VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Transkript

1 VSOKÉ ČENÍ TECHNCKÉ V BRNĚ BRNO NVERST OF TECHNOLOG FAKLTA ELEKTROTECHNK A KOMNKAČNÍCH TECHNOLOGÍ ÚSTAV ELEKTROENERGETK FACLT OF ELECTRCAL ENGNEERNG AND COMMNCATON DEPARTMENT OF ELECTRCAL POWER ENGNEERNG STÁLENÝ CHOD A ZKRATOVÉ POMĚR V SÍT KV EON NAPÁJENÉ Z ROZVODN KV SLAVĚTCE V ROCE DPLOMOVÁ PRÁCE MASTER S THESS ATOR PRÁCE ATHOR Bc ONDŘEJ NÁBĚLEK BRNO

2 VSOKÉ ČENÍ TECHNCKÉ V BRNĚ Faulta eletrotechy a omuačích techologí Ústav eletroeergety Dplomová práce magstersý avazující studjí obor Eletroeergeta Studet: Bc Náběle Odřej D: Ročí: Aademcý ro: / NÁZEV TÉMAT: stáleý chod a zratové poměry v sít V EON apájeé z rozvody V POKN PRO VPRACOVÁNÍ: Slavětce v roce ) Teore výpočtu ustáleého chodu sítí vv a zv ) Teore výpočtu zratových poměrů 3) Výpočet ustáleého chodu sítě V apájeé z rozvody V Slavětce pro dvě varaty zapojeí dvou apájecích trasformátorů 4/ V v trasformově Slavětce: samostaté a můstové 4) Výpočet zratových poměrů př jedopólovém a třípólovém zratu v sít V pro dvě varaty zapojeí trasformátorů 4/ V 5) Vyhodoceí výpočtu ustáleého chodu a zratových poměrů v sít V pro dvě varaty zapojeí trasformátorů 4/ V 6) Návrh provozích a techcých opatřeí DOPORČENÁ LTERATRA: podle poyů vedoucího práce Termí zadáí: 7 Termí odevzdáí: 5 Vedoucí práce: doc g Vladmír Blaže, CSc POZORNĚNÍ: doc g Petr Toma, PhD Předseda oborové rady Autor dplomové práce esmí př vytvářeí dplomové práce porušt autorsá práva třetích osob, zejméa esmí zasahovat edovoleým způsobem do czích autorsých práv osobostích a musí s být plě vědom ásledů porušeí ustaoveí a ásledujících autorsého záoa č / Sb, včetě možých trestěprávích důsledů vyplývajících z ustaoveí část druhé, hlavy V díl 4 Trestího záoíu č4/9 Sb

3 Bblografcá ctace práce: NÁBĚLEK, O stáleý chod a zratové poměry v sít V EON apájeé z rozvody V Slavětce v roce Bro: Vysoé učeí techcé v Brě, Faulta eletrotechy a omuačích techologí, 58 s Vedoucí dplomové práce doc g Vladmír Blaže, CSc Prohlašuj, že jsem svou dplomovou prác vypracoval samostatě a použl jsem pouze podlady (lteraturu, projety, SW atd) uvedeé v přložeém sezamu Poděováí: Děuj vedoucímu dplomové práce doc g Vladmíru Blažov a eterím pracovíům g Martu Ramplov a g Petru Jadov za účou metodcou, pedagogcou a odborou pomoc a další ceé rady př zpracováí mé dplomové práce Dále bych tímto chtěl poděovat mým rodčům za psychcou, materálí a fačí podporu V Brě de Podps autora

4 VSOKÉ ČENÍ TECHNCKÉ V BRNĚ Faulta eletrotechy a omuačích techologí Ústav eletroeergety Dplomová práce stáleý chod a zratové poměry v sít V EON apájeé z rozvody V Slavětce v roce Bc Odřej Náběle Vedoucí: doc g Vladmír Blaže, CSc Ústav eletroeergety, FEKT VT v Brě, Bro

5 BRNO NVERST OF TECHNOLOG Faculty of Electrcal Egeerg ad Commucato Departmet of Electrcal Power Egeerg Master s Thess Stablzed operato ad short-crcut codtos wth EON V power etwor suppled from Slavětce V swtchg stato, durg the perod of by Bc Odřej Náběle Supervsor: doc g Vladmír Blaže, CSc Bro versty of Techology, Bro

6 Abstrat 6 ABSTRAKT V dplomové prác je pojedáo o vlvu můstového zapojeí trasformátorů a apájecí síť vůč samostatému zapojeí trasformátorů Nejprve byly rozebráy metody výpočtu ustáleého chodu sítě pomocí Newtoovy teračí metody a dále metody výpočtu zratových poměrů Je zde popsáa oblast rozvody Slavětce a hladě V, terá je předmětem ásledého výpočtů Dále je objasěa fuce můstového zapojeí, uvedey výhody a evýhody Důvodem pro zaváděí můstového provozu je zvýšeí spolehlvost dodávy eletrcé eerge odběratelům ale zásadí evýhodou je větší techco-eoomcá áročost z důvodu zvýšeí zratového proudu a utost použtí přeosových trasformátorů 4/V stejého typu se stejým parametry Těžštěm práce je pratcá část, terá obsahuje jž orétí výsledy pořízeé pomocí dspečersého softwaru Saut Je zde porováa zratová odolost rozvody se zratovým výoem, dále vyhodoceo zatížeí prvů (trasformátorů, vedeí), pro dvě zadaé varaty zapojeí a pro čtyř výpady důležtých prvů Závěrem je uvedeo, zda může být můstové zapojeí provedeo a s jaým techcým opatřeím Bylo zjštěo, že z hledsa zratových poměrů v současté době eí možé provozovat můstové zapojeí trasformátorů rozvody Slavětce V a z hledsa začě rozdílých parametrů trasformátorů 4/V se provoz edoporučuje KLÍČOVÁ SLOVA: stáleý chod; zratové poměry; Slavětce; můstový provoz; trasformátor; vedeí

7 Abstrat 7 ABSTRACT the Master Thess dscusses the mpact of the brdge coectg the trasformer to power system coecto to a separate trasformers They were frst aalyzed the method of calculatg the steady operato of the etwor usg the Newto teratve method ad the method of calculatg short-crcut ratos t descrbes the area Slavětce V substato, whch s the subject of subsequet calculatos t s also elucdatg the fucto of the brdge coecto, advatages ad dsadvatages The reaso for mplemetg the brdge operato s to crease the relablty of electrcty supply to customers but the major dsadvatage s the greater techcal ad ecoomc performace because creased short crcut curret ad the eed for trasmsso trasformer 4/V same type wth the same parameters Pot s the practcal part, whch cotas already cocrete results tae wth the dspatcher software Saut There s a short-crcut resstace compared to short-crcut power substato, the the burde of the elemets (trasformers, les) for two specfed coecto alteratves ad four terruptos mportat elemets Fally, t stated that t ca be doe wth the brdge coecto whch techcal measures t was dscovered that terms of short-crcut ratos the preset tme t s ot possble to operate the brdge coecto trasformers substato Slavětce V ad terms of very dfferet parameters of trasformers 4/V the operato s ot recommeded KE WORDS: Steady operato; short-crcut ratos; Slavětce; brdge operato; trasformer; les

8 Obsah 8 OBSAH Sezam obrázů Sezam tabule Sezam symbolů a zrate Úvod 4 stáleý chod ES 5 Výpočet ustáleého chodu jao leárí úloha 5 Klasface uzlů a podmíy určtost chodu sítě 6 Elmace blačího uzlu 7 Výpočet ustáleého chodu jao eleárí úloha 7 3 Newtoova metoda 9 3 Přechodé jevy ES 3 Zraty v ES 3 Průběh zratového proudu 5 3 Charaterstcé hodoty zratového proudu 7 33 Metoda souměrých slože - zraty v jedoduché trojfázové soustavě 3 34 Trojfázový zrat 3 35 Jedofázový zrat Obecá metoda výpočtu zratových proudů Předpolady pro pratcé výpočty zratových proudů 37 3 Stablta chodu eletrzačí soustavy 38 3 Statcá stablta 38 3 Dyamcá stablta 38 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů sítě V apájeé z rozvody Slavětce 39 4 Samostaté zapojeí trasformátorů 4 4 stáleý chod 4 4 Zratové poměry 43 4 Můstové zapojeí trasformátorů 43 4 Paralelí provoz trasformátorů 44 4 stáleý chod Zratové poměry Můstové zapojeí trasformátorů výpade vedeí stáleý chod Zratové poměry Můstové zapojeí trasformátorů výpade vedeí stáleý chod 5 44 Zratové poměry 5 45 Můstové zapojeí trasformátorů výpade přípojce A 5 45 stáleý chod 5 45 Zratové poměry 53

9 Obsah 9 46 Můstové zapojeí trasformátorů výpade přípojce C stáleý chod Zratové poměry 55 5 Závěr 56 Lteratura 58

10 Sezam obrázů Sezam obrázů Obráze Náhradí schéma sítě 5 Obráze Fázorový dagram dutví zátěže uzlu 8 Obráze Náhrada prvů π čláem 9 Obráze 3 Druhy zratů 4 Obráze 3 Průběh proudu s ejvětší stejosměrou složou 7 Obráze 33 Náhrada esymetrcých fázorů složovým fázory 3 Obráze 34 Náhradí schémata složových soustav 3 Obráze 35 Schematcé zázorěí trojfázového zemího zratu 3 Obráze 36 Propojeí áhradího schématu složových soustav př 3pz zratu 33 Obráze 37 Schematcé zázorěí jedofázového zratu 34 Obráze 37 Propojeí áhradího schématu složových soustav př p zratu 35 Obráze 4 Zadaé detalí schéma zapojeí oblast V Slavětce 39 Obráze 4 Schéma samostatého zapojeí oblast V Slavětce 4 Obráze 43 Schéma můstového zapojeí oblast V Slavětce 44 Obráze 44 Schéma můstového zapojeí oblast V Slavětce výpade Obráze 45 Schéma můstového zapojeí oblast V Slavětce výpade Obráze 46 Schéma můstového zapojeí oblast V Slavětce výpade A 5 Obráze 47 Schéma můstového zapojeí oblast V Slavětce výpade C 53

11 Sezam tabule Sezam tabule Tabula Toy čých a jalových výoů v uzlech zdrojů ebo odběrů 8 Tabula 3 Napěťový součtel c podle ormy 8 Tabula 4 Parametry trasformátorů 4/V 4 Tabula 4 Vypíací schopost vypíačů rozvody Slavětce V 4 Tabula 43 CH sítě pro samostaté zapojeí trasformátorů 4 Tabula 44 Zr pom pro samostaté zapojeí trasformátorů 43 Tabula 45 CH sítě pro můstové zapojeí trasformátorů 45 Tabula 46 Zr pom pro můstové zapojeí trasformátorů 46 Tabula 47 CH sítě pro můstové zapojeí trasformátorů výpade Tabula 48 Zr pom pro můstové zapojeí trasformátorů výpade Tabula 49 CH sítě pro můstové zapojeí trasformátorů výpade Tabula 4 Zr pom pro můstové zapojeí trasformátorů výpade Tabula 4 CH sítě pro můstové zapojeí trasformátorů výpade přípojce A 5 Tabula 4 Zr pom pro můstové zapojeí trasformátorů výpade přípojce A 53 Tabula 43 CH sítě pro můstové zapojeí trasformátorů výpade přípojce C 54 Tabula 44 Zr pom pro můstové zapojeí trasformátorů výpade přípojce C 55

12 Sezam symbolů a zrate Sezam symbolů a zrate ES eletrzačí soustava abc y δ P Q S α φ j ompleí velča (ompleí velčy jsou v tetu začey pruhem) proud proud teoucí jedotlvou větví admtace (prve admtačí matce) admtace jedotlvých větví (pro aptolu 6 závsle proměá) ezávsle proměá apětí úhel apětí čý výo jalový výo (pro aptolu 3 teplo) zdálvý výo úhel proudu fázový posuv mez apětím a proudem magárí jedota Δabc dferece velčy abc (ztráty velčy abc) f hodota parcálí dervace v bodě abc matce abc J ε α φ '' ' τ d '' τ d ' τ s s matce J (tzv Jacobá) () přesost výpočtu př Newtoově teračí metodě počátečí fáze fázoru apětí v oamžu vzu zratové poruchy úhel mpedace zratového obvodu počátečí efetví hodota subtraztího zratového proudu (počátečí rázový zratový proud) počátečí efetví hodota traztího zratového proudu efetví hodota ustáleého zratového proudu subtraztí časová ostata subtraztí složy zratového proudu traztí časová ostata traztí složy zratového proudu časová ostata stejosměré složy zratového proudu oamžtá hodota střídavého (souměrého) zratového proudu

13 Sezam symbolů a zrate 3 a π ω m vyp avyp e t abc abc abc c v R abc a abc b abc c a 3 p p oamžtá hodota stejosměré (aperodcé) složy zratového proudu oamžtá hodota (esouměrého) zratového proudu Rudolfovo číslo úhlová rychlost árazový (dyamcý) zratový proud vypíací zratový proud stejosměrá složa vypíacího zratového proudu evvaletí (oteplovací) zratový proud doba trváí zratu sousledá velča zpětá velča etočvá velča apěťový součtel vztažé apětí odpor velča abc ve fáz a velča abc ve fáz b velča abc ve fáz c operátor atočeí počátečí rázový zratový proud trojfázový počátečí rázový zratový proud jedofázový CH ustáleý chod SLV Slavětce SZ Suchohdly z Zojma LSN Lesá VRV Vraov ad Dyjí DK Duovay RP Řípov J Kosov TEL Telč DAC Dačce MB Moravsé Budějovce

14 Úvod 4 Úvod Eletrzačí soustava je systém avzájem propojeých eletrcých součástí zajšťující výrobu, přeos (dstrbuc), měřeí a spotřebu eletrcé eerge V prác budou rozebráy metody výpočtu ja ustáleého chodu sítě, ta přechodé děje př přeosu (dstrbuc) eerge stáleý chod sítě je stav, dy velčy popsující síť mají ostatí velost v závslost a čase Výchozím stavem může být zalost čých a jalových výoů v uzlech sítě a výstupem apěťové a proudové poměry Tyto vyhodoceé údaje slouží dále dmezováí prvů eletrzačí soustavy ale taé jao vstupí hodoty pro výpočet zratových proudů ebo statcé a dyamcé stablty Přechodé jevy v eletrzačí soustavě (ES) vzají vždy a přechodu z jedoho ustáleého chodu do ásledujícího provozího stavu K tomuto arušeí může dojít apř v důsledu mapulací s ES ebo př změě zatížeí, což jsou změy bezporuchové Další změy jsou poruchové a vzají v důsledu zratu, vypadutí stroje ze sychrosmu atd Přechodé jevy mají vlv a spolehlvost chodu ES Nejčastější příčou přechodových jevů jsou zaputí a vyputí čláů soustavy, zraty, vz esymetre a regulace strojů přpojeých do ES Zratem se rozumí poruchové spojeí fázových vodčů mez sebou ebo mez fázem a zemí Průchodem zratového proudu jsou mechacy a tepelě amáháy prvy ES jao slové vodče, přípojce, zolátory atd Proto musejí být avržey ta, aby tomuto ežádoucímu úču odolaly Zalost zratového proudu ám taé pomáhá určt, jaé ochraé a jstící zařízeí je třeba použít a ja toto zařízeí dmezovat a astavt Prmárím důsledy aalýzy ustáleého chodu a zratových poměrů je zvýšeí spolehlvost dodávy eletrcé eerge spotřebtel a zvýšeí stablty ES, samozřejmě to s ohledem a hospodárost provozu Důvodem pro eustálou otrolu z hledsa provozího stavu je stále se zvyšující spotřeba a s tím taé spojeá výroba eletrcé eerge Atuálím tématem a pol eergety je v současté době výstavba fotovoltacých eletráre vysoého výou, teré je vhodé do dmezováí ES taé zahrout V prác se budeme zabývat ustáleým chodem a zraty př ávrhu můstového zapojeí trasformátorů v rozvodě Slavětce Bude uté zotrolovat přetížtelost a apěťové úrově prvů rozvody a zratovou odolost rozvode

15 stáleý chod ES 5 stáleý chod ES stáleý chod sítě je taový stav, dy v zařízeích eletrzačí soustavy eprobíhají rátodobé přechodé jevy způsobeé porucham, atmosfércým jevy, mapulací s vedeím a zdroj, přepíáí odboče trasformátorů atd Výpočet ustáleého chodu zameá tedy určt čé a jalové výoy, ztráty, proudové a apěťové poměry v prvcích ES Tyto formace jsou uté pro správé řízeí ES a jsou výchozí hodoty pro výpočet přechodých dějů (zratové poměry, statcá a dyamcá stablta) a taé optmalzačích úloh jao je hospodáré rozděleí výroby, regulace apětí, hodoceí spolehlvost, hodoceí přetížtelost prvů Tyto výpočty se zpravdla provádějí pro mamálí mmálí zatížeí soustavy [6] V pra jsou odběry a dodávy zadáy čým a jalovým výoy, což má za áslede, že emůžeme popsat chod sítě soustavou leárích rovc Výpočet ustáleého chodu tedy vede soustavě eleárích rovc př použtí ěteré z teračích metod Tyto výpočty bývají často velce dlouhé a stává se, že overgují pomalu ebo eovergují vůbec výpočtů, de eí utá velá přesost, se tyto úlohy learzují [6] Př sestavováí rovc ustáleého chodu se mohou využt metody řešeí leárích obvodů jao metoda uzlových apětí ebo metoda smyčových proudů Častěj je to metoda uzlových apětí pro její jedoduchý algortmus výpočtu admtací a pro sadé započítáí ofgurace sítě Př výpočtu se uvažuje souměrost zdrojů, prvů a odběrů, což ám umoží řešt soustavu jao jedofázovou [6] Výpočet ustáleého chodu jao leárí úloha Předpoládáme, že jsou zadáy odebíraé a dodávaé proudy do uzlu sítě Prvy ES jsou zadáy svým podélým a příčým admtacem Vedeí jsou ahrazováa π čláy, trasformátory Γ ebo π čláy (Obráze ) Příčé admtace jsou spojey mez uzel sítě a uzel referečí (zem) o ulovém potecálu (ozače symbolem ) Předpoládá se přepočet prvů a jedu vztažou hladu apětí a můžeme tedy ahradt ES galvacým spojeím prvů [6] y y 3 y 4 3 y y 3 Obráze Náhradí schéma sítě y y 4 y

16 stáleý chod ES 6 Síť můžeme tedy popsat pomocí metody uzlových apětí v matcovém tvaru jao [6]: () Soustavu můžeme taé apsat jao: Vetor obsahuje hledaá uzlová apětí a vetor () zadaé uzlové proudy (zaméo + je dodáva a - odběr) Dagoálí prvy jsou tvořey součtem admtací všech větví přpojeých uzlu Mmodagoálí prvy jsou tvořey součtem admtací větví mez uzly a j a jsou opatřey záporým zaméem Napřílad tedy (Obráze ) posyte [6]: 33 y3 y3 y34 (3) 4 4 y4 (4) Prvy admtačí uzlové matce a uzlové velčy začíme velým písmeem a admtace jedotlvých větví a větvové proudy písmey malým Rovc () můžeme taé apsat jao [6]: j j pro,,3,, (5) Klasface uzlů a podmíy určtost chodu sítě stáleý chod můžeme jedozačě popsat pomocí zalostí čtyř uzlových velč [6]: absolutí hodoty apětí úhlu apětí δ čým výoem P jalovým výoem Q zly se tedy dělí a typy podle toho, teré velčy jsou v ch zadáy a teré dopočítáváy pomocí rovc ustáleého chodu Pratcy se tedy uzly dělí a [6]: Blačí uzel (,δ): V tomto uzlu je zadáo apětí a jeho úhel Nezámým je tedy čý a jalový výo zel má za úol hradt erovováhu mez výoy a dále hradí ztráty čého a jalového výou v sít, teré jsou zámy až po uočeí výpočtu a určeí výsledé výoové blace Dodávový a odběrový uzel (P,Q): Jedá se o uzly se zadaým čým a jalovým výoem a jsou od sebe rozlšey zaméem Jsou zde dopočítáváy apětí a úhel

17 stáleý chod ES 7 Regulačí uzel (,P): Jsou zadáy čým výoem a absolutí hodotou apětí Př výpočtu se řeší, jaý jalový výo musí být v tomto uzlu odebírá ebo dodává, aby byla dodržea zadaá hodota apětí Dále je dopočítává úhel apětí Př výpočtu je uté dodržet zásadu, že chod sítě emůže být přeurče a eurčtý Je vhodé popsat uzly síťe ásledově [6]: jede blačí uzel uzlů dodávových a odběrových (--) uzlů regulačích ( je celový počet uzlů) Elmace blačího uzlu Soustava () sestaveá a záladě Krchhoffova záoa pro síť (Obráze ) je ezávslá Avša jede z uzlů sítě musí hradt ezámé proudy teoucí v příčých větvích a vyrovat tím blac mez odběry a dodávou Teto uzel se azývá blačí uzel Aby v rovcích byl stejý počet ezámých, jao je rovc, musíme blačímu uzlu zadat apětí Blačí uzel ozačme symbolem Jelož záme apětí blačího uzlu, můžeme rovc () zapsat jao [6]: (6) Nebo taé: j j j j j pro,3,, (7) j Po vypočítáí ezámých apětí, ezámý proud v blačím uzlu zpravdla dopočítáme př určeí proudů v jedotlvých větvích sítě Soustavu (7) řešíme elmačí metodou ebo teračím metodam Po určeí ezámých uzlových apětí určíme rozděleí proudů podle rovce [6]: p y p p Proud p je proud teoucí větví o admtac y p z uzlu p do uzlu q (8) Výpočet ustáleého chodu jao eleárí úloha Často bývají v pra zadáy odběry ebo dodávy v uzlech jao čé a jalové výoy a pro -tý uzel platí [6]:

18 stáleý chod ES 8 S P jq * S (cos j s ) (9) m Re Obráze Fázorový dagram dutví zátěže uzlu Dagram zázorňuje zdroj čého a jalového výou (proudu) s dutvím fázovým posuem, de dodávaý výo je vyjádře vztahem (9) s fázovým posuvem φ Je tedy zřejmé, že je-l zpoždě proud za apětím, je pa a P Q Pro odběrový uzel je uvažová proud záporě to má za áslede změu zaméa čého a jalového výou oprot uzlu s dodávou [6] Posu proudu zel Zdroj P> Odběr P< dutví φ> Q> Q< Kapactí φ< Q< Q> Tabula Toy čých a jalových výoů v uzlech zdrojů ebo odběrů Vyjádřeím proudu z rovce (9) dostaeme [6]: * S P jq () * * Poté vztah () dosadíme do (7) a zísáme [6]: P jq j j pro,3,, () * j Je tedy zřejmé, že byla provedea elmace blačího uzlu V případě, jsou-l zadáy uzlové výoy, blačí uzel hradí rozdíl mez dodávam a odběry a ztráty čého a jalového výou v sít Vzhledem tomu, že jsou zadáy výoy v uzlech sítě, apětí blačího uzlu a admtace vede výpočet ezámých apětí a soustavu eleárích vadratcých rovc () Poté je uté určt toy výoů v sít a výoové ztráty [6] Je-l prve sítě ahraze π čláem pa proud teoucí do uzlu bude [6]:

19 stáleý chod ES 9 j yj y () S y j j j S j y y j j Obráze Náhrada prvů π čláem Poté výo uzlu je dá rovcí (9) Tedy je-l P > pa čý výo vtéá do uzlu a zaméo jalového výou určuje, zda se jedá o výo dutví ebo apactí Aalogcy stejým postupem se určí proud a výo teoucí do uzlu j [6]: S j j j yj y j (3) * Pj jq j j j (4) Ztráty v áhradím čláu se určí součtem výoů teoucích do uzlů [6]: P P P (5) j j j Q Q Q (6) j Trojfázová síť je v úvahách ahrazea jedofázovým evvaletem a tudíž apětí platí pro fázové hodoty a výo jedé fáze [6] 3 Newtoova metoda Máme řešt soustavu eleárích rovc ve tvaru [6]: f f f,,,,,, y,,, y y (7) Nejdříve je uté odhadout ořey ulté terace své sutečé hodoty o,, () () (),,,, Přesá hodota ořeů je tedy [6]: Odhady se lší od () () () (8)

20 stáleý chod ES Soustavu (7) můžeme tedy zapsat jao [6]: y f y f y f () () () () () () () () (),,,,,,,,, (9) Každou rovc (9) můžeme rozepsat pomocí Taylorova rozvoje více proměých v bodě () [6]: () () (),,, y f f f f () Kde f je hodota parcálí dervace v bodě () atd a zahruje čley s vyšším mocam,, a druhá a vyšší dervace fuce f Jel odhad ořeů blízý hodotě sutečé, jsou pa dferece malé a všechy čley s vyšším mocam můžeme zaedbat jelož se blíží ule [6] Je- l () () (),,, y f pa rovc () můžeme zapsat jao [6]: () () () () y y y y y y f f f () Stejým postupem můžeme upravt všechy rovce (9) a obdržíme soustavu leárích rovc pro výpočet ezámých,,, V matcovém tvaru vypadá záps jao [6]: y J y y y f f f f f f f f f () () () () Kde je J je tzv Jacobá Z () určíme vetor hledaých dferecí a určíme ové odhady ořeů [6]: () () pro,,, (3)

21 stáleý chod ES Vypočítaé hodoty dferecí ejsou zcela přesé, jelož jsme v Taylorově rozvoj použl pouze prví dervace Rovce () a (3) zapíšeme do teračího tvaru : ) ( ) ( ) ( y J (4) ) ( ) ( ) ( (5) Použjme tuto metodu a rovc () popsující ustáleý chod sítě Rovc přepšme do tvaru podle (7) [6]: j j jq P * pro,,,3 (6) Dosazeím polárího tvaru apětí a admtace do (6) dostáváme po úpravě [6]: j j j j j j j j j j Q P s cos pro,,,3 (7) Jedá se tedy o soustavu (-) rovc pro (-) ezámých apětí a jejch úhlů Předpoládáme, že ve všech uzlech jsou zadáy dodávy ebo odběry výoů romě blačího uzlu, terý je zadaý apětím Pro teračí výpočet s použtím (7) můžeme apsat soustavu rovc v matcovém tvaru [6]: Q Q P P Q P (8) Tuto soustavu tedy vyřešíme a zísáme dferec ) ( ) (, Vypočítáme opravé hodoty apětí a jejch úhlů [6]: ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( pro,,,3 (9) Teto postup opaujeme ta dlouho, doud ejsou splěy erovost [6]: ) ( ) ( Q P pro všecha,,,3 (3) Kde ε je zvoleá přesost rozdílu zadaých výoů a výoů vypočítaých dosazeím apětí do (7) Newtoova metoda poměrě velce rychle overguje a rychlost terace závsí a zvoleé přesost výpočtu [6]

22 3 Přechodé jevy ES 3 Přechodé jevy ES Přechodé jevy tedy vzají a přechodu z jedoho ustáleého chodu do druhého K arušeí může dojít vlvem řízeí ES, př změě zatíže, vz esymetre atd ebo v důsledu poruchy př zratu ebo asychroím chodu sychroího stroje Přechodé děje rozdělujeme z hledsa trváí a []: Rychlé (vlové) Jejch doba trváí se udává v mroseudách Peroda přechodých slože je meší ež peroda proudu jmeovtého mtočtu Jsou způsobey atmosfércým porucham a částech ES (úder blesu do vedeí atd) ebo spíacím pochody Středě rychlé (eletromagetcé) Trvají řádově desety seudy, u chž je perody přechodých slože srovatelá s perodou proudu jmeovtého mtočtu Lze zaedbat šířeí eletromagetcých vl Předpoládá se ostatí úhlová rychlost eletrcých točvých strojů važuje se tedy ES jao čstě eletrcý obvod bez vlvu mechacých vlastost prvů Příčou eletromagetcých jevů je zrat ebol rychlé sížeí zolačího odporu mez fázovým vodč avzájem ebo mez fázovým vodč a zemí Řeší se pomocí sousředěých parametrů 3 Pomalé (eletromechacé) Doba trváí řádově od deset seudy až po desíty seud Peroda přechodých slože je ta velá, že se uplatí setrvačé hmoty velých strojů Vzhledem velé perodě se používá áhrady pomocí soustředěých parametrů Patří sem áhlé změy zatížeí strojů a tím vzu erovováhy mometu eletrcého a mometu mechacého, čímž ohrožuje sychroí chod Je zde patrý rozdíl v době trváí vlových procesů eletromagetcých a eletromechacých Teto fat umožňuje aalyzovat obě tyto supy přechodých jevů odděleě a avzájem ezávsle [] 3 Zraty v ES Zraty jsou poruchy vzající zmešeím mpedace mez fázem avzájem ebo mez fázem a zemí ebo středím vodčem v ěteré část ES Př vzu zratu se mohdy ěolaásobě zmešuje mpedace obvodu mez místem zratu a apěťovým zdroj Následem je vzrůst proudu ve větvích a poles apětí v uzlech, zvláště v uzlech eletrcy blízých místu zratu [] Působeí zratového proudu je sce rátodobé ale vzhledem velost zratových proudů mohou být jejch účy ebezpečé pro ěterá eletrcá zařízeí Dalším jevem př vzu zratu jsou velé dyamcé síly působící a vodče a mohou mít ebezpečé účy a stroje a přístroje []

23 3 Přechodé jevy ES 3 Hluboé polesy apětí vzající př zratech mohou působt rušvě a chod moha eletrcých spotřebčů a avíc mohou být příčou arušeí stablty paralelího chodu alterátorů, což je vlastě jede z ejebezpečějších ásledů zratu, eboť posthuje provoz celé ES [] Příčou chybého vodvého spojeí mez rajím vodč, středím vodčem ebo zemí může být []: chybá mapulace mechacé pošozeí zolace, apř přetržeím vodče veovího vedeí, pošozeí abelu př zemích pracích atd přrozeá oroze zolace povětrostím podmíam pošozeí zolace vlvem přepětím apř úderem blesu ebo spíacím pochody Podle odporu v místě poruchy dělíme zraty a []: zraty dooalé (ovové) jedá se o dooalý sty vodčů ebo pouze se zaedbatelým odporem zraty edooalé edooalý sty vodčů pomocí hořícího oblouu, terý ohrožuje místo svého vzu požárem Přesé určeí velost odporu v místě zratu (oblouu) je velce obtížé Proud déla oblouu se v průběhu zratu měí a tím se měí odpor oblouu Pro výpočet zratových proudů se tedy odpor oblouu zaedbává [3] Zraty dooalé působí ejvětší tepelé a mechacé amáháí a prvy ES, a jelož je elze vyloučt, jsou tedy rozhodující pro jejch dmezováí [] Dále dělíme zraty podle způsobu zatěžováí třífázových zdrojů a []: zraty souměré: třífázové (Obráze 3 a) třífázové zemí (Obráze 3 b) zraty esouměré: dvoufázové (Obráze 3 c) dvoufázové zemí (Obráze 3 d) jedofázové (Obráze 3 e)

24 3 Přechodé jevy ES 4 a) b) c) d) e) Obráze 3 Druhy zratů Na veovích vedeích dochází ejčastěj jedofázovému zratu a to s pravděpodobostí 9% abelového vedeí dochází ejčastěj e zratu trojfázovému ebo trojfázovému zemímu Dojde-l u abelového vedeí e zratu esouměrému, změí se vlvem přepáleí zolace ve zrat souměrý []

25 3 Přechodé jevy ES 5 3 Průběh zratového proudu Náhlá změa mpedace a svorách zdrojů př zratové poruše má za áslede přechodý děj ve všech prvcích eletrzačí soustavy Velým zratovým proudem se poruší rovováha mez polem magetcým a eletrcým v prostoru eletrzačí soustavy a do ového rovovážého stavu přechází soustava pomocí přechodých (zaajících) slože proudu a apětí s vlastí perodou příslušých obvodů Př výpočtu časového průběhu apětí a proudů př zratu se zaedbávají příčé admtace prvů ES včetě odběrů Vyloučí se ta vlv eletrcého pole a přechodé složy a přechodé složy proudu a apětí mají frevec zdrojů ebo jsou aperodcé Rozložeí eerge magetcého pole v áhradím obvodu bez říčých admtací a odběrů se prot stavu před zratem změí Tato změa je po dobu zratové poruchy spojtá Př stálém buzeí je sychroích geerátorů zratového proudu se vlvem reace otvy zmešuje eerge magetcého pole v ch [] Eerge v ostatích pasvích prvcích eletrzačí soustavy se zvětšuje v důsledu zvětšujícího se proudu V áhradím obvodu se pomocí přechodých slože proudu trasformuje přebyte eerge magetcých polí ve zdrojích do ostatích prvů áhradího obvodu Kdyby edošlo přerušeí zratového proudu, trval by přechodý děj až do záu přechodých slože a vzu ového rovovážého stavu se stejou celovou hodotou eerge magetcého pole v prvcích áhradího obvodu avša s rozložeím, teré odpovídá ustáleému zratovému proudu [] Za zjedodušujících předpoladů stálého buzeí otvy a uvažováím pouze podélých mpedací dutvího charateru je zratový proud eharmocou fucí času se třem přechodým složam, teré epoecálě zaají []: t t d d s e e s t e s s a α počátečí fáze fázoru apětí v oamžu vzu zratové poruchy t (3) u ( t) s( t ) (3) u( ) s (33) φ úhel mpedace zratového obvodu '' počátečí efetví hodota subtraztího zratového proudu (počátečí rázový zratový proud) ' počátečí efetví hodota traztího zratového proudu efetví hodota ustáleého zratového proudu τ d '' subtraztí časová ostata subtraztí složy zratového proudu τ d ' traztí časová ostata traztí složy zratového proudu

26 3 Přechodé jevy ES 6 τ s časová ostata stejosměré složy zratového proudu s oamžtá hodota střídavého (souměrého) zratového proudu a oamžtá hodota stejosměré (aperodcé) složy zratového proudu oamžtá hodota (esouměrého) zratového proudu Z rovce je tedy zřejmé, že zresleí zratového proudu stejosměrou složou je závslé a oamžté hodotě apětí v oamžu vzu zratu ebol a úhlu α Stejosměrá složa evze a zratový proud bude souměrý právě tehdy dyž []: (34) Což tedy zameá, že počátečí fáze apětí v oamžu vzu zratu musí být stejá jao fáze zratové mpedace Naopa ejvětší stejosměrá složa astae, dyž bude počátečí fáze fázoru []: Napětí v čase t= bude tedy: (35) u() s Pro teto případ bude tedy zratový proud stejosměrou složou ovlvňová ejvíce a jeho průběh bude popsá pomocí vztahu []: (36) t t t s d d e e e cost (37) Př úpravě byl použt vztah: st cost (38)

27 3 Přechodé jevy ES 7, u C B a horí obála A D ωt u dolí obála α Obráze 3 Průběh proudu s ejvětší stejosměrou složou V obrázu jsou uvedey proměé A,B,C a D, teré samozřejmě emají žádou spojtost s Blodelovým ostatam př výpočtu čláů, ale pouze formálě ozačují mamálí velost výzačých parametrů: A (39) B (3) C (3) D (3) Časové ostaty subtraztí a stejosměré složy mají ěolaásobě meší velost a tedy a velost zratového proudu mají pouze zaedbatelý vlv býváí zratového proudu u poruchy vzdáleé od zdrojů je proto pomalejší a často zaedbatelé Ve většě případů tedy taový výpočet eí utý [] Podle použtí výsledů ás zajímá efetví hodota souměré střídavé složy a árazový proud zratového proudu po vzu zratu [4] 3 Charaterstcé hodoty zratového proudu Pro výpočet zratových proudů a dmezováí zařízeí ES eí potřeba zát celový průběh proudu ale pouze charaterstcé hodoty Počátečí hodota zratového proudu je pouze záladí formace o zratové poruše a z hledsa jeho účů je třeba staovt tyto

28 3 Přechodé jevy ES 8 charaterstcé hodoty po celou dobu působeí Obvyle se předpoládají mamálí možé hodoty, což zameá př mamálí stejosměré složce [5] K charaterstcým hodotám proudu patří []: počátečí rázový zratový proud '' árazový (dyamcý) zratový proud m 3 vypíací zratový proud vyp a jeho stejosměrá složa avyp 4 evvaletí (oteplovací) zratový proud e 5 ustáleý zratový proud 6 doba trváí zratu t Počátečí rázový zratový proud '' je efetví hodota zratového proudu v oamžu vzu zratu pro trojfázový zrat a jedofázový zrat []: 3 p c v (33) 3 Z p c 3 Z Z v (34) Z c apěťový součtel zahrující odhad vtřího apětí zdrojů v oamžu vzu zratu Přesou hodotu udává orma a abývá hodot pro chod zdrojů a prázdo a, pro chod př zatížeí [] Napětí Napěťový součtel c pro výpočet Nízé apětí NN V až V Vysoé apětí Mamálí zratové proudy c ma,5, Mmálí zratové proudy c m,95 >V až 35V, Velm vysoé apětí >35V Tabula 3 Napěťový součtel c podle ormy [4] v sdružeé vztažé apětí (apětí místa zratu) Na tuto apěťovou hladu je přepočteý zratový obvod

29 3 Přechodé jevy ES 9 Z, Z, Z jsou výsledé mpedace sousledé, zpěté a etočvé souměré soustavy Nárazový (dyamcý) zratový proud m je defová jao vrcholová hodota prví ampltuda zratového proudu v čase (t=,) př ejvyšší možé stejosměré složce Je rozhodující pro určeí mechacého amáháí zratového obvodu m,,, s d d ( t,) e e e (35) V pratcých výpočtech se árazový zratový proud vypočítá pomocí rázového zratového proudu a součtele árazového zratového proudu K daého ormou: K (36) m Symetrcý vypíací zratový proud vyp je tedy efetví hodota zratového proudu v oamžu vyputí zratu a je dá vztahem: vyp t t d d e e (37) V pra se tato hodota využívá pro dmezováí vypíačů a jstících prvů Podle ormy pro zraty vzdáleé je možé uvažovat rovost vypíacího zratového proudu a počátečího rázového zratového proudu Stejosměrá složa vypíacího zratového proudu avyp je tedy středí hodota dolí a horí obalové řvy v průběhu zratového proudu v čase vyputí zratu t t s avyp e (38) Evvaletí oteplovací proud e je efetví hodota ftvího proudu harmocého průběhu s ostatí ampltudou, terý za dobu trváí zratu (t ) vyve stejé možství tepla(q) jao sutečý zratový proud s ejvyšší možou stejosměrou složou Q R t ( t) dt R t (39) e e t t ( t) dt (3) Používá se pro staoveí tepelého úču zratového proudu a zařízeí ES Pratcy se vypočítá pomocí počátečího rázového proudu a oefcetu e respetující místo zratu a dobu jeho trváí, terý je dá ormou e (3) e stáleý zratový proud je efetví hodota souměrého zratového proudu, terý protéá obvodem zratu po odezěí přechodých dějů

30 3 Přechodé jevy ES 3 33 Metoda souměrých slože - zraty v jedoduché trojfázové soustavě Předpoládejme jedoduchou trojfázovou symetrcou soustavu př chodu a prázdo s alterátorem jao zdrojem apětí sousledé složové soustavy V obvodu jsou uvažováy mpedace alterátoru a vější část obvodu V trojfázových soustavách lze aždou hvězdc esymetrcých fázorů ahradt složeím symetrcých fázorů soustavy sousledé, zpěté a etočvé []: a b c a a a b b b c c c (3) a ωt a ωt ωt ωt a b c b b = + + a = b = c c c Obráze 33 Náhrada esymetrcých fázorů složovým fázory Nyí zvolíme za výchozí fáz a []: a b a a (33) c a a Kde operátory atočeí jsou [3]: a e j cos s j 3 (34) a e j 4 Můžeme ozačt []:, a b c cos 4 s 4 j 3 (35) F (36) Lze poté přepsat soustavu do matcového tvaru []: F F (37)

31 3 Přechodé jevy ES 3 a a a a F (38) Lze provézt taé přechod od fázových hodot hodotám souměrých slože []: F F (39) 3 a a a a F (33) verzí matc F můžeme zísat apřílad pomocí jedotové matce Souměré složy tedy budou []: c b a a a 3 c b a a a 3 (33) c b a 3 Stejá pravdla pro apětí platí samozřejmě taé pro proudy v trojfázové souměré soustavě a můžeme apsat že []: a a a b (33) a a c Alterátor je vždy zdrojem pouze sousledé složy apětí, poté vtří apětí alterátoru budou []: f c Z Z (333) Z Kde mpedace Z jsou mpedace sousledá, zpětá a etočvá, f je fázor apětí a svorách alterátoru a c je apěťový součtel aprázdo, čl c= Původcem proudu zpěté a etočvé soustavy je tedy apěťová esymetre v místě poruchy []

32 3 Přechodé jevy ES 3 Z Z Z Obráze 34 Náhradí schémata složových soustav 34 Trojfázový zrat Schéma trojfázového zratu zázorňuje Obráze 35 Jedá se o ovové spojeí všech tří fází a země Pravděpodobost výsytu a hladě V je přblžě,6% [] a b c a b c c b a Obráze 35 Schematcé zázorěí trojfázového zemího zratu Výchozí rovce pro odvozeí lze psát přímo z obrázu [3]: (334) a b Poté můžeme apsat [3]: c a b a a (335) c a a Sečteím těchto rovc a uvážeím rovce a a dostaeme [3]:

33 3 Přechodé jevy ES 33 3 ( a a) ( a a ) (336) (337) Tuto sutečost dosadíme do prví a druhé rovce (335) a můžeme upravovat [3]: (338) a a (339) a a (34) (34) Z Z Z Obráze 36 Propojeí áhradího schématu složových soustav př 3pz zratu Rovc (34) dosadíme do záladích rovc (333) a dostaeme [3]: Z (34) Dosadíme do rovc (33) a zjstíme hledaé proudy e fázích [3]: a Z b a a a Z (343) c a a a Z

34 3 Přechodé jevy ES 34 Je uté pozameat, že př trojfázovém zemím zratu se uplatí pouze sousledá složa proudu Počátečí rázový zratový proud pro trojfázový zrat př uvážeí apájeí z evvaletího apěťového zdroje bude [3]: 3 p Z c 3Z (344) 35 Jedofázový zrat Schematcé zapojeí jedofázového zratu popsuje Obráze 37 Jedá se o vodvé spojeí jedé z fází se zemí Jedá pochoptelě o ejčastěj vzající poruchu s pravděpodobostí vzu a apěťové hladě V přblžě 9% [] a b c a b c c b a Obráze 37 Schematcé zázorěí jedofázového zratu Výchozím rovcem pro teto druh zratu jsou [3]: (345) b c a Fázory apětí a proudu v místě poruchy teda budou [3]: a b a a (346) c a a Posledí dvě rovce od sebe odečteme a upravíme [3]: a a a a (347) (348) Tuto sutečost dosadíme do druhé rovce (345) a upravíme [3]: a a (349) (35)

35 3 Přechodé jevy ES 35 Z Z Z Obráze 37 Propojeí áhradího schématu složových soustav př p zratu Rovc (349) dosadíme do záladích rovc (333) a dostaeme [3]: Z Z (35) Z Poté tyto rovce sečteme s ohledem a prví rovc z (345) [3]: Z Z Z (35) Z Z Z (353) Zratový proud ve fáz a tedy bude [3]: a Z 3 Z Z (354) Př výpočtu jedofázového zratu je tedy uté staovt všechy tř mpedace složové soustavy Počátečí rázový zratový proud pro jedofázový zrat př uvážeí apájeí z evvaletího apěťového zdroje bude [3]: p 3 3 c 3 Z Z Z 3 c Z Z Z Z Z Z (355)

36 3 Přechodé jevy ES Obecá metoda výpočtu zratových proudů Př lascém způsobu výpočtu zratových proudů je uté určt celovou výpočtovou mpedac pomocí metody postupého zjedodušováí obvodu Poud máme zadaou přílš rozlehlou síť, je tato metoda velce pracá a eefetví a její požtí eí obecé V těchto případech je vhodé použít výpočetí metody založeé a Théveově větě a metodě uzlových apětí popřípadě metody smyčových proudů [] Je zde uvažováo dooalé zemí spojeí -tého uzlu se zemí V jedofázovém schématu toto spojeí ahradíme větví s ulovou mpedací a budeme hledat pouze proud touto větví, ebol zratový proud Použtím Théveovy věty ahradíme zdroje jedím apěťovým zdrojem a ěmu dvěma sérovým mpedacem Jelož uvažujeme dooalý zrat, je jeda z mpedací rova ule a druhou bychom aměřl před zratem mez -tým uzlem a zemí př zratovaých apěťových zdrojích Pro zobecěí se popíše obvod metodou uzlových apětí []: (356) Dále provedeme verz admtačí matce a dostaeme mpedačí matc a apětí potom budou []: Z Z Z Z Z Z Z (357) Je tedy poté zřejmé, že []: Z (358) Máme tedy áhradí mpedac zratového obvodu a můžeme ta dosadt do vztahu pro počátečí rázový zratový proud []: p Z c 3 3 (359) Touto metodou lze sado alézt ostatí počátečí rázové zratové proudy ve všech uzlech zadaé sítě ale poté je tedy uté přepočítat proudy a apěťovou hladu, ve teré se acházejí []

37 3 Přechodé jevy ES Předpolady pro pratcé výpočty zratových proudů Výpočty přechodých jevů v rozsáhlých soustavách př respetováí všech parametrů a vazeb, teré se uplatňují př přechodém jevu, jsou pratcy erealzovatelé Proto je uté přjmout jstá zjedodušeí s přhlédutím charateru přechodého jevu a požadovaé přesost výpočtu Taé metoda výpočtu se odvíjí od složtost zadaé soustavy, v íž se přechodý jev vysytuje [] Předpoládají se tato zjedodušeí [],[]: Všechy prvy ES mají leárí charatersty Můžeme tedy počítat prcpem superpozce, protože teto předpolad vede a výpočty leárích obvodů Jao zdroje zratového proudy jsou uvažováy pouze stroje velých výoů Ve sutečost jsou zdrojem zratového proudy všechy stroje prvy s ahromaděou eergí Zrat se uvažuje z chodu a prázdo ebo př jmeovtém zatížeí V prvím případě se uvažuje vtří apětí zdrojů v oamžu poruchy jmeovté a v druhém případě se zvýší až o deset procet této hodoty Napětí zdrojů se uvažují soufázová, což zameá ulový fázový posuv mez jedotlvým fázem sychroích strojů Teto předpolad ám umoží umístt zdroje do jedoho uzlu áhradího zratového obvodu mpedace odběrů se euvažují Všechy prvy eletrzačí soustavy se ahrazují pouze podélou mpedací, jelož příčým prvy tečou podstatě meší proudy ež podélým geerátorů, trasformátorů a vedeí VVN a ZVN se uvažuje pouze podélá reatace Př vzu zratu a výpočtu se uvažují subtraztí reatace prvů ES V průběhu zratu se zvětšuje až a sychroí reatac, poud bychom uvažoval ečost ochray Zrat vze v oamžu mamálí stejosměré složy važuje se dooalý zrat (bez uvažováí odporu oblouu) Soustava se před zratem uvažuje symetrcá

38 3 Přechodé jevy ES 38 3 Stablta chodu eletrzačí soustavy Ztráta stablty má vždy egatví techcé eoomcé dopady a ES podobě jao porucha vlvem zratu Zásadí eoomcý rozdíl mez ztrátou stablty a zratem je v tom, že zrat je zpravdla loalzová a mohem meším území ež ztráta stablty, dyž právě zrat může ejvíce ohrozt stabltu Obecě se považuje soustava za stablí, jestlže všechy sychroí stroje zůstaou za všech staoveých podmíe v paralelím chodu a eletrcé vlastost ES evedou e ztrátě mometu sychroích geerátorů Ke ztrátě sychrozmu sychroích strojů dochází tehdy, dyž astae erovováha mez mometem poháěcím a zátěžým a mez příoem turbíy a výoem geerátoru [5] Poud tedy dojde arušeí stablty, zače rotor sychroího stroje abývat jé otáčy ež sychroí, eletromotorcá síla se dostává do většího odlou od apětí vější ES, stroj se zače přetěžovat a adproudová ochraa jej vyřadí z provozu [5] Stablta chodu ES se dělí a [5]: statcou stabltu dyamcou stabltu 3 Statcá stablta Do problematy statcé stablty se zahrují jevy, jejchž společá příča spočívá v malých odchylách pracovího režmu, vedoucí e stabltě ebo establtě soustavy Malé změy, případě malé odchyly od ormálího provozu př statcé stabltě vedou e začým změám ěterých provozích poměrů Tyto děje probíhají vždy zpočátu pomalu v podobě změ ormálích provozích parametrů Př těchto změách dochází osclac parametrů, teré se ustálí a ějaém provozím stavu ebo dojde porušeí sychrozmu paralelě pracujících zdrojů a astae rozpad ES [5] 3 Dyamcá stablta V rámc dyamcé stablty zjšťujeme schopost ES zachovat sychroí spoluprác geerátorů př rychlých změách čých výoů zatížeí K těmto změám patří zraty a ebo velé změy výou v blízost alterátorů (vyputí ebo zaputí velé zátěže), chybé odpojeí geerátorů velých výoů vlvem esprávé ochray ale taé důsledem změ mpedací v ES (vyputí vedeí, změa provozího schématu) Vzhledem možostem regulačích zařízeí turbí eí možé mět mechacý přío turbíy soově př taovýchto změách, čímž a rotor působí urychlující ebo zpomalující výo Důsledem toho se měí otáčy rotoru a jeho úhlová rychlost Tato vze odchyla od sychroí úhlové rychlost Př přeročeí určté hrace dojde výpadu alterátoru ze sychrozmu a e ztrátě dyamcé stablty [5]

39 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů pro oblast Slavětce 39 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů sítě V apájeé z rozvody Slavětce Výpočet je provede pomocí dspečersého řídcího systému Saut Jedá se o softwarový balí, sládající se z jedotlvých subsystémů, teré zajšťují růzé fuce apř pro řízeí ES, zálohu dat atuálího stavu, síťovou aalýzu, tréový program atd Odběry trasformátorů /V jsou zadáy frmou EON a jsou uvedey v tabulách ustáleého chodu (apř Tabula 43) Jedá se o změřeé hodoty ze de březa v 7: Rozvoda Slavětce je propojea s adřazeou soustavou 4V pomocí vedeí 435, 436 (Soolce), 434 (Čebí), 433(Dasý) a 437,438 (Durroh) Vedeí 437 a 438 jsou tzv hračí vedeí Hlada 4V je propojea s hladou V pomocí dvou trasformátorů (T4 35MVA, T4 5MVA) 5 T T J T T 54 TEL 549 T T Odpojovač rozeput Odpojovač seput Vypía č rozeput Vypíač seput ŘP T MB T 558 T DAC T SLV A B C DK T T VRV T LSN T4 T T7 7AE T AE 555 T T T3 SZ Obráze 4 Zadaé detalí schéma zapojeí oblast V Slavětce

40 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů pro oblast Slavětce 4 Trasformátor T4 je přpoje a přípojc A Na tuto přípojc jsou taé přpojey vedeí 558 a 5583, teré apájí rozvodu Suchohrdly u Zojma (SZ) a poté taé Vraov ad Dyjí (VRV) a Lesou (LSN) Dále je a přípojc A pomocí vedeí 5584 přpojea rozvoda Duovay vlastí spotřeba AE Trasformátor T4 je přpoje a přípojc C Na je vyvedeo vedeí 5585 apájecí Duovay vlastí spotřeba 7AE Dále je a přípojc C přpojea rozvoda Řípov (RP) pomocí vedeí 558 a 558 Ta poté apájí rozvody Kosov (J), Telč (TE), Moravsé Budějovce (MB), Dačce (DAC) Přípojce B spolu s pomocou přípojcí ejsou tedy pro áš provozí stav uvažová a jsou odpojey Rozvoda Duovay vlastí spotřeba podle zadáí v daý oamž eodebírá žádý výo Parametry trasformátorů rozvody Slavětce: T4: Jmeovtý výo Jmeovté apětí 35/35/MVA 4//,5V Napětí aráto 3,8/36,54/9,76% ( / 3 / 3 ) Proud aprázdo,5% Ztráty aráto 557,6/498,5/498,5 W (P /P 3 /P 3 ) Ztráty aprázdo Regulace apětí 84,56W ±8,5% T4: Jmeovtý výo Jmeovté apětí 5/5/MVA 4//,5V Napětí aráto,8/3,4/,8% ( / 3 / 3 ) Proud aprázdo,45% Ztráty aráto 55/5/ W (P /P 3 /P 3 ) Ztráty aprázdo 5W Regulace apětí ±8 stupňů, +%, -% Tabula 4 Parametry trasformátorů 4/V Vypíací schopost jedotlvých vypíačů rozvody Slavětce V: Pole T4 T4 Vypíací schopost[mva] Příčý spíač Rozvoda Slavětce Tabula 4 Vypíací schopost vypíačů rozvody Slavětce V

41 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů pro oblast Slavětce 4 Zratová odolost rozvody je dáa velostí vypíací schopost ejslabšího čláu této rozvody (Tabula 4) Tímto ejslabším čláem jsou vypíače s vypíací schopostí 35MVA, teré vypíají vedeí 5584, 5585, 558, 558 a příčý spíač přípojc Rozvoda musí být schopa vypout mamálí možý zratový výo, terý bude pravděpodobě př můstovém zapojeí a jedé z přípojc 4 Samostaté zapojeí trasformátorů Samostaté zapojeí trasformátorů spočívá v tom, že jedotlvé přípojce ejsou propojey a tedy aždý trasformátor 4/V apájí svoj oblast (Obráze 4) T J 549 T 5 54 T TEL RP DAC MB T T A C T SLV AE AE DK T T T4 T4 T T7 T VRV LSN SZ 555 T T T3 Obráze 4 Schéma samostatého zapojeí oblast V Slavětce 4 stáleý chod Z tabuly 43 je zřejmý vypočítaý ustáleý chod, pro daé zadáí ofgurace sítě Je dá odběry z trasformátorů /V (T, T, T3) jedotlvých rozvode a dodávaým výoem trasformátorů 4/V (T4, T4) Můžeme s zde povšmout, že trasformátory T4 a T4 jsou zatížey velce rozdílě Navrhovaé můstové zapojeí by mělo přzpůsobt zatížeí a přblžě rovoměrě jej rozdělt a oba tyto trasformátory

42 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů pro oblast Slavětce 4 Rozdíl zatížeí bude poté způsobe tím, že se ejedá o stejé typy trasformátorů a mají tedy rozdílé parametry jao jmeovtý výo, apětí a ráto, proud a prázdo atd (Tabula 4) Dále je zřejmé ízé poměré zatížeí prvů sítě Je to dáo jstou rezervou z důvodů rtéra N- a taé možým rozšířeím sítě Celové ztráty čí,74mw, což je,53% dodávaého výou do sítě Rozvoda Zařízeí Ozačeí [V] P[MW] Q[MVAr] [A] [A] [%] ΔP[MW] 558 6,9-36,9-7,7 85,9 45 4,3, ,9-36,9-7,7 85,9 45 4,3, , -,6 97,6 45,7,64 Vedeí , -,6 97,6 45,7,64 SLV ,,6 45, ,9,,7 45, Trasf T4 6,9 73,7 5, 37,8 837,,4 T4 9 4, 95, 3 4,9, ,5, ,8,64 Vedeí ,5, ,8,64 SZ 555 8,5,4 4,, 45 4,7,3 T 8,5 -,5 -,3 6, 9,6,4 Trasf T 8,5-8,3-3, 9,3 43,,58 T3 8,5 -,7 -,9 53, 5,3,3 Vedeí 555 8,8,9 -,5,8 45,8, VRV T 8,8,6, 6 5 5,7, Trasf T 8,8 -,5,4 5 9,5, LSN Vedeí 555LSN 8,7 -,4 -,7 45,7,6 Trasf TLSN 8,7,4,8, 84 4,5,5 DK Vedeí , ,9 45, Trasf T AE 9, T7 7AE 6,9, 558 5,3 36,6 7,6 86,9 45 4,5, ,3 36,6 7,6 86,9 45 4,5,3 RP Vedeí 553 5,3-4, -4, ,3,4 54 5,3-3, -,7 66,8 53,6, ,3-3, -,7 66,8 53,6,47 Trasf T 5,3 -,5-7, 8,3 56,3,9 54 4,7 3,,6 67,6 53,8,47 J Vedeí 549 4,7 3,,6 67,6 53,8,47 5 4,7-6,9-3,7 87, 45 9,4,9 Trasf T 4,7-9,4 -,5 48,,9,48 5 3,7 6,8 4,4 88,3 45 9,6,9 55 3,7-5,8 -,4 3, 45 6,7,4 Vedeí TEL 55 3,7 7,8,9 4,8 45 9,, ,7-5,8 -,4 3, 45 6,7,4 Trasf T 3,7-3, -3,6 68,8 3 5,5,8 DAC Vedeí 553 3,6 5,8,9 3,9 45 6,9,4 55 3,6 5,8,9 3,9 45 6,9,4 Trasf T 3,6 -,6 -,4 8,3 3 6,3,8 T 3,6 - -3,3 53,4 3 4,8,5 55 4,3-7,8 -,5 39,6 45 8,8,9 Vedeí MB 553 4,3 4 4,9 3,7 45 7,5,4 Trasf T 4,3-6, -4,5 84,7 3 64,7,7 Tabula 43 CH sítě pro samostaté zapojeí trasformátorů

43 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů pro oblast Slavětce 43 4 Zratové poměry Následující tabula pouazuje a sutečost, že zratové výoy v rozvodách jsou pro samostaté zapojeí trasformátorů v tolerac vůč zratové odolost rozvode Nejhorší stuace je samozřejmě v rozvodě Slavětce a přípojc C pro trojfázový zrat, de můžeme po můstovém zapojeí očeávat přeročeí atuálí odolost rozvody Rozvoda Odolost[MVA] 3p Sʺ[MVA] 3p ʺ[A] p Sʺ[MVA] p ʺ[A] SLV A 35 7,6 8,96 35,7 7, SLV C 35 93,3 5, ,5 5,3 SZ 35 95, 4,99 7 5,8 VRV ,39 88,5 4,4 LSN ,9 3,46 946,4 4,97 DK AE ,4 7,587,7 5,83 DK 7AE 35 9,,5 846,3 4,44 RP 35 37,7 7,99 8, 5,67 J 35 9,8 4,78 88, 4,6 TEL 35 67,6 3,53 878, 4,6 DAC 35 59,4 3, 884,9 4,64 MB 35 88, 4,4 73,4 3,84 Tabula 44 Zr pom pro samostaté zapojeí trasformátorů 4 Můstové zapojeí trasformátorů Můstové zapojeí trasformátorů spočívá ve spojeí přípojc pomocí příčého spíače přípojc a rozděleí le, teré apájí jedu oblast, mez růzé přípojce, přčemž trasformátory 4/V jsou přpojey taé a růzé přípojce (stejě jao vedeí) Teto můste je tzv hlaví můste V oblast mohou být tzv podružé můsty V dplomové prác je pojedáo pouze o můstu hlavím Podružý můste by mohl být sestroje apřílad v rozvodách Řípov ebo Suchdoly u Zojma, ale muselo by dojít rozšířeí těchto rozvode přdáím jedé přípojce Podružý můste by pracoval a podobém prcpu jao můste hlaví Můste ve Slavětcích zázorňuje Obráze 43 Dva trasformátory 4/V jsou tedy přpojey a růzé přípojce (T4 a přípojc C, T4 a přípojc A), stejě jao vedeí apájecí Řípov (558 a přípojc C, 558 a přípojc A) a Suchdoly u Zojma (558 a přípojc C, 5583 a přípojc A) Přípojce B a pomocá přípojce eí třeba a jsou tedy odpojey, stejě jao př samostatém zapojeí Nezbytou součástí můstu je samozřejmě seputý příčý spíač přípojc Tímto zapojeím dojde tedy paralelímu zapojeí trasformátorů, což způsobí sížeí mpedace zratového obvodu a zvýšeí zratového proudu Důvodem pro zaváděí můstových zapojeí je zvýšeí spolehlvost dodávy (odběru) eletrcé eerge záazíům Je to způsobeo tím, že dojde-l poruše a jedé z přípojc, příslušá ochraa odpojí vešerá zařízeí (vedeí, trasformátory, příčé spíače přípojc atd) od této přípojce ale oblast jsou stále apájey z přípojce bez poruchy Výpade přípojce A a C řeší aptola 45 a 46 Další eocetelou výhodou můstového

44 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů pro oblast Slavětce 44 zapojeí je bezesporu meší potřeba zásahu operátora př poruše (zratu) a přípojc v porováí se samostatým zapojeím (samočý provoz) T J 549 T 5 54 T TEL RP DAC MB T T A C T SLV AE AE DK T T T4 T4 T T7 T VRV LSN SZ 555 T T T3 Obráze 43 Schéma můstového zapojeí oblast V Slavětce 4 Paralelí provoz trasformátorů Ja jž bylo řečeo v aptole 4 je můstové zapojeí charaterzováo paralelím provozem trasformátorů Pro paralelí provoz trasformátorů jsou zámy podmíy, teré by měly být podle ormy dodržey: Stejý sled fází a stejý hodový úhel Stejý převod apětí a přblžě stejá apětí Stejé apětí aráto Poměr jmeovtých výoů paralelě pracujících trasformátorů meší ež 3,5 Důsledem edodržeí těchto podmíe je erovoměré zatížeí trasformátorů, tím omezeí přeášeého výou Jelož se jedá o dost rozdílé trasformátory, ebude dodrže stejý převod apětí (rozdílě apětí a trasformátorech, což vede vyrovávacím proudům) a stejé apětí aráto (Tabula 4) Trasformátory bude možo provozovat v paralelí spoluprác, ale teto provoz bude dost ehospodárý a eeoomcý

45 4 Výpočet ustáleého chodu a zratových poměrů pro oblast Slavětce 45 4 stáleý chod Z tabuly 44 je zřejmé, že edošlo rovoměrému rozložeí zatížeí trasformátorů (T4 a T4), což je způsobeo rozdílým jmeovtým výoem, apětím a ráto a estejým apětím vlvem odboče Čteář by se mohl domívat, že ve výpočtu vzla chyba vlvem rozeputého příčého spíače přípojc, což by vysvětlovalo stejé zatížeí trasformátorů (T4 a T4) v můstu a v samostatém zapojeí ale eí tomu ta Důazem tohoto tvrzeí je stejé apětí a trasformátorech (T4 a T4) 7,9V (stejě jao a dalších prvcích v rozvodě Slavětce) Celové ztráty př můstovém zapojeí jsou,73mw což je,5% dodávaého výou Vlvem můstového zapojeí došlo tedy mírému sížeí ztrát Rozvoda Zařízeí Ozačeí [V] P[MW] Q[MVAr] [A] [A] [%] ΔP[MW] 558 7,9-36,9-7,5 84, 45 4,9, ,9-36,9-7,5 84, 45 4,9, ,9 -,,7 98,5 45,9,65 Vedeí ,9 -,,7 98,5 45,9,65 SLV ,9,,6 45, ,9,,7 45, Trasf T4 7,9 73,3-3,8 359, ,6,3 T4 7,9 4,7 7, 6 3 6,5, ,6,3 98,5 45,9,65 Vedeí ,6,3 98,5 45,9,65 SZ 555 7,6,4 6,8 34, 45 7,6,8 T 7,6 -,5 -,3 6,6 9,8,4 Trasf T 7,6-8,3-3, 9 43,3,58 T3 7,6 -,7 -,9 53,5 5,5,3 Vedeí 555 8,9-5, 5,9 45 5,8, VRV T 8,6,5,4 5,8, Trasf T 8 -,5,8 5,4 5 4,7,3 LSN Vedeí 555LSN 8 -,4 -,7, 45,7,6 Trasf TLSN 8,4,8,3 84 4,6,5 DK Vedeí ,9 45, ,9 45, Trasf T AE 7,9, T7 7AE 7,9, 558 6,3 36,5 7,5 85, 45 4,, ,3 36,5 7,5 85, 45 4,,34 RP Vedeí 553 6,3-4, -4,5,8 45 7,, ,3-3, -,6 66, 53,5, ,3-3, -,6 66, 53,5,46 Trasf T 6,3 -,5-7, 7, 55,8,8 54 5,7 3,, ,6,46 J Vedeí 549 5,7 3,, ,6,46 5 5,7-6,9-3,7 86,3 45 9,,9 Trasf T 5,7-9,4 -,5 47,7,7,48 5 4,8 6,8 4,4 87,5 45 9,4,9 55 4,8-5,8 -,4 9,9 45 6,6,4 Vedeí TEL 55 4,8 7,8,9 4,4 45 9,, ,8-5,8 -,4 9,9 45 6,6,4 Trasf T 4,8-3, -3,6 68, 3 5,,8 DAC Vedeí 553 4,6 5,8,9 3,6 45 6,8,4 55 4,6 5,8,9 3,6 45 6,8,4 Trasf T 4,6 -,6 -,4 8, 3 6,3,8 T 4,6 - -3,3 5,9 3 4,4,5 55 5,3-7,8 -,4 39,3 45 8,7,9 Vedeí MB 553 5,3 4 4,9,6 45 7,,9 Trasf T 5,3-6, -4,4 83,9 3 64,,73 Tabula 45 CH sítě pro můstové zapojeí trasformátorů