlje je uvodno. U poglavlju 2 data je detaljna analiza funkcionisanja mreže 110 i 35 kV na razmatranom delu PD Jugoistok za opterećenja iz 2006. godine i predlozi za poboljšanje njenog rada bez većih investicija. Prognoza potrošnje električne energije i opterećenja pojedinih TS 110/X kV i TS 35/X kV data je u poglavlju 3. Ona je poslužila kao osnov za planiranje razvoja mreže. U poglavlju 4 izloženi su tehnički kriterijumi koji su služili kao kriterijumi za planiranje razvoja mreže. Pregledno je data ekonomska metoda koja je korišćena u analizama i preliminarne ekonomske analize koje su omogućile brzu selekciju pojedinih rešenja u mreži. Poglavlje 5 sadrži analizu potencijalnih pravaca razvoja mreže 110 i 35 kV na razmatranom području PD Jugoistok. Na bazi njega su artikulisane dileme koje je trebalo da budu raščišćene u okviru ove studije. Detaljna razrada razvoja mreže i variranje pojedinih rešenja data je u poglavlju 6. Poglavlje 7 sadrži pregled zaključaka donetih na bazi analiza izvršenih u studiji. U poglavlju 8 data je korišćena literatura, a u poglavlju 9 crteži koji prikazuju tokove snaga i naponske prilike u mreži 110 i 35 kV u odabranim stanjima po etapama razvoja na razmatranom području PD Jugoistok.

sl. 5: Geografski prikaz mreže 110 i 35 kV na području PD Jugoistok koji je predmet obrade studije

Analize koje su realizovane u ovoj studiji mogu se sistematizovati u niz zaključaka.

1. Analiza funkcionisanja mreže PD Jugoistok za maksimalno opterećenje iz 2006. godine ukazala je na niz preopterećenih elemenata mreže. Promenom uklopnog stanja u mreži PD Jugoistok, realizuje se smanjenje ukupnih gubitaka na vodovima 110 kV, transformatorima 110/X kV, vodovima 35 kV i transformatorima 35/X kV (ukupno oko 200 kW) donosi godišnju uštedu od oko 47000 €. Efekti optimalne regulacije transformatora 110/35 i 35/10 kV napona u mreži PD Jugoistok su značajno veći i oni se, za nivo vršnog opterećenja PD Jugoistok, ogledaju u smanjenju ukupnih gubitaka od oko 1 MW odnosno u smanjenju godišnjih troškova gubitaka od oko 236000 € (računato je sa cenom gubitaka od 230 €/kW, odnosno 0.077 €/kWh).

2. Sa gledišta nivoa opterećenja, gubitaka i naponskih prilika u mreži 110 kV kritični su: petlja TS 400/220/110 kV Niš 2 - TS 110/35 kV Niš 1 - TS 110/35 kV Prokuplje - TS 110/35 kV Kuršumlija - TS 110/35 kV Aleksandrovac - TS 220/110/35 kV Kruševac 1 i pravac HE Vrla III - TS 110/35 kV Vranje - EVP Ristovac - TS 110/35/10 kV Bujanovac - TS 110/10 kV Preševo. Mreža 35 kV posebno je visoko opterećena u gradu Nišu i njegovoj bližoj okolini.

3. Ispitivanja sigurnosti nemaju smisla u preopterećenim delovima mreže, a detaljne analize su pokazale načine kako se može obezbediti rezervno napajanje za ispad bilo kojeg od elemenata mreže 110 i 35 kV, ili kolika su potrebna rasterećenja preko mreže 10 kV, ili, u najgorem slučaju, kolike su potrebne redukcije.

4. Prognozirano je da će ukupna isporučena aktivna energija potrošačima na području PD Jugoistok porasti sa nešto više od 2.6 hiljada GWh u 2006. godini na nešto više od 3.4 hiljade GWh u 2025. godini u nižoj (sa prosečnom godišnjom stopom rasta od 1.45%), odnosno, na nešto više od 4.1 hiljade GWh u višoj varijanti prognoze (sa prosečnom godišnjom stopom rasta od 2.43%). Vršna snaga na nivou vrha PD Jugoistok bi sa istim stopama rasta trebalo da poraste sa 704 MW u 2006. godini na 926 MW u 2025. godini u nižoj, odnosno, 1111 MW u 2025. godini u višoj varijanti prognoze.

Specifična vršna snaga po stanovniku na području PD Jugoistok sa vrednosti 0.69 kW/stanovniku u 2006. godini dostiže prognoziranu vrednost od 0.94 kW/stanovniku u 2025. godini za nižu varijantu prognoze i 1.12 kW/stanovniku za višu varijantu prognoze (ove vrednosti su izračunate na osnovu proračunatog ukupnog opterećenja na nivou vršnog opterećenja PD Jugoistok i podatka o broju stanovnika). Odnosno, godišnja potrošnja energije po stanovniku kreće se od oko 2555 kWh u 2005. godini do oko 3470 kWh u 2025. godini, za nižu varijantu prognoze, odnosno do oko 4160 kWh za višu varijantu prognoze.

5. U okviru posebnog poglavlja u studiji detaljno su izloženi tehnički i ekonomski kriterijumi za planiranje razvoja distributivne mreže, metodologija kojom je realizovano formiranje i razrada varijantnih rešenja i jedinične cene koje su korišćene u studiji, kao i preliminarni izbor elemenata mreže za korišćenje u perspektivnom periodu na osnovu jediničnih cena elemenata i usvojene jedinične cene gubitaka snage.

6. U posebnom poglavlju studije razmotreni su potrebni instalisani kapaciteti TS 110/X i 35/10 kV i vodova 110 i 35 kV za prognozirana opterećenja u 2025. godini u višoj varijanti prognoze u cilju zadovoljenja osnovnih tehničkih i ekonomskih kriterijuma. Pri tome su u obzir uzeti samo elementi mreže koji bi, prema raspoloživim dostavljenim podacima, trebalo da ostanu u pogonu u poslednjoj etapi razvoja mreže, pri čemu se računa sa vekom trajanja transformatora od 40, a vodova 50 godina, dok se u obzir ne uzima starost rasklopne opreme. Svrha ovog poglavlja je bila da se sagledaju potrebe za novim TS 110/X kV koje su neophodne u perspektivnom periodu, kao i način njihovog uklapanja u mrežu i uticaj na susedne TS 110/X kV i TS 35/10 kV, potrebe za povećanjem kapaciteta u 35 kV mreži koje bi dovele do ekonomičnijeg iskorišćenja postojećih kapaciteta, kao i neophodne investicije koje bi obezbedile sigurnost napajanja koja na nekim područjima nije zadovoljena i ukoliko je neophodno poboljšala naponske prilike.

Ciljna rešenja mreže koja su data u ovom poglavlju bila su samo cilj kojem se težilo u detaljnoj razradi varijanti razvoja, a tek sagledavanje etapnosti izlaska iz pogona pojedinih elemenata mreže 110 i 35 kV i potrebe da se, za opterećenja po pojedinim etapama razvoja, na ekonomičan način zadovolje usvojeni tehnički kriterijumi, dovelo je u posebnom poglavlju do konačnih sagledavanja razvoja mreže u perspektivnom periodu.

Prema studiji razvoja prenosne mreže Srbije očekuje se ulazak napona 400 kV na teritoriji Leskovca i Vranja te se u polaznoj mreži računalo sa TS 400/220/110 kV Leskovac 2 i TS 400/110 kV Vranje 3.

7. Nakon što su definisani potencijalni pravci razvoja mreže 110 i 35 kV PD Jugoistok, na sastancima sa grupama za praćenje rada na studiji iz pojedinih ogranaka PD Jugoistok usvojene su primedbe na osnovu kojih su formirane konačne varijante razvoja mreže koje su bile predmet detaljnih razmatranja.

Detaljna razrada varijanti razvoja mreže 110 i 35 kV na području PD Jugoistok određuje dinamiku ulaska u pogon novih elemenata mreže koji su predloženi u okviru analize potencijalnih pravaca razvoja, po petogodišnjim presečnim periodima.

Detaljna razrada varijanti razvoja mreže za višu i nižu varijantu prognoze dovela je do niza zaključaka koji su izloženi u studiji. Važno je istaći činjenicu da je na području PD Jugoistok odmah neophodno započeti izgradnju pet novih TS 110/X kV. Takođe, postojeća napojna mreža napona 110 kV je nedovoljno razvijena. Zbog toga je neophodno odmah izgraditi niz novih vodova 110 kV. Zanimljivo je da su sva predložena optimalna ulaganja neophodna i u višoj i u nižoj varijanti prognoze, odnosno, neophodna su već za sadašnji nivo opterećenja na području PD Jugoistok!

Što se tiče mreže 35 kV, najveći obim ulaganja je takođe planiran u početnoj etapi razvoja, kao posledica: rasterećenja neekonomično opterećenih (ili čak preopterećenih) vodova, formiranja rezervnih veza ili omogućavanja poštovanja principa sigurnosti, sanacije dotrajale 35 kV mreže, i formiranja raspleta iz novih TS 110/35 kV. Ulaganja koja su predložena za realizaciju u kasnijim etapama razvoja imaju iste uzroke, ali su rešenjima predloženim za etapu do 2010. godine većina urgentnih problema rešeni.

Što se tiče instalisanog kapaciteta u transformaciji 35/10 kV, 110/10 kV i 110/35 kV, studija je po etapama razvoja dala odgovor na to koliki je minimalni kapacitet potreban da bi se uz određenu podršku iz susednih objekata preko mreže 10 kV zadovoljio propisani princip sigurnosti. Ovaj odgovor je u studiji u svakoj etapi dat tabelarno, pri čemu je u obzir uziman procenjeni i usvojeni vek trajanja transformatora (uglavnom od 40 godina) i potreba za povećanjem, odnosno, u ređem slučaju, smanjenjem kapaciteta. U tabelama je dat primer mogućeg scenarija premeštanja postojećih jedinica kako bi se u svim TS zadovoljile potrebe za instalisanim kapacitetima prema tehničkim kriterijumima. Način premeštanja postojećih transformatora između TS određen je pripadnošću TS ogranku u okviru PD, a zatim razdaljinom na koju je potrebno prevesti transformator. Takođe su uzimane u obzir specifične okolnosti, kao što su nepristupačnost terena i što manji broj premeštanja transformatora (koje skraćuje njegov životni vek) kroz etape. Na ovaj način došlo se do minimalnog broja potrebnih transformatora koje je potrebno nabaviti da bi se zadovoljili sigurnosni kriterijumi, izbegla preopterećenja i zamenile dotrajale jedinice.

Delimičnim uvidom u 10 kV mrežu vršena je procena mogućnosti da se jedan deo ugroženog konzuma rezervira sa okolnih TS, te se nije uvek računalo sa autonomnim rezerviranjem ispada jednog transformatora. Takođe, ako su male razdaljine između TS X/10 kV procenjivan je odnos investicije u 10 kV mrežu koja obuhvata polaganje novih 10 kV kablova sa maksimalnom dužinom rastojanja između dve TS X/10 kV, koji bi mogli da rezerviraju ugroženi konzum i investicije u povećanje kapaciteta oba transformatora radi obezbeđivanja autonomne rezerve. Ukoliko je ekonomičnije bilo ulagati sredstva u 10 kV mrežu nije predloženo povećanje kapaciteta transformatora X/10 kV, već je računato na razvoj 10 kV mreže koji će omogućiti ispomoć u havarijskim situacijama. Definisan je nivo opterećenja TS X/10 kV koji predstavlja graničnu vrednost do koje nije bilo neophodno zadovoljiti kriterijum sigurnosti i on je iznosio 1 MW.

Obim elaborata: 674 strana.