POSOUZENÍ MOŽNOSTI PŘIPOJENÍ NOVÉHO ZDROJE Z HLEDISKA NAPĚŤOVÝCH POMĚRŮ

Transkript

1 VYOKÉ ČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO NIVERITY OF TECHNOLOGY FAKLTA ELEKTROTECHNIKY A KOMNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚTAV ELEKTROENERGETIKY FACLTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMNICATION DEARTMENT OF ELECTRICAL OWER ENGINEERING OOZENÍ MOŽNOTI ŘIOJENÍ NOVÉHO ZDROJE Z HLEDIKA NAĚŤOVÝCH OMĚRŮ EVALATION OF THE OIBILITIE OF THE NEW ORCE CONNECTION TO THE OWER YTEM FROM THE VOLTAGE OINT OF VIEW BAKALÁŘKÁ RÁCE BACHELOR' THEI ATOR RÁCE ATHOR VEDOCÍ RÁCE ERVIOR VOJTĚCH WAERBAER doc. Ing. ETR TOMAN, h.d. BRNO 0

2

3 Bblografcá ctace práce: WAERBAER, V. osouzení možnost přpojení nového zdroje z hledsa napěťových poměrů. Brno: Vysoé učení techncé v Brně, Faulta eletrotechny a omunačních technologí, 0, 8 s. Vedoucí baalářsé práce doc. Ing. etr Toman, h.d.. oděování: Děuj vedoucímu baalářsé práce doc. Ing. etru Tomanov, h.d. za metodcou, pedagogcou a odbornou pomoc a další cenné rady př zpracování mé baalářsé práce. rohlašuj, že jsem svou baalářsou prác vypracoval samostatně a použl jsem pouze podlady (lteraturu, projety, W atd.) uvedené v přloženém seznamu.

4 VYOKÉ ČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Faulta eletrotechny a omunačních technologí Ústav eletroenergety Baalářsá práce osouzení možnost přpojení nového zdroje z hledsa napěťových poměrů Vojtěch Wasserbauer Vedoucí: doc. Ing. etr Toman, h.d. Ústav eletroenergety, FEKT VT v Brně, 0 Brno

5 BRNO NIVERITY OF TECHNOLOGY Faculty of Electrcal Engneerng and Communcaton Department of Electrcal ower Engneerng Bachelor s Thess Evaluaton of the posbltes of the new source connecton to the power system from the voltage pont of vew by Vojtěch Wasserbauer upervsor: doc. Ing. etr Toman, h.d. Brno nversty of Technology, 0 Brno

6 ABTRAKT Tato práce se zabývá posouzením možnost přpojení nového zdroje do dstrbuční sítě 0 V, porovnáním vlvů na tuto síť př zapojení nového zdroje do dvou různých oruhů sítě a př provozu v zmním a letním období. Dále rozebírá ustálený chod sítě a řeší podmíny pro přpojování nových zdrojů do dstrbuční soustavy. Výsledem této práce je pouázání na možné problémy př rozšřování eletrzační soustavy a návrh jejch možného odstranění. KLÍČOVÁ LOVA: Eletrzační soustava; zdroj eletrcé energe; rozvodna; přenosová síť; dstrbuční síť 6

7 ABTRACT Ths wor deals wth examnng the possblty of connectng a new source to the dstrbuton networ of 0 V and comparng the effects on the networ wth the nvolvement of new resources nto two dfferent crcuts durng operaton n the wnter and summer. It descrbes a steady operaton of the networ and solves the condtons for addng new sources nto the grd. The result of ths wor presents possble problems n the electrcty dstrbuton system and a proposal of ther possble removal. KEY WORD: ower system; power supply; substaton; transmsson networ; dstrbuton networ 7

8 Obsah eznam obrázů... 0 eznam tabule... eznam symbolů a zrate... 4 Úvod... 5 Cíl práce... 6 Eletrzační soustava Změny napětí Regulace napětí stálený chod eletrzační soustavy Výpočet ustáleného chodu Lnearzovaný výpočet ustáleného chodu Výpočet ustáleného chodu ntegrační metodou Třídění uzlů... 5 řpojení zdroje do dstrbuční sítě odmíny přpojení Zvýšení napětí Změny napětí př spínání Dlouhodobý flr roudy harmoncých Ovlvnění zařízení HDO řpojení generátorů řpojení synchronních generátorů řpojení asynchronních generátorů řpojení výroben se střídač Ochrany ve výrobně Řízení jalového výonu pínací zařízení... 8

9 5.6 Měření řpojení sít Kvalta eletrcé energe... 6 áza výpočtu osouzení možnost přpojení nového zdroje v prax Zadání chéma sítě 0 V v oblast Brna očáteční hodnoty pro výpočet Naměřené hodnoty v zmním období Naměřené hodnoty v letním období Vypočtené hodnoty Výpočty sítě v zmním období Výpočty sítě v letním období Závěr oužtá lteratura

10 eznam obrázů Obr. 4- Náhradní schéma sítě... 9 Obr. 4- π článe... Obr. 6- áza výpočtu... 4 Obr. 7- íť 0 V v oblast Brna Obr. 7- Výonová blance

11 eznam tabule Tab. 4- Orentace výonů... Tab. 5- Vztažný proud NN... 7 Tab. 5- Vztažný proud VN... 8 Tab. 5- Vztažný proud 0 V... 9 Tab. 5-4 Celový výon výrobních zařízení... 0 Tab. 5-5 Ochrany... Tab. 5-6 ásma účníu... Tab. 6- Výsledy uázy výpočtu... 8 Tab. 6- Změny napětí... 8 Tab. 7- očáteční hodnoty pro výpočet - zma... 4 Tab. 7- očáteční hodnoty pro výpočet - léto Tab. 7- Vlv na napětí, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma Tab. 7-4 Vlv na napětí, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma Tab. 7-5 Celové ztráty, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma Tab. 7-6 Celové ztráty, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma Tab. 7-7 Ztráty čnného výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma Tab. 7-8 Ztráty jalového výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma Tab. 7-9 Ztráty čnného výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma Tab. 7-0 Ztráty jalového výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma... 5 Tab. 7- Vlv na zatížení, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma... 5 Tab. 7- Vlv na zatížení, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma... 5 Tab. 7- Vlv na jednofázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma Tab. 7-4 Vlv na jednofázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma... 55

12 Tab. 7-5 Vlv na jednofázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma Tab. 7-6 Vlv na jednofázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma Tab. 7-7 Vlv na trojfázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma Tab. 7-8 Vlv na trojfázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma Tab. 7-9 Vlv na trojfázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce -zma Tab. 7-0 Vlv na trojfázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce -zma... 6 Tab. 7- Vlv na napětí, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto... 6 Tab. 7- Vlv na napětí, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto... 6 Tab. 7- Celové ztráty, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto Tab. 7-4 Celové ztráty, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto Tab. 7-5 Ztráty čnného výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto Tab. 7-6 Ztráty jalového výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto Tab. 7-7 Ztráty čnného výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto Tab. 7-8 Ztráty jalového výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto Tab. 7-9 Vlv na zatížení, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto Tab. 7-0 Vlv na zatížení, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto Tab. 7- Vlv na jednofázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto... 7 Tab. 7- Vlv na jednofázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto... 7 Tab. 7- Vlv na jednofázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto... 7 Tab. 7-4 Vlv na jednofázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto... 74

13 Tab. 7-5 Vlv na trojfázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto Tab. 7-6 Vlv na trojfázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - léto Tab. 7-7 Vlv na trojfázové zraty ( ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto Tab. 7-8 Vlv na trojfázové zraty (I ), je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - léto... 78

14 eznam symbolů a zrate Zrata HDO NN VN Význam Hromadné dálové ovládání Nízé napětí Vysoé napětí ymbol Velčna Jednota δ Úhel napětí ɛ řesnost - φ Fázový úhel mez napětím a proudem ψ Fázový úhel mpedance c Čntel flru - cos φ Úční - f Frevence Hz I roud A I Rázový zratový proud A I a Maxmální proud spínacího pochodu A I ng Jmenovtý proud generátoru A v, př, zul Maxmální přípustné vztažné harmoncé proudy A/VA I vnn, I vvn, I v0 Maxmální přípustné harmoncé proudy A E Reduční oefcent rozptýlené výroby - max Čntel spínacího rázu - Zratový poměr výonů - TR Reduční oefcent transformátoru - l Déla m Čnný výon W Instalovaný čnný výon W lt Dlouhodobá míra flru - Jalový výon VAr R Měrný odpor vedení Ω/m Zdánlvý výon VA Rázový zratový výon VA 0 Referenční zdánlvý výon VA A Zdánlvý výon výrobního zařízení VA AV Celový přpojtelný zdánlvý výon VA V Zratový výon VA ne Zdánlvý výon jednotlvých rozvoden VA Celový zdánlvý výon VA t Časové zpoždění s Napětí V f Náběhové napětí přjímače HDO V n Jmenovté napětí V u AV Zýšení napětí vlvem přpojení nového zdroje V u max Změna napětí způsobená spínáním zdrojů V X Měrná reatance vedení Ω/m Y Admtance Z Impedance Ω 4

15 Úvod Vzhledem tomu, že se eletrzační soustava dynamcy rozvíjí a že dochází přpojování velého množství zdrojů s olísajícím průběhem výonu, je nutné stavět další zdroje eletrcé energe pro zajštění systémových služeb. Mez tyto zdroje patří napřílad rychle startující eletrárny. Taovou eletrárnou je plynová nebo paroplynová eletrárna. řpojení nového zdroje sebou vša přnese změny poměrů v sít. Z tohoto důvodu je nutné přpojení aždého nového zdroje do eletrzační soustavy pečlvě posoudt z různých hledse a stanovt, zda změny parametrů eletrcé energe vyvolané přpojením tohoto zdroje jsou přípustné č nolv. V této prác se bude posuzovat možnost přpojení špčového plynového zdroje, terý bude převážně vyrovnávat polesy dodávaného eletrcého výonu do sítě z důvodu nestálost výroby především solárních a větrných eletráren. Tento typ zdroje je velce výhodné použít především tam, de potřebujeme velce rychlý náběh eletrárny na požadovaný výon. Je tedy zřejmé, že ombnace plynové nebo paroplynové eletrárny se solárním a větrným eletrárnam je nutná pro bezproblémový chod sítě, protože u těchto zdrojů se mění dodávaný výon velce rychle v závslost na změnách počasí. lynová eletrárna je zařízení, teré využívá zemní plyn pro zísávání eletrcé energe. Ta se vyrábí přeměnou z chemcé energe vázané v palvu. Tepelný oběh plynové turbíny se sládá z omprese vstupního vzduchu, jeho smísení s palvem, teré hoří, a následné expanze spaln v plynové turbíně. Oběh je uzavřen výstupem spaln do omína. oud do cesty spaln vložíme ještě spalnový výmění, terý předává teplo vodě v parním oběhu, dostaneme eletrárnu paroplynovou. Ta má dva tepelné oběhy, a to plynový a parní. V aždém z oběhů se nachází turbína a generátor. tohoto zdroje lze ještě využít teplo nacházející se v tepelném oběhu za turbínou pro centrální zásobování teplem. Z toho důvodu je účnnost těchto zdrojů velm vysoá. Tepelný oběh parní turbíny se sládá z ohřevu tlaové vody na teplotu varu, vypařování, přehřátí páry na pracovní teplotu a následné expanze páry v parní turbíně. Oběh je uzavřen ondenzací páry opět na vodu. 5

16 Cíl práce Cílem této práce je vytvořt přehled o eletrzační soustavě, o jejím provozu, řízení a výpočtu jejího ustáleného chodů. Dále popsat a rozebrat podmíny pro přpojování zdrojů do dstrbuční soustavy. Na onec posoudt možnost přpojení nového zdroje eletrcé energe do sítě 0 V a porovnat vlvy na síť př dvou způsobech zapojení zdroje v letním a zmním období. tanovt jaé zapojení je výhodnější a jaá opatření jsou nutná pro bezproblémový chod sítě s tímto novým zdrojem. 6

17 Eletrzační soustava [] Eletrzační soustava se zabývá výrobou eletrcé energe, její přeměnou, přenosem, rozvodem a použtím. Všechny tyto procesy je nutné jednotně řídt. Řízení provozu eletrzační soustavy má tedy za úol zajštění výonu a množství eletrcé energe př dodržení hospodárnost a předepsané valty. ř posuzování valty eletrcé energe se zabýváme frevencí, napětím, symetrí a harmoncým průběhem. Tato práce je zaměřená na změny a řízení napětí.. Změny napětí Změny napětí jsou nejčastěj vyvolány změnam zatížení nebo změnam ve výrobě eletrcé energe. Z důvodu ctlvost spotřebčů eletrcé energe je nutné udržet napětí v určtých mezích. V přenosových sítích 400, 0 V a v dstrbučních sítích 0 V jsou meze určeny vlastnostm zolace, ztrátam v železe transformátorů a stabltou regulace generátorů. V dstrbučních sítích (5) V potom meze určují požadavy odběratelů na účnnost nebo žvotnost spotřebčů. Vlv odchyle napětí od jmenovté hodnoty na spotřebče lze uázat napřílad na žárovce, de změní-l se napětí o 5 %, změní se svítvost přblžně o 0 %. Dalším důsledem je snížení žvotnost. odobné účny můžeme sledovat u zářve, avša žvotnost těchto světelných zdrojů se snžuje jen nepatrně. tepelných spotřebčů je potom rozdíl výonů roven druhé mocnně rozdílu napětí. Obdobně lesá výon u asynchronních motorů.. Regulace napětí rostředy pro regulac napětí můžeme rozdělt do něola supn: Transformátory s přepínáním odboče vnutí Zdroje pro výrobu jalového výonu (synchronní stroje a ondenzátory) Kompenzace mpedance vedení pomocí ondenzátorů V prvním případě používáme regulační transformátory s 8 až 6 regulačním stupn. řepínání odboče je ovládáno dálově a probíhá pod zatížením. Dále můžeme využít transformátorů s odbočam. Ty slouží vyrovnání rozdílů úbytů napětí a mohou se přepojt jen ve vypnutém stavu. Dalším transformátory mohou být transformátory s příčnou regulací, teré řídí toy čnných a jalových výonů v ruhových sítích a u terých můžeme regulovat fázový posun mez vstupním a výstupním napětím. V druhém případě požíváme synchronní generátory, u nchž je vyráběný jalový výon závslý na maxmálním dovoleném proudu statorem a na mez budícího proudu. Dále používáme synchronní ompenzátory. To jsou v podstatě nezatížené synchronní motory, teré dodávají v přebuzeném stavu jalový výon až do své jmenovté hodnoty. řpojují se obvyle na tercální vnutí transformátoru a jejch výhodou je velm pružné přzpůsobení výroby podle 7

18 zatížení sítě. Dalším výrobc jalového výonu jsou venovní a abelová vedení př zatížení pod hodnotou přrozeného výonu a statcé ondenzátory. Ve třetím případě dodáváme jalový výon přímo v místě spotřeby eletrcé energe přpojením ondenzátorů e svorám spotřebče. Z důvodu odlšných požadavů na dstrbuční a přenosové soustavy je jejch regulace napětí poněud odlšná. ř regulac napětí v dstrbučních sítích a 5 V domnují požadavy provozního zabezpečení výroby a přenosu, protože srze tyto sítě jsou zásobován téměř všchn odběratelé. Většnou se regulace provádí pomocí odboče na transformátorech 0 / (5) V, což je v podstatě poslední možné místo před spotřebč. žíváme zde dvou metod. A to regulace na onstantní napětí a automatcá regulace s ompaundací. Do dstrbučních sítí 0 V je přpojeno přes 50 % eletráren. Zbyte výroby je přpojen do přenosových sítí 400 nebo 0 V a přes sítě 0 V je přenášen e spotřebě. Na tyto sítě jsou přpojeny transformátory s možností regulace pod zatížením. Z těchto vlastností je zřejmé, že v těchto sítích je podstatná regulace za využtí jalové výroby eletráren, teré jsou do ní přpojené. nahou je, aby tato výroba poryla vešerou spotřebu jalového výonu v dané oblast, proto aby byly přenosy tohoto výonu přes sítě 400 a 0 V co nejmenší. Regulace pomocí odboče transformátoru se zde téměř nevyužívá, protože tento způsob neřeší úbyty napětí spojené se spotřebou jalového výonu odběratel. Nejlepším způsobem je řešt tento problém ompenzací přímo u spotřebtele. V přenosové soustavě 400 a 0 V se regulace provádí pomocí výroby jalového výonu, regulací výonu synchronních ompenzátorů a přepínáním odboče transformátorů 400 / 0 V, 0 / 0 V a 400 / 0 V. Je zřejmé, že důležtou rol v této problematce hraje regulace pomocí jalového výonu. ř špatné ompenzac jalového výonu přímo u spotřebtelů vša může dojít problémům. Dojde-l polesu napětí v přenosové soustavě, ompenzuje se pomocí automatcých regulátorů napětí generátorů. oud by byl tento poles napětí větší, probíhá regulace pomocí odboče transformátorů, terá ovšem neřeší nedostate jalového výonu. To má za následe další poles napětí a celý proces poračuje opět od začátu. To může způsobt až zhroucení celého systému. Z těchto důvodů je regulace napětí velce důležtým úolem př řízení eletrzačních soustav. 8

19 4 stálený chod eletrzační soustavy [] ro řízení provozu eletrzační soustavy pro její rozšřování je důležté znát napěťové poměry, ztráty, jalové a čnné výony v jejích jednotlvých úsecích. ro tyto účely nám slouží výpočet ustáleného chodu eletrzační soustavy. stálený chod je stav, př terém je možné považovat proměnné parametry za onstantní. To znamená, že př ustáleném chodu neprobíhají žádné poruchy, údery blesu, přpojování an odpojování zátěží a zdrojů, přepínání odboče vnutí. Taový stav v prax většnou nenastává, ale používáme ho proto, že provozní poměry sítí dovolují přjmout určtá zjednodušení. 4. Výpočet ustáleného chodu Výpočet provádíme většnou pro maxmální a mnmální hodnoty zatížení. rotože se počítá s čnným jalovým výony, musíme řešt ustálený chod něterou z ntegračních metod pro výpočet nelneárních rovnc. Z důvodu složtost a zdlouhavost těchto metod se často tyto výpočty lnearzují. 4.. Lnearzovaný výpočet ustáleného chodu Lnearzac provedeme vydělením výonů v uzlech sítě střední hodnotou očeávaného napětí nebo napětím jmenovtým. Dále pa počítáme pomocí metody uzlových napětí nebo metody smyčových proudů. Důsledem toho je snížená přesnost výpočtu. estavení soustavy rovnc provedeme následujícím způsobem. Máme zapojení podle Obr. 4-. Obr. 4- Náhradní schéma sítě 9

20 Iˆ Yˆ Yˆ Yˆ Yˆ 4 ˆ 0 I ˆ Y ˆ Yˆ Yˆ Yˆ 4 ˆ 0, (4.) Iˆ Yˆ ˆ Yˆ Yˆ ˆ Y4 0 ˆ I 4 ˆ ˆ ˆ ˆ Y4 Y4 Y4 Y44 ˆ 40 de ˆ 0, ˆ ˆ ˆ 0, 0, 40 jsou neznámá napětí mez uzly,,, 4 a uzlem 0, Iˆ, Iˆ, Iˆ, Iˆ jsou proudy teoucí do uzlu (se znaménem ) a z uzlu (se znaménem -), Yˆ, Yˆ, Yˆ 4, Yˆ 44 jsou součty admtancí přpojených do daného uzlu, ostatní Yˆ jsou admtance mez jednotlvým uzly se znaménem. oustavu rovnc můžeme taé napsat ve tvaru: n Iˆ Yˆ ˆ pro,,,. n, (4.) j j j de n je počet uzlů v sít bez referenčního uzlu 0. oud nebudeme počítat s příčným admtancem, bude matce [ Yˆ ] sngulární, proto v tomto případě provedeme tazvanou elmnac blančního uzlu a budeme postupovat následovně. rotože jeden z uzlů musí nahradt neznámé proudy teoucí příčným větvem a vyrovnávat ta dodávy a odběry, musíme v tomto tazvaném blančním uzlu zadat známé napětí. V našem případě je blančním uzlem uzel. oté můžeme přepsat soustavu rovnc (4.) tato: Iˆ I ˆ ˆ I Yˆ Y ˆ ˆ Y 4 ˆ ˆ ˆ Yˆ Y ˆ ˆ Y 4 Yˆ Yˆ Yˆ 4 Yˆ Yˆ Yˆ ˆ ˆ ˆ (4.) a rovnc (4.): n j n Iˆ Yˆ ˆ Yˆ ˆ Yˆ ˆ pro,, 4, n. (4.4) j j j j j j Tuto soustavu rovnc poté vyřešíme a zjstíme ta neznámá uzlová napětí. A naonec dopočítáme blanční proud Î př určení proudů v jednotlvých větvích. odběrových uzlů udáváme proud se znaménem a u uzlů s dodávou se znaménem. Názorně je vdět orentace výonů z tabuly Tab

21 Tab. 4- Orentace výonů: zel s dodávou zel s odběrem > 0 < 0 Indutvní posun proudu > 0 < 0 Kapactní posun proudu < 0 > 0 Je vdět, že poud je do uzlu dodáván ndutvní jalový výon nebo odebírán apactní jalový výon, jsou znaména stejná. roto se ompenzac jalového výonu pomocí paralelně přpojených ondenzátorů e svorám spotřebče říá výroba jalového výonu v místě spotřeby ndutvního jalového výonu. Jsou-l nahrazeny prvy sítě π člány podle Obr. 4-, pa platí pro uzel : Iˆ ( ˆ ˆ ) ˆ ˆ ˆ j yj y0, (4.5) ˆ j ˆ Iˆ. (4.6) Obdobně pro uzel j: Iˆ ( ˆ ˆ ) ˆ ˆ ˆ j j yj j y j0, (4.7) ˆ j j j j ˆ j Iˆ j. (4.8) Čnné a jalové ztráty v tomto π článu jsou: j. j j, j (4.9) (4.0) Obr. 4- π článe

22 Z rovnce (4.6) vyjádříme proud: j I ˆ ˆ ˆ ˆ. (4.) ř porovnání s rovncí (4.4) dostaneme: n j j j Y j I ˆ ˆ ˆ ˆ pro,,. n. (4.) 4.. Výpočet ustáleného chodu ntegrační metodou oužjeme napřílad Gauss-edlovu metodu pro řešení soustavy nelneárních rovnc: n n n n n y x x x f y x x x f y x x x f ),..., (... ),..., ( ),..., (. (4.) o úpravě: ),..., (... ),..., ( ),..., ( n n n n n n x x x y x x x x y x x x x y x Φ Φ Φ. (4.4) Integrační postup výpočtu ořenů: ),,..., (... ),..., ( ),..., ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( n n n n n n n x x x x y x x x x y x x x x y x Φ Φ Φ, (4.5) de () označuje.,.,. terac. Výpočet ončí až rozdíl: ε x x ) (, (4.6) de ε je zadaná přesnost výpočtu. Tuto metodu nyní použjeme pro výpočet ˆ. Rovnc rozepíšeme: ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ j n j j j j j Y Y Y j. (4.7) Vyjádříme ˆ : ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ j n j j j j j Y Y j Y pro,,. n. (4.8)

23 řepíšeme do nteračního tvaru: ( ) ( n ˆ ) j ( ) ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ Yj j Yj j pro,,. n. (4.9) ˆ Y j j Výpočet tedy ončí, je-l splněna podmína: ˆ ( ) ˆ de ε je přesnost. ε, (4.0) 4. Třídění uzlů stálený chod je určen absolutní hodnotou napětí, úhlem napětí δ, čnným výonem a jalovým výonem. zly se tedy rozlšují podle toho, teré z těchto velčn jsou známé a teré se dopočítávají pomocí rovnc ustáleného chodu. Máme záladní tř třídy uzlů: a) Třída (, δ) blanční uzel: Blanční uzel je uzel, ve terém je známo napětí a jeho úhel. Tento uzel hradí nerovnováhu uzlových výonů, ztráty čnného a jalového výonu v sít. Z toho vyplívá, že v blančním uzlu by měl být zdroj výonu. Tento uzel je vhodné umístt do eletrcého středu sítě, je to zpravdla uzel s největší vlastní admtancí. Čnný a jalový výon jsou dopočítávány. b) Třída (, ): Jsou to uzly se známým dodávaným (se znaménem ) nebo odebíraným (se znaménem -) čnným a jalovým výonem. Dopočítává se napětí a jeho úhel. c) Třída (, ): Zde se vysytují tzv. regulační nebo ompenzační uzly, což jsou uzly se zadaným čnným výonem a absolutní hodnotou napětí. Dopočítává se jalový výon, terý je nutno dodávat č odebírat, aby bylo dodrženo zadané napětí. Taé se počítá úhel tohoto napětí.

24 5 řpojení zdroje do dstrbuční sítě ro přpojení nového zdroje do dstrbuční sítě je zapotřebí znát: napěťové poměry ve všech posuzovaných uzlech sítě př jejím maxmálním a mnmálním zatížení zatížtelnost jednotlvých prvů sítě parametry zpětných vlvů na dstrbuční soustavu, tj. zejména změny napětí vyvolané trvalým provozem výrobny, změny napětí př spínání, útlumu sgnálu HDO, flru, harmoncých K zabránění zavlečení zpětného napětí do dstrbučních sítí je zapotřebí zajstt techncým opatřením, aby přpojení vlastní výrobny bylo možné pouze tehdy, dyž jsou všechny fáze sítě pod napětím. K přpojení může být použt ja spínač, terý spojuje celé zařízení odběratele se sítí, ta spínač, terý spojuje generátor, popř. více paralelních generátorů, se zbylým zařízením odběratele. Zapnutí tohoto vazebního spínače musí být bloováno do té doby, doud není na aždé fáz napětí mnmálně nad rozběhovou hodnotou podpěťové ochrany. K ochraně vlastní výrobny se doporučuje časové zpoždění mez obnovením napětí v sít a přpojením výrobny v rozsahu mnut. [6] 5. odmíny přpojení [6] Aby nebyla rušena zařízení dalších odběratelů, je zapotřebí omezt zpětné vlvy místních výroben. ro posouzení je třeba vycházet z podmíne pro přpojení. Bez další ontroly zpětných vlvů mohou být výrobny přpojeny, poud poměr zratového výonu sítě V e jmenovtému výonu celého zařízení ra je větší než 500. ro ndvduální posouzení přpojení jedné nebo více vlastních výroben v jednom společném napájecím bodu je třeba vycházet z následujících mezních podmíne: 5.. Zvýšení napětí Zvýšení napětí, u AV vyvolané provozem přpojených výroben, nesmí v nejnepříznvějším případě přeročt % pro výrobny s přípojným místem v sít VN a 0 V ve srovnání s napětím bez jejch přpojení, pro výrobny s přípojným místem v sít NN nesmí přeročt %. oud je v sít NN a VN jen jedno přípojné místo, je možné tuto podmínu posoudt jednoduše pomocí zratového poměru výonů: V, A max (5.) de V je zratový výon v přípojném bodě a Σ Amax je součet maxmálních zdánlvých výonů všech přpojených výroben. 4

25 oud je síť NN a VN slně ndutvní, pa nelze použít posouzení pomocí čntele, protože dodávaný výon bude slněj omezen, než je zapotřebí dodržení zvýšení napětí. V taovém případě je nutné provést výpočet s omplexní hodnotou mpedance sítě a s jejím fázovým úhlem ψ V, terý posytne mnohem přesnější výslede. odmína pro maxmální výon je poté pro výrobny s předávacím místem v sít VN: A % V V max, (5.) cos ( ψ ϕ) 50 cos( ψ ϕ) V pro výrobny s předávacím místem v sít NN: A V % V V max, (5.) cos ( ψ ϕ) cos( ψ ϕ) V V de ϕ je fázový úhel mez proudem a napětím výrobny př maxmálním zdánlvém výonu Amax. výroben, teré odebírají ze sítě jalový výon (např. asynchronní generátory, podbuzené synchronní generátory, sítí řízené střídače) platí: > 0 a < 0 70 ϕ E 60 (-90 ϕ E 0 ). V mnoha případech je v prax udán maxmální přpojtelný výon Amax, pro terý je pa zapotřebí určt zvýšení napětí v přípojném bodu podle vztahu: u AV A max cos ( ψ ϕ) V V. (5.4) V propojených sítích, v sítích 0 V a nebo př provozu více rozptýlených výroben v sít je zapotřebí určovat zvýšení napětí s pomocí omplexního chodu sítě. řtom musí být dodržena podmína pro zvýšení napětí v nejnepříznvějším přípojném bodě. 5.. Změny napětí př spínání Změny napětí ve společném napájecím bodě u max, způsobené přpojováním a odpojováním jednotlvých generátorů nebo zařízení, nevyvolávají nepřípustné zpětné vlvy, poud největší změna napětí pro výrobny s předávacím místem v sít NN nepřeročí % a s předávacím místem v sít VN %. Toto platí, poud spínání není častější než jednou za,5 mnuty. ř velm malé četnost spínání, např. jednou denně, se mohou přpustt větší změny napětí, poud to dovolí poměry v sít. ro výrobny v sít 0 V platí pro omezení změny napětí vyvolané spínáním: a) Normální provoz: pínání jedné výrobní jednoty - u max 0,5% pínání celého zařízení - u max % b) oruchový provoz: ro změnu napětí př spínání celého zařízení - u 5 max % 5

26 V závslost na zratovém výonu V a jmenovtém zdánlvém výonu ne jednotlvé výrobny lze odhadnout změnu napětí: u ne max max, V (5.5) de max je největší spínací ráz a udává poměr největšího proudu I a, terý se vysytuje v průběhu spínacího pochodu e jmenovtému proudu generátoru I ng : I a max. I ng (5.6) čntele zapínacího rázu se vysytují následující směrné hodnoty: max synchronní generátory s jemnou synchronzací, střídače, max 4 asynchronní generátory přpojované s 95 až 05 % synchronních otáče, max I a /I ng asynchronní generátory motorcy rozbíhané ze sítě, max 8 poud není známo I a. Asynchronní stroje přpojované přblžně se synchronním otáčam mohou vlvem svých vntřních přechodných jevů způsobt velm ráté polesy napětí. Taovýto poles smí dosáhnout dvojnásobu jna přípustné hodnoty, tj. pro sítě VN 4 %, pro sítě NN 6 %, poud netrvá déle než dvě perody a následující odchyla napětí od hodnoty před polesem napětí nepřeročí jna přípustnou hodnotu. ohledem na mnmalzac zpětného vlvu na dstrbuční síť je zapotřebí zamezt současnému spínání více generátorů v jednom předávacím místě. Toho dosáhneme časovým odstupňování jednotlvých spínání, teré je závslé na vyvolaných změnách napětí. ř maxmálním přípustném výonu generátoru musí být mnmálně,5 mnuty. ř zdánlvém výonu generátoru do polovny přípustné hodnoty postačí odstup s. 5.. Dlouhodobý flr Změny zatížení mají za následe změny úbytů napětí na mpedancích sítě a tím změny dodávaného napětí. roto je potřeba ontrolovat, zda nedochází nepřípustným změnám napětí a s nm spojeným nepřípustným hodnotam flru. [8] ro posouzení jedné nebo více výroben v jednom předávacím místě je zapotřebí se zřetelem na olísání napětí vyvolávající flr dodržet ve společném napájecím bodě NN a VN mezní hodnotu: 0,46, lt ve společném napájecím bodě 0 V mezní hodnotu: 0,7, lt de lt je dlouhodobá míra flru a určuje se podle čntele flru c: ne lt c. V (5.7) 6

27 oud je vypočtená hodnota větší než 0,46, je možné do výpočtu zahrnout fázové úhly: ne lt c cos ( ψ V ϕ). (5.8) V výrobny s více jednotlvým zařízením je zapotřebí vypočítat lt pro aždé zvlášť a výslednou hodnotu pro flr ve společném napájecím bodě určt podle následujícího vztahu: lt res lt. zařízení s n stejným jednotam je výsledný čntel pro flr: (5.9) ne lt n res lt n c. (5.0) V 5..4 roudy harmoncých ynchronní generátory eletráren můžeme považovat za zdroje snusových napětí a taé můžeme říc, že transformátory přenášejí napětí a proudy bez podstatných zreslení. Naopa proudy teoucí do něterých zařízení spotřebtelů jsou nesnusové a způsobují na mpedancích sítě úbyty napětí, teré romě složy s mtočtem sítě obsahují harmoncé. Harmoncé vznají především u zařízení se střídač nebo měnč frevence. [8] a) Výrobny v sítích NN: Za předpoladu, že do sítě NN nemohou být přpojeny více než dvě větší vlastní výrobny s maxmálním výonem do 0 % jmenovtého výonu dstrbučního transformátoru, je přípustný harmoncý proud I vnn : I V vnn v, snψ V de v je maxmální vztažný harmoncý proud určený z tabuly Tab. 5-. Tab. 5- Vztažný proud NN: (5.) Řád harmoncé v [A/MVA] 5 7,5,5 b) Výrobny v sítích VN: ro pouze jedné předávací místo v sít VN lze určt celové v tomto bodě přípustné harmoncé proudy I vvn : I vvn, př V de př je maxmální vztažný harmoncý proud z Tab. 5-. (5.) 7

28 oud je ve společném napájecím bodu přpojeno něol zařízení, pa se určí harmoncé proudy přípustné pro jednotlvá zařízení: I A vvn př V, (5.) AV de A je zdánlvý výon zařízení, AV je celový přpojtelný výon v tomto napájecím bodě. Tab. 5- Vztažný proud VN: Řád harmoncé př [A/MVA] síť V síť 5 V 5 0,058 0,0 7 0,04 0,0 0,06 0,05 0,09 0,0 7 0,0 0, ,009 0,005 0,006 0,00 Jsou-l přeročeny přípustné hodnoty harmoncých proudů, pa jsou zapotřebí podrobnější posouzení. řtom je třeba mít na pamět, že hodnoty přípustných harmoncých proudů jsou voleny ta, aby platly př vyšších frevencích pro ndutvní mpedanc sítě, tj. např. pro čsté venovní sítě. V sítích s významným podílem abelů je ale síťová mpedance v mnoha případech nžší, taže mohou být přípustné vyšší proudy harmoncých. Je-l v sít něol předávacích míst, musí být př posuzování poměrů v jednom předávacím místě brány v úvahu též ostatní předávací místa. odle toho jsou proudy v sít VN přípustné, poud v aždém společném napájecím bodu nepřeročí harmoncé proudy emtované do sítě hodnotu: I AV vvn př V, (5.4) de AV je součet napájecích zdánlvých výonů všech zařízení v daném společném napájecím bodě a je celový výon, pro terý je síť navržena. c) Výrobny v sítích 0 V: řípustné proudy harmoncých jednoho výrobního zařízení se zísají pa pro harmoncé do řádu tato: I v0 A zul V, (5.5) 0 pro harmoncé řádů vyšších a pro mezharmoncé: I v0 A zul V, (5.6) 0 8

29 de I ν0 je přípustný harmoncý proud výrobního zařízení, zul je přípustný vztažný proud harmoncé podle Tab. 5-, V je zratový výon v přípojném bodě, A je přípojný výon výrobního zařízení a 0 je referenční výon. Je-l výrobní zařízení přpojeno úseu vedení mez dvěma transformovnam, dosazuje se za referenční výon 0 tepelný mezní výon tohoto úseu vedení. ř přpojení výrobního zařízení přímo nebo přes záazníovo vedení transformovně se za 0 dosazuje maxmálně transformovně přpojtelný vyráběný výon. Tab. 5- Vztažný proud 0 V: Řád harmoncé zul [A/GVA] 5,6 7,75,4,6 7 0,9 9 0,7 0,46 5 0, 5..5 Ovlvnění zařízení HDO Zařízení hromadného dálového ovládání jsou obvyle provozována s frevencí v rozmezí 8, až 8, Hz. Vysílací úroveň je obvyle,5 % až,5 % n. Vysílače HDO jsou dmenzovány na zatížení, jež do určté míry vychází z 50 Hz zatížení sítě, terou napájí svým sgnálem. Výrobny přpojené do přípojnce, do níž se vysílá sgnál HDO, ho ovlvňují přídavným zatížením vysílačů HDO, teré plyne z vlastního zařízení výrobny nebo ze zvýšeného zatížení sítě, teré je v důsledu výroby sít přpojeno. řípustné zvýšení zatížení vysílače do 0 V a VN je 5 % jmenovtého proudu. ro frevence 94 8, Hz jsou mnmální úrovně sgnálu HDO pro NN 50 % f, pro VN 90% f a pro 0 V 00% f, de f je náběhové napětí přjímače, teré obvyle bývá v rozmezí 0,8 0,9 n. ř posuzování polesů hladny sgnálu HDO výrobnam je zapotřebí uvažovat následující hledsa: Zdroje přpojené statcým střídač bez fltrů zpravdla nezpůsobují významné snížení hladny sgnálu HDO. oud jsou vybaveny fltry nebo ompenzačním ondensátory, je zapotřebí přezoušet sérovou rezonanc s reatancí naráto transformátoru výrobny. Zdroje, jejchž synchronní nebo asynchronní generátory jsou přpojeny do sítě přes transformátor, vyvolávají tím nžší poles sgnálu, čím je vyšší zratová reatance generátoru a transformátoru, čím je vyšší frevence HDO a zratový výon sítě. Kromě omezení polesu hladny sgnálu HDO nesmí být též produována nežádoucí rušvá napětí. Obecně platí, že výrobnou vyvolané rušvé napětí, jehož frevence odpovídá použté frevenc HDO, nesmí přeročt 0, % n a dále napětí produovaná výrobnou, jejchž frevence je do 00 Hz pod nebo nad použtou frevencí HDO, nesmějí v přípojném bodu přeročt 0, % n. Bez posouzení je možné přpojt sít 9

30 výrobny, nepřesáhne-l jejch výon v přípojném bodu a výon v celé síťové oblast hodnoty uvedené v Tab Tab. 5-4 Celový výon výrobních zařízení: Napěťová úroveň [V] Celový výon výrobních zařízení [MVA] v přípojném bodě v síťové oblast 0,4 0,0 0,0 nebo o realzac výrobny nastává zušební provoz výrobny. Tento provoz je časově omezen a je povolen pouze za účelem uvedení výrobny do provozu, provedení potřebných zouše a měření. 5. řpojení generátorů [6] 5.. řpojení synchronních generátorů synchronních generátorů je nutné taové synchronzační zařízení, se terým mohou být dodrženy následující podmíny pro synchronzac: rozdíl napětí < ± 0% n rozdíl frevence f < ± 0,5 Hz rozdíl fáze φ < ± 0 V závslost na poměru mpedance sítě výonu generátoru může být nutné zabránění nepřípustných zpětných vlvů na síť stanovt pro spínání užší meze. 5.. řpojení asynchronních generátorů Asynchronní generátory rozbíhané pohonem musí být přpojeny bez napětí př otáčách v mezích 95 % až 05 % synchronních otáče. asynchronních generátorů schopných ostrovního provozu, teré nejsou přpojovány bez napětí, je zapotřebí dodržet podmíny spínání jao pro synchronní generátory. 5.. řpojení výroben se střídač výroben se střídač smějí střídače být spínány pouze tehdy, dyž je jejch střídavá strana bez napětí. vlastních výroben se střídač, schopných ostrovního provozu, teré nejsou spínány bez napětí, je zapotřebí dodržet podmíny zapnutí platné pro synchronní generátory. 0

31 5. Ochrany ve výrobně [6] K ochraně vlastního zařízení a zařízení jných odběratelů jsou potřebné ochrany, teré př odchylách napětí a frevence vybaví příslušná spínací zařízení. Je zapotřebí zajstt ochrany s následujícím funcem: Tab. 5-5 Ochrany: Funce Rozsah nastavení řílad nastavení Časové řílad zpoždění nastavení odpětí.stupeň < 0.7 n až.0 n 90 % n t < 0,5 s odpětí.stupeň << 0.7 n až.0 n 80 % n t << 0, s řepětí.stupeň >.0 n až. n 0 % n t > 0,5 s řepětí.stupeň >>.0 n až. n 0 % n t >> 0, s odfrevence.stupeň f< 48 Hz až 50 Hz 49,8 Hz t f < 0,5 s odfrevence.stupeň f<< 48 Hz až 50 Hz 49,5 Hz t f << 0, s Nadfrevence f> 50 Hz až 5 Hz. 50, Hz t f > 0,5 s 5.4 Řízení jalového výonu [6] Způsob řízení jalového výonu závsí vždy na onrétním místě dstrbuční soustavy. a) Zdroje přpojené do sítí NN: Úční zdroje do 6 A/fáz za normálních ustálených provozních podmíne př dovoleném rozsahu jmenovtého napětí musí být mez 0,95 apactní a 0,95 ndutvní za předpoladu, že čnná složa výonu je nad 0 % jmenovtého výonu zdroje. Úční ostatních zdrojů za normálních ustálených provozních podmíne př dovoleném rozsahu jmenovtého napětí musí být mez 0,95 apactní a 0,95 ndutvní za předpoladu, že čnná složa výonu je nad % jmenovtého výonu zdroje. b) Zdroje přpojené do sítí VN: Tyto zdroje musí být př dodávce čnného výonu vybaveny něterým z následujících režmů řízení jalového výonu v předávacím místě: udržování pevné hodnoty zadaného účníu udržování hodnoty účníu cos φ f () udržování zadané hodnoty jalového výonu v rámc provozního dagramu udržování napětí podle omezení daných dagramem stroje Zdroj musí být schopen dodávat jmenovtý čnný výon v rozmezí účníu cos φ 0,85 až (dodáva jalového výonu) a účníu cos φ až 0,95 (odběr jalového výonu) př dovoleném rozsahu napětí na svorách generátoru ±5 % n a př mtočtu v rozmezí 48,5 Hz až 50,5 Hz. ř nžších hodnotách čnného výonu se dovolené hodnoty jalového výonu zjstí podle tzv. rovozních dagramů. oud technologe vlastní spotřeby eletrárny

32 a zajštění napájení vlastní spotřeby neumožňuje využtí dovoleného rozsahu, lze zvýšt regulační rozsah generátoru, např. použtím odbočového transformátoru napájení vlastní spotřeby s regulací pod zatížením. ro jednoznačné přřazení pásem účníu slouží následující tabula Tab Tab. 5-6 ásma účníu: řílad Zdrojová orentace potřebčová orentace ynchronní generátor > 0 a > 0 < 0 a < 0 0 < φ < < φ < 70 Asynchronní generátor > 0 a < 0 < 0 a > 0 70 < φ < < φ < 80 ynchronní motor < 0 a > 0 > 0 a < 0 90 < φ < < φ < 60 Asynchronní motor < 0 a < 0 > 0 a > 0 80 < φ < 70 0 < φ < pínací zařízení [6] ro spojení vlastní výrobny se sítí musí být použto spínací zařízení mnmálně se schopností vypínání zátěže, terému je předřazena zratová ochrana. Tento vazební spínač může být ja na straně NN, ta na straně VN nebo 0 V. pínací zařízení musí zajšťovat galvancé oddělení ve všech fázích. vlastních výroben se střídač je třeba spínací zařízení umístt na střídavé straně střídače. ř společném umístění ve sřín střídače nesmí být spínací zařízení vyřazeno z čnnost zratem ve střídač. 5.6 Měření [6] Měření se volí podle napěťové hladny, do teré výrobna pracuje a podle jejího výonu: nízé napětí: podle výonu výrobny měření přímé (do 80 A) nebo polopřímé vysoé napětí: do výonu transformátoru 60 VA polopřímé měření na straně NN, pro vyšší výony nepřímé měření na straně VN 0 V: nepřímé měření na straně 0 V 5.7 řpojení sít [6] osouzení možností přpojení z hledsa zpětných vlvů na síť vychází z mpedance sítě ve společném napájecím bodě, přpojovaného výonu, druhu a způsobu provozu vlastní výrobny. řpojení sít se děje v předávacím místě s oddělovací funcí. pínací prve může být samostatný nebo součástí střídače. Důležté je taé posoudt, zda je možné zdroj přpojt s ohledem na volnou apactu eletrzační soustavy a volnou dstrbuční apactu na úrovn transformace 0 V/VN. Záladem pro stanovení maxmálního přpojtelného výonu v dané oblast je vzorec: ( TR Blance ) E max, (5.7) ( N )

33 de ( N ) je součet nstalovaných výonů transformátorů 00 V/VN, TR je reduční oefcent udávající optmální zatížení transformátoru, Blance je výonová blance oblast a E je reduční oefcent udávající drobnou rozptýlenou výrobu. Volná přenosová apacta se pa určí: Vo ln á max Atvní, (5.8) de Atvní je součet nstalovaných výonů, teré už v dané oblast jsou. 5.8 Kvalta eletrcé energe [] Kvalta eletrcé energe je defnována jao odchyly od jmenovtých hodnot jejích parametrů. Důležtým parametrem pro posuzování valty jsou tedy změny napětí. Důsledem olísání napětí, teré může být způsobeno rušením v procesu výroby, přenosu a dstrbuce eletrcé energe, je tzv. flr. Ten je velm významným uazatelem valty eletrcé energe. Flr je vyjádřením nestálost vzuálního vnímání vyvolaného světelným efety, jejchž jas nebo spetrální řva se mění v čase. Obvyle je to aplováno na cylcé změny svítvost svítdel vlvem olísání napájecího napětí. Většnou jsou způsobeny velou proměnlvou zátěží, tj. zátěží, u níž se rychle mění čnný a jalový odběr eletrcé energe, ale taé přpojováním zdrojů do sítě. rmární příčnou změn napětí je časová změna jalového výonu na proměnlvé zátěž. Taové zátěže jsou oblouové pece, pohony válcovacích stolc, navíječy atd. Obecně jsou to zátěže s velým počtem změn výonu př respetování zratového výonu v bodě přpojení zátěže. Je důležté poznamenat, že malé výonové zátěže, jao např. nduční motory, svářečy, ohřívače vody, regulátory výonu, eletrcé ply a ladva, pumpy a ompresory, jeřáby a výtahy mohou být taé původc flru. Dalším případem je spínání ompenzačních ondenzátorů a přepínání transformátorových odboče, teré mohou změnt ndutvní složu náhradní mpedance. odobný efet mohou mít změny v generování výonu, napřílad větrné eletrárny mohou mít tento efet. V něterých případech mohou být olísání napětí způsobena nízofrevenčním napěťovým mezharmoncým. Avša rozvoj výonové eletrony, zejména ve výrobě polovodčových zařízení, umožňuje realzace systémů dynamcé stablzace napětí se stále větším výony. Dosažtelnost těchto zařízení spolu se schopností realzovat algortmus omplexního řízení dovoluje realzovat různé funce, včetně dynamcé stablzace napětí. Díy tomu je dnes snadnější změnám napětí zabránt.

34 6 áza výpočtu Je zadáno náhradní schéma vedení 0 V podle Obr. 6-. Vypočteme, ja se změní napětí v bodě v případě dy: a) není přpojen zdroj v bodě b) je přpojen v bodě zdroj (cos φ ) c) je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 ndutvní) d) je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 apactní) Obr. 6- áza výpočtu a) Není přpojen zdroj v bodě : I I Č J 0V I I 65MW Č Č R R tgϕ 65 0 l I 80 I , J J X X 0,54 5,MVAr 4,6 A 84,A l 80 4,6 0, , 0, ,5V 66,5 0957,85V ,85 99,04V 4

35 5 b) Je přpojen v bodě zdroj (cos φ ): ( ) ( ) ( ) V X R X R X R X I R I l X I l R I V V X R X R X R X R X I R I l X I l R I MVAr tg MVAr tg MW MW MW V J Č J Č J Č J Č 050,54 0 0,7 078, ,4 078, , ,78 078, ,7 0 5, 80 0, , 0, ϕ ϕ

36 6 c) Je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 ndutvní): ( ) ( ) ( ) V X R X R X R X I R I l X I l R I V V X R X R X R X R X I R I l X I l R I MVAr MVAr tg MVAr tg MW MW MW V J Č J Č J Č J Č 090,9 0 0,7 0696, ,4 0696, , , ,5 0, ,7 0, 80 0, , 4 5, 5, 0, , ϕ ϕ

37 7 d) Je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 apactní): ( ) ( ) ( ) V X R X R X R X I R I l X I l R I V V X R X R X R X R X I R I l X I l R I MVAr MVAr tg MVAr tg MW MW MW V J Č J Č J Č J Č 05,78 0 0,7 00, ,4 00, , , 00, ,7 0 59, 80 0, , 4 5, 5, 0, , ϕ ϕ

38 orovnání výsledů je vdět v Tab. 6-. Tab. 6- Výsledy uázy výpočtu: Napětí v bodě [V] Není přpojen zdroj v bodě 99,04 Je přpojen v bodě zdroj (cos φ ) 0,78 Je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 ndutvní) 06,96 Je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 apactní) 00, Změny napětí v procentech jmenovtého napětí jsou uvedeny v Tab. 6-. Tab. 6- Změny napětí: Změna napětí [V] Změna napětí [%] Je přpojen v bodě zdroj (cos φ ) 4,74 4, Je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 ndutvní) 7,9 7,0 Je přpojen v bodě zdroj (cos φ 0,9 apactní),7,5 oud tyto výsledy shrneme, vdíme, že pouze zdroj s cos φ 0,9 apactní vyhovuje podmínce pro přpojení nového zdroje. Tento zdroj způsobí změnu napětí o velost,5 % jmenovtého napětí sítě. Výše uvedená podmína povoluje pouze změnu napětí o velost % jmenovtého napětí. To znamená, že ostatní zoumané zdroje nemohou být přpojeny do dstrbuční soustavy. 8

39 7 osouzení možnost přpojení nového zdroje v prax 7. Zadání Úolem této část práce je posoudt vlv nově přpojeného zdroje do sítě 0 V na napětí, ztráty na vedení, zatížení vedení a zratové poměry v sít. Jedná se o plynovou eletrárnu se dvěma generátory 45 MW. Celový nstalovaný výon je tedy 90 MW. Tento zdroj se bude nacházet v Brně v areálu společnost Zetor a bude přpojen do sítě 0 V dstrbuční společnost E.ON přes rozvodnu Zetor. íť 0 V v oblast Brna lze v podstatě za běžného provozu rozdělt do dvou oruhů. Každý z oruhů je napojen přes jednu rozvodnu do přenosových sítí 400 a 0 V. rvní oruh je spojen s přenosovou sítí přes rozvodnu Čebín a sládá se z rozvoden Husovce, Královopolsá, Výtopna Maloměřce, Líšeň, Zetor, Komárov, Brno Bohunce, Červený mlýn, Medlány. Druhý oruh je spojen s přenosovou sítí přes rozvodnu oolnce a sládá se z rozvoden Modřce dráhy, Komárov, Teplárna Brno, Brno říop, Brno Černovce, Zbrojova Brno, Husovce, Cementárna Morá, Líšeň, lavov u Brna. Celé toto zapojení je vdět na Obr. 7-. ř výpočtech se počítá s maxmální možnou výrobou eletrcé energe ostatních zdrojů v oblast Brna. Konrétně to je tedy Teplárna Brno 40 MW (provoz v změ) nebo 0 MW (provoz v létě), spalovna ao (rozvodna Brno Černovce) 9 MW, Výtopna Maloměřce 0,5 MW, Červený mlýn 65 MW. Výše uvedené vlvy je zapotřebí porovnat př zapojení zdroje do oruhu na rozvodnu Čebín nebo oolnce, a to v zmním a letním období. 9

40 7. chéma sítě 0 V v oblast Brna Obr. 7- íť 0 V v oblast Brna 40

41 7. očáteční hodnoty pro výpočet Tyto hodnoty vyjadřují výonovou blanc mez rozvodnou a sítí 0 V. Záporné hodnoty vyjadřují přenos výonu ze sítě 0 V do rozvodny, ladné hodnoty potom přenos výonu z rozvodny do sítě 0 V. rozvoden, do nchž jsou přpojené zdroje eletrcé energe, je zapotřebí přepočítat blanc vzhledem maxmálnímu možnému vyráběnému výonu. To znamená, že do výpočtu nedosazujeme hodnoty naměřené a a a, nýbrž hodnoty přepočtené b a b, ja je znázorněno na Obr. 7-. Obr. 7- Výonová blance 7.. Naměřené hodnoty v zmním období řepočet výonové blance v rozvodně Teplárna Brno: 6,6MW 0,6MVAr 40 6,6,4MW a b 40MW 7,6 7,6,4,76MW a a b,446 MVAr 4,7MVAr a,446 0,6 0,846MVAr 4,7 0,846,854 MVAr řepočet výonové blance v rozvodně Brno Černovce (spalovna ao): 9,MW 0,95MVAr 9 9, 9,7MW a b 9MW,7 MW,7 9,7 8MW a a b,9mvar, MVAr a,9 0,95 0,96MVAr, 0,96,08MVAr 4

42 řepočet výonové blance v rozvodně Zetor (pouze poud počítáme s chodem zdroje): 0MW 0MVAr MW a b 90MW 0,5MW 0, ,5MW a a b 9MVAr,7 MVAr a 9 0 9MVAr,7 9 7,MVAr řepočet výonové blance v rozvodně Výtopna Maloměřce: 0MW 0MVAr 0,5 0 0,5MW a b 0,5MW 0,4MW 0,4 0,5 0, MW a a b 0,4MVAr 0,MVAr a 0,4 0 0,4MVAr 0, 0,4 0,6MVAr řepočet výonové blance v rozvodně Červený mlýn: řepočet není třeba provádět, protože v této rozvodně nejsou přpojené žádné sítě V, ale pouze zdroj. Tab. 7- očáteční hodnoty pro výpočet - zma: Rozvodna [MW] [MVAr] Brno Černovce 8,0, Brno říop -,8-4,0 Teplárna Brno -,8 -,9 Brno Bohunce -46, 0,5 Červený mlýn 65,0, Husovce -9, -,9 Královopolsá -,5-0,4 Komárov -7, -4,6 Líšeň -,9-0,7 Medlány -9,8,5 Cementárna Morá 0,0 0,0 lavov u Brna -6,4 -,7 Zbrojova Brno -0,7-0, Zetor -0,5/79,5 -,7/7, oolnce -8, -,8 Modřce dráhy 0,0 0,0 Čebín -7,4-7,4 Výtopna Maloměřce 0, 0,6 4

43 7.. Naměřené hodnoty v letním období řepočet výonové blance v rozvodně Teplárna Brno: 0MW 0MVAr 0 0 0MW a b 0MW 4,8MW 4,8 0,8MW a a b,4 MVAr 4,7MVAr a,4 0,4 MVAr 4,7,4,6MVAr řepočet výonové blance v rozvodně Brno Černovce (spalovna ao): 9,6MW,8MVAr 9 9,6 9,4MW a b 9MW 0,MW 0 9,4 9,5MW a a b 5,54MVAr 0MVAr a 5,54,8,74MVAr 0,74,74MVAr řepočet výonové blance v rozvodně Zetor (pouze poud počítáme s chodem zdroje): 0MW 0MVAr MW a b 90MW,MW, 90 88,7MW a a b 9MVAr,7 MVAr a 9 0 9MVAr,7 9 7,MVAr řepočet výonové blance v rozvodně Výtopna Maloměřce: 0MW 0MVAr 0,5 0 0,5MW a b 0,5MW MW 0,5 0,5MW a a b 0,4MVAr 0MVAr a 0,4 0 0,4MVAr 0 0,4 0,4MVAr řepočet výonové blance v rozvodně Červený mlýn: řepočet není třeba provádět, protože v této rozvodně nejsou přpojené žádné sítě V, ale pouze zdroj. 4

44 Tab. 7- očáteční hodnoty pro výpočet - léto: Rozvodna [MW] [MVAr] Brno Černovce 9,5,7 Brno říop -9,0-4,0 Teplárna Brno -,8 -,4 Brno Bohunce -7,9 0,5 Červený mlýn 65,0, Husovce -, -,9 Královopolsá -, -0,4 Komárov -8,0-4,6 Líšeň -0,8-0,7 Medlány -,0,5 Cementárna Morá -,6 -, lavov u Brna -9, -,7 Zbrojova Brno -, -0, Zetor -,/88,7 -,7/7, oolnce -8, -,8 Modřce dráhy -, -0,7 Čebín -5,8-7,4 Výtopna Maloměřce 0,5 0,4 44

45 7.4 Vypočtené hodnoty Celý výpočet byl prováděn pomocí softwaru INAT pectrum 4.4 ve společnost E.ON. Z tohoto důvodu zde není uveden žádný postup výpočtu, protože je tento program nezobrazuje Výpočty sítě v zmním období Tab. 7- Vlv na napětí, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma: Napětí [V] Rozvodna Bez nového zdroje novým zdrojem Zetor přpojen na Čebín Rozdíl napětí rocentuální rozdíl napětí [%] Brno Černovce 6, 6, 0 0,00 Brno říop 5,9 5,9 0 0,00 Teplárna Brno ,00 Brno Bohunce 7,8 8, 0,4 0,6 Červený mlýn 8,8 9 0, 0,8 Husovce - BA 8,4 8,8 0,4 0,6 Husovce - BB ,00 Královopolsá 8,4 8,8 0,4 0,6 Komárov - BA 6, 6, 0 0,00 Komárov - BB 8, 8,6 0,5 0,45 Líšeň - BA ,00 Líšeň - BB 8, 8,9 0,8 0,7 Medlány 8,7 8,8 0, 0,09 Cementárna Morá 6, 6, 0 0,00 lavov u Brna 6, 6, 0 0,00 Zbrojova Brno ,00 Zetor 8, 9 0,9 0,8 oolnce - BA 9,8 9,8 0 0,00 oolnce - BB 6,8 6,8 0 0,00 oolnce - BC 9,8 9,8 0 0,00 Modřce dráhy 6,5 6,5 0 0,00 Čebín - BA 7,4 7,4 0 0,00 Čebín - BB 8, 8-0, -0,09 Čebín - BC 6, 6, 0 0,00 Výtopna Maloměřce - T0 8,5 8,9 0,4 0,6 Výtopna Maloměřce - T0 8,5 8,9 0,4 0,6 45

46 Tab. 7-4 Vlv na napětí, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma: Napětí [V] Rozvodna Bez nového zdroje Zetor přpojen na oolnc novým Rozdíl rocentuální rozdíl napětí [%] zdrojem napětí Brno Černovce 5,9 7,,00 Brno říop 5,7 6,6 0,9 0,8 Teplárna Brno 5,8 6,6 0,8 0,7 Brno Bohunce 7,9 7,9 0 0,00 Červený mlýn 8,9 8,9 0 0,00 Husovce - BA 8,5 8,5 0 0,00 Husovce - BB 5,8 6,6 0,8 0,7 Královopolsá 8,5 8,5 0 0,00 Komárov - BA 5,9 6,8 0,9 0,8 Komárov - BB 8, 8, 0 0,00 Líšeň - BA 5,7 7,,4,7 Líšeň - BB 8, 8, 0 0,00 Medlány 8,7 8,7 0 0,00 Cementárna Morá 6 6,7 0,7 0,64 lavov u Brna 6 6,9 0,9 0,8 Zbrojova Brno 5,8 6,6 0,8 0,7 Zetor 5,7 7,,5,6 oolnce - BA 9,8 9,8 0 0,00 oolnce - BB 6,7 7, 0,5 0,45 oolnce - BC 9,8 9,8 0 0,00 Modřce dráhy 6,4 7 0,6 0,55 Čebín - BA 7,4 7,4 0 0,00 Čebín - BB 8, 8, 0 0,00 Čebín - BC 6, 6, 0 0,00 Výtopna Maloměřce - T0 8,6 8,6 0 0,00 Výtopna Maloměřce - T0 8,6 8,6 0 0,00 46

47 Tab. 7-5 Celové ztráty, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma: Zetor přpojen na Čebín Celové ztráty Bez nového zdroje novým zdrojem Rozdíl ztrát [MW],5 4,058 0,707 [MVAr] 6,0,69 -,509 Tab. 7-6 Celové ztráty, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu oolnce - zma: Zetor přpojen na oolnc Celové ztráty Bez nového zdroje novým zdrojem Rozdíl ztrát [MW],450,77-0,7 [MVAr] 5,70 7,8,57 47

48 Tab. 7-7 Ztráty čnného výonu na jednotlvých vedeních v oblast Brno, je-l rozvodna Zetor přpojena do oruhu Čebín - zma: Ztráty [MW] Zetor přpojen na Čebín Vedení Bez nového zdroje novým zdrojem Rozdíl ztrát ,006 0,006 0, ,0 0,40 0, ,00 0,08 0, ,000 0,08 0, ,000 0,000 0, ,069 0,00-0, ,094 0,094 0, ,004 0,004 0, ,069 0,069 0, ,00 0,00 0, ,000 0,000 0, ,04 0,04 0, ,04 0,04 0, ,008 0,008 0, ,00 0,00 0, ,09 0,09 0, ,065 0,065 0, ,058 0,9 0, ,06 0,005-0,0 54 0,0 0,0 0, ,0 0,006-0, ,06 0,06 0, ,06 0,07 0, ,06 0,86 0,50 5 0,09 0,6 0,4 55 0,000 0,000 0, ,000 0,000 0, ,056 0,057 0, ,056 0,056 0, ,88 0,88 0, ,044 0,044 0, ,04 0,04 0, ,047 0,047 0, ,0 0,0 0, ,004 0,004 0, ,06 0,04-0, ,05 0,05 0, ,08 0,08 0, ,08 0,08 0, ,004 0,004 0, ,004 0,004 0, ,040 0,040 0, ,040 0,040 0, ,00 0,00 0, ,00 0,00 0, ,047 0,047 0, ,080 0,080 0,000 48