PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ Antonín Popelka, Václav Böhm, Daniel Juřík, Petr Marvan AIS spol. s r.o. Brno
Ampacita vedení Přenosová schopnost vedení ampacita je stanovena z konstrukčních parametrů vedení za určitých podmínek. Je považována za nepřekročitelnou hranici. Podmínky, na jejichž základě byla ampacita stanovena se vyskytují během roku zřídka. Za jiných podmínek je možné přetěžovat vedení o několik desítek procent více bez ztráty bezpečnosti. Ampacita závisí na meteorologických podmínkách, ve výsledku je limitována teplotou vedení obvykle max. 80 C. Této teplotě odpovídá ještě bezpečný průvěs vodičů vedení. Změna teploty vedení je ovlivňována proudovým zatížením vedení, okolní teplotou, větrem a slunečním zářením. 2
Vliv okolní teploty na ampacitu vedení 3
Vliv rychlosti větru na ampacitu vedení 4
Průběžné vyhodnocení ampacity vedení V modelu vedení (π-článek) podélný činný odpor reprezentuje průměrnou teplotu vedení. Limitní teplotě tedy odpovídá maximální dovolený odpor vodiče. Na základě měření synchrofázorů napětí a proudu na obou koncích vedení je možné průběžně počítat parametry vedení a na základě velikosti podélného činného odporu a jeho změn vyhodnocovat rezervu v ampacitě. Místo měření faktorů, které ovlivňují teplotu (odpor) se takto měří přímo odpor (teplota). 5
Příklad závislosti odporu vodiče na teplotě vodiče R=f(T) [Ohm, C] 11 10,5 10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5-20 0 20 40 60 80 100 6
Model vedení Synchrofázory napětí a proudu na obou koncích vedení jsou komplexní veličiny změřené ve stejném čase. Podélná impedance vedení: Z vedení R j * X U 1 U * I 2 2 2 U U 2 1 2 * I 1 7
chyba úhlu [min] chyba amplitudy [%] CIRED Tábor 2010 Přesnost měření a výpočtu parametrů Dominantní je nelineární chyba převodu amplitudy a úhlu měření proudu On-line korekce této systematické chyby. 40 0,5 35 0,25 30 0 25 20 15 úhel/15 úhel/3,75 ampl/15 ampll/3,75-0,25-0,5-0,75 10-1 5-1,25 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2-1,5 8
Statická ampacita Pro stanovení aktuální ampacity je nutné znát model závislosti teploty vedení na teplotě okolí, rychlosti větru a proudu vedením. Jeho parametry se stanoví z měření synchrofázorů U a I na obou koncích koncích vedení v celém rozsahu zatížení a v různých provozních podmínkách. T R f ( I, T, v ) okolí w 9
Průběh R a I + meteo podmínky Vedení 110kV, délka 43km, měření 6 hodin 10
Odpor [Ω] 1 472 943 1414 1885 2356 2827 3298 3769 4240 4711 5182 5653 6124 6595 7066 7537 CIRED Tábor 2010 8008 8479 8950 9421 9892 10363 10834 11305 11776 12247 12718 13189 13660 14131 14602 15073 15544 16015 16486 16957 17428 17899 18370 18841 19312 19783 20254 20725 21196 Proud [A] Model R = f (T ok,v w,i) 9,00 Dynamický model teploty vedení R=f(I) 140 8,90 130 8,80 120 8,70 110 8,60 8,50 100 90 80 8,40 8,30 R Rmodel I1 70 60 8,20 50 8,10 40 Čas [s] 11
Odpor, teplota okolí, vítr 1 589 1177 1765 2353 2941 3529 4117 4705 5293 5881 6469 7057 7645 8233 CIRED Tábor 2010 8821 9409 9997 10585 11173 11761 12349 12937 13525 14113 14701 15289 15877 16465 17053 17641 18229 18817 19405 19993 20581 21169 Proud [A] Ampacita = f (T ok,v vítr,r) 16,00 390 14,00 340 12,00 290 10,00 240 8,00 190 6,00 4,00 2,00 R Rmodel Teplota Vítr I1 Ampacita 140 90 0,00 40 Čas [s] 12
Zatížení [%stat. amp.] CIRED Tábor 2010 Teplota vodiče [ C] Statická ampacita 200% 100 175% 150% 75 125% 100% 50 75% 50% 25% Proud(step) Teplota (step) Max.teplota 25 0% 7 17 27 37 47 57 67 77 87 97 107 117 127 137 čas [min] 0 13
Dynamická ampacita vedení Využití dynamického průběhu teploty vedení při změně zatížení časové konstanty řádově v desítkách minut. Tepelné kapacity vedení lze využít ke krátkodobému přetížení dynamická ampacita. 14
Zatížení [%stat. amp.] CIRED Tábor 2010 Teplota vodiče [ C] Dynamická ampacita 200% 100 175% 150% 75 125% 100% 50 75% 50% 25% Proud(imp) Teplota Max.teplota 25 0% 7 17 27 37 47 57 67 77 87 97 107 117 127 137 čas [min] 0 15
Průběžné vyhodnocování ampacity vedení Systémy WAM umožňují průběžné vyhodnocování statické a dynamické ampacity. Nastavení modelu pro ampacitu vyžaduje provést měření v rozsahu 0-100% zatížení vedení za současného mapování povětrnostních podmínek. Přínos existuje a je dostupná metoda pro: Průběžné hodnocení skutečné rezervy pro zatížení vedení Možnost využití krátkodobého přetížení vedení při řešení kritických situací. Další rozvoj: Implementace změn a předpovědi povětrnostních podmínek do algoritmu hodnocení ampacity. Eliminace chyb měřicích transformátorů. Zkušební nasazení v trvalém provozu. 16
Děkuji za pozornost, těším se na diskuzi. 17