SCHEMATY ZASTĘPCZE LINII ELEKTROENERGETYCZNYCH. bśr. 0,02415 log r

Transkrypt

1 EEOEEEYA - ĆWICZEIA PZEYŁ I OZDZIAŁ EEII EEYCZEJ Przemysław aaka Instytut Eektroenergetyki ud. A11, p. 508, V p. (OiE e-mai: przemysaw.taaka@wp.p onsutacje: wtorki, godz czwartki, godz niedziee, godz ok ak. 008/009 Warunki zaiczenia Oecność na zajęciach Pozytywna ocena z kookwium Forma zaiczenia ookwium na ostatnich zajęciach oejmujące zadania rachunkowe z zakresu programu ćwiczeń Program ćwiczeń chematy zastępcze eementów cz. I. ozpływy prądów, spadki napięć, straty napięć straty mocy, współczynnik mocy cz. II. Zwarcia cz. III.

2 CZĘŚĆ I: CHEMAY ZAĘPCZE EEMEÓW inia 0,4 kv inia 15 kv inia 110 kv rafo 110/15 kv CHEMAY ZAĘPCZE III EEOEEEYCZYCH inia zastosowanie param. schemat zastępczy I rodzaju. napowietrzne 0,4 kv. kaowe do kv (o małych przekrojach II rodzaju. napowietrzne do 0 kv włącznie. kaowe do 15 kv włącznie III rodzaju. napowietrzne powyżej 0 kv o dł. do 00 km. kaowe powyżej 15 kv o dł. do 150 km 1 / 1 / 1 1 / / chemat typu

3 CHEMAY ZAĘPCZE III EEOEEEYCZYCH ezystancja inii (związana z wydzieaniem się ciepła γ s -długość inii [m] γ - konduktywność [m/ωmm ] s przekrój żyły [mm ] eaktancja inii (związana z poem magnetycznym ω ω C C śr 4, og 0,779 r onduktancja inii (związana z upływnością ΔP k usceptancja inii (związana z istnieniem poa eektrycznego 0,0415 śr og r F km H km ZADAIE_1.1. Okreśić schemat zastępczy trójfazowej inii kaowej 400/0 V wykonanej kaem AFtA x 5 mm o długości 0,4 km. OZWIĄZAIE Oznaczenie: AFtA x 5 mm kae eektroenergetyczny ( o żyłach wykonanych z auminium (A, o izoacji papierowej (-, opancerzony taśmami staowymi (Ft z ochronną osłoną z przesyconego materiału włóknistego (A ae trójżyłowy o przekroju 5 mm każda ezystancja inii: onduktywność (przewodność właściwa auminium γ A 4 m/ωmm Długość inii [m] γ s 400 m [ ] 0, 47 Ω γ s 4 5 m A mm Ω mm

4 eaktancja inii: Pusacja prądu [rad/s] ω k Indukcyjność kiometryczna [H/km] Długość inii [km] Z taei nr odczytujemy wartość rdzeniową, da przekroju żyły 5 mm 0,8 mh/km ω k 14 0,8 rad H km s km kaa trójżyłowego z izoacją 0,4 0,0 Ω eaktancja jest ok. 4 razy mniejsza od rezystancji ZADAIE_ Oiczyć rezystancję i reaktancję 100 m odcinka inii instaacyjnej jednofazowej wykonanej przewodem typu AD x 4 mm o średnicy,5 mm. Odstęp między przewodami wynosi 5,5 mm. OZWIĄZAIE Oznaczenie: AD x 4 mm Przewód o żye auminiowej (A, jednodrutowej (D, o izoacji z gumy ( Przewód dwużyłowy o przekroju 4 mm każda ezystancja inii: γ s , 47 Ω γ s A da inii jednofazowych onduktywność (przewodność właściwa auminium γ A 4 m/ωmm

5 eaktancja inii: ω k ω 4,og r śr Średni odstęp między przewodami + 0,5μ Promień przekroju przewodu Wzgędna przenikaność magnetyczna materiału przewodowego Da materiałów przewodowych: A, Cu, AF przyjmuje się μ 1 Da μ 1 4,og r ω 14 4,og + μ 0,779r śr śr 0,5 10 4,og śr ω 4,og 0,779r 5,5 0,779 1,15 0,1 0,01 eaktancja jest ok. 1 razy mniejsza od rezystancji Ω [H/km] ZADAIE_ Oiczyć oporność czynną i ierną trójfazowej inii napowietrznej o napięciu kv i długości 10 km. inia wykonana jest przewodami miedzianymi x 50 mm rozmieszczonymi na wierzchołkach trójkąta równoocznego o oku 80 cm. Średnica przewodów wynosi 0,9 cm. OZWIĄZAIE onduktywność (przewodność właściwa miedzi γ Cu 55 m/ωmm ezystancja inii: γ s Cu , 4 Ω

6 eaktancja inii: ω średnica przewodów: r 0,9 cm promień przewodów: r 0,45 cm śr 4, og 0,779 r H km śr 80 cm śr ω 4,og 0,779r ,og 0,779 0, ,,4 Ω og(8,1 ZADAIE_ Okreśić schemat zastępczy trójfazowej inii kaowej o napięciu 0 kv, wykonanej kaem HAFtA x 95 mm o długości km. OZWIĄZAIE Oznaczenie: HAFtA x 95 mm kae eektroenergetyczny ( z ekranowanymi (H żyłami auminiowymi (A, o izoacji papierowej (-, opancerzony taśmami staowymi (Ft z ochronną osłoną z przesyconego materiału włóknistego (A kae trójżyłowy o przekroju 95 mm każda onduktywność (przewodność właściwa auminium γ A 4 m/ωmm ezystancja inii: γ s A , 9 Ω

7 eaktancja inii: ω Z taei nr 4 odczytujemy indukcyjność kiometryczną kaa trójżyłowego ekranowanego da: s 95 mm 0 kv 0,48 mh/km ω usceptancja inii: ω C 14 0,48 0, Ω Z taei nr odczytujemy pojemność kiometryczną kaa trójżyłowego ekranowanego da: s 95 mm 0 kv C 0,48 μf/km ω C 14 0,48-0, onduktancję pomijamy chemat zastępczy inii 1 / 1 / 0,9 Ω 0, Ω 0, 10 - ½ 0,

8 ZADAIE_ Oiczyć kondunktancję i susceptancję -fazowej inii napowietrznej 110 kv. inia zudowana jest przewodami AF_ x 10 mm rozmieszczonymi w układzie płaskim o odstępie 4 m. Poprzeczne straty mocy czynnej ΔP k 0,_kW/km; długość inii 0 km. Promień przewodu AF 10 wynosi 0,85_cm. OZWIĄZAIE onduktancja inii: ΔPk 0, ( 110 0,05-0, ,75 0,05 /km usceptancja inii: ωc Pojemność kiometryczna inii napowietrznej C 0,0415 śr og r F km Promień przewodu: r 0,85 cm m 1 8 m 1 Średni odstęp między przewodami śr 1 1 śr 4 4 1, 5 m ωc C 0, og 0, ,54

9 ZADAIE_ Okreśić i porównać schematy zastępcze da: a inii kaowej 15 kv wykonanej kaem HAFtA x 50 mm o długości km, dwóch inii kaowych 15 kv pracujących równoege, zudowanych z kai HAFtA x 5 mm o długości km. OZWIĄZAIE onduktywność (przewodność właściwa auminium γ A 4 m/ωmm a Jedna inia kaowa Dwie inie kaowe prac. równo. a a γ A s a 1, 17 Ω 4 50 ezystancja inii: γ A s 1, 17 Ω 4 5 W ou przypadkach rezystancje są takie same a Jedna inia kaowa Dwie inie kaowe prac. równo. a ω a eaktancja inii: Z taei nr 4 odczytujemy a oraz ω Da 15 kv i s a 50 mm a 0,9 mh/km a 14 0,9 0 0,07 Ω - Da 15 kv i s 5 mm 0,8 mh/km 14 0,8 0 0,11 Ω - W przypadku drugim reaktancja jest mniejsza; mniejsza reaktancja mniejszy spadek napięcia (wariant jest korzystniejszy

10 ZADAIE_ Okreśić i porównać parametry jednostkowe: a inii napowietrznej 0 kv zudowanej na słupach strunoetonowych o płaskim układzie przewodów i odstępie 1,85 m; przewody AF- x 5 mm o średnicy 8,1 mm inii kaowej 0 kv wykonanej kaem HAFtA x 5 mm. a 1000 γa sa , Ω OZWIĄZAIE onduktywność (przewodność właściwa auminium γ A 4 m/ωmm a inia napowietrzna 0 kv inia kaowa 0 kv a ezystancja inii: 1000 γ s A , Ω W ou przypadkach rezystancje są takie same a inia napowietrzna 0 kv inia kaowa 0 kv a eaktancja inii: ω ω a 0,779 r śr 4 ω 4,og a średnica przewodu: r 8,10 mm promień przewodu: r 4,05 mm ,85 m 1,70 m średni odstęp między przewodami śr 1,85 1,85 1,, m

11 a inia napowietrzna 0 kv inia kaowa 0 kv a śr ω 4,og 0,779 r ,og 0,779 4,05 0,415 Ω/km eaktancja inii: ω Z taei nr 4 odczytujemy indukcyjność kiometryczną kaa trójżyłowego ekranowanego da: s 5 mm 0 kv 0,41 mh/km ω 14 0,41 0,19 Ω/km eaktancja inii kaowej jest ok. razy mniejsza niż równorzędnej inii napowietrznej a inia napowietrzna 0 kv inia kaowa 0 kv a a ω C 0,0415 ω śr og r 0, og,7 ( 4,05 /km usceptancja inii: ω C Z taei nr odczytujemy pojemność kiometryczną kaa C trójżyłowego ekranowanego da: s 5 mm 0 kv C 0,178 μf/km ω C 14 0,178 55,89 /km usceptancja inii kaowej jest ok. 0 razy większa niż równorzędnej inii napowietrznej

12 ZADAIE_ Okreśić impedancję zastępczą transformatora typu O 0 o danych kataogowych: n 0 kva ΔP cu 9450 W ϑ 15/0,4 kv u z% 4,5% OZWIĄZAIE Impedancja transformatora po stronie ezystancja transformatora ( 15 ΔPCu eaktancja transformatora Z Z ( , Ω 9900 u z% 4,5 ( , Z 1,07 5, 15, 15 Ω Z + j ( 5, + j15,15ω 0 1, 07 Ω ZADAIE_ Wyznaczyć schemat zastępczy stacji transformatorowej 110/0 kv w której pracują dwa transformatory o następujących danych: n 1 MVA ΔP cu 87 kw ϑ 110/ kv ΔP Fe 5 kw u z% 11% I 0% 1,1% OZWIĄZAIE da jednego transformatora ezystancja transformatora 110 ΔPCu 87 1 eaktancja transformatora ( ( , 11Ω 1 5 ( 110 u z% 11 Z 1100 Z 0, , 19 Ω Z 8,19 4, 11 8,088 Ω 8, 1Ω Z + j ( 4,11 + j8,1ω

13 Y onduktancja transformatora ΔP Fe 5 ( 110 usceptancja transformatora I Iμ% 100 μ% I0% ΔPFe% ΔP Fe% ΔP Fe 0% Da dużych transformatorów można przyjąć: + j 1, ,1 (,0 j14,8 5 0,000, ( 110 0,15 1 0, , ,08% 0% 0,15% Iμ% I 0% impedancja (da jednego transformatora Z + j ( 4,11 + j8,1ω admitancja (da jednego transformatora Y + j (,0 j14,8 da dwóch transformatorów ( + j (,0 j41,ω Z 0,5 + Y ( + j ( 4,1 j8,5

14 ZADAIE_ Okreśić schemat zastępczy transformatora trójfazowego trójuzwojeniowego o mocy n 40 MVA (da wszystkich uzwojeń na napięcie 110//, kv. uzwojenie [kv] ΔP cu [kw] uzwojenie I I-II II 00 I-III III, 10 II-III I 0% 1%, ΔP fe kw u z% 11% 17,%,4% OZWIĄZAIE ezystancja uzwojeń transformatora I ΔP ( 110 Cu I 0 1, Ω ( 40 II ΔP 110 Cu II 00 1, 51Ω 40 ( ( ezystancja uzwojeń transformatora (cd. III ΔP ( 110 Cu III 10 1, 1Ω 40 ( eaktancje par uzwojeń transformatora uzwojenie I-II I-III II-III u z% 11% 17,%,4% I II u u z% I II 100 ( 110, Ω z% I III I III 17, ( 110 5, 0 Ω 100 u z% II III II III,4 ( , Ω

15 eaktancje uzwojeń transformatora I II III 0,5 ( + I II I III II III (,8 + 5,0 19,, Ω 0,5 98 0,5 ( + I II II III I III (,8 + 19, 5,0 0, Ω 0,5 1 0,5 ( + I III II III I II ( 5,0+ 19,,8 19, Ω 0,5 1 onduktancja transformatora ΔP Fe 5,1 ( 110 usceptancja transformatora Iμ% 100 I0% ,1 100 ( 110 chemat zastępczy transformatora trójfazowego trójuzwojeniowego I II III 1, Ω 1, 51Ω 1, 1Ω I II III, 98 Ω 0, 1Ω 19, 1Ω III 5,1,1 III Z I I I Z III II II III I Y Z II II ( 1, + j,98ω Z II ( Ω Y Z I 1,51 + j0,1 Z III ( 1,1 + j19,1 Ω ( 5,1 j,1