Exam text content

SVT-3310 Sähköverkkotekniikka P. Järventausta, A. Nikander
Tentti 21.3.2011 Tentissä SAA käyttää OMAA laskinta

 

1. a) Esittele lyhyesti tyypilliset sähkön siirto- ja jakeluverkoissa sovellettavat verkkomuodot
eri jännitetasoilla (3p)
b) Miten 20 kV:n keskijänniteverkon vaihejännitteet käyttäytyvät maasta erotetun verkon
1-vaiheisessa maasulussa? (3p)

c) Mitä eri tekijöitä pitää huomioida sähkönjakeluverkon keskijännitetason valinnassa?
Gp)

2. Verkon käyttövärmuutta voidaan mallintaa erilaisilla tunnusluvuilla, mm.:
A) verkon vikojen keskimääräinen lukumäärä vuodessa, esim. [kpl/100km, a]
B) asiakkaan keskimäärin kokemien keskeytysten lukumäärä, [kpl/asiakas,a]
C) asiakkaan keskimäärin kokema keskeytysaika, [h/asiakas,a]

Kuvaa lyhyesti, miten erilaisilla keskijänniteverkon käyttövarmuutta parantavilla
toimenpiteillä voidaan vaikuttaa edellä mainittuihin tunnuslukuihin. (5p)

3. Teollisuuslaitosta varten rakennetaan uusi 5 km pituinen keskijännitejohto. Johdolla
siirrettävä huipputeho tulee olemaan 20 vuoden ajan 1,5 MVA ja coso = 0,9.
Laskentakorko on 8 % ja häviöiden hinta on 80 €/kW a. Laskentajännite johdon
loppupäässä on 20 KV. Johdinlajiksi valitaan joko Raven tai A1132. Kumpi on taloudellisin
perustein oikea valinta ja kuinka suuri virhe tehdään, jos valitaan väärä johdinlaji? (4p)

r [2%/km] — hinta [k€/km]
Raven 0,537 20
je All32 0,219 25

4. 20kV johtolähdöllä tapahtuu 2-vaiheinen oikosulku. Vikavirran arvoksi mitataan
sähköasemalla 1,6 kA. Käytetyn johdinlajin resistanssin ja reaktanssin arvot ovat
r = 0,5 O/km ja x = 0,3 O/km. Syöttävän verkon ja päämuuntajan impedanssit 20 kV
jännitetasossa esitettynä ovat R = 0,1 0 ja X=2,2 0. Kaksivaiheisen oikosulun vika-
impedanssi oletetaan nollaksi. Vikatilanteen laskentajännitteenä käytetään arvoa 20 kV.
Mikä on vikapaikan etäisyys sähköasemasta? (3p)

 

 
5. Tarkastellaan yksivaiheista maasulkua kuvan 1 maasta erotetussa keskijänniteverkossa.
Avojohdon maakapasitanssi on 5,5 nF/km,vaihe ja maakaapelin maakapasitanssi 300
nF/km,vaihe. Verkon pääjännite on 21 kV. Vikaresistanssi on 0 62. Maasulku tapahtuu
lähdön 1 loppupäässä kuvan 1 mukaisesti.

a) Määritä kaikkien lähtöjen summavirtamuuntajien mittaamat nollavirrat (maasulkuvirrat)
ja määrittele niiden suunnat. (3p)

b) Jakelumuuntamolla maasulkuvirran aiheuttaman maadoitusjännitteen maksimiarvo on
500 V (1s laukaisuaika). Kuinka suuri maadoitusresistanssi tällöin sallitaan 1s
laukaisuajalla? (3p)

c) Oletetaan, että maadoitusjännitevaatimukset eivät toteudu. Miten verkko voidaan saada

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

maadoitusjännitevaatimukset täyttäväksi? (3p)
1 85 km 0
7 avojohto
2 15 km
O maakaapeli
3 4km
maakaapeli
4 55km
avojohto

 

 

 

Kuva 1.

Talousmatematiikan kaavoja:

— (1+7/100)? (1+r/100)

1+ p/100 1+ p/100

e" -1 A Pi

"o

 

K=68
m