ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

Transkript

1 ÁPADOČESKÁ UNIVERITA V PLNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. vedoucí práce: Doc. Ing. Eva Müllerová, Ph.D. 0 autor: Bc. Michal Novosad

2 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0

3 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0

4 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Abstrakt Předkládaná diplomová práce je zaměřena na výjimečný provoz teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o., a to provoz ostrovní se společností ŠKODA AUTO a.s. Součástí práce je také popsání průběhu dvou posledních ostrovních provozů, které nastaly na podzim v roce 0. Nemalá část této práce je také věnována výpočtu zkratových poměrů, dle normy ČSN EN , v síti vlastní spotřeby teplárny i s ohledem na ostrovní provoz. Klíčová slova ŠKO-ENERGO, ŠKODA AUTO, ostrovní provoz, zkratové poměry, impedance

5 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Analysis of island working of heating plant of ŠKO-ENERGO, s.r.o. with ŠKODA Auto a.s. Abstract The diploma thesis is focused on exceptional operation of a heating plant ŠKO-ENERGO, s.r.o., particularly an island working with ŠKODA AUTO a.s. The work also describes the last two working islands, which occurred in the autumn of 0. A large part of this thesis is devoted to the short circuit ratio calculation according to the standard ČSN EN in the network's own consumption of heating plant with regard to the working island. Key words ŠKO-ENERGO, ŠKODA AUTO, island working, short-circuit ratio, impedance

6 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajobě diplomovou práci, zpracovanou na závěr studia na Fakultě elektrotechnické ápadočeské univerzity v Plzni. Prohlašuji, ţe jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně, s pouţitím odborné literatury a pramenů uvedených v seznamu, který je součástí této diplomové práce. Dále prohlašuji, ţe veškerý software, pouţitý při řešení této diplomové práce, je legální.... podpis V Plzni dne Bc. Michal Novosad

7 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Poděkování Nejdříve bych rád poděkoval vedení společnosti ŠKO-ENERGO, za umoţnění ve firmě vykonávat praxi a moţnost zpracovávat toto velice zajímavé téma. vláště děkuji panu Ing. Kabrnovi, který se mě ujal jako konzultant a byl mi velice nápomocný po celou dobu zpracovávání diplomové práce. Poděkování patří téţ paní Doc. Ing. Evě Müllerové, Ph.D. za cenné rady a trpělivé vedení mé diplomové práce. Děkuji

8 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Obsah OBSAH... 8 SENAM OBRÁKŮ A TABULEK... 0 SENAM POUŢITÝCH KRATEK, SYMBOLŮ A VYSVĚTLENÍ NĚKTERÝCH POJMŮ... ÚVOD... PŘEDSTAVENÍ FIRMY ŠKO-ENERGO, S.R.O..... HLAVNÍ PROCESY..... Výroba elektřiny a tepla..... Výroba stlačeného vzduchu..... Výroba průmyslové, chladící a DEMI vody PROPOJENÍ TEPLÁRNY ŠKO-ENERGO SE ŠKODA AUTO Rozvodna VVN 0 kv... 4 PROVO TEPLÁRNY V OSTROVNÍM PROVOU SE ŠKODA AUTO AUTOMATICKÝ ODPÍNACÍ PROGRAM PRO NAPÁJENÍ ÁVODU ŠKODA AUTO Monitorování výkonové bilance Měření na R KV Měření na R 0 kv.... VARIANTY PŘECHODU DO OSTROVNÍHO PROVOU SE ŠKODA AUTO.... POPIS ŘÍENÍ TURBOGENERÁTORŮ BĚHEM OSTROVNÍHO PROVOU....4 PŘEHLED OSTROVNÍCH PROVOŮ SE ŠKODA AUTO....5 OSTROVNÍ PROVO SE ŠKODA AUTO Příčina přechodu do ostrovního provozu Výkonová bilance Bezporuchový stav (t < 0 ms) Poruchový stav (t = 0-60 ms) Průběh ostrovního provozu Shrnutí OSTROVNÍ PROVO SE ŠKODA AUTO Příčina přechodu do ostrovního provozu Výkonová bilance Bezporuchový stav (t < 0 ms) Poruchový stav (t = 0-99 ms) Průběh ostrovního provozu Shrnutí... KRATOVÉ POMĚRY V SÍTI VLASTNÍ SPOTŘEBY VN/NN DLE NORMY ČSN EN PŘEDPOKLADY PRO VÝPOČET KRATOVÝCH POMĚRŮ.... VÝPOČTOVÁ ČÁST KRATOVÝCH IMPEDANCÍ NETOČIVÝCH STROJŮ..... Výpočet impedance soustavy 0 kv Výpočet impedance kabelového vedení 0kV Výpočet impedance blokového transformátoru 80/90BAT Výpočet impedance transformátoru T0-6MVA (T0, T0) Výpočet impedance všeobecného transformátoru 00BCT Výpočet impedance transformátoru 80/90BFT Výpočet impedance transformátoru 00BHT0/ Výpočet impedance transformátoru 80/90BFT Výpočet impedance synchronního generátoru 80/90MKA Výpočet impedance reaktoru 80/90BBT

9 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0. VÝPOČTOVÁ ČÁST PŘÍSPĚVKŮ MOTORŮ Výpočet impedančního příspěvku ze závodu ŠKODA AUTO Výpočet impedance skupin vn motorů v síti vlastní spotřeby Výpočet impedance skupin vn motorů na 80/90BBA s I an /I nm =5, Výpočet impedance skupin vn motorů na 80/90BBA s I an /I nm = Výpočet impedance skupin vn motorů na 00BCA/B s I an /I nm =5, Výpočet impedance skupin vn motorů na 00BCA/B s I an /I nm = Výpočet impedance skupin nn motorů v síti vlastní spotřeby Výpočet impedance rozvodny 80/90BFA Výpočet impedance rozvodny 80/90BFC Výpočet impedance rozvodny 80/90BFB Výpočet impedance rozvodny 00BHA/B PŘÍSPĚVEK KRATOVÝCH PROUDŮ DO ROVODNY 80/90BBA (6 KV) Paralelní provoz s distribuční sítí Ostrovní provoz PŘÍSPĚVEK KRATOVÝCH PROUDŮ DO ROVODNY 00BCA/B (6 KV) Paralelní provoz s distribuční sítí Ostrovní provoz PŘÍSPĚVEK KRATOVÝCH PROUDŮ DO ROVODNY 80/90BFA (690 V) Paralelní provoz s distribuční sítí Ostrovní provoz SHRNUTÍ VÝPOČTU KRATOVÝCH POMĚRŮ V SÍTI VLASTNÍ SPOTŘEBY VN/NN... 8 ÁVĚR... 8 POUŢITÁ LITERATURA SENAM PŘÍLOH

10 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Seznam obrázků a tabulek OBR. SCHÉMA APOJENÍ ROVODEN... 5 OBR. SCHÉMA APOJENÍ ROVODNY E5/0 KV... 6 OBR. BLOKOVÉ SCHÉMA TYPICKÉHO POUŢITÍ ROPADOVÉ AUTOMATIKY... 7 OBR. 4 SCHÉMA APOJENÍ ROVODNY E5 KV... 0 OBR. 5 SOFTWAROVÉ ROHRANÍ REGULACE TURBOGENERÁTORŮ... OBR. 6 VÝPADEK DVOU TRANSFORMÁTORŮ... 4 OBR. 7 PRŮBĚH POKLESU NAPĚTÍ... 7 OBR. 8 PRŮBĚH ODSTAVENÍ TG80 PĚTNOU WATTOVOU... 9 OBR. 9 PRŮBĚH ODLEHČOVÁNÍ ÁTĚŢE... OBR. 0 ONAČENÍ APOJENÍ VINUTÍ... 9 OBR. CELKOVÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA (KRAT 80/90BBA)... 5 OBR. TRANSPOICE (KRAT 80/90BBA)... 5 OBR. TRANSPOICE (KRAT 80/90BBA) OBR. 4 JEDNODUŠENÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA (KRAT 80/90BBA) OBR. 5 CELKOVÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA OP (KRAT 80/90BBA) OBR. 6 TRANSPOICE OP (KRAT 80/90BBA) OBR. 7 TRANSPOICE OP (KRAT 80/90BBA) OBR. 8 JEDNODUŠENÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA OP (KRAT 80/90BBA) OBR. 9 CELKOVÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA (KRAT 00BCA/B)... 6 OBR. 0 TRANSPOICE (KRAT 00BCA/B)... 6 OBR. TRANSPOICE (KRAT 00BCA/B) OBR. JEDNODUŠENÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA (KRAT 00BCA/B) OBR. CELKOVÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA OP (KRAT 00BCA/B) OBR. 4 TRANSPOICE OP (KRAT 00BCA/B) OBR. 5 TRANSPOICE OP (KRAT 00BCA/B) OBR. 6 JEDNODUŠENÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA OP (KRAT 00BCA/B) OBR. 7 CELKOVÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA (KRAT 80/90BFA)... 7 OBR. 8 TRANSPOICE (KRAT 80/90BFA) OBR. 9 TRANSPOICE (KRAT 80/90BFA) OBR. 0 JEDNODUŠENÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA (KRAT 80/90BFA) OBR. CELKOVÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA OP (KRAT 80/90BFA) OBR. TRANSPOICE OP (KRAT 80/90BFA) OBR. TRANSPOICE OP (KRAT 80/90BFA) OBR. 4 JEDNODUŠENÉ NÁHRADNÍ SCHÉMA OP (KRAT 80/90BFA)... 8 TABULKA VÝVODY A JEJICH NASTAVENÁ PRIORITA... 9 TABULKA NAMĚŘENÉ HODNOTY... 6 TABULKA NAMĚŘENÉ HODNOTY... TABULKA 4 NAMĚŘENÉ HODNOTY... TABULKA 5 CELKOVÉ PŘÍSPĚVKY KRATOVÝCH PROUDŮ

11 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Seznam použitých zkratek, symbolů a vysvětlení některých pojmů OP S 0 Ostrovní provoz Rozpadová spojka mezi. a 4. polem na rozvodně E5 0 kv TG80 (TG90) Turbogenerátor 80 (Turbogenerátor 90) SADS MP ROUTER PA FREY6 STE SČE Řídicí systém pro automatický odpínací program Třífázový multifunkční převodník Koncentrátor dat Provozní automatika ostrovního provozu dvou turbogenerátorů Frekvenční relé Středočeská energetická, a.s. Severočeská energetika, a.s. () Sousledná zkratová impedance [Ω] () I k i p S k c R X u k pětná zkratová impedance [Ω] Počáteční souměrný zkratový proud [A] Nárazový zkratový proud [A] Počáteční souměrný zkratový výkon [VA] Napěťový součinitel Rezistance [Ω] Reaktance [Ω] Jmenovité napětí nakrátko [%] S nt Jmenovitý zdánlivý výkon transformátoru [VA] P kt Jmenovité ztráty nakrátko transformátoru [W] x T S Poměrná reaktance K, Korekční součinitel transformátoru K, Korekční součinitel generátoru G S Součinitel pro výpočet nárazového zkratového proudu

12 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Úvod Předkládaná práce je zaměřena na představení problematiky v teplárně ŠKO-ENERGO, s.r.o. s důrazem na implementované rozpadové místo a odpínací program, které zajištují kontinuitu dodávky elektrické energie do automobilky ŠKODA AUTO a.s. v případě selhání dodávky elektrické energie z distribuční soustavy. Text je rozdělen do tří hlavních částí. V první části obecně představím firmu ŠKO-ENERGO, s.r.o. se zaměřením na propojení s distribuční sítí, respektive s automobilkou ŠKODA AUTO a.s. Důleţitou roli v tomto směru hraje venkovní rozvodna E5 0 kv. Druhá část je věnována stavu velmi výjimečnému, avšak pro provoz automobilky v Mladé Boleslavi nepostradatelnému. Jedná se o ostrovní provoz teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. s podnikem ŠKODA AUTO a.s. Je nutné si uvědomit, ţe hlavní myšlenka výstavby teplárny byla potřeba omezit odstávky technologického procesu výroby v automobilce z důvodu výpadku elektrické energie z distribuční sítě. Tyto výpadky v minulosti vedly k výrazným finančním ztrátám automobilky. Ostrovní provoz je stav oddělení automobilky a teplárny od distribuční sítě. Oddělovací místo je implementované přímo na rozvodně 0 kv (E5). V této kapitole se také zmiňuji o posledních dvou ostrovních provozech, které proběhly na podzim v roce 0. Nemalá část této diplomové práce se zaobírá výpočtem zkratových poměrů ve vlastní spotřebě teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o i s ohledem na stav ostrovního provozu. V této kapitole je analytické i numerické řešení zkratových poměrů v síti vlastní spotřeby teplárny na hladině 6 kv a 690 V. Výpočty zkratových poměrů jsou prováděny dle normy ČSN EN

13 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Představení firmy ŠKO-ENERGO, s.r.o. ŠKO-ENERGO, s.r.o., dále jen ŠKO-ENERGO, je provozní společnost, která vznikla v roce 995 zároveň s finanční společností ŠKO-ENERGO FIN. ŠKO-ENERGO FIN vlastní zařízení, především teplárnu a pronajímá ho společnosti ŠKO-ENERGO. Podmětem k zaloţení ŠKO-ENERGO bylo rozhodnutí společnosti ŠKODA AUTO a.s., dále jen ŠKODA AUTO, o vyčlenění svého energetického hospodářství. []. Hlavní procesy ŠKO-ENERGO zajišťuje širokou škálu sluţeb nejen pro svého největšího zákazníka, firmu ŠKODA AUTO, ale současně dodává teplo obyvatelům, podnikům a institucím ve městě Mladá Boleslav. [].. Výroba elektřiny a tepla Teplárna je jádrem společnosti. Hlavními výrobními jednotkami jsou dva fluidní kotle K80 a K90 o parním výkonu 40 t/hod. Jako základní palivo bylo původně černé uhlí, následně se přešlo na směs černého a hnědého uhlí a v současné době se pouţívá pouze hnědé uhlí. Rezerva při výpadku fluidních kotlů je zajištěna parním kotlem K70 o výkonu 60 t/hod, jehoţ základním palivem je zemní plyn. Součástí zařízení jsou dvě odběrové kondenzační turbíny firmy Siemens o výkonu 49 MVA. ásobování teplárny chladící vodou je zajištěno z chladicího systému s chladicí věţí s ventilátorovým chlazením. Dále se vyuţívají tři horkovodní kotle, které slouţí jako záloha na pokrytí špiček v zimním období. [].. Výroba stlačeného vzduchu Výrobu stlačeného vzduchu o tlaku 0,6 MPa zajištují dvě kompresorové stanice s turbokompresory o výkonu 000 Nm /hod. Stlačený vzduch je vyuţíván ve firmě ŠKODA AUTO pro technické účely. Pro speciální pracoviště svařovny, zejména pro roboty, slouţí šroubové kompresory, které vyrábějí stlačený vzduch o tlaku, MPa. []

14 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.. Výroba průmyslové, chladící a DEMI vody Vyuţívá se voda z řeky Jizery, která se dále upravuje neutrálním čeřením a následnou filtrací pro potřebu ŠKODA AUTO a teplárny ŠKO-ENERGO. Demineralizovaná voda se vyrábí chemickou úpravou vody. Takto upravená demineralizovaná voda se pak shromaţďuje v zásobních nádrţích a pomocí čerpadel se dopravuje do teplárny a lakovny. []. Propojení teplárny ŠKO-ENERGO se ŠKODA AUTO K propojení firmy ŠKO-ENERGO s veřejnou sítí, respektive s automobilkou ŠKODA AUTO, slouţí venkovní rozvodna E5 0 kv... Rozvodna VVN 0 kv Rozvodna E5 0 kv je třísystémová, skládá se tedy z přípojnice A, B a C. Do systému A vedou dvě linky, jedna z Mnichova Hradiště (V 9) a druhá přímo z rozvodny Bezděčín (V 94). Do systému B jsou napojeny čtyři linky (V 99, V 994, V 995 a V 996) z rozvodny Čechy střed. Na přípojnici C jsou napojeny dva turbogenerátory z teplárny a tři distribuční transformátory 0/ kv T 0, T 0 a T 0. Tyto tři transformátory slouţí k napájení automobilky ŠKODA AUTO a v normálním provozu jsou vyuţívány vţdy jen dva, třetím je tvořena záloha. Schéma propojení rozvoden a přípojnic v rozvodnách je znázorněno na obr. a v příloze na straně B. Jako fázové vodiče jsou pouţity lana 85 AlFe6 nebo 40 AlFe6. emnící lana jsou typu 50 Fe nebo 4/5 AlFe. Přenosová schopnost vedení V 9 a V94 je 90 MVA a vedení V 99 V 996 je dimenzované na 80 MVA. atíţitelnost všech vedení vedoucích do rozvodny R0/E5 je přibliţně 400 A. Na obr. a v příloze na straně B je k nahlédnutí schéma rozvodny E5/0 KV. Je nutné si uvědomit, ţe 0kV rozvodna E5 není dimenzovaná k tomu, aby slouţila k přelévání výkonu mezi rozvodnami Čechy střed a Bezděčín. 4

15 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 BEDĚČÍN MNICHOVO HRADIŠTĚ V 9 V 9 STARÉ MÍSTO V 94 V 99 V 996 V 994 V 995 ŠKO-ENERGO R0/E5 A B C ŠKODA-Auto DRAŽICE V 99 G G Ml.BOLESLAV A B MILOVICE V 997 V 998 V 99 A ČECHY STŘED B T 40 T 40 Obr. Schéma zapojení rozvoden 5

16 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Obr. Schéma zapojení rozvodny E5/0 KV Provoz teplárny v ostrovním provozu se ŠKODA AUTO V této kapitole se budu podrobně věnovat popisu stavu, který se nazývá ostrovní provoz. Ostrovní provoz je mimořádný druh provozu teplárny, kdy dojde k nedodrţení nastavených parametrů. Jedná se o tyto parametry: - přepětí - podpětí - nadfrekvence - podfrekvence a předpokladu splnění alespoň jedné z podmínek dochází k rozpojení příčné spojky mezi. a 4. polem (tzv. rozpadové místo) ve 0kV rozvodně E5. Tím vznikne ostrovní provoz teplárny se ŠKODA AUTO. Názorné schéma rozvodny E5/0 kv i s podmínkami je pro lepší představivost k nahlédnutí v příloze B. Výroba elektrické energie na obou turbogenerátorech téměř trvale nedokáţe pokrýt celkovou spotřebu v podniku ŠKODA AUTO, proto byl pro případ ostrovního provozu instalován na rozvodně E5 kv tzv. Automatický odpínací program. V případě 6

17 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 nedodrţení výše uvedených parametrů a v případě, kdy je výroba elektrické energie niţší neţ je její spotřeba v automobilce, dojde k okamţitému odpojení předem změřených a předurčených vývodů z rozvodny E5 kv do automobilky. Během ostrovního provozu je trvale snímána a kontrolována frekvence v ostrovní síti na rozvodně E5 0 kv, pomocí instalované frekvenční ochrany FREA 6. Po přechodu do ostrovního provozu se automaticky přepne regulace buzení na turbogenerátorech z regulace podle účiníku na regulaci buzení generátorů podle napětí. V případě, ţe dojde k rychlému zvýšení odběru elektrické energie v automobilce a turbogenerátory toto zvýšení nedokáţou zajistit, dojde k poklesu frekvence v závislosti na velikosti a rychlosti změny této zátěţe. To vyhodnotí FREA 6 a vzápětí provede odpínací program odpojení příslušného vypočteného výkonu zátěţe. Tím se docílí, aby vyráběný výkon byl shodný s poţadovaným. Pokud by tomu tak nebylo, došlo by z důvodu nedodávky poţadované elektrické energie zákonitě k přetíţení generátorů a tím i k jejich odstavení podfrekvenční ochranou. První stupeň podfrekvenční ochrany je nastaven na hodnotu 48,4 Hz, čas zpoţdění tři sekundy. To odpovídá poklesu otáček z 000 na hodnotu 904 otáček za minutu. Aby k odstavení nedošlo, je ještě instalována další frekvenční ochrana FREA 6 na kaţdém turbogenerátoru, ještě před blokovým transformátorem. Tyto ochrany zajistí v případě vzniklých poruch na kotlích, zauhlovacích linkách, při výrobě páry atd., aby turbogenerátory nevypadly a pouze přešly z ostrovního provozu s automobilkou na ostrovní provoz s vlastní spotřebou teplárny (tzv. malý ostrovní provoz). [,] Obr. Blokové schéma typického pouţití rozpadové automatiky [4] 7

18 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0. Automatický odpínací program pro napájení závodu ŠKODA AUTO Odpínací program je softwarové řešení vyhodnocování výkonové bilance v uvaţované oblasti ostrovního provozu pro bezproblémové zajištění napájení výrobního závodu ŠKODA- AUTO. Jako řídicí systém je v tomto případě pouţit program SADS. Odpínací program z řídicího systému přejímá měřené hodnoty, stavy odpojovačů, poruchová hlášení a předává případné poţadavky na vypínání vývodů výkonové odlehčení při ostrovním provozu. Účel programu je trvalé sledování výkonové bilance v oblasti uvaţovaného ostrovního provozu a v případě výkonové deficitu oblasti vybírá, podle předem nastavených priorit, vývody z R kv k odpojení. Program rovněţ zajišťuje, aby v okamţiku vzniku ostrovního provozu nebo při provozu sítě v ostrovním provozu nedošlo k výkonovému přetíţení turbogenerátorů. K dosaţení tohoto cíle je nutné neustálé sledování výkonové bilance, tj. měřením odebíraného výkonu z napájecí sítě, měřením dodávaného výkonu z teplárny a měřením aktuální spotřeby ŠKODA-AUTO. těchto měřených údajů je za normálního provozu (paralelní provoz s distribuční soustavou) počítán výkonový deficit. Při chodu v ostrovním provozu (po odpojení od distribuční soustavy) je hlídána frekvence v síti a její časová změna. Na základě změny frekvence v závislosti na čase je určen výkonový deficit. Monitorování výkonové bilance a způsobu měření se budu blíţe věnovat v následující kapitole. [,4].. Monitorování výkonové bilance ákladním poţadavkem po monitorování výkonové bilance je měření toku výkonu. Výkonová bilance je měřena v rozvodně E5 0 kv. Na základě porovnávání dodávaného výkonu z teplárny (TG 80, TG 90) a měřené spotřeby automobilky ŠKODA AUTO na transformátorech připojených do přípojnice C (T 0, T 0, T 0) je určována bilance uvaţované ostrovní oblasti. Další měření výkonu je na jednotlivých vývodech z rozvodny E5 kv. Tyto výkony jsou důleţité z hlediska určování velikosti odpínané zátěţe, neovlivňující přímo celkovou výkonovou bilanci. Kaţdá jednotlivá kobka v rozvodně kv je zařazena do určité skupiny podle priority odpínání. Vývody s nejniţším číslem priority jsou odpínány jako první. [] 8

19 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Tabulka Vývody a jejich nastavená priorita číslo kobky Vývod a vývody z něj napájené Priorita Přípojnice 5 HA B HA B T B T B V7A - ( V7B, V7C, C8) B 4 V7A - ( V7B, V7C, C8) B 6 5 B 4 5 B M6 - ( TSH ) B 40 M6 - ( TSH ) B 0 MC - ( V, Sur. Kuchyň ) B 7 MC - ( V, Sur. Kuchyň ) B MA - ( MD ) B 48 MA - ( MD ) B 49 M - ( MA, MB, MC, MA, MB, MD, M ) B 6 M - ( MA, MB, MC, MA, MB, MD, M ) B 5 E - ( 6e, E5, M0, M4A, M4B, M5, E6, M5Sv ) B 50 E - ( 6e, E5, M0, M4A, M4B, M5, E6, M5Sv ) B 9 E4 - ( E0, MD, U8, TR/EC ) A 4 E4 - ( E0, MD, U8, TR/EC ) A MB - ( MC, MC, MC, C6, D8 ) A 4 MB - ( MC, MC, MC, C6, D8 ) A 9 E9 - (M4, M5 ) A 9 E9 - (M4, M5 ) A 4 E8A - MA, MB, M, D, D6 ) A 8 E8A - MA, MB, M, D, D6 ) A 7 EA - kotelna A 9, RoBo B... Měření na R KV Hodnoty výkonů a napětí jsou převzaty z třífázových multifunkčních převodníků MP, umístěných v kobkách měření, s výstupní hodnotou proudu 4 0 ma. V systému SADS jsou tyto měřené proudové hodnoty následně přepočítávány na aktuální hodnotu dle rovnice přímky. AM B i A, () DC kde AM je přepočtená analogová hodnota (zobrazovaný údaj měření) i DC A B je vstupní proud do analogového vstupu telemechaniky multiplikativní konstanta aditivní konstanta 9

20 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Snímaná data (stavy, měření) v kaţdé jednotlivé kobce jsou následně uloţena v telemechanice TVN.0. Pro zajištění vysoké spolehlivosti přenosu dat je komunikace prováděná po optickém vlákně. Komunikace na úrovni TVN je řešena jako smyčka zahrnující cca 8 telemechanik a jednu jednotku slouţící k přenosu informací z telemechanik do řídicího systému. Tato jednotka je koncentrátor dat, rovněţ nazývaná jako ROUTER. Router je umístěn v ovládacích skříních R kv, a to v kobkách číslo,, 0,, 4 a 5. Celkem jich je tedy v rozvodně E5 kv umístěno 6 ks. Názorné schéma vývodů v rozvodně E5 kv je k nahlédnutí na obr. 4 a ve větším formátu v příloze B na straně B4. [,4] Sekce v R kv jsou tvořeny kobkami: - ROUTER : kobky ROUTER : kobky ROUTER : kobky ROUTER 4 : kobky ROUTER 5 : kobky ROUTER 6 : kobky 44-5 Obr. 4 Schéma zapojení rozvodny E5 kv 0

21 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0... Měření na R 0 kv Rozvodna 0 kv je rovněţ připojena do řídicího systému s bilanční automatikou. Do řídicího systému jsou přivedeny stavy všech spínačů, měření výkonu a proudu na jednotlivých vývodech, kombinované spojce přípojnic KSP 0 i na rozpadové spojce S 0. Pro zavedení signalizačních stavů, vydávání povelů a posílání měřených hodnot do řídicího systému slouţí opět telemechaniky TVN.0. []. Varianty přechodu do ostrovního provozu se ŠKODA AUTO Poté co dojde k nedodrţení nastavených parametrů a rozpojí se rozpadové místo, můţou nastat tři typy případů přechodu do ostrovního provozu:. Vyráběný výkon na TG odpovídá přibližně požadavkům ve spotřebě Jedná se o ideální stav, při kterém jsou rizika pro přechod do OP a provoz turbogenerátorů v OP ovlivňovány pouze stavem zařízení a plynulostí dodávek jednotlivých médií.. Vyráběný výkon na TG je vyšší, než je požadavek ve spotřebě Tento stav nastává pouze v nepracovních dnech, kdy je odstávka větších spotřeb v podniku ŠKODA AUTO. V tomto případě se přebytečná vyrobená elektrická energie prodává do distribuční soustavy. Po přechodu do ostrovního provozu dojde k odlehčení obou turbogenerátorů a tím pádem i k nárůstu frekvence. Následně dochází ke skokovému sníţení vyráběného výkonu na poţadovanou hodnotu. To můţe mít za následek otevření bypassu vysokotlaké páry do kondenzátorů a případně i najíţděcích ventilů parních kotlů. U vyšších rozdílů výkonů, především v letních měsících, můţe dojít z důvodu niţší chladící kapacity i ke ztrátě vakua na turbínách a k následnému výpadku turbogenerátorů.. Vyráběný výkon na TG je nižší, než je požadavek ve spotřebě Třetí moţný případ je nejčastější. Stav, kdy vyráběný elektrický výkon nepokrývá poptávku ze strany automobilky. V zimních měsících se proto odebírá z distribuční soustavy aţ 0 MW výkonu, v ostatních ročních obdobích to je v průměru kolem aţ 5 MW.

22 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Po přechodu do ostrovního provozu dochází k okamţitému vypínání jiţ předem předurčených vývodů na rozvodně kv E5 přes Automatický odpínací program. Tím se docílí shody mezi výrobou a spotřebou elektrické energie. []. Popis řízení turbogenerátorů během ostrovního provozu Během ostrovního provozu můţou nastat tři moţnosti řízení turbogenerátorů: - Pokud je v provozu pouze jeden turbogenerátor tak se automaticky navolí na regulaci podle frekvence a udrţuje otáčky na 000 ot/min. Operátor nemá moţnost měnit regulaci a jeho řízení. - Pokud jsou v provozu oba turbogenerátory a vyrábějí elektrický výkon do společné sítě s automobilkou ŠKODA AUTO. Jeden turbogenerátor je navolen na regulaci frekvence a druhý na regulaci výkonu. - Pokud je to ţádoucí, je moţnost oba turbogenerátory navolit na regulaci podle frekvence Bezprostředně po přechodu do ostrovního provozu, turbogenerátor předvolený pro regulaci frekvence řídí frekvenci v ostrovní síti. Druhý turbogenerátor přednastavený na regulaci výkonu se snaţí s mírným zpoţděním sledovat výkonový deficit, či přebytek a s mírným zpoţděním dorovnává vyrobený elektrický výkon s aktuální spotřebou automobilky. Nutné zpoţdění je kvůli turbogenerátoru, nastaveném v regulaci frekvence, aby stihl pomáhat vyrovnávat frekvenci a nedostal se s výkonem mimo jeho pracovní rozsah. Důleţitý implementovaný ovladač řídícího sytému se nazývá Provozní automatika ostrovního provozu dvou turbogenerátorů, dále jen PA. Tento ovladač zapíná automatické sledování výkonu turbíny, řídicí frekvenci. PA se automaticky zapíná, pokud je výkon turbogenerátorů vyšší neţ 6 MW. Automaticky se deaktivuje, pokud klesne výkon jedné z turbín pod 5 MW. Během ostrovního provozu je moţné PA deaktivovat. Pak je na operátorovi, aby měnil manuálně výkon turbogenerátorů, pomocí otáček. Ve vypnutém stavu ovladače PA je také moţnost přepnout oba turbogenerátory do regulace podle frekvence. [5]

23 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Obr. 5 Softwarové rozhraní regulace turbogenerátorů (převzato z [5]).4 Přehled ostrovních provozů se ŠKODA AUTO Od výstavby a nainstalování rozpadového místa, které umoţnovalo ostrovní provoz teplárny s automobilkou, uplynulo let a proběhlo celkem ostrovních provozů

24 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 V následujících dvou kapitolách bych se důkladněji věnoval posledním ostrovním provozům se ŠKODA AUTO, které proběhly a Ostrovní provoz se ŠKODA AUTO Po více neţ třech letech se ŠKO ENERGO potýká s dalším ostrovním provozem, kdy nastal pokles napětí na síti 0 kv a šířil se z R0/ČECHY STŘED..5. Příčina přechodu do ostrovního provozu Pokles napětí, dle ČEu, způsobila poštolka a následný výpadek dvou transformátorů, převod 400/0 kv. Pokles napětí na rozvodně E5 0 kv trval 00 ms a dosáhl hodnoty -40 % Un. FREA6 zaznamenala pokles df/dt max = - Hz/s a f < f min = 48,80 Hz a zareagovala za 60 ms od počátku poruchy. Vypínací parametry FREY6 v rozpadovém místě byly překročeny a vypínač S 0 oddělil přípojnice B a C na rozvodně E5. ŠKODA AUTO je v tuto chvíli, tedy v 6:45, zásobovaná energií pouze z teplárny ŠKO ENERGO přes přípojnici C a nastává ostrovní provoz. [6] Obr. 6 Výpadek dvou transformátorů 4

25 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.5. Výkonová bilance Výkonová bilance těsně předtím, neţ nastal výpadek transformátorů 400/0 kv a neţ došlo k rozpojení rozpadového místa, oddělující přípojnice B a C na rozvodně E Bezporuchový stav (t < 0 ms) - TG80 bez vl. spotř. (přednastaven pro výkonovou regulaci v OP) 9,0 MW - TG90 bez vl. spotř. (přednastaven pro otáčkovou regulaci v OP),00 MW - Předávaný výkon do sítě 0 kv celkem 6,0 MW - Dodávka do sítě 0,00 MW - Odběr ze sítě (ze STE),00 MW - Spotřeba ŠKODA AUTO 74,0 MW.5.. Poruchový stav (t = 0-60 ms) - TG80 bez vl. spotř. (přednastaven pro výkonovou regulaci v OP) 4,00 MW - TG90 bez vl. spotř. (přednastaven pro otáčkovou regulaci v OP) 44,00 MW - Předávaný výkon do sítě 0 kv celkem 78,00 MW - Dodávka do sítě 0,00 MW - Odběr ze sítě (ze STE) 0,00 MW - Spotřeba ŠKODA AUTO 56,0 MW - Pokles spotřeby ve ŠKODA AUTO vlivem podpětí 8,0 MW.5. Průběh ostrovního provozu Před vznikem OP je výroba obou turbogenerátorů cca 68,6 MW (TG80 =,764 a TG90 = 5,596), z toho 7,06 MW na vlastní spotřebu. Čistá výroba tedy činí 6, MW a spotřeba ŠKODY AUTO před OP dosahuje 74, MW. Po poruše na síti 0 kv z R0/ČECHY STŘED odpadá dodávaný výkon v celkové výši MW, frekvence v této době klesá se strmostí - Hz/s a generátory se snaţí intuitivně ztracený výkon zastoupit a vyjíţdějí s celkovým výkonem na 78 MW. Po přechodu do ostrova (v čase t 60 ms), 5

26 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 tedy osamocení se ŠKODY AUTO a ŠKO ENERGA na přípojnici C, je zároveň splněno kritérium frekvenční ochrany. Proto v čase t 750 ms, frekvenční ochrana FREA 6 dává povel k odlehčení a odpínací program odepíná celkem 7 kobek v celkové výši, MW. Viz výpis: - kobka č. 7,6 MW - kobka č. 6,6 MW - kobka č. 8 0, MW - kobka č. 0,5 MW - kobka č. 4 0,5 MW - kobka č. 47 0, MW - kobka č. 5,7 MW Celkem odlehčeno -, MW Nastavený deficit MW pro odpínací program je splněn a odlehčení proběhlo v pořádku. Frekvence se ustaluje a dokonce stoupá nad 50 Hz, kvůli zvýšení výkonu generátorů těsně před odlehčením. TG90 nastavená pro otáčkovou regulaci zaznamenává trend frekvence a sjíţdí s výkonem. Totéţ v menší míře dělá i TG80. Frekvence se vyrovnává a TG se ustalují na výrobě cca 44 MW + vlastní spotřeba. tabulky je zřejmý pokles napětí po přechodu do ostrovního provozu, zejména na fázích L-L. Vlivem přechodového děje, z napěťové hladiny 0 kv, dochází k poklesu napětí i na NN ve všech třech fázích. Přechodový děj vygeneroval zákmity v době trvání cca s, o velikosti ±7 % Un. V teplárně však tyto zákmity neměli ţádný vliv na chod zařízení a motorů ve vlastní spotřebě. [6] Tabulka Naměřené hodnoty čintg Čas TG80 TG90 P P U-U U-U U-U I P /výr. U-U U-U U-U I I I P I I čin čin /výr. před. do sítě odběr ze sítě 06:44: , ,596 6,,008 06:45:00 OP , ,8 78,0 0,0 06:45: ,0 0,0 06:45: ,8 0,0 06:45: ,4 0,0 06:45: ,0 0,0 06:46: , ,6 4,9 0,0 06:5: SYN , ,59 46,4 0,0 06:54: ,7 0,0 06:55: ,8,46 06:56: , 4,04 06:57: , 8,877 čin 6

27 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad Shrnutí - výpadek transformátorů, převod 400/0 kv t 0 = 0 ms - přechod do OP se ŠKODA Auto a.s. t = 60 ms - odlehčení, MW výkonu z automobilky t = 750 ms - ostrovní provoz se ŠKODA Auto trval 8: - synchronizace paralelní provoz se sítí ČE/SČE (STE stále bez napětí) 06:5: - přejetí za provozu z R0/BEDĚČÍN na R0/Č. STŘED 0::6 a problém při tomto ostrovním provozu mohlo být povaţováno to, ţe při přechodovém ději se pokles napětí dostal i do automobilky a některé technologické celky zaregistrovaly tento pokles a odstavily řídicí systémy. Spotřeba ŠKODY AUTO klesla ze 74 MW na cca 44 MW..6 Ostrovní provoz se ŠKODA AUTO Tento ostrovní provoz nastal po méně jak dvou týdnech od posledního OP. Pokles napětí se šířil v několika vlnách za sebou. t0 0, 00ms t 40ms t 860ms t 99ms Obr. 7 Průběh poklesu napětí [7] 7

28 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.6. Příčina přechodu do ostrovního provozu Důvod poklesu podle vyjádření ČEu byla poštolka, která v čase t 0 0,00 ms způsobila jednopólový zkrat na kostru portálu na vedení 0 kv, v blízkosti vypínače 0 kv TR0 (0 kv/0 kv) s následným obloukem, který přešel na dvoufázový zkrat a v rychlém sledu i na trojfázový. Následně došlo k explozi jedné z připojovacích průchodek (izolátoru) 0 kv daného vypínače a k destrukci vypínače transformátoru T0 v prostřední fázi. Pokles napětí se šířil v několika vlnách neţ došlo k rozpojení rozpadového místa v R0/E5, pole č.. aznamenaná hloubka poklesu napětí činila -4 % Un po dobu 40 ms a následně -6 % Un po dobu 00 ms. Na první podpětí v čase t 40 ms nezareagovala napěťová ochrana v dělícím místě i kdyţ hodnota poklesu jiţ měla k hodnotě mezní velice blízko. Povel VYP S 0, tedy rozpojení dělícího místa ve 0kV rozvodně E5, přišel aţ v čase t 860 ms, kdy bylo splněno kritérium napěťové ochrany (U < 59 % U n + 80 ms). Samotný chod vypínače v rozpadovém místě trval 79 ms. Ostrovní provoz nastává tedy v čase zkratu. [7] t 99 ms od počátku.6. Výkonová bilance Výkonová bilance těsně předtím, neţ nastal zkrat na vedení 0 kv a neţ došlo k rozpojení rozpadového místa, oddělující přípojnice B a C na rozvodně E Bezporuchový stav (t < 0 ms) - TG80 bez vl. spotř. (přednastaven pro otáčkovou regulaci v OP) 8,0 MW - TG90 bez vl. spotř. (přednastaven pro výkonovou regulaci v OP) 4,50 MW - Předávaný výkon do sítě 0 kv celkem 5,5 MW - Dodávka do sítě,50 MW - Spotřeba ŠKODA AUTO 9,00 MW 8

29 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad Poruchový stav (t = 0-99 ms) - TG80 bez vl. spotř. (přednastaven pro otáčkovou regulaci v OP),50 MW - TG90 bez vl. spotř. (přednastaven pro výkonovou regulaci v OP) 8,50 MW - Předávaný výkon do sítě 0 kv celkem 6,00 MW - Dodávka do sítě 44,50 MW - Spotřeba ŠKODA AUTO 6,50 MW - Pokles spotřeby ve ŠKODA AUTO vlivem podpětí,50 MW Obr. 8 Průběh odstavení TG80 zpětnou wattovou [7].6. Průběh ostrovního provozu Po rozpojení příčné spojky mezi. a 4. polem následuje velké odlehčení obou TG, protoţe se sníţil poţadavek na vyráběný výkon z 5,5 MW (špičkově aţ 6 MW) na pouhých 6,50 MW a poţadavek na dodávaný výkon stále klesal. Proto dochází k přepětí +4 % Un po dobu 700 ms a frekvence dosahuje aţ k 5, Hz. TG80, který je nastaven na hlídání frekvence reaguje a sjíţdí s výkonem a zastavuje se v čase 06:: na 4,5 MW, kdy je frekvence stále vyšší. Do času 06:: reaguje současně s TG80 i TG90, který také sniţuje svůj vyráběný výkon, aby bylo dosaţeno vyrovnání poměru mezi výrobou a spotřebou 9

30 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 výkonu v OP. Protoţe nedochází k poklesu frekvence, tak TG80 sjíţdí s výkonem aţ do té míry, ţe přechází do motorického chodu a je po s odstaven zpětnou wattovou ochranou. TG90 si po přejetí TG80 do motorického chodu stále drţí regulaci výkonu a zvyšuje svůj výkon aţ na 9,669 MW, tj. v čase 06::7 a frekvence je v téţe chvíli 5,04 Hz. měna regulace z výkonové na otáčkovou u TG90 nastává aţ po odstavení TG80 zpětnou wattovou ochranou. Následně tedy, v čase 06::9, TG90 uţ sleduje frekvenci a sjíţdí s výkonem. TG90 v tu chvíli vyrábí pouze 6,675 MW, který byl poţadován v OP a frekvence je ještě 50,8 Hz. K další stabilizaci frekvence dopomohlo frekvenční relé, kdy v čase 06:4:09, FREA 6 zaznamenala pokles frekvence se strmostí -45 mhz/s. Tento pokles splnil kritérium B0 (df/dt > 44 mhz/s a zároveň f < 49,8 Hz) a dává pokyn k odlehčení,7 MW výkonu automobilky ŠKODA AUTO. Viz výpis: - kobka č. 0, MW - kobka č. 5 0,5 MW - kobka č. 6 0, MW - kobka č. 40,0 MW (povel vykonán se zpoţděním 9 s) Celkem odlehčeno -,0 MW V čase 06:: klesala frekvence se strmostí -55 mhz/s a proběhlo odlehčení na základě splnění kritéria df/dt > 5 mhz/s a zároveň f < 49,8 Hz. Splněním těchto podmínek je vyslán příkaz k odpojení,9 MW výkonu. Přehled odpojených vývodů: - kobka č. 0, MW - kobka č. 49, MW - kobka č. 9 0, MW - kobka č. 9 0, MW - kobka č. 5 0, MW Celkem odlehčeno -,0 MW Následně se v čase 06::4 bylo moţné přifázovat k rozvodně BEDĚČÍN (ČE/SČE). Průběh frekvence i s časovým znázorněním je k nahlédnutí na obr. 9. 0

31 f Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Tabulka Naměřené hodnoty Čas P čin TG80 P čin TG90 PčinTG PčinTG PčinTG [ Hz /výr. /výr. výroba před. do sítě vl. Spotřeba 06:: 0,9 7,850 58,78 5,5 6,5 49,99 06::6 OP 6,489 4,600 68,089 58,0 9,789 50, 06::0 6,40,700 8,940,50 6,440 5,58 06:: 4,50,650 7,800 0,0 7,600 5, 06::8-0,04 8,670 8,646,50 7,46 5,7 06::9 0 6,675 6,675 9,50 7,75 50,8 06:6:45 0 8,04 8,04,0 6,94 49,95 06:7:0 0 7,67 7,67 0,00 7,67 49,69 06:7:4 0 6,675 6,675 9,50 7,75 49,87 06:: 0 6,748 6,748 9,6 7,8 49,8 f ] Tabulka 4 Naměřené hodnoty Čas TG80 I I I U-U U-U U-U /výr. U-U U-U U-U /výr. 06:: , ,850 06::6 OP , ,600 06:: ,6 95, 854,5 6, ,700 TG90 P P ] čin I I I čin [ Hz t0 0, 00ms 06 : 4 : : 4 : : : Obr. 9 Průběh odlehčování zátěţe [7]

32 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Vlivem přechodového děje z napěťové hladiny 0 kv dochází k zákmitu-poklesu napětí i na NN straně vlastní spotřeby teplárny ve všech třech fázích. Projevilo se to na výpadku některých pohonů, které jsou řízeny frekvenčním měničem. Tyto dílčí výpadky však neměly ţádný vliv na provoz teplárny. Proto nedošlo k automatickým záskokům, ani případným manipulacím (přepínáním) v rozvodně, jak na VN, tak na NN. [7].6.4 Shrnutí - jednopólový zkrat na kostru portálu na vedení 0 kv t 0 = 0 ms - povel rozpojení dělícího místa t = 860 ms - přechod do OP se ŠKODA Auto a.s. t = 99 ms - přeběh frekvence f max = 5,0 Hz 06:: - přechod TG80 na motorický chod 06::7 - generátorový vypínač TG80 VYP zpětnou wattovou ochranou 06::9 - přechod TG90 z výkonové regulace na otáčkovou 06::9 - odlehčení MW výkonu (df/dt > 44 mhz/s, f < 49,8 Hz) 06:4:09 - odlehčení MW výkonu (df/dt > 44 mhz/s, f < 49,8 Hz) 06:4:48 - odlehčení MW (df/dt > 5 mhz/s, f < 49,8 Hz) 06:: - zpětné přifázování na R0/BEDĚČÍN 06::4 - přifázování TG80 06:6:00 - zpětná manipulace na R0/Č. STŘED 4:5:00 Při citlivějším nastavení napěťové ochrany by ostrovní provoz nastal uţ při prvním poklesu napětí, tj. v čase t 40 ms a nedošlo by k výpadku cca,5 MW výkonu automobilky. Jako další problém vidím dlouhý interval mezi přejetím TG80 do motorického chodu a pozdní změnu regulace TG90 z výkonové na otáčkovou. měna regulace je nastavená aţ po odstavení turbogenerátoru zpětnou wattovou. Jako moţnou úpravu bych viděl nastavení změny regulace z výkonové na otáčkovou, uţ při zaregistrování záporné výkonové bilance na turbogenerátoru. Další průběh ostrovní provozu se ŠKODA AUTO a odlehčování výkonu automobilky proběhlo oprávněně a chod byl bezproblémový.

33 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 kratové poměry v síti vlastní spotřeby VN/NN dle normy ČSN EN Ve všech případech se k určení zkratového proudu v místě zkratu pouţije ekvivalentní napěťový zdroj. Ekvivalentní napěťový zdroj je jediným aktivním napětím soustavy. Všechny síťové napáječe, reaktory, transformátory a asynchronní stroje jsou nahrazeny svou vnitřní impedancí. Pokud se počítají zkratové proudy v soustavách s rozdílnými hladinami napětí, je nutné přepočítat hodnoty impedancí z jedné napěťové hladiny na jinou, obvykle na tu napěťovou hladinu, ve které se má určit zkratový proud. V případě teplárny ŠKO-ENERGO tedy k napěťové hladině 6 kv a 0,690 kv. Názorné schéma vlastní spotřeby je k nahlédnutí v příloze na straně B. [8]. Předpoklady pro výpočet zkratových poměrů Po dobu trvání zkratu se nemění typ zkratu, tj. trojfázový zkrat zůstává trojfázovým po celou dobu trvání zkratu. Po dobu zkratu nedochází k ţádným manipulacím v síti nemění se konfigurace sítě. Odpory oblouku se neuvaţují. Všechny kapacity vedení, paralelní admitance a netočivé statické zátěţe jsou zanedbány Uvaţují se impedance transformátorů pro přepínače odboček v základní poloze. Transformátor T0 uvaţován jako záloha. a normální provoz je povaţován paralelní provoz s DS (pouze spojka č. sepnutá) V ostrovním provozu jsou všechny spojky rozepnuté. Výpočtová část zkratových impedancí netočivých strojů U síťových napáječů, transformátorů, venkovních vedení, kabelů, reaktorů a podobných netočivých zařízení jsou si sousledná a zpětná zkratová impedance soustavy rovny:. [8] ( ) ()

34 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.. Výpočet impedance soustavy 0 kv V soustavě, u které je znám počáteční souměrný rázový zkratový výkon impedanci určit jako: S k, pak lze Q c U S k nq () kde c U nq Q, (00 ) 5, napěťový součinitel pro napětí U nq jmenovité napětí soustavy v bodě připojení napáječe, - Přepočet na 6 kv Q6kV, (00 ) 60 0, , 058 Q 6 kv j V případě soustav se jmenovitým napětím vyšších neţ 5kV a zároveň napájených z venkovních vedení je moţné impedanci Q povaţovat za reaktanci X Q, tj. 0 Q jx Q. V jiných případech, jestliţe není pro rezistanci R Q síťových napáječů známá ţádná přesná hodnota, je moţní dosadit R 0, Q X Q, kde X 0, 995 Q Q. [8].. Výpočet impedance kabelového vedení 0kV Souslednou zkratovou impedanci vedení L R jx lze vypočítat z parametrů, jako jsou průřezy a rozteče vodičů. Impedance nn a vn kabelů závisí na pracovních postupech a normách jednotlivých států. Můţeme je také najít v normě IEC a nebo z údajů od výrobce. [8] L L 4

35 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Ve firmě ŠKO-ENERGO se jedná o 0kV kabelové vedení od blokového transformátoru do rozvodny 0 kv (E5). Jádro kabelu tvoří měď o průměru 40 mm. katalogu byla získána rezistance vodiče R L na jednotku délky, tj. 0,075 Ω/km a indukčnost kabelu L = 0,550 mh/km. Reaktance X L je vypočítána jako součin úhlové frekvence ω, indukčnosti kabelu L a délky l. Kabelové vedení tvoří tři fázové vodiče o délce 40m. R L Rl 0,0750,4 0, 0945 () X L L Ll 500,550 R jx 0,0945 j0, 77 L L 0,4 0,77 (4) (5) L R X 0,0945 0,77 0, 7 L L (6) - Přepočet na 6 kv 60 L 6 kv 0,0945 j0,77 0,8 j0, Výpočet impedance blokového transformátoru 80/90BAT0 Sousledné zkratové impedance R T jx T a poměrnou reaktanci x u dvouvinuťových transformátorů s regulovatelnými odbočkami při zatíţení nebo bez nich je moţné vypočítat ze jmenovitých údajů transformátoru následovně: [8] - strana niţšího napětí uk U ntlv 4 (6,0 ) btlv 0, 6 (7) 00% S nt PkT 90 R btlv,79440 (8) I 458, ntlv X btlv btlv R btlv 0, (,79440 ) 0,0 (9) 6 SnT 500 x btlv X btlv 0, 0,98, (0) U (6,0 ) ntlv 5

36 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 kde u k S nt P kt U ntlv I ntlv x btlv jmenovité napětí nakrátko v procentech jmenovitý zdánlivý výkon transformátoru jmenovité ztráty nakrátko transformátoru jmenovité napětí transformátoru na straně niţšího napětí jmenovitý proud transformátoru na straně niţšího napětí poměrná reaktance blokového transformátoru na straně niţšího napětí Pro výpočet zkratových poměrů ve vlastní spotřebě elektrárenského bloku, dle normy ČSN EN , je nutné pouţít korigované impedance generátoru a blokového transformátoru. [8] Korekční součinitel blokového transformátoru se pak vypočítá pomocí rovnice: K cmax x sin,0 0,980,459 T, S t ng,74, () korigovaná impedance blokového transformátoru tedy je: KbTLV K,74(,79440 j0,) (4,44480 T, S btlv j 0,00), () kde x t poměrná reaktance blokového transformátoru na straně niţšího napětí ng fázový úhel mezi I ng a U ng /, určen pomocí jmenovitého účiníku cos ng 0,9 bthv impedance blokového transformátoru na straně niţšího napětí..4 Výpočet impedance transformátoru T0-6MVA (T0, T0) Distribuční transformátory T0, T0 a T0 jsou trojvinuťové s převodem 0//0,5 kv. Slouţí k napájení spotřeby automobilky ŠKODA AUTO. Výkon kaţdého z nich činí 6 MVA. Napětí nakrátko je 5,8 %. Vzhledem k tomu, ţe nejsou k dispozici jmenovité činné 6

37 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 a induktivní sloţky napětí nakrátko mezi stranami A-B, A-C a B-C, uvaţuji tento transformátor jako dvojvinuťový s převodem 0/ kv. - strana vyššího napětí R X THV THV THV uk U nthv 5,8 (00 ) 0, % S nt PkT 50 0, 9584 I nthv R 0,460 0,9584 0, 09 THV THV - Přepočet na 6 kv THV 60 6kV ,9584 j0,09,854 j90,4..5 Výpočet impedance všeobecného transformátoru 00BCT0 Jedná se o všeobecný transformátor 00BCT0, napájený z přípojnice 00AJA z rozvodny E5 kv. Jmenovitý výkon transformátoru je 0 MVA a napětí nakrátko 0 %. R vtlv vtlv uk U ntlv 0 (6,0 ) 0, % S nt PkT 0,9990 I 8,8 ntlv X vtlv vtlv R vtlv 0,985 (,9990 ) 0,98 vtlv (,9990 j0,98), kde U ntlv jmenovité napětí transformátoru na straně niţšího napětí I ntlv jmenovitý proud transformátoru na straně niţšího napětí 7

38 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0..6 Výpočet impedance transformátoru 80/90BFT0 Jedná se o transformátor 80BFT0 (90BFT0), napájený z rozvodny 80BBA (90BBA) na napěťové hladině 6 kv. Jmenovitý výkon transformátoru je,6 MVA a napětí nakrátko 6 %. - strana vyššího napětí R THV THV uk U nthv 6 (60 ), % S 00,6 0 nt PkT 80 0, 54 4 I nthv X R,5 0,4, 45 THV THV THV 0,4, 45 T HV j..7 Výpočet impedance transformátoru 00BHT0/0 Jedná se o transformátor 00BHT0 (00BHT0), propojující rozvodnu 00BCA (00BCB) na napěťové hladině 6 kv a rozvodnu 00BHA (00BHB) na napěťové hladině 0,4 kv. Jmenovitý výkon transformátoru je,6 MVA a napětí nakrátko 6 %. R T HV T HV uk U nthv 6 (60 ), % S 00,6 0 nt PkT 90 0, 9,5 709 I nthv X R,5 0,709, 9 T HV T HV T HV 0,709, 9 T HV j 8

39 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0..8 Výpočet impedance transformátoru 80/90BFT0 Transformátory 80BFT0 a 90BFT0 jsou trojvinuťové s převodem 6/0,75/0,4 kv. Jmenovité výkony jsou 4,/,5/,6 MVA a napětí nakrátko je 8 %. V případě výpočtů sousledné zkratové impedance transformátorů lze pouţít následující vzorce: A, B a C u trojvinuťových AB ukrab 00% ukxab U j 00% S nta ntab (a) AC ukrac 00% ukxac U j 00% S nta ntac (b) BC ukrbc 00% ukxbc U j 00% S nta ntbc, (c) kde U nta jmenovité napětí na straně A S ntab jmenovitý zdánlivý výkon mezi stranami A a B u krab a u kxab jmenovité činné a induktivní sloţky napětí nakrátko mezi stranami A a B Obr. 0 Označení zapojení vinutí Dále pak jednotlivé sousledné zkratové impedance dopočítáme podle vztahu: A AB AC BC (4a) B BC AB AC (4b) C AC BC AB (4c) 9

40 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Avšak pokud nám není známá induktivní sloţka napětí nakrátko u kx, je moţné zjištění induktivní sloţky napětí nakrátko za pomoci rovnice (5), pouţitím absolutní hodnoty u k a činné sloţky napětí nakrátko u kr. u kx u k u kr 0,08 4,900 79,850 (5) Dosazením do (a, b, c), získáme: AB AC BC 60,5 0,90 j79,85 0 0,0706 j, ,6 0,90 j79,85 0 0,0 j, ,90 j79,85 0 6,6 0 0,0 j,7966 Vloţením výsledků do rovnice (4a, 4b a 4c) získáme celkovou impedanci na jednotlivých stranách: A A 0,05 j0,5749 0,0706 j,498 0,0 j,7966 0,0 j,7966 B B 0,05 j0,5749 0,0 j,7966 0,0706 j,498 0,0 j,7966 C C 0,075 j,7 0,0 j,7966 0,0 j,7966 0,0706 j,498 40

41 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0..9 Výpočet impedance synchronního generátoru 80/90MKA0 V teplárně ŠKO-ENERGO jsou umístěny dva generátory značky Siemens a kaţdý o jmenovitém výkonu 49 MVA. Při výpočtu souměrných rázových zkratových proudů v soustavách napájených z generátorů s blokovým transformátorem je moţné impedanci spočítat následovně: G R G jx d, (6) U ng 6,0 X d xd 0,8 0, S 490 ng (7) Jestliţe nám není známá hodnota rezistance synchronního generátoru je moţné s dostatečnou přesností pouţít tabulkové hodnoty. V našem případě: R 0, 07 pro generátory s Gf X d U ng > kv a S ng < 00 MVA, pak tedy R Gf,07 X 0,070,458 0, 00 0 d, úpravou ve vzorci (6), získáme nový G R jx ( 0,00 j0,458) Gf d (8) G R X 0,00 0,458 0, 46 Gf d Pro výpočet zkratových poměrů ve vlastní spotřebě elektrárenského bloku, dle normy ČSN EN , je nutné pouţít korigované impedance generátoru a blokového transformátoru. [8] Korekční součinitel generátoru se pak vypočítá pomocí rovnice: K cmax x sin,0 0,80,459 G, S d ng,0, (9) 4

42 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 korigovaná impedance generátoru tedy je: KG K,0(0,00 j0,458) (0,004 0,487) G, S G j, (0) kde x d poměrná rázová reaktance synchronního generátoru ng fázový úhel mezi I ng a U ng /, určen pomocí jmenovitého účiníku cos ng 0,9 G impedance synchronního generátoru..0 Výpočet impedance reaktoru 80/90BBT0 Reaktory jsou určeny ke krátkodobému omezení zkratového proudu při poruchových stavech v síti a povaţují se za součást zkratové impedance. Reaktor zapojený ve vlastní spotřebě teplárny ŠKO-ENERGO je pro ukázku přiloţen v příloze na straně A. R R ukr U n , % I rr 0 j0, 094,, () protoţe platí, kde u kr, U n I rr RR X R uvedeny na štítku, () jmenovité napětí soustavy. Výpočtová část příspěvků motorů Motory vysokého napětí a nízkého napětí přispívají k počátečnímu souměrnému rázovému zkratovému proudu I k, k nárazovému zkratovému proudu i p, k souměrnému zkratovému vypínacímu proudu I b a u nesouměrných zkratů také k ustálenému zkratovému proudu I k. [8] 4

43 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Při výpočtu zkratových proudů lze zanedbat ty motory vysokého a nízkého napětí, které s ohledem na schéma zapojení (blokování) nebo funkci (reverzní pohony armatur) nejsou zároveň v provozu. Impedance M R soustavě lze určit vztahem: [8] M jx M asynchronních motorů v sousledné a zpětné sloţkové kde I an / I nm U nm I nm M I an / I nm U nm I nm I an / I nm U S nm poměr záběrného proudu ke jmenovitému proudu motoru jmenovité napětí motoru jmenovitý proud motoru nm, () Pokud neznáme poměr hodnoty: [8] R M / X M, pak lze pouţít s dostatečnou přesností tyto tabulkové / 0,0 R M X M, s X 0, 995 M M pro motory vn o výkonu P nm MW ; / 0,5 R M X M, s X 0, 989 M M pro motory vn o výkonu P nm MW ; / 0,4 R M X M, s X 0, 9 M M pro skupiny nn motorů včetně připoj. kabelů. Následující výpočty impedancí motorů budu vztahovat na příslušné rozvodny vn a nn ve vlastní spotřebě teplárny... Výpočet impedančního příspěvku ze závodu ŠKODA AUTO V tomto výpočtu jsem nahradil všechny motory podniku ŠKODA AUTO, jedním ekvivalentním motorem o výkonu 7,8 MVA 00AJA (00AJB, 00AJC) I an / I nm 6 S nm 7, 8MVA 4

44 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: MŠA U nm (0 ), 40 6 I / I S 6 7,8 0 an nm nm Pokud neznáme poměr R / X, pak lze pouţít s dostatečnou přesností: M M pak tedy: / 0,0 R M X M, s X 0, 995 M M X MŠA,995 0,995,4, 0 MŠA, (4) R, X 0,, 0, (5) MŠA 0 MŠA - Přepočet na 6 kv , j, 0,058 0, j MŠA 6kV.. Výpočet impedance skupin vn motorů v síti vlastní spotřeby Výpočet asynchronních motorů ve vlastní spotřebě na hladině 6 kv je moţné rozdělit do dvou skupin podle poměru (00BCB). I / I. Jedná se o rozvodny 80BBA (90BBA) a 00BCA an nm Počítán bude jeden elektrárenský blok, stejně jako to bylo u předchozích výpočtů. 80BBA (90BBA). I / 5, 5 an I nm. I / 6 an I nm S nm, 6MVA S nm, 06MVA 00BCA (00BCB). I / 5, 5 S nm, 64MVA an I nm. I / 6 S nm 4, 89MVA an I nm 44

45 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0... Výpočet impedance skupin vn motorů na 80/90BBA s I an /I nm =5,5 I an / I nm 5,5 S nm, 6MVA Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mvn U nm (60 ), 80 6 I / I S 5,5,60 an nm nm Pokud neznáme poměr pak tedy: R M / X M R M / X M 0,0, s X M 0, 995 M,, pak lze pouţít s dostatečnou přesností: X Mvn,995 0,995,80, 79 0 Mvn R Mvn, X 0,,79 0, 79 0 Mvn Mvn 0,79 j, Výpočet impedance skupin vn motorů na 80/90BBA s I an /I nm =6 / 6 I an I nm S nm, 06MVA Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mvn U nm (60 ) 5, I / I S 6,060 an nm nm Pokud neznáme poměr R / X, pak lze pouţít s dostatečnou přesností: M M R M / X M 0,0, s X 0, 995 M M, 45

46 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 pak tedy: X Mvn,995 0,9955,6444 5, 66 0 Mvn R Mvn, X 0, 5,66 0, Mvn Mvn 0,566 j5, Výpočet impedance skupin vn motorů na 00BCA/B s I an /I nm =5,5 / 5,5 I an I nm S nm, 64MVA Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mvn U nm (60 ) 5, I / I S 5,5,640 an nm nm Pokud neznáme poměr R M / X M, pak lze pouţít s dostatečnou přesností: / 0,0 R M X M, s X 0, 995 M M, pak tedy: X Mvn,995 0,9955,784 5, 55 0 Mvn R Mvn, X 0, 5,55 0, 55 0 Mvn 0,55 5, 55 Mvn j...4 Výpočet impedance skupin vn motorů na 00BCA/B s I an /I nm =6 / 6 I an I nm S nm 4, 89MVA 46

47 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mvn4 U nm (60 ), I / I S 6 4,890 an nm nm Pokud neznáme poměr R / X, pak lze pouţít s dostatečnou přesností: M M / 0,0 R M X M, s X 0, 995 M M, pak tedy: X Mvn,995 0,995,989, Mvn4 R Mvn4 0 Mvn4, X 0,,99 0, 9 Mvn4 0,9 j, 99.. Výpočet impedance skupin nn motorů v síti vlastní spotřeby Výpočet asynchronních motorů ve vlastní spotřebě na hladině nn je moţné rozdělit do skupin a vztahovat zkratový příspěvek skupin motorů na jednotlivé nadřazené rozvodny. Proto budu dále vztahovat výpočet impedancí k nadřazeným rozvodnám. Motory řízeny frekvenčním měničem neuvaţuji. Pro lepší názornost jsou nn rozvodny na hladinách 690 V a 400 V zobrazeny v příloze na straně B. Jedná se o rozvodny: 690V 400V - 80BFA (90BFA) S nm 0, 98MVA - 80BFC (90BFC) S nm, 600MVA - 80BFB (90BFB) S nm 0, 80MVA - 00BHA (00BHB) S nm, 570MVA 47

48 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0... Výpočet impedance rozvodny 80/90BFA I an / I nm 5 S nm 0, 98MVA Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mnn U nm , I / I S 5 0,980 an nm nm Dle normy ČSN EN , lze následující vztahy pouţít s dostatečnou přesností pro skupiny nízkonapěťových motorů včetně připojovacích kabelu: / 0,4 R M X M, s X 0, 9 M M, pak tedy: - Přepočet na 6 kv X Mnn,9 0,997, ,490 0 Mnn R Mnn,4 X 0,489,490 7,587 0 Mnn 0 Mnn 60 6kV j Výpočet impedance rozvodny 80/90BFC 7,587 j89,490,84 6,767 / 5 I an I nm S nm, 600MVA Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mnn U nm 400 0,000 6 I / I S 5,6 0 an nm nm Dle normy ČSN EN , lze následující vztahy pouţít s dostatečnou přesností pro skupiny nízkonapěťových motorů včetně připojovacích kabelu: 48

49 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 / 0,4 R M X M, s X 0, 9 M M, pak tedy: X Mnn,9 0,9 00 8,440 0 Mnn R Mnn,4 X 0,48,440 7, Mnn - Přepočet na 6 kv Mnn6kV j... Výpočet impedance rozvodny 80/90BFB ,745 j8,440,746 4,49 / 5 I an I nm S nm 0, 80MVA Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mnn U nm 400 9,040 6 I / I S 5 0,80 an nm nm Dle normy ČSN EN , lze následující vztahy pouţít s dostatečnou přesností pro skupiny nízkonapěťových motorů včetně připojovacích kabelu: / 0,4 R M X M, s X 0, 9 M M, pak tedy: X Mnn,9 0,99,040 5, Mnn R Mnn,4 X 0,45,980 5,0 0 Mnn - Přepočet na 6 kv Mnn 60 6kV j 400 5, j5,980,400 8,

50 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad Výpočet impedance rozvodny 00BHA/B I an / I nm 5 S nm, 570MVA Pouţitím vzorce (), získáme impedanci: Mnn U nm ,80 6 I / I S 5,570 an nm nm Dle normy ČSN EN , lze následující vztahy pouţít s dostatečnou přesností pro skupiny nízkonapěťových motorů včetně připojovacích kabelu: pak tedy: / 0,4 R M X M, s X 0, 9 M M, - Přepočet na 6 kv X Mnn 4,9 0,9 0,80 8,790 0 Mnn4 R Mnn 4,4 X 0,48,790 7,890 0 Mnn4 Mnn46kV j ,89 j8,790,7759 4,8.4 Příspěvek zkratových proudů do rozvodny 80/90BBA (6 kv) Pro výpočet zkratových poměrů v místě zkratu je moţné síť převést pomocí transfigurace na ekvivalentní zkratovou impedanci K v místě zkratu. V tomto případě se jedná o rozvodnu 80BBA (90BBA). Případ budu řešit ve dvou variantách zapojení:. Normální provoz - paralelní provoz s distribuční sítí (pouze spojka č. sepnutá). Ostrovní provoz (všechny spojky rozepnuté) Náhradní schéma teplárny je k nahlédnutí v příloze na straně B. Transformátor T0 je uvaţován jako záloha. Numerické výpočty se nachází ve výpočtové příloze C. 50

51 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.4. Paralelní provoz s distribuční sítí Q 6 kv THV 6kV THV 6kV L 6 kv L 6 kv MŠA 6kV MŠA6 kv KbTLV KbTLV vtlv KG R R KG Mvn T HV Mvn4 Mvn4 Mvn T HV T HV Mvn Mvn Mvn Mvn T HV A A B C C B Mnn46kV Mnn46kV Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Obr. Celkové náhradní schéma (zkrat 80/90BBA) Náhradní zkratová impedance od jednoho elektrárenského bloku včetně asynchronních motorů ve vlastní spotřebě a vedení EBM se můţe vyjádřit pomocí rovnice (6). EBM Mnn6kV C Mnn6kV B A Mvn Mvn THV Mnn6kV R KG KbTLV L6kV (6) 5

52 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. EBM ( 0,056 j0,608) Příspěvek zkratové impedance od transformátoru pro napájení ŠKODA AUTO a všeobecného transformátoru i s příspěvkem točivých strojů na napěťové hladině kv ŠKvT se vypočítá podle rovnice (7). ŠKvT THV 6kV MŠA6 kv T HV Mnn46kV Mvn Mvn4 Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. ŠKvT 0,0599 j0, 764 vtlv (7) Příspěvek zkratové impedance od distribučního transformátoru pro napájení automobilky ŠKODA AUTO a příspěvek točivých strojů na napěťové hladině kv je značen jako ŠK. ŠK THV 6kV MŠA 6kV (8) ŠK,854 j90,40 0,058 j0,579 0,0865 j0,484 5

53 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Následně je moţné další upravení náhradního schématu. Q 6 kv ŠKvT ŠK L 6 kv EBM KbTLV KG R T HV Mvn Mvn A Mnn 6 kv B C Mnn 6 kv Mnn 6kV Obr. Transpozice (zkrat 80/90BBA) Příspěvek zkratové impedance z vlastní spotřeby jednoho elektrárenského bloku lze spočítat následovně: VS VS Mnn6kV C Mnn6kV B A Mvn Mvn THV Mnn6kV (9) 5

54 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. VS 0,6008 j0, Q 6 kv ŠKvT ŠK L 6 kv EBM KbTLV KG R VS Obr. Transpozice (zkrat 80/90BBA) Další transpozicí v rovnici (0) získáme zkratovou impedanci A A ŠKvT ŠK EBM Q6kV Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. L6kV KbTLV KG R (0),770 j0,854 A 54

55 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Po úpravě náhradní schéma vypadá následovně: A VS Obr. 4 jednodušené náhradní schéma (zkrat 80/90BBA) Výsledná zkratová impedance 80/ 90BBA na rozvodně 80BBA (90BBA) je: 80/ 90BBA A A VS VS (),770 j0,8540,6008 j0,89487,77 0 j0,854 0,6008 j0, / 90BBA 7,860 j 0,5 Absolutní hodnotu ze zkratové impedance 80/ 90BBA získáme následovně: 80 / 90 BBA 7,86 0 0,5 0,5 Příspěvek počátečního souměrného rázového zkratového proudu do rozvodny 80/90BBA na napěťové hladině 6 kv se vypočítá pomocí vztahu: cu n, 60 I k 5, 098kA () 0,5 80/ 90BBA 55

56 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 takto: Příspěvek nárazového zkratového proudu i p do rozvodny 80/90BBA se můţe vyjádřit i p I k () Součinitel se určí pomocí poměru resistance a reaktance R / X nebo X / R z obrázku 5 z normy ČSN EN nebo výpočtem rovněţ z této normy:,0 0,98e R / X,0 0,98e 7,860 / 0,5,876 (4) Nyní můţeme určit nárazový zkratový proud i p do rozvodny 80/90BBA: ip I,876 5,098 66, 5kA k.4. Ostrovní provoz THV 6kV THV 6kV L 6 kv L 6 kv MŠA 6kV MŠA6 kv KbTLV KbTLV vtlv KG R R KG Mvn T HV Mvn4 Mvn4 Mvn T HV T HV Mvn Mvn Mvn Mvn T HV A A B C C B Mnn46 kv Mnn46 kv Mnn6 kv Mnn6 kv Mnn 6 kv Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Obr. 5 Celkové náhradní schéma OP (zkrat 80/90BBA) 56

57 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 57 Náhradní zkratová impedance od jednoho elektrárenského bloku včetně asynchronních motorů ve vlastní spotřebě a vedení EBM se můţe vyjádřit pomocí rovnice (6). kv L KbTLV KG R kv Mnn HV T Mvn Mvn A B kv Mnn C kv Mnn EBM Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. ) 0,608 0,056 ( j EBM Příspěvek zkratové impedance od transformátoru pro napájení ŠKODA AUTO a všeobecného transformátoru i s příspěvkem točivých strojů na napěťové hladině kv ŠKvT se vypočítá podle rovnice (7). kv THV kv MŠA vtlv Mvn Mvn kv Mnn HV T ŠKvT Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C.

58 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 ŠKvT 0,0599 j0, 764 Příspěvek zkratové impedance od transformátoru pro napájení automobilky ŠKODA AUTO a příspěvek točivých strojů na napěťové hladině kv je značen jako ŠK. ŠK THV 6kV MŠA 6kV ŠK,854 j90,40 0,058 j0,579 0,0865 j0,484 Následně je moţné další upravení náhradního schématu. ŠKvT ŠK L 6 kv EBM KbTLV KG R T HV Mvn Mvn A Mnn 6kV B C Mnn 6 kv Mnn 6 kv Obr. 6 Transpozice OP (zkrat 80/90BBA) 58

59 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 A příspěvek zkratové impedance z vlastní spotřeby jednoho elektrárenského bloku VS lze spočítat následovně: VS Mnn6kV C Mnn6kV B A Mvn Mvn THV Mnn6kV Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. VS 0,6008 j0, ŠKvT ŠK L 6 kv EBM KbTLV KG R VS Obr. 7 Transpozice OP (zkrat 80/90BBA) Další transpozicí v rovnici (5) získáme zkratovou impedanci B B ŠKvT ŠK EBM L6kV KbTLV KG R (5) 59

60 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. B 5,70 j 0,966 Po úpravě náhradní schéma vypadá následovně: B VS Obr. 8 jednodušené náhradní schéma OP (zkrat 80/90BBA) Výsledná zkratová impedance (90BBA) je: OP80/ 90BBA v ostrovním provozu na rozvodně 80BBA OP80/ 90BBA A A VS VS OP,70 j0,966 0,6008 j0, ,70 j0,966 0,6008 j0, / 90BBA 8,70050 j0,67 Absolutní hodnotu ze zkratové impedance OP / 90BBA 80 získáme následovně: OP80 / 90 BBA 8, ,67 0,69 60

61 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Příspěvek počátečního souměrného rázového zkratového proudu do rozvodny 80/90BBA na napěťové hladině 6 kv se vypočítá pomocí vztahu: cu n, 60 I k, 56kA 0,69 OP80/ 90BBA takto: Příspěvek nárazového zkratového proudu i p do rozvodny 80/90BBA se můţe vyjádřit i p I k Součinitel se určí pomocí poměru resistance a reaktance R / X nebo X / R z obrázku 5 z normy ČSN EN nebo výpočtem rovněţ z této normy:,0 0,98e R / X,0 0,98e 8,70050 / 0,67,859 Nyní můţeme určit nárazový zkratový proud 80/90BBA: i p v ostrovním provozu do rozvodny ip I,859,56 6, 7075kA k.5 Příspěvek zkratových proudů do rozvodny 00BCA/B (6 kv) Pro výpočet zkratových poměrů v místě zkratu je moţné síť převést pomocí transfigurace na ekvivalentní zkratovou impedanci K v místě zkratu. V tomto případě se jedná o rozvodnu 00BCA (00BCB). Případ budu řešit ve dvou variantách zapojení:. Normální provoz - paralelní provoz s distribuční sítí (pouze spojka č. sepnutá). Ostrovní provoz (všechny spojky rozepnuté) Náhradní schéma teplárny je k nahlédnutí v příloze na straně B. Transformátor T0 je uvaţován jako záloha. Numerické výpočty se nachází ve výpočtové příloze C. 6

62 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.5. Paralelní provoz s distribuční sítí Q 6 kv THV 6kV THV 6kV L 6 kv L 6 kv MŠA 6kV MŠA6 kv KbTLV KbTLV vtlv KG R R KG Mvn T HV Mvn4 Mvn4 Mvn T HV T HV Mvn Mvn Mvn Mvn T HV A A B C C B Mnn46kV Mnn46kV Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Obr. 9 Celkové náhradní schéma (zkrat 00BCA/B) Náhradní zkratová impedance od jednoho elektrárenského bloku včetně asynchronních motorů ve vlastní spotřebě a vedení EBM se můţe vyjádřit pomocí rovnice (6). EBM Mnn6kV C Mnn6kV B A Mvn Mvn THV Mnn6kV R KG KbTLV L6kV 6

63 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. EBM ( 0,056 j0,608) Příspěvek zkratové impedance od distribučního transformátoru pro napájení automobilky ŠKODA AUTO a příspěvek točivých strojů na napěťové hladině kv je značen jako ŠK. ŠK THV 6kV MŠA 6kV ŠK,854 j90,40 0,058 j0,579 0,0865 j0,484 Následně je moţné další upravení náhradního schématu. Q 6 kv THV 6kV ŠK EBM EBM MŠA 6kV vtlv T HV Mvn Mvn4 Mvn4 Mvn T HV Mnn46kV Mnn46kV Obr. 0 Transpozice (zkrat 00BCA/B) 6

64 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Příspěvek zkratové impedance z vlastní spotřeby jednoho elektrárenského bloku za všeobecným transformátorem vtlv lze spočítat následovně: vvs T HV Mnn46kV Mvn Mvn4 (6) vvs vvs 0,709 j,9,7759 j4,8 0,55 j5,55 0,9 j,99 0,70 j0, 98 Další transpozicí získáme zkratovou impedanci B B ŠK EBM EBM Q6kV (7) B B 0,0865 j0,484 (0,056 j0,608) (0,056 j0,608) 0 j0,058 0,5 j,980 THV 6 kv B MŠA 6kV vtlv vvs vvs Obr. Transpozice (zkrat 00BCA/B) 64

65 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Následující transpozicí získáme zkratovou impedanci A A B THV 6kV MŠA6 kv vtlv vvs (8) Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. 0,06 0, 048 A j Po úpravě náhradní schéma vypadá následovně: A vvs Obr. jednodušené náhradní schéma (zkrat 00BCA/B) Výsledná zkratová impedance BCA / B 00 na rozvodně 00BCA (00BCB) je: 00BCA / B A A vvs vvs,06 j0,0480,70 j0,98 0,06 j0,048 0,70 j0, BCA / B 5,0680 j0,668 65

66 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Absolutní hodnotu ze zkratové impedance 00BCA / B získáme následovně: 00BCA / B 5,0680 0,668 0,675 Příspěvek počátečního souměrného rázového zkratového proudu do rozvodny 00BCA/B na napěťové hladině 6 kv se vypočítá pomocí vztahu: cu n, 60 I k, 749kA 0,675 00BCA / B takto: Příspěvek nárazového zkratového proudu i p do rozvodny 00BCA/B se můţe vyjádřit i p I k Součinitel se určí pomocí poměru resistance a reaktance R / X nebo X / R z obrázku 5 z normy ČSN EN nebo výpočtem rovněţ z této normy:,0 0,98e R / X,0 0,98e 5,0680 / 0,668,7680 Nyní můţeme určit nárazový zkratový proud i p do rozvodny 00BCA/B: ip I,768,749 56, 8807kA k 66

67 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.5. Ostrovní provoz THV 6kV THV 6kV L 6 kv L 6 kv MŠA6 kv MŠA6 kv KbTLV KbTLV vtlv KG R R KG Mvn T HV Mvn4 Mvn4 Mvn T HV T HV Mvn Mvn A A Mvn Mvn T HV B C C B Mnn46kV Mnn46kV Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Mnn6 kv Mnn6 kv Mnn 6 kv Obr. Celkové náhradní schéma OP (zkrat 00BCA/B) Náhradní zkratová impedance od jednoho elektrárenského bloku včetně asynchronních motorů ve vlastní spotřebě a vedení EBM se můţe vyjádřit pomocí rovnice (6). EBM Mnn6kV C Mnn6kV B A Mvn Mvn THV Mnn6kV R KG KbTLV L6kV Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. EBM ( 0,056 j0,608) 67

68 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Příspěvek zkratové impedance od distribučního transformátoru pro napájení automobilky ŠKODA AUTO a příspěvek točivých strojů na napěťové hladině kv je značen jako ŠK. ŠK THV 6kV MŠA 6kV ŠK,854 j90,40 0,058 j0,579 0,0865 j0,484 Následně je moţné další upravení náhradního schématu. THV 6kV ŠK EBM EBM MŠA 6 kv vtlv T HV Mvn Mvn4 Mvn4 Mvn T HV Mnn46kV Mnn46kV Obr. 4 Transpozice OP (zkrat 00BCA/B) Příspěvek zkratové impedance z vlastní spotřeby jednoho elektrárenského bloku za všeobecným transformátorem vtlv lze spočítat následovně: vvs T HV Mnn46kV Mvn Mvn4 68

69 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 vvs vvs 0,709 j,9,7759 j4,8 0,55 j5,55 0,9 j,99 0,70 j0, 98 Další transpozicí získáme zkratovou impedanci. B OP BOP ŠK EBM EBM (9) B OP 0,0865 j0,484 (0,056 j0,608) (0,056 j0,608) B OP 5,490 j85,70 THV 6kV B OP MŠA 6 kv vtlv vvs vvs Obr. 5 Transpozice OP (zkrat 00BCA/B) 69

70 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Následující transpozicí získáme zkratovou impedanci B B BOP THV 6kV MŠA6 kv vtlv vvs (40) Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. 0,08 0, 58 B j Po úpravě náhradní schéma vypadá následovně: B vvs Obr. 6 jednodušené náhradní schéma OP (zkrat 00BCA/B) Výsledná zkratová impedance (00BCB) je: OP00BCA / B v ostrovním provozu na rozvodně 00BCA OP00 BCA / B B B vvs vvs OP,08 j0,580,70 j0,98 0,08 j0,58 0,70 j0, BCA / B 6,50740 j0,750 70

71 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Absolutní hodnotu ze zkratové impedance OP00BCA / B získáme následovně: OP00BCA / B 6, ,750 0,758 Příspěvek počátečního souměrného rázového zkratového proudu do rozvodny 00BCA/B na napěťové hladině 6 kv se vypočítá pomocí vztahu: cu n, 60 I k, 675kA 0,758 OP00BCA / B takto: Příspěvek nárazového zkratového proudu i p do rozvodny 00BCA/B se můţe vyjádřit i p I k Součinitel se určí pomocí poměru resistance a reaktance R / X nebo X / R z obrázku 5 z normy ČSN EN nebo výpočtem rovněţ z této normy:,0 0,98e R / X,0 0,98e 6,50740 / 0,750,7585 Nyní můţeme určit nárazový zkratový proud 00BCA/B: i p v ostrovním provozu do rozvodny ip I,7585,675 5, 904kA k 7

72 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0.6 Příspěvek zkratových proudů do rozvodny 80/90BFA (690 V) Pro výpočet zkratových poměrů v místě zkratu je moţné síť převést pomocí transfigurace na ekvivalentní zkratovou impedanci K v místě zkratu. V tomto případě se jedná o rozvodnu 80BFA (90BFA). Hodnoty impedancí budu dosazovat přepočtené na napěťovou hladinu 6 kv a výslednou zkratovou impedanci v místě zkratu přepočítám na napěťovou hladinu 690 V. Případ řeším ve dvou variantách zapojení:. Normální provoz - paralelní provoz s distribuční sítí (pouze spojka č. sepnutá). Ostrovní provoz (všechny spojky rozepnuté) Náhradní schéma teplárny je k nahlédnutí v příloze na straně B. Transformátor T0 je uvaţován jako záloha. Numerické výpočty se nachází ve výpočtové příloze C..6. Paralelní provoz s distribuční sítí Q 6 kv THV 6 kv THV 6 kv L 6 kv L 6 kv MŠA 6kV MŠA6 kv KbTLV KbTLV vtlv KG R R KG T HV Mvn Mvn4 Mvn4 Mvn T HV T HV Mvn Mvn Mvn Mvn T HV A A B C C B Mnn46 kv Mnn46 kv Mnn6 kv Mnn6 kv Mnn 6 kv Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Obr. 7 Celkové náhradní schéma (zkrat 80/90BFA) 7

73 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 7 Náhradní zkratová impedance od jednoho elektrárenského bloku včetně asynchronních motorů ve vlastní spotřebě a vedení EBM se můţe vyjádřit pomocí rovnice (6). kv L KbTLV KG R kv Mnn HV T Mvn Mvn A B kv Mnn C kv Mnn EBM Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. ) 0,608 0,056 ( j EBM Příspěvek zkratové impedance od transformátoru pro napájení ŠKODA AUTO a všeobecného transformátoru i s příspěvkem točivých strojů na napěťové hladině kv ŠKvT se vypočítá podle rovnice (7). kv THV kv MŠA vtlv Mvn Mvn kv Mnn HV T ŠKvT Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C ,, j ŠKvT

74 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Příspěvek zkratové impedance od distribučního transformátoru pro napájení automobilky ŠKODA AUTO a příspěvek točivých strojů na napěťové hladině kv je značen jako ŠK. ŠK THV 6kV MŠA 6kV ŠK,854 j90,40 0,058 j0,579 0,0865 j0,484 Následně je moţné další upravení náhradního schématu. Q 6 kv ŠKvT ŠK L 6 kv EBM KbTLV KG R T HV Mvn Mvn A Mnn 6kV B C Mnn 6 kv Mnn 6 kv Obr. 8 Transpozice (zkrat 80/90BFA) 74

75 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Další transpozicí získáme zkratovou impedanci A, která je vyjádřena v rovnici (0) A ŠKvT ŠK EBM Q6kV L6kV KbTLV KG R Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. A,770 j 0,854 A T HV Mvn Mvn A Mnn 6kV B C Mnn 6 kv Mnn 6kV Následně je moţná další úprava: Obr. 9 Transpozice (zkrat 80/90BFA) A A THV Mnn6kV Mvn Mvn A B C Mnn6kV (4) 75

76 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C4. 0,0877, 574 A j Po úpravě náhradní schéma vypadá následovně: A Mnn 6 kv Obr. 0 jednodušené náhradní schéma (zkrat 80/90BFA) Výsledná zkratová impedance napěťovou hladinu 690V je: 80/ 90BFA na rozvodně 80BFA (90BFA), přepočítaná na 80/ 90BFA A A Mnn6kV Mnn6kV / 90BFA,67450 j,0877 j,574,84 j6,767 0,0877 j,574,84 j6, ,04 Absolutní hodnotu ze zkratové impedance / 90 BFA 80 získáme následovně: 80 / 90 BFA, ,04 0,04 Příspěvek počátečního souměrného rázového zkratového proudu do rozvodny 80/90BFA na napěťové hladině 690 V se vypočítá pomocí vztahu: cu n, 690 I k 0, 6440kA 0,04 80/ 90BFA 76

77 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 takto: Příspěvek nárazového zkratového proudu i p do rozvodny 80/90BFA se můţe vyjádřit i p I k Součinitel se určí pomocí poměru resistance a reaktance R / X nebo X / R z obrázku 5 z normy ČSN EN nebo výpočtem rovněţ z této normy:,0 0,98e R / X,0 0,98e,67450 / 0,04,7080 Nyní můţeme určit nárazový zkratový proud i p do rozvodny 80/90BFA: ip I,7080 0, , 099kA k.6. Ostrovní provoz THV 6kV THV 6kV L 6 kv L 6 kv MŠA 6kV MŠA6 kv KbTLV KbTLV vtlv KG R R KG T HV Mvn Mvn4 Mvn4 Mvn T HV T HV Mvn Mvn Mvn Mvn T HV A A B C C B Mnn46 kv Mnn46 kv Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Mnn6kV Mnn6kV Mnn 6 kv Obr. Celkové náhradní schéma OP (zkrat 80/90BFA) 77

78 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 78 Náhradní zkratová impedance od jednoho elektrárenského bloku včetně asynchronních motorů ve vlastní spotřebě a vedení EBM se můţe vyjádřit pomocí rovnice (6). kv L KbTLV KG R kv Mnn HV T Mvn Mvn A B kv Mnn C kv Mnn EBM Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. ) 0,608 0,056 ( j EBM Příspěvek zkratové impedance od transformátoru pro napájení ŠKODA AUTO a všeobecného transformátoru i s příspěvkem točivých strojů na napěťové hladině kv ŠKvT se vypočítá podle rovnice (7). kv THV kv MŠA vtlv Mvn Mvn kv Mnn HV T ŠKvT Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C ,, j ŠKvT

79 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Příspěvek zkratové impedance od distribučního transformátoru pro napájení automobilky ŠKODA AUTO a příspěvek točivých strojů na napěťové hladině kv je značen jako ŠK. ŠK THV 6kV MŠA 6kV ŠK,854 j90,40 0,058 j0,579 0,0865 j0,484 Následně je moţné další upravení náhradního schématu. ŠKvT ŠK L 6 kv EBM KbTLV KG R T HV Mvn Mvn A Mnn 6kV B C Mnn 6 kv Mnn 6kV Obr. Transpozice OP (zkrat 80/90BFA) 79

80 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Další transpozicí získáme zkratovou impedanci B, která je vyjádřena v rovnici (5) B ŠKvT ŠK EBM L6kV KbTLV KG R Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C. B 5,70 j 0,966 B T HV Mvn Mvn A Mnn 6kV B C Mnn 6 kv Mnn 6kV Následně je moţná další úprava: Obr. Transpozice OP (zkrat 80/90BFA) B B THV Mnn6kV Mvn Mvn A B C Mnn6kV (4) 80

81 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Numerický výpočet je přiloţen v příloze na straně C4. 0,0894, 66 B j Po úpravě náhradní schéma vypadá následovně: B Mnn 6 kv Obr. 4 jednodušené náhradní schéma OP (zkrat 80/90BFA) Výsledná zkratová impedance 80/ 90BFA (90BFA), přepočítaná na napěťovou hladinu 690V je: v ostrovním provozu na rozvodně 80BFA OP80/ 90BFA B B Mnn6kV Mnn6kV ,0894 j,66,84 j6,767 0,0894 j,66,84 j6,767 0 OP80/ 90BFA,6990 j ,04 Absolutní hodnotu ze zkratové impedance / 90 BFA 80 získáme následovně: OP80 / 90 BFA,6990 0,04 0,044 Příspěvek počátečního souměrného rázového zkratového proudu v ostrovním provozu do rozvodny 80/90BFA na napěťové hladině 690 V se vypočítá pomocí vztahu: cu n, 690 I k 0, 4kA 0,044 OP80/ 90BFA 8

82 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 takto: Příspěvek nárazového zkratového proudu i p do rozvodny 80/90BFA se můţe vyjádřit i p I k Součinitel se určí pomocí poměru resistance a reaktance R / X nebo X / R z obrázku 5 z normy ČSN EN nebo výpočtem rovněţ z této normy:,0 0,98e R / X,0 0,98e,6990 / 0,04,706 Nyní můţeme určit nárazový zkratový proud 80/90BFA: i p v ostrovním provozu do rozvodny ip I,706 0,4 7, 44kA k.7 Shrnutí výpočtu zkratových poměrů v síti vlastní spotřeby VN/NN Na závěr přikládám celkové shrnutí zkratových proudů v síti vlastní spotřeby teplárny na napěťových hladinách 6 kv a 690 V. Je zřejmý určitý rozdíl ve zkratových poměrech při porovnání normálního provozu s ostrovním provozem. Téměř zanedbatelný rozdíl je však na hladině 690 V. Parametry zkratových proudů v ostrovním provozu nabývají vţdy menších hodnot, proto není nutné s tímto druhem provozu počítat při navrhování ochran. Tabulka 5 Celkové příspěvky zkratových proudů ROVODNY napěťová hladina paralelní provoz s DS (pouze spojka č. - sepnutá) počáteční souměrný rázový zkratový proud [ka] nárazový zkratový proud [ka] ostrovní provoz (všechny spojky rozepnuté) počáteční souměrný rázový zkratový proud [ka] nárazový zkratový proud [ka] 80BBA (90BBA) 6 kv 5,098 66,5,56 6, BCA (00BCB) 6 kv,749 56,8807,675 5,904 80BFA (90BFA) 0,690 kv 0, ,099 0,4 7,44 8

83 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 ávěr Tato práce se zabývá velmi specifickým stavem ve struktuře elektrické sítě, přesněji ostrovním provozem teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o se společností ŠKODA Auto a.s. Cílem bylo detailně a srozumitelně seznámit čtenáře o moţnostech přechodu turbogenerátorů z paralelního provozu s distribuční sítí do uzavřené sítě s automobilkou. Jelikoţ výroba obou turbogenerátorů téměř trvale nedokáţe pokrýt spotřebu firmy ŠKODA Auto a.s., byla nutná instalace automatického programu, který zajišťuje odpínání zátěţe automobilky. Tomuto softwarovému řešení vyhodnocování výkonové bilance byla věnována jedna kapitola. Velká část práce se však věnuje rozboru dvou posledních ostrovních provozů s automobilkou. Pracuje se na neustálém zlepšování regulace a minimalizaci výpadků ve firmě ŠKODA Auto a.s. Proto výsledkem kaţdého nastalého ostrovního provozu je studie, která vede k určitým změnám v regulaci turbogenerátorů a nastavení časových ochran. Problémem občas bývá velký mezičas mezi jednotlivými ostrovy a tudíţ i pomalé dolaďování. V závěru práce se věnuji výpočtu zkratových poměrů v síti vlastní spotřeby teplárny na napěťových hladinách 6 kv a 690 V i s ohledem na výpadek distribuční sítě. e shrnutí výsledků je jasné, ţe rozdíly zkratových proudů na napěťové hladině nn jsou nepatrné, kdeţto na hladině vn uţ rozdíl, mezi paralelním provozem s distribuční sítí a ostrovním provozem, hraje určitou roli. V příloze přikládám jak fotografické přílohy, tak i schématické a výpočtové. 8

84 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Použitá literatura [] Výroční zpráva 00 česká verze [online]. 00 [cit ]. Dostupné z WWW: < >. [] KABRNA, Miroslav. ŠKO-ENERGO, s.r.o. Pracovní předpis: Ostrovní provoz. Mladá Boleslav, s. [] PŘIBÍK, Karel. EGÚ Č. B., a.s. Technická zpráva: Odpojovací program pro napájení závodu ŠKODA AUTO Mladá Boleslav. České Budějovice, s. [4] EGÚ Č. B., a.s. - výrobní program [online]. 009 [cit ]. Dostupné z WWW: < [5] TREHŠL, Richard. ŠKO-ENERGO, s.r.o. Popis řízení turbogenerátorů během ostrovního provozu. Mladá Boleslav, 008. [6] EGÚ Č. B., a.s. Ostrovní provoz ŠKODA AUTO Mladá Boleslav: :45. České Budějovice, 0. [7] EGÚ Č. B., a.s. Ostrovní provoz ŠKODA AUTO Mladá Boleslav:.0.0-6::. České Budějovice, 0. [8] ČSN EN kratové proudy v trojfázových střídavých soustavách - Část 0: Výpočet proudů. Praha: Český normalizační institut, s. 84

85 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 Seznam příloh A. FOTOGRAFICKÉ PŘÍLOHY A. POHLED NA TEPLÁRNU ŠKO-ENERGO... A A. POHLED NA ROVODNU E5 0 KV... A A. POHLED DO ROVODNY E5 KV... A A. 4 POHLED DO REAKTOROVÉ KOBKY... A B. SCHÉMATICKÉ PŘÍLOHY B. SCHÉMA PROPOJENÍ ROVODEN... B B. ROVODNA E5/0 KV A PODMÍNKY PŘECHODU DO OP... B B. NÁHRADNÍ SCHÉMA TEPLÁRNY ŠKO-ENERGO... B B. 4 SCHÉMA APOJENÍ ROVODNY E5 KV... B4 C. VÝPOČTOVÉ PŘÍLOHY C. NUMERICKÉ VÝPOČTY KRATOVÉ IMPEDANCE DO ROVODNY (OBECNÉ ROVNICE)... C ROVODNA 80/90BBA C. NUMERICKÉ VÝPOČTY KRATOVÉ IMPEDANCE DO ROVODNY 80/90BBA (PARALELNÍ PROVO S DS)... C C. NUMERICKÉ VÝPOČTY KRATOVÉ IMPEDANCE DO ROVODNY 80/90BBA (OSTROVNÍ PROVO)... C ROVODNA 00BCA/B C. 4 NUMERICKÉ VÝPOČTY KRATOVÉ IMPEDANCE DO ROVODNY 00BCA/B (PARALELNÍ PROVO S DS)... C C. 5 NUMERICKÉ VÝPOČTY KRATOVÉ IMPEDANCE DO ROVODNY 00BCA/B (OSTROVNÍ PROVO)... C ROVODNA 80/90BFA C. 6 NUMERICKÉ VÝPOČTY KRATOVÉ IMPEDANCE DO ROVODNY 80/90BFA (PARALELNÍ PROVO S DS)... C4 C. 7 NUMERICKÉ VÝPOČTY KRATOVÉ IMPEDANCE DO ROVODNY 80/90BFA (OSTROVNÍ PROVO)... C4 85

86 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 A. Pohled na teplárnu ŠKO-ENERGO A

87 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 A. Pohled na rozvodnu E5 0 kv A. Pohled do rozvodny E5 kv A

88 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 A. 4 Pohled do reaktorové kobky A

89 Analýza ostrovního provozu teplárny ŠKO-ENERGO, s.r.o. se ŠKODA Auto a.s. Michal Novosad 0 B. Schéma propojení rozvoden B