Elektroenergetika 2 (A1B15EN2) LS 2015/2016

Podobné dokumenty
KEE / MS Modelování elektrických sítí. Přednáška 2 Modelování elektrických vedení

2.6. Vedení pro střídavý proud

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Vedení vvn a vyšší parametry vedení

METODICKÝ LIST Z ELEKTROENERGETIKY PRO 3. ROČNÍK řešené příklady

přednáška č. 4 Elektrárny A1M15ENY Ing. Jan Špetlík, Ph.D. Druhy zkratových proudů Tepelné účinky Dotykové napětí na uzemnění Silové účinky

Elektrárny A1M15ENY. přednáška č. 4. Jan Špetlík. Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, Praha 6

přednáška č. 4 Elektrárny B1M15ENY Druhy zkratových proudů Tepelné účinky Dotykové napětí na uzemnění Silové účinky Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

Přechodné jevy v elektrizačních soustavách

PSK1-15. Metalické vedení. Úvod

Zkraty v ES Zkrat: příčná porucha, prudká havarijní změna v ES nejrozšířenější porucha v ES při zkratu vznikají přechodné jevy Vznik zkratu:

Ochrany v distribučním systému

Návrh: volba druhu vodiče pro dané prostředí pro dané podmínky. způsob ů uložení vodiče stanovení průřezu vodiče pro určitý výkon při daném uložení

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Západočeská univerzita v Plzni DIPLOMOVÁ PRÁCE

3. Kmitočtové charakteristiky

Přenosové linky. Obr. 1: Náhradní obvod jednofázového vedení s rozprostřenými parametry

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

AMPACITA VENKOVNÍCH VEDENÍ Ampacita (Ampere Capacity) = proudová zatížitelnost omezení maximální dovolená provozní teplota vodiče; ta dána typem

UZEMŇOVÁNÍ V ELEKTRICKÉM ROZVODU

NÁVRH TRANSFORMÁTORU. Postup školního výpočtu distribučního transformátoru

Vliv nových trendů na návrh venkovních vedení

Osnova kurzu. Rozvod elektrické energie. Úvodní informace; zopakování nejdůležitějších vztahů Základy teorie elektrických obvodů 3

PJS Přednáška číslo 4

Elektroenergetika 1. Přenosová a distribuční soustava

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

METODICKÝ LIST Z ELEKTROENERGETIKY PRO 3. ROČNÍK

Uzemňování v elektrickém rozvodu

Calculation of the short-circuit currents and power in three-phase electrification system

Zkušebnictví, a.s. KEMA Laboratories Prague Podnikatelská 547, Praha 9 Běchovice

Zadané hodnoty: R L L = 0,1 H. U = 24 V f = 50 Hz

Provozování distribučních soustav

TECHNIKA VYSOKÝCH NAPĚŤÍ. #4 Elektrické výboje v elektroenergetice

Ochrana při poruše (ochrana před dotykem neživých částí) rozvodných elektrických zařízení do V AC

Poruchové stavy vedení

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 8. TRANSFORMÁTORY

Projektování automatizovaných systémů

2. Popis elektrizační soustavy

Cvičení 11. B1B14ZEL1 / Základy elektrotechnického inženýrství

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL

Prvky přenosových a distribučních soustav Vedení s rovnoměrně rozloženými parametry Homogenní vedení parametry R1, L1, G1, C1 jsou rovnoměrné po celé

2. STŘÍDAVÉ JEDNOFÁZOVÉ OBVODY

Technika vysokých napětí. Elektrické výboje v elektroenergetice

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY DIPLOMOVÁ PRÁCE

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

C p. R d dielektrické ztráty R sk odpor závislý na frekvenci C p kapacita mezi přívody a závity

Ochrany bloku. Funkce integrovaného systému ochran

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření vlastní a vzájemné indukčnosti část Teoretický rozbor

České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra elektroenergetiky

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

Stupeň Datum ZKRATOVÉ POMĚRY Číslo přílohy 10

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

TECHNICKÁ ZPRÁVA (DRS)

2.4. Výpočty vedení obecně

Odstupňování průřezů vinutí

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY pro OPT

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA TECHNOLOGIÍ A MĚŘENÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_355

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

Elektrárny A1M15ENY. přednáška č. 2. Jan Špetlík. Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, Praha 6

Notice:Jagran Infotech Ltd. Printed by Fontographer 4.1 on 6/3/2003 at 7:12 PM

1 U Zapište hodnotu časové konstanty derivačního obvodu. Vyznačte měřítko na časové ose v uvedeném grafu.

Fakulta elektrotechnická Katedra elektromechaniky a výkonové elektroniky. Bakalářská práce. Provoz venkovního vedení se zemnícím lanem

obecné číslo objednávkové číslo balení 100-/600 typ RG58/U obecné číslo objednávkové číslo balení 200/-/1200 typ RG174/U

TRANSFORMÁTORY Ing. Eva Navrátilová

Základy elektrotechniky

Určeno pro posluchače všech bakalářských studijních programů FS

4. Přenosová vedení. 4.1 Nastavení parametrů modelů Line/Cable

Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně: Kurz operátorů 1 ANTÉNY A NAPÁJEČE. Kurz operátorů Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně 2016/2017

ASTRA Technická zpráva RODINNÝ DŮM

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

R 4 U 3 R 6 R 20 R 3 I I 2

Analýza míry impedančních nesymetrií venkovních vedení 110 kv

Trojfázová vedení vvn Přenosové soustavy, mezinárodní propojení. Cíl: vztah poměrů na obou koncích, ztráty, účinnost. RLGC Vedení s rovnoměrně

Transformátory. Teorie - přehled

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ. Katedra elektromechaniky a výkonové elektroniky BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

modunet180: opakovač sběrnice novanet

u = = B. l = B. l. v [V; T, m, m. s -1 ]

Fázorové diagramy pro ideální rezistor, skutečná cívka, ideální cívka, skutečný kondenzátor, ideální kondenzátor.

České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra elektroenergetiky. Komunikace po silových vedeních Úvod do problematiky

Strana 1 (celkem 11)

U1, U2 vnější napětí dvojbranu I1, I2 vnější proudy dvojbranu

Ochrany v PRE. Radek Hanuš. Pražská energetika, a.s.

Míra vjemu flikru: flikr (blikání): pocit nestálého zrakového vnímání vyvolaný světelným podnětem, jehož jas nebo spektrální rozložení kolísá v čase

A B C. 3-F TRAFO dává z každé fáze stejný výkon, takže každá cívka je dimenzovaná na P sv = 630/3 = 210 kva = VA

1.1 Měření parametrů transformátorů

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Elektrická vedení druhy, požadavky, dimenzování

rozdělení napětí značka napětí napěťové hladiny v ČR

přednáška č. 2 Elektrárny B1M15ENY Schéma vlastní spotřeby Příklady provedení schémat VS Výpočet velikosti zdrojů pro VS Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

Ochrana před úrazem elektrickým proudem

20ZEKT: přednáška č. 10. Elektrické zdroje a stroje: výpočetní příklady

9 Měření na jednofázovém transformátoru při různé činné zátěži

PODNIKOVÉ NORMY ENERGETIKY PNE PRO ROZVOD ELEKTRICKÉ ENERGIE

Měření a automatizace

Bakalářská práce. Nulový bod elektrických sítí - koncepce a konstrukční provedení

Smithův diagram s parametrickými impedančními a admitančními parametry

Symetrické stavy v trojfázové soustavě

Rekonstrukce části objektu ČVUT Koleje Strahov - blok 11, 12; ul. Chaloupeckého, Praha 6 Rekonstrukce a zateplení střešního pláště

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Transkript:

Elektroenergetika (A1B15EN) LS 015/016

Témata Elektrické parametry vedení a prvků ES Stejnosměrná a střídavá vedení nn, vn Vedení vvn, náhradní články Uzlové sítě Vlny na vedení Zkraty Zemní spojení Stabilita přenosu Elektrické ochrany Elektrické stanice Uzemňování Dimenzování

Literatura [1] Fejt, Z., Čermák, J.: Elektroenergetika. Skripta ČVUT, 1985 [] Němeček, F.: Přenos a rozvod elektrické energie. Skripta ČVUT, 1983 [3] Trojánek, Z., Hájek, J., Kvasnica, P.: Přechodné jevy v elektrizačních soustavách. SNTL, 1987 [4] Fencl, F.: Elektrický rozvod a rozvodná zařízení. Skripta ČVUT, 009 [5] Fejt, Z., Němeček, F.: Elektroenergetika I: Příklady. Skripta ČVUT, 1984 [6] www.powerwiki.cz [7] H. Saadat: Power system analysis. USA, cgraw-hill, 1999 [8] Blume, Steven Warren. Electric power system basics: for the nonelectrical professional [online]. Hoboken: Wiley, 007 [cit. 013-0-08]. Dostupné z: <http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.100/9780470185810>. ISBN 978-0-470-18581-0. chap. 3, 4, spíše USA [9] El-Hawary,. E. Introduction to electrical power systems [online]. New York: Wiley, 008. IEEE Press series on power engineering [cit. 013-0- 08]. Dostupné z:

<http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.100/9780470411377>. ISBN 978-0-470-41137-7. chap. 3, 4, 5, 7, 8 [10] Hase, Yoshihide. Handbook of power system engineering. Chichester: Wiley, 007. xxvi, 548 s. ISBN 9780470033678. chap. 1,, 3, 5, 8, 1, 14, 18 [11] Kasicki, Ismail. Analysis and design of low-voltage power systems: an engineer's field guide. Weinheim: Wiley, 00. xxii, 387 s. ISBN 97835760339. chap. 8, 10, 1, 13, 15 [1] Kasikci, Ismail. Short circuits in power systems: a practical guide to IEC 60 909. Weinheim: Wiley, 00. xvi, 6 s. ISBN 978357600465. chap. 1, 6, 7, 8, 10, 11, 13 [13] Horowitz, Stanley H. a Arun G. Phadke. Power system relaying. 3rd ed. Chichester: Wiley, 008. xvi, 331 s. ISBN 9780470758786. zápočet semestrální práce zkouška 3 příklady + teoretické otázky

Elektrické parametry venkovních vedení 4 základní (primární) el. parametry (pro 1 fázi) činný odpor (rezistance) R1 (Ω/km) provozní indukčnost L1 (H/km) svod (konduktance) G1 (S/km) provozní kapacita C1 (F/km) Sekundární parametry indukční reaktance X1 L1 fl1 ( / km) kapacitní vodivost (susceptance) B1 C1 fc1 (S/ km) podélná impedance R jx ( / km) l 1 1 1

příčná admitance G jb (S/ km) Ŷq1 1 1 vlnová impedance v Ŷ l1 q1 ( ) konstanta přenosu 1 ˆ l1ŷq1 j (km α měrný útlum β měrný posuv pozn. - uvažujeme souměrné napájení a zatížení - sítě nn převažuje R vn R, L (při poruchách C) vvn R, L, G, C (rozprostřené par.) )

Vodiče venkovních vedení - plný průřez nebo lana (1 nebo více materiálů) - lana Cu, Al, slitiny, kompozity, optická vlákna, vysokoteplotní materiály - AlFe (Fe nosná duše, Al vodivý plášť) = ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced) S 0 ; 800 mm - př. označení 38-AL1/49-ST1A 350AlFe4 AlFe450/5 Lano Konstrukce Fe Al Lano poč.dr. Prům.dr Prům.duše Průřez poč.dr. Prům.dr Průřez Půměr Průřez RDC+0 ks mm mm mm ks mm mm mm mm km -1 350 AlFe 4 1+6+1/1+18 19,36 11,80 83,11 30 3,75 331,34 6,80 414,45 0,087 450 AlFe 8 3+9/18+14+0 1,36 9,90 5,49 18+34 1,90+3,75 46,55 8,70 479,05 0,0674 AlFe 450/5 3+9/1+18+4 1,36 9,81 5,49 54 3,5 447,97 9,31 500,46 0,0646 38-AL1/49-ST1A 1+6/1+18+4 7 3,00 3,00 49,48 54 3,00 381,70 7,00 431,18 0,0758 476-AL1/6-ST1A 1+6/1+18+4 7 3,35 10,05 61,70 54 3,35 475,96 30,15 537,66 0,0608

Rezistance (činný odpor) Velikost ovlivňují: materiál vodiče, teplota, skinefekt, prodloužení délky kroucením dílčích vodičů, rozložení proudové hustoty po vrstvách, průhyb, nerovnoměrnost průřezu, spojky Při průchodu ss proudu (při 0C) 0 R1 dc0 S ( / km) 8 Cu: 0 1,7810 ( m) 8 Al: 0,8110 ( m) 8 Fe: 0 1,8 10 ( m) Al SAl Fe SFe AlFeDC S S Al Fe

Vliv teploty k 1 (T T 1 T 0 ) (T 1 T 0 ) ( ) 3 1 Cu: 3,9310 (K ) 3 1 Al: 4,0310 (K ) 3 1 Fe: 4,510 (K ) 6 10 K při běžném ΔT zanedbáno Al S Fe Al Al Al SAl S Fe S Fe Al S Fe Fe Al Al Al S Fe Fe Fe S Fe Fe Fe S Al Al Vliv AC proudu např. k ac 1 0,037510 1 r 1 r1 f ; m, m, Hz, m, m r R 1dc0

k ac 1,004 1,3 ( ) empiricky podle počtu vrstev Al (Fe jádrem 3% proudu) dvouvrstvá k ac 1, 04 třívrstvá k ac 1, 06 čtyřvrstvá k ac 1, 05 V katalogu obvykle R1dc0 R1 R1dc0 k T k ac ( / km) cca R dc0 0,05 ; / km 1 AlFe4 R1dc0 ~ 0,7 Ω/km AlFe10 R1dc0 ~ 0,14 Ω/km AlFe70 R1dc0 ~ 0,4 Ω/km AlFe350 R1dc0 ~ 0,09 Ω/km AlFe95 R1dc0 ~ 0,3 Ω/km AlFe450 R1dc0 ~ 0,07 Ω/km AlFe10 R1dc0 ~ 0, Ω/km AlFe680 R1dc0 ~ 0,04 Ω/km

Indukčnost a podélná impedance Indukčnost a impedance ve smyčce r d l d kk, d k k,

Vnitřní indukčnost vodiče (mag. tok uvnitř vodiče) 0rv Lik (H / m; H / m,, ) 8 7 1 410 H 0 m rv... relativní permeabilita vodiče α... nerovnoměrnost rozdělení proudu po průřezu Vnější indukčnost vodiče ve smyčce (mag. tok vně vodiče) 0 d Lek ln (H / m; H / m, m, m) r Vlastní indukčnost 0rv 0 d Lv Lik Lek ln 8 r d d Lv 0,05 rv 0,46log 0,46log r r (mh km 1 ; m, m)

ξ činitel nerovnoměrnosti rozložení proudové hustoty po průřezu a permeability vodiče,05 0,46 0 rv 10 0,809 ; 0,86 pro obvyklá AlFe lana Impedance jednoho vodiče ve smyčce vodičů 6 d kv R1k j0,4610 log m r 1

Vlastní impedance smyčky vodič-zem - země jako vodič stacionárního střídavého proudu - Rüdenbergova koncepce - hustota střídavého proudu v zemi je nerovnoměrná, největší přímo pod vedením

3 složky: a) R1k - rezistance respektující ztráty výkonu ve vodiči b) X1k reaktance respektující složku mag. toku spřaženého s vodičem a uzavírajícího se ve vodiči a ve vzduchu c) Z1g impedance respektující složku mag. toku v zemi v záběru s vodičem R jx R jx R jx kk R 1g kk kk f 10 7 1k pro f = 50 Hz je ( m R 1 1k ; Hz) 1g 1g 1 1g 0,0495 km kk R 1k f 10 4 j10 3 0,46log D g r km 1

Hloubka fiktivního vodiče v zemi, který svými účinky nahrazuje proud v zemi D g 0,178 10 f Dg ~ 100x m, tj. h<<dg ρ rezistivita země 7 (m; m, Hz) Typ zeminy ρ (Ω m) rašelina 30 ornice a jíl 100 vlhký písek 00-300 suchý štěrk a písek 1000-3000 kamenitá půda 3000-10000

Vzájemná impedance smyček vodič-zem - dvouvodičové jednofázové vedení d km h zpětné proudy se navzájem kompenzují

Dg d km výsledné elmag. působení zpětných proudů ve vodičích k, m na skutečné vodiče k, m je téměř nulové Impedance jednoho vodiče ve smyčce Û kv kv k kk k m kv kk km Odtud po dosazení D 3 g 1 kk R1k R1g j10 0,46log km r 3 d 1 km kv R1k j0,4610 log km r D 3 g km kk kv R1g j10 0,46log km d k km m km 1

Soustava n vodičů Uspořádání smyček n skutečných vodičů a země se nahradí n skutečnými a n fiktivními vodiči ve vzájemné vzdálenosti Dg.

Vlastní indukčnost a impedance (smyčka k-k ) Dg kk 0,46 log (mh / km; m, m) rk rk poloměr k-tého vodiče Dg kk R kk jlkk R1k R1g j0,1445log r k km Vzájemná indukčnost a impedance (smyčky k-k, m-m ) Dg km 0,46 log mk (mh / km; m, m) d km mk R km km jl km R 1g D j0,1445log d g km km

Úbytek napětí v k-tém vodiči Û k (pro n m1 km m (V / km) m k je d kk rk ) Provozní impedance (indukčnost) 1 osamoceného vodiče vyvolá stejný úbytek napětí jako v soustavě n vodičů (může být komplexní, dána provozním stavem) Û k n m1 km m n-vodičový systém Û] j[ [ km k ][] k k n m1 km k m Lˆ k n m1 k km m

Jednoduché (nesymetrické) trojfázové vedení Symetrické zatížení a c a b a a â â 0 â â 1 e 3 j 1 â e 3 j 1 â 3 j 3 j

Provozní indukčnosti aaa abb Lˆ a Lˆ Lˆ b c ab ac a a a bb b bc c b b ac bc cc c c c aa â â â ab ac ab bb â â bc â ac bc cc Obecně aa bb cc ab bc ac Lˆ a Lˆ b Lˆ c nestejné úbytky napětí (velikost i fáze) napěťová nesymetrie, předávání činného výkonu mezi fázemi elmag. vazbou bez dalšího zatěžování zdrojů transpozice

Transpozice 3f vedení = výměna poloh vodičů tak, že výsledně je každý v určité poloze v 1/3 délky Úbytky napětí Û Û Û a b c 1 j 3 11 1 13 1 3 13 3 33 33 13 3 13 11 1 3 1 3 1 3 33 13 1 13 11 a b c

Označíme ) ( 3 1 33 11 ) ( 3 1 ' 3 13 1 Potom a a a c b a â â ' ' ' ' ' ' j Û Û Û Provozní indukčnosti fází při transponovaném a symetricky zatíženém vedení jsou shodné a reálné: â' ' â L a ' L L L c b a

Po dosazení Dg 0,46 log r (mh / km) Dg ' 0,46 log d (mh / km) střední geometrická vzdálenost d 3 d d 1 13d 3 Výsledně L 1 L a L b R 1 1 L c 0,46 log d r d j0,1445log r (mh / km) km

Dvojité vedení se dvěma zemnicími lany

Û Û Û Û Û Û Û Û a b c A B C z1 z aa ba ca Aa Ba Ca z1a za ab bb cb Ab Bb Cb z1b zb ac bc cc Ac Bc Cc z1c zc aa ba ca AA BA CA z1a za ab bb cb AB BB CB z1b zb ac bc cc AC BC CC z1c zc az1 bz1 cz1 Az1 Bz1 Cz1 z1z1 zz1 az bz cz Az Bz Cz z1z zz Po úpravách lze napsat (předpoklad spojitého uzemnění zemnicích lan) Û v vv v vv V vz z Û V Vv v VV V Vz z 0 Û z zv v zv V zz z a b c A B C z1 z

proudy v zemnicích lanech Pro modifikované vedení 1 z zz 1 1 Û v 1 1 Û V vv Vv vz Vz zz zz zv zv v v zv - jedná se o pomyslné vedení bez zemnicích lan, které by se chovalo jako skutečné vedení se zemnicími lany - pro převod impedancí do souměrných složek v vv VV zv vz Vz V zz zz zv zv V V

Vedení se svazkovými vodiči Svazkový vodič - jednu fázi tvoří n dílčích vodičů spojených paralelně - uspořádání v pravidelném n-úhelníku - zvyšuje počáteční napětí koróny - od napětí 400 kv výše U (kv) 400 750 1150 1800 n 3 4 8 16 - a400kv = 40 cm

ČR: 400 kv trojsvazek

Kladno 110 kv (), Kanada 750 kv (4), Čína 1000 kv (8)

Provozní indukčnost d L1 0,46 log (mh / km) ere ekvivalentní poloměr svazku n r n e R r R ekvivalentní činitel n e svazkový vodič snižuje L, snižuje R (vodiče paralelně) a zvyšuje C kv X ~ 0,35 /km 110 kv X ~ 0,35 0,4 /km 0 kv X ~ 0,4 /km 400 kv X ~ 0,3 /km 750 kv X ~ 0,5 /km

Netočivé reaktance Fe zemnicí lana - X0 ~ (3,5 5,5)X1 AlFe zemnicí lana - X0 ~ ( 4)X1

Svod Způsobuje činné ztráty svodem k zemi (přes izolátory, korónou dominantní u venkovního vedení). Závislé na napětí, povětrnostních podmínkách (p, T, vlhkost), vodičích. álo závislé na zatížení. Výpočtem ze ztrát korónou P 3U I 3G U G U S f S 1 f 1 W km PS G1 (S/ km; W / km, V) U 8 1 6 G1 10 S km x B1 10 S km U (kv) G1 (S/km) 110 (3,6 5) 10-8 0 (,5 3,6) 10-8 400 (1,4 ) 10-8 750 (1,3,5) 10-8 1150 (1,0 ) 10-8 1 1