Exam text content

 

EZ

r SVT-3400 Sähköverkkojen mallintaminen ja analyysi — S.Repo/J.Bastman
TTY Tentti 9.9.2013

Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta

a) Nippujohdin pienentää johdon induktanssia

b) Solmupisteadmittanssimatriisin lävistäjäalkio voi olla nolla

c) Avojohdon vasta- ja nollaimpedanssi ovat aina yhtä suuria

d) Tehonjaon laskennassa tarvitaan aina vertailupiste

e) Siirtoverkon siirtokykyä rajoittaa harvoin laitteiden lämpenemä
f) 1-vaiheinen vikavirta voi olla suurempi kuin 3-v. vikavirta

2) 400 kV avojohdon (f=50Hz) resistanssi on r=2 O, induktanssi L=0.1 H sekä kapasitanssi
8 F. Laske johdon

a) reaktanssi

b) impedanssi

c) admittanssi

d) suskeptanssi

€) luonnollinen teho

£) tuottama loisteho tyhjäkäynnillä

3) Muodosta kuvan 1 verkolle suhteellisarvot käyttäen perustehona arvoa S, = 100 MVA ja
perusjännitteenä pisteessä B arvoa Ups = 400 kV. Laske suhteellisarvoilla pisteen A jännite,
kun pisteen D jännite on vakio 115 kV.

A B C D
X;= 800

     
 

Kuorma
U=115kV
P=100MW
0=30 MVAr

    

120/400 kV 400/110 kV
00 MVA 400 MVA
1=10 % 2%

 

Kuva 1.

4) 400 kV johdon parametrit ovat: r = 0.026 O/km, x = 0.33 O/km, g=0 ja b = 3.57 uS/km.
Johdon pituus on 200 km. Johdon loppupäässä on P = 500 MW kuormitus, jonka tehoker-
roin on coso = 0.97;na. Johdon loppupään pääjännite pysyy vakiona arvossa 400 kV.

a) Laske johdon alkupään pääjännite käyttämällä lyhyen johdon sijaiskytkentää
b) Laske johdon alkupään pääjännite käyttämällä keskipitkän johdon n--sijaiskytkentää
c) Minkälaista johtomallia ko. johdolle pitäisi käyttää?

käännä
 

5) Vastaa myötäverkon solmupisteimpedanssimatriisia koskeviin kysymyksiin.
a) Matriisin ominaisuudet ja muodostamistapoja
b) Myötäverkon solmupisteimpedanssimatriisi Zpus suhteellisarvoina lausuttuna on seuraava.

0.30 j0.08 jo.04 j0.07

j0.08 —jo.15 j0.06 j0.09
Zu = 1
j0.04 j0.06 j0.10 j0.05

jO.07 —j0.09 jo.05 jo.12

Solmupisteessä 4 sattuu 3-vaiheinen vika, jonka vikaimpedanssi Z=0.0 pu. Laske vikavirran
suuruus ja vian aikainen jännite solmupisteessä 2, kun ennen vikaa kaikkien solmupisteiden
jännite on 1.0 pu.
Keskipitkän johdon n-sijaiskytkennän siirtovakiot

 

ZY
si MG mt G
13] [€ D||Ze] |yl1+2] 14Z]||2Z
4 2
Tarkan n-sijaiskytkennän korjatut Z' ja Y?/2 pitkälle johdolle ovat:
sinh(?:D) =— y' y tanh(y-l/2)
77: ja —==.——=—
TI 22 7:11

jossa 7 on etenemiskerroin ja1johtopituus.

Tehonsiirron yhtälöt siirtovakioiden A=AZ/0a,B=B/Bja D=D/a avulla ilmaistuna.
Kulma ö on alku- ja loppupään jännitteiden välinen kulma s.e. Vs= Vs /6 ja Vr= Vr/0*.

Alkupään tehoille

 

 

 

olalta ihanne

Loppupään tehoille

P= M a cos(B-5)- E v, [ cos(B- 0)
R ja 2

 

 

n-tB4, n(B- 6) - [Psin 0)

 
 

Symmetristen komponenttien muunnokset abc => 120 ja 120 => abc

J 1 & o V, W

1 2
Vn = 1 & a||V, Vo |=
Vo Lai 1 vY;

Vikavirtojen laskentakaavoja

[= 1.1

1-v. maasulun osalta vikavirran lauseke ja komponenttiverkkojen kytkennät on osattava ulkoa.

E, on a-vaiheen Thevenin jännite ja 11 ja I,» ovat myötä- ja TT virrat a-vaiheessa
Z1, Zo, Zo ovat myötä-, vasta- ja nollaverkon impedanssit ja Z Z on vikaimpedanssi

1-v. maasulun aikaiset vaihejännitteet (vika a-vaiheessa)
37"

78 3/7 =

= 3a 27) + (a —a)Z, + (a* -1Z, =
Za A a =

—3aZ! +(a—4')Z, +(4-Zo
EVA

Kun

2-v. oikosulku vikavirran lauseke

i a 1,=-I
al —a2 2 = TN —+>b —

2-v. maaoikosulku vikavirran lauseke

— £,

2. 20.0
et 201372)

-jABE,

= Z,+Z,+Z!