Exam text content

 

ja Anti Leinonen

DEF-23010 Sähköverkkotekniikka P. Järventausta
Tentti 8.1.2014 Tentissä SAA käyttää OMAA laskinta

 

1. Esittele lyhyesti
a) Maasulkuvirran kompensoinnin toteutusperiaatteet ja kompensoinnista saatavat
hyödyt (4p)
b) Keskijänniteverkkoon kytkeytyvän hajautetun tuotannon vaikutukset
sähkönjakeluverkon suojaukseen (4p)
o) 1000 V:n sähkönjakelujärjestelmä, sen teknis-taloudelliset käyttökohteet ja
hyödyt (3p)

d) Keskijännitejohdon taloudellisen mitoittamisen periaate (3p)

2. Tarkastellaan neljän keskijännitelähdön muodostamaa sähkönjakeluverkkoa, jota
syöttävän sähköaseman kiskon pääjännite on 21 kV. Seuraavassa on annettu tehtävän
muut alkuarvot:

Lähtö Johdinlaji Pituus
1 avojohto 60 km
2 maakaapeli 20 km
; maakaapeli 15km
4 maakaapeli 3km
Impedanssit:
- avojohto: r = 0,54 O/km, x = 0,38 O/km

- maakaapeli: r=0,18 O/km, x = 0,085 O/km
- 110 kV verkon ja päämuuntajan yhteenlasketut 20 kV puolelle redusoidut
impedanssiarvot: X=2,5 0 jaR=0,20

Kapasitanssitiedot [maakapasitanssi/vaihe]
avojohto 6,0 nF/km ja maakaapeli 230,0 nF/km

a

=

Paljonko voidaan siirtää tehoa lähdön 1 avojohdolla (60 km), jos johdolla sallitaan
5 % jännitteenalenema. Paljonko johdolla syntyy silloin tehohäviöitä? (2p)

b

=

Lähdöllä 1 sattuu 2-vaiheinen oikosulku 25 km päässä sähköasemalta. Laske
vikavirran suuruus. (vikaimpedanssi Zr= 0 2) (3p)

c

EA

Kuinka syvä jännitekuoppa (jäännösjännite prosentteina) näkyy pääjännitteissä
sähköasemalla 20 kV kiskossa, jos lähdöllä 2 tapahtuu 3-vaiheinen vika 8 km
päässä sähköasemalta? (2p)

d

=

Lähdön 1 alussa sattuu yksivaiheinen maasulku. Laske maasulkuvirta ja
nollajännite. (Vikaresistanssi Re = 0 2) (3p)
 

 

3. Verkkoyhtiösi jakelualueelle on suunnitteilla uusi pienteollisuusalue ja sinun tehtäväsi
on huolehtia alueen sähköistyksestä. Rakennettavan keskijännitejohdon | pituus on 8 km,
ja kuormituksen oletettu keskiteho 1,8 MW. Vaihtoehtoina ovat 5 mm? avojohto
(Pigeon, investointikust. 20870 €/km, r = 0,337 9/km) ja 70 mm? päällystetty avojohto
(SAX 70, investointikust. 24730 €/km, r = 0,493 0/km).

a) Laskentakorko on 6 %, cosp = 1, häviöiden hinta on 80 €/kW,a ja Hain
johdon loppupäässä on 20 kV. Tehon oletetaan kasvavan 2 %/a koko 20 vuoden
tarkastelujakson ajan. Kumpi johto kannattaa valita taloudellisin perustein? Perustele
vastauksesi laskelmin. (3p)

b) Jos keskeytyskustannuksetkin huomioidaan koko tarkasteluajalta, niin kumpi johto
kannattaa tällöin valita? Perustele vastauksesi laskelmin. Avojohdon vikataajuus
vuodessa on 5 vikaa/100 km ja PAS-johdon 2 vikaa/100 km, vian keskimääräinen
korjausaika on 2 h sekä keskeytyskustannusten arvostus 1,5 €/kW ja 12 €/kWh. (3p)

Talousmatematiikan kaavoja:

 

— (1+7/100)? = (1+r/100)
— 1+p/100 1+ p/100
Pp
K=€E a = a
ja

Ao)