Exam text content

SVT-3310 Sähköverkkotekniikka P. Järventausta
Tentti 8.3.2010 Tentissä SAA käyttää OMAA laskinta

 

1. a) Millaisia verkkomuotoja ja tähtipisteen maadoitustapoja sovelletaan Suomessa
käytössä olevissa eri jännitetason sähkön siirto- ja jakeluverkoissa? (3 p)

b) Toimit verkkoyhtiössä suunnittelupäällikkönä ja tehtävänäsi on perustella investointia
uuteen sähköasemaan. Luettele, mitä hyötyjä uudesta sähköasemasta voi olla. (3 p)

c) Esittele lyhyesti keskijännitelähdön oikosulkusuojauksen toimintavaatimukset (4 p)
d) Esittele lyhyesti 1000 V:n sähkönjakelujärjestelmä, sen teknis-taloudelliset

käyttökohteet ja hyödyt (5 p)

2. Tarkastellaan kolmivaiheista oikosulkua sekä yksivaiheista maasulkua maasta erotetussa
keskijänniteverkossa, joka koostuu neljästä johtolähdöstä. Pääjännite 20 kV. Seuraavassa
on annettu tehtävän muut alkuarvot:

Lähtö Johdinlaji Pituus

1 avojohto 80 km

2 maakaapeli 14 km

3 maakaapeli 21 km

4 maakaapeli 0,5 km =
Impedanssit: >, SY
- avojohto: r= 0,54 O/km, x = 0,38 O/km REIKIIN

- maakaapeli: r = 0,18 O/km, x = 0,085 O/km
- 110 kV verkon ja päämuuntajan yhteenlasketut 20 kV puolelle redusoidut
impedanssiarvot: X=2,2 0 jaR=0,252

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

a) Lähdöllä 1 sattuu 2-vaiheinen oikosulku 35 km päässä sähköasemalta.
Laske vikavirran suuruus. (vikaimpedanssi Z;= 0 9) (3p)

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

c) Lähdön 1 alussa sattuu yksivaiheinen maasulku. Laske maasulkuvirta ja nollajännite.
(Vikaresistanssi Rr= 0 €) (3p)
Tehtävänäsi on suunnitella uusi pienteollisuusalue. Rakennettavan keskijännitejohdon
pituus on 8 km, mitoitusteho 3,2 MVA ja keskiteho 1,8 MW. Mikä johdin kannattaa
valita — taloudellisin — perustein, = kun = laskennassa huomioidaan — häviöt — ja
investointikustannukset. Entä miten valinta muuttuu, jos huomioidaan myös
keskeytyskustannukset ja jälleenkytkennöistä aiheutuvat kustannukset? (6p)

Vaihtoehtoisia johtimia ovat (nimi, rakentamiskustannus €/km, resistanssi O/km):
- 85 mm? avojohto (Pigeon, 21750 €/km, 0,337 O/km)
- 70 mm? päällystetty avojohto (SAX 70, 25780 €/km, 0,493 O/km)
- 70 mm? maakaapeli (AHXAMK-W 3x70, 32230 €/km, 0,442 O/km)

Laskentakorko on 8 %, cosp = 1, häviöiden hinta on 80 €/kW,,a ja laskentajännite johdon
loppupäässä on 20 kV. Tehon oletetaan kasvavan 1,5 %/a koko 20 vuoden tarkastelu-
jakson ajan. Vian keskimääräinen korjausaika on 2 h. Kuormituksen keskiteholla lasket-
tava keskeytyskustannusten arvostus pysyvissä vioissa on 2,6 €/kW ja 8,7 €/kWh sekä
AJK:ssa 2,5 €/kW ja PJK:ssa 1,5 €/kW. Verkkoyhtiösi keskimääräiset vikataajuudet
näkyvät taulukossa 1.

 

 

 

 

Taulukko 1
Pysyvät viat [kpl/100 km] | AJK [kpl/100 km] PJK [kpl/100 km]
Avojohto 4 10 20
PAS 2 5 10
Maakaapeli 1 0 0

 

 

 

 

 

 

Talousmatematiikan kaavoja:

/ ? /-
o < (1+7/100) s = (+7/100)

1+ p/100 1+ p/100

, p
, == on
€-1
1-| 1 :
Pp
(1209)