Exam text content

 

0, ty onen

DEE-23010 Sähköverkkotekniikka P. Järventausta, A. Mäkinen
Tentti 17.10.2016 Tentissä SAA käyttää OMAA laskinta

 

1. Pitääkö seuraavat väittämät paikansa (K=kyllä / E=ei / ET=en tiedä)?
Oikeasta vastauksesta saa yhden pisteen (1p) ja väärästä vastauksesta yhden miinus pisteen (-1p).
Vaihtoehdosta ET (=en tiedä) saa Op.

a) Säteittäisen verkkomuodon etuna on pienemmät verkossa esiintyvät oikosulkuvirrat.

b) Uuden sähköaseman rakentaminen olemassa olevaan keskijänniteverkkoon kasvattaa
verkossa esiintyviä maasulkuvirtoja.

c) 1. nollausehtoa sovelletaan keskijänniteverkon maasulkusuojauksen suunnittelussa
nollavirran laskennassa.

d) Verkostolaskennassa käytettävät kuormitusmallit sisältävät asiakkaan tuntitehon
odotusarvon lisäksi kuormituksen epävarmuutta kuvaavan hajonnan, jota hyödynnetään
tarkasteltavaa ylittymistodennäköisyyttä vastaavan kuormituksen määrittämisessä.

e) Sähkönjakeluverkkojen käyttövarmuuden arviointiin soveltuva tunnusluku SAI kuvaa
asiakkaan kokeman keskeytysajan keskimääristä kestoa? 89" ve

f) Keskijänniteverkon kevyesti kuormitetun 20 kV haaran korvaaminen 1000 V pienjännite-
verkolla merkitsee uutta suojausvyöhykettä johtolähdölle, mikä lisää 20 kV johtolähdön
suojauksen toimintakertoja.

= 2. a) Luettele sähköjohdon mitoituksessa huomioitavat tekijät (2p) > s =

b) Selvitä lyhyesti, miten 20 kV maasta erotetun keskijänniteverkon vaihejännitteet
käyttäytyvät 1-vaiheisessa maasulussa? (2p)

c) 20 kV johtolähdölle suunnitellaan liitettäväksi 2 MW tuulivoimala. Millaisia vaikutuksia
voimalaitoksella on 20 kV verkon jännitteeseen ja suojaukseen? (5p)

3. 20kV verkossa tapahtuu kolmivaiheinen oikosulku, jonka aiheuttama oikosulkuvirta on 3,0
KA. Pääjännite vikapaikassa ennen vikaa on 21 kV. Johtolähdöllä käytetyn johdinlajin
resistanssi ja reaktanssi ovat r = 0,54 O/km ja x = 0,38 O/km. 110 kV verkon ja
päämuuntajan yhteenlasketut 20 kV puolelle redusoidut impedanssiarvot ovat R = 0,2 2 ja
X 230.

a) Miten kaukana sähköasemasta on vikapaikka, jos vikaimpedanssi oletetaan hyvin
pieneksi (Rf= 0 2)? (3p)

b) Miten suuria ovat vian aikaiset pääjännitteiden tehollisarvot sähköasemalla? Vertaa
muutosta myös normaalitilaan. (3p)

c) Miten suuri olisi kaksivaiheinen oikosulkuvirta kohdan a) mukaisessa vikapaikassa? (2p)

Käännä

 

 
 

4. Teollisuuslaitosta varten rakennetaan uusi 5 km pituinen keskijännitejohto. Johdolla siirrettä-
vä huipputeho tulisi olemaan 20 vuoden ajan S MVA ja cos& = 0.99 (ind.). Laskentajännite
johdon loppupäässä on 20 kV pääjännitteenä. Häviöiden hinta = 80 €/kW.a.

Johdinlaji halutaan valita seuraavista kaapelityypeistä:

- kaapeli 3x120 mm?:r= 0.256 O/km, x = 0.12 O/km, suurin sallittu kuormitusvirta 230 A
- kaapeli 3x185 mm?:r = 0.169 O/km, x = 0.12 O/km, suurin sallittu kuormitusvirta 265 A
Paksumpi kaapeli on investointikustannusten osalta 6 k€/km kalliimpi vaihtoehto.

a) Tarkastele vaihtoehtojen taloudellisuutta, kun laskentakorkoa vaihdellaan 0 ... 10 %
rajoissa. (4p)

b) Miten paljon pätötehoa voitaisiin enintään siirtää teollisuusalueelle ohuemmalla 5 km
kaapelilla, jos sallitaan 3 % jännitteenalenema? (3p)

Talousmatematiikan kaavoja:

a, —. (+r/100)? , = (1+7/100)
1+ p/100 1+ p/100
= |

K= aj

g-1

A%0)