Razvodna Postrojenja 1o1mb

Idejni projekat

____________

Razvodna postrojenja

1. Jednopolna principijelna šema Na slici 1.1 je prikazana jednopolna principijelna šema EES-a, svaki element posebno, sa naznakom usvojenih vrijednosti.

S2 T1 MREŽA M1

T1

S2

S1

S1 DV2

DV2

T2

G2

T2

G2

Slika 1.1. Jednopolna principijelna šema EES-a

Mreža M1 Un=380 [KV] Sn’’=9000 [MVA] Sn’=7500[MVA] S0=7000[MVA] kud=1,8

Generator G2 Un=20,5 [kV] Sn=200 [MVA] x’’=0,24 x’=0,36 Ta=0,2 [s]

Transformator T1 m=220/380 [kV] Sn=180 [MVA] x=0,12 r=0,1x sprega Yy0

Transformator T2 m=20,5/231 [kV] Sn=200 [MVA] x=0,12 r=0,1x sprega Dy5

Vod V2 l2=2x200 [km] rd=0,2 [Ω /km] xd=0,4 [Ω /km] r0=0,35 [Ω /km] x0=1,3 [Ω /km] Sn=100 [MVA]

Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

1

Idejni projekat

____________


2. Dimenzionisanje kablova Transformatori su na generatorske sabirnice povezani kablovima tipa IPZO, položenim u rov. Da bi odredili broj i presjek kablova potrebno nam je ukupno opterećenje veze, koje iznosi: I nr =

S nT 1 200 = = 5, 64 [ kΑ ] 3U n1 3 ⋅ 20,5

Izabraćemo kabl sa bakarnim provodnicima presjeka 500 [mm2], koji ima tablične podatke: I tdT = 540 [ Α] ΘtdT = 60  0 C  i Θ maxKS = 140  0 C  Preračunavanje tabličnih trajno dozvoljenih struja za uslove polaganja različite od tabličnih, u konkretnom slučaju za polaganje u rov, vrši se prema sljedećoj relaciji: I td = n ⋅ k1 ⋅ k 2 ⋅ k 3 ⋅ k 4 ⋅ ItdT gdje je: n - broj kablova, k1 - koeficijent dubine polaganja kablova u rov, k 2 - koeficijent toplotnog otpora tla, k 3 - koeficijent temperature tla, k 4 - koeficijent broja kablovskih sistema (trofaznih) u istom rovu. Kablovi će biti položeni u rov u zemlji na međusobnom rastojanju od 25 cm. Potreban broj kablova određuje se iterativno: n≥

I nr 5640 = = 10, 44 , pa usvajamo n=11. I tdT 540

Iz tablica dobijamo k1 = k 2 = k 3 = 1 , i k 4 = 0, 62 . n≥

I nr 5640 = = 16,84 , usvaja se n=17. k 4 ⋅ I tdT 0, 62 ⋅ 540

I td = n ⋅ k1 ⋅ k 2 ⋅ k 3 ⋅ k 4 ⋅ ItdT = 17 ⋅1 ⋅1 ⋅1⋅ 0, 62 ⋅ 540 = 5691, 6 [ Α ] > Inr = 5640 [ A ]

Provjera kablova na termička naprezanja. Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

2

Idejni projekat

____________


Najkritičnije mjesto kvara, za koje se ima najveća struja kvara, je na kablovskoj glavi (slika 2.1).

G2

T2

Kabl IPZO

G2

T2

E

+

Slika 2.1. Kvar na generatorskim sabirnicama

Ekvivalentna zamjenska šema, sa parametrima svedenim na mjesto kvara, za proračun struje kvara, je data na slici 2.2.

Rm1

Xm1 (Xm1 )

RT1

XT1

RV2

XV2

XT2

RT2

RG2

(XG2) XG2

RT1

XT1

RV2

XV2

XT2

RT2

RG2

XG2 (XG2)

+

E

Slika 2.2. Ekvivalentna šema kada je kvar na generatorskim sabirnicama

Proračun parametara na strani 20,5[kV]: UnG 2 2 20,52 = 0, 24 ⋅ = 0,5 [Ω] SnG 2 200 UnG 2 2 20,52 ′ ′ X G 2 = x2 ⋅ = 0,36 ⋅ = 0, 76 [Ω] SnG 2 200 X ′′G1 0,5 RG1 = = = 0, 008 [Ω] ω ⋅ TG1 314 ⋅ 0, 2 U 2 20,52 XT 2 = xT 2 ⋅ nT 2 = 0,12 ⋅ = 0, 25 [Ω] SnT 2 200 UnT 2 2 RT 2 = rT 2 ⋅ = 0,1 ⋅ X T 2 = 0,1 ⋅ 0, 25 = 0, 025 [Ω] SnT 2 X ′′G 2 = x2′′ ⋅


3

Idejni projekat

____________


2

 20,5  Xv 2 = xv 2 ⋅ lv 2 ⋅ (m2 ) 2 = 0, 42 ⋅ 200 ⋅   = 0, 66 [ Ω ]  231  2

 20,5  Rv 2 = rv 2 ⋅ lv 2 ⋅ (m2 ) = 0, 085 ⋅ 200 ⋅   = 0,13 [ Ω ]  231  2

XT 1 = xT 1 ⋅ RT 1 = rT 1 ⋅

UnT 12 2202 ⋅ (m2 ) 2 = 0,12 ⋅ SnT 1 180

2

 20,5  ⋅  = 0, 25 [ Ω ]  231 

UnT 12 ⋅ (m2 ) 2 = 0,1 ⋅ XT 1 = 0,1 ⋅ 0, 25 = 0, 025 [ Ω ] SnT 1 2

 20,5  ⋅  = 0, 04 [ Ω ]  231 

2

 20,5  ⋅  = 0, 05 [ Ω ]  231 

2

 20,5  ⋅  = 0, 054 [ Ω ]  231 

Unm12 3802  220  2 2 X ′′m1 = ⋅ ( m1 ) ⋅ ( m2 ) = ⋅  ′′ 1 S nm 9000  380  Unm12 3802  220  2 2 X ′m1 = ⋅ ( m1 ) ⋅ ( m2 ) = ⋅  ′ 1 S nm 7500  380  Xm 0 =

Unm12 3802  220  2 2 ⋅ ( m1 ) ⋅ ( m2 ) = ⋅  S0 m1 7000  380 

kud = 1 + e Tam1 = − Rm1 =

−

0,01 Tam1

2

2

2

= 1,8

0, 01 0, 01 =− = 0, 045 [ s ] ln ( kud − 1) ln ( 1,8 − 1)

X m′′1 0, 04 = = 0, 003 [ Ω ] ω ⋅ Tam 314 ⋅ 0, 045

X G′′ 2 0,5 = = 0, 25 [ Ω ] 2 2 X′ 0, 76 X D′ = G 2 = = 0,38 [ Ω ] 2 2 R 0, 008 RD = G 2 = = 0, 004 [ Ω ] 2 2 X X X 0, 25 0, 66 0, 25 X L′′ = T 2 + v 2 + T 1 + X m′′1 = + + + 0, 04 = 0, 62 [ Ω ] 2 2 2 2 2 2 X X X 0, 25 0, 66 0, 25 X L′ = T 2 + v 2 + T 1 + X m′ 1 = + + + 0, 05 = 0, 63[ Ω ] 2 2 2 2 2 2 R R R 0, 025 0,13 0, 025 RL = T 2 + v 2 + T 1 + Rm 1 = + + + 0, 003 = 0, 093 [ Ω ] 2 2 2 2 2 2 X ′′ ⋅ X ′′ 0, 25 ⋅ 0, 62 X e′′ = D L = = 0,18 [ Ω ] X D′′ + X L′′ 0, 25 + 0, 62 X′ ⋅X′ 0,38 ⋅ 0, 63 X e′ = D L = = 0, 24 [ Ω ] X D′ + X L′ 0,38 + 0, 63 X D′′ =

Re =

RD ⋅ RL 0, 004 ⋅ 0, 093 = = 0, 0038 [ Ω ] RD + RL 0, 004 + 0, 093


4

Idejni projekat

____________


Da bi utvrdili da li je proračun samo sa reaktansama dovoljno tačan, X '' provjeravamo da li važi uslov ≥ 3 i sa lijeve i sa desne strane. R X L′′ 0, 62 = = 6, 67 > 3 RL 0, 093 X D′′ 0, 25 = = 62,5 > 3 RD 0, 004 Pošto su uslovi zadovoljeni, zanemarenje aktivnih otpornosti. Un

I 0′′ =

3 ⋅ X e′′

I ′′ = 1,1 ⋅ I′ =

=

Un 3 ⋅ X e′′

struju

kvara

možemo

računati

uz

20, 5 = 65,83[ kA] 3 ⋅ 0,18 = 1,1 ⋅ I0′′ = 1,1 ⋅65,83 = 72, 41[ kA]

1,15 ⋅ U n 1,15 ⋅ 20,5 = =56, 78 [ kA] 3 ⋅ X e′ 3 ⋅ 0, 24

Ekvivalentnu aperiodičnu vremensku konstantu računamo kao: Tae =

X e′′ 0,18 = = 0,15 [ s ] ω ⋅ Re 314 ⋅ 0, 0038

ti = 0, 25 [ s ]

Provjeravamo uslov: 2 2 ⋅ ti = ⋅ 0, 25 = 0,17 [ s ] > Tae = 0,15 [ s ] 3 3 Uslov je zadovoljen pa eksponencijalni član u izrazu za toplotni impuls zanemarujemo. Toplotni impuls struje kvara na mjestu kvara je: A = I 0′′2 ⋅ Tae + I ′2 ( ti + ∆t ) A = 65,832 ⋅ 0,15 + 56, 782 ⋅ ( 0, 25 + 0, 05 ) = 1617, 23 ( kA ) ⋅ s    Uzeli smo ∆t = 0, 05 jer je kvar u blizini generatora. 2

Na osnovu toplotnog impulsa odredićemo minimalni potrebni presjek kabla, koji ne bi bio oštećen strujom kvara. qmin = β A = 8, 22 ⋅ 1617, 23 = 330,56  mm 2  < q = 500  mm 2  gdje je


5

Idejni projekat

____________


β - koeficijent adijabatskog zagrijavanja vodova. Znači, odabrani presjek zadovoljava. Provjera koliko dugo mogu „izdržati“ položeni kablovi ako na jednom od njih dođe do kvara (prekida), vrši se na sljedeći način: Opterećenje jednog kabla kada svi funkcionišu je: I1K =

I nr 5640 = = 331, 76 [ A ] n 17

a on je u stanju da podnese I td 1K =

I td 5691, 6 = = 334,8 [ A ] n 17

što ostavlja izvjesnu rezervu. Ovako opterećeni kablovi zagrijaće se na temperaturu od 2

Θ max

2

 I   331, 76  =  1K  ⋅ ∆Θtd + Θa =   ⋅ 40 + 20 = 59, 28 [ °C] < Θ tdT = 60 [ °C]  334,8   I td 1K 

gdje je

∆ Θtd = ΘtdT − Θa

Ako ispadne jedan kabl, ostali kablovi biće opterećeni strujom I1′K =

I nr 5640 = = 352,5 [ A ] n −1 16

pa će se svaki od njih zagrijati na temperaturu ∆Θtd = Θtd − Θa 2

Θ max

2

 I′   352,5  =  1K  ⋅ ∆Θtd + Θa =   ⋅ 40 + 20 = 64,34 [ °C] > Θ tdT = 60 [ °C]  334,8   I td 1K 

što znači da sistem neće moći trajno da radi i pri ispadu jednog kabla. Zagrijavanje kablova mozemo opisati relacijom: t −  Θ'' ( t ) = ∆Θ''max 1 − e T 

t −  T + ∆Θ e + Θa  max 

'' 0 Usvajajući da je T=30 [min] i Θ ( t ) = ΘtdT = 60  C  , možemo izračunati za koje vrijeme će se dostići trajno dozvoljena temperatura pri ispadu jednog kabla.


6

Idejni projekat

Θtd = ∆Θ′′max − ∆Θ′′max e

____________ −

t T

+ ∆Θ max e

−

t T


+ Θa

 ∆Θtd − ∆Θ′′max  t = −T ⋅ ln    ∆Θ max − ∆Θ′′max   60 − 64,34  t = −30 ⋅ ln   = 4, 6 [ min ] .  59, 28 − 64,34 


7

Idejni projekat

____________


3. Jednopolna principijelna šema razvodnog postrojenja Razvodno postrojenje (RP1) obuhvata površinu 90x70 [m2]. Sabirnice S1 i S2 se sastoje od dvije glavne i jedne pomoćne. Kvarovi se isključuju za 0,25 [s]. Jednopolna šema sa naznakom komutacionih aparata je prikazana na slici 3.1.

DV2

DV2

P4

P4 SP1

GS1 GS1 PS1

SP1 P3

P3

T1

T1

P2

P2 SP2

GS2 GS2 PS2

SP2 P1

M1

Slika 3.1. Jednopolna principijelna šema razvodnog postrojenja


8

Idejni projekat

____________


4. Dimenzionisanje sabirnica Za razvodno postrojenje napona 220 [kV] koristićemo sabirničku užad. Da bi odredili struju sabirnice treba nam raspored polja po sabirnicama. Glavne sabirnice se biraju prema najoptrećnijoj dionici. Iz praktičnih razloga i pomoćne se dimenzionišu kao glavne. 4.1 Dimenzionisanje sabirnica S1 Raspored tokova snaga po sabirnicama S1 je dat na slici 4.1.1.

180

120

0

T1

180

300 0

18 0

DV2 300

T1

180

DV2

30 0

Slika 4.1.1. Tok snaga na sabirnicama S1

Maksimalno opterećenje dionica prema slici 4.1.1 je Smax=300 [MVA]. Maksimalna radna struja je: I max =

Smax 300 = = 788, 23 [ A ] 3 ⋅U n 3 ⋅ 220

Ovoj struji odgovara uže Al/Če naznačenog presjeka 340/30 [mm2] i I tdT = 790 [ A ]

Θ aT = 40 [ °C]

ΘtdT = 80 [ °C] Al/Če = 7,9 d = 25 [ mm ] Trajno dozvoljena struja za mjesto i uslove ugradnje je:


9

Idejni projekat I tdT ≥

____________


I max1 k1 ⋅ k2 ⋅ k 3

gdje su :

k1 = k 2 = 1 (za užad)

k3 =

Θ td − Θ a 70 − 40 = = 0,866 Θ tdT − Θ aT 80 − 40

I tdT = 790 [ A ] ≥

I max1 788, 23 = = 910, 2 [ A ] k3 0,866

Uslov nije zadovoljen, pa biramo uže Al/Če naznačenog presjeka 490/65 [mm2] i I tdT = 960 [ A ]

Θ aT = 40 [ °C]

ΘtdT = 80 [ °C] Al/Če = 7,7 d = 30, 6 [ mm ] . Za ovo uže je I tdT = 960 [ A ] ≥

I max1 788, 23 = = 910, 2 [ A ] . k3 0,866

Provjera na kratkotrajna termička naprezanja Za odabrano uže β =13,5 a koeficijent skin efekta za sabirnice u vidu užadi je k s ≈ 1 . qmin = β A Moramo prvo izračunati toplotni impuls struje kvara za kvar na sabirnicama S1, koristeći ekvivalentnu šemu sa slike 2.2. Sve veličine svodimo na 220 kV stranu. 2

2

2

2

UnG 2 2  1  20,52  231  X G′′ 2 = x2′′ ⋅ ⋅   = 0, 24 ⋅ ⋅ = 64 [ Ω ] SnG 2  m2  200  20,5  UnG 2 2  1  20,52  231  X G′ 2 = x2′ ⋅ ⋅   = 0,36 ⋅ ⋅ = 96 [ Ω ] SnG 2  m2  200  20,5  RG 2 =

X G′′ 2 64 = = 1, 02 [ Ω ] ω ⋅ TaG 2 314 ⋅ 0, 2


10

Idejni projekat

____________


UnT 2 2 2312 = 0,12 ⋅ = 32 [ Ω ] SnT 2 200 UnT 2 2 RT 2 = rT 2 ⋅ = 0,1⋅ X T 2 = 0,1⋅ 32 = 3, 2 [ Ω ] SnT 2 X v 2 = xv 2 ⋅ lv 2 = 0, 42 ⋅ 200 = 84 [ Ω ] X T 2 = xT 2 ⋅

Rv 2 = rv 2 ⋅ lv 2 = 0, 085 ⋅ 200 = 17 [ Ω ]

UnT 12 220 2 = 0,12 ⋅ = 29 [ Ω ] SnT 1 180 UnT 12 RT 1 = rT 1 ⋅ = 0,1 ⋅ X T 1 = 0,1⋅ 29 = 2,9 [ Ω ] SnT 1 2 Unm12 380 2  220  2 X m′′1 = ⋅ ( m1 ) = ⋅  = 5,38 [ Ω ] ′′ 1 S nm 9000  380  X T 1 = xT 1 ⋅

2

Unm12 380 2  220  2 X m′ 1 = ⋅ ( m1 ) = ⋅  = 6, 45 [ Ω ] ′ 1 S nm 7500  380  2

X m0 =

Unm12 380 2  220  2 ⋅ ( m1 ) = ⋅  = 6,91[ Ω ] S0 m1 7000  380 

kud = 1 + e Tam = −

−

0,01 Tam

0, 01 0, 01 =− = 0, 045 [ s ] ln ( kud − 1) ln ( 1,8 − 1)

X m′′1 5,38 = = 0,38 [ Ω ] ω ⋅ Tam 314 ⋅ 0, 045 X + X T 2 + X G′′ 2 84 + 32 + 64 X D′′ = v 2 = = 90 [ Ω ] 2 2 X + X T 2 + X G′ 2 84 + 32 + 96 X D′ = v 2 = = 106 [ Ω ] 2 2 R + RT 2 + RG 2 17 + 3, 2 + 1, 02 RD = v 2 = = 10, 61[ Ω ] 2 2 X 29 X L′′ = T 1 + X m′′1 = + 5,38 = 19,88 [ Ω ] 2 2 X 29 X L′ = T 1 + X m′ 1 = + 6, 45 = 20,95 [ Ω ] 2 2 R 2,9 RL = T 1 + Rm1 = + 0,38 = 1,83 [ Ω ] 2 2 X ′′ ⋅ X ′′ 19,88 ⋅ 90 X e′′ = L D = = 16,3 [ Ω ] X L′′ + X D′′ 19,88 + 90 X′ ⋅ X′ 20,95 ⋅106 X e′ = L D = = 17,5 [ Ω ] X L′ + X D′ 20,95 + 106 Rm1 =

Re =

RL ⋅ RD 1,83 ⋅10, 61 = = 1,56 [ Ω ] RL + RD 1,83 + 10, 61

Provjeravamo uslov: Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

11

Idejni projekat

____________


X e′′ 16,3 = = 10, 45 > 3 Re 1,56 Uslov je ispunjen pa dalji proračun vršimo samo sa reaktansama: I 0′′ =

Un 220 = = 7,8 [ kA ] 3 ⋅ X e′′ 3 ⋅16,3

I " = 1,1 ⋅ I 0′′ = 1,1 ⋅ 7,8 = 8,58 [ kA ]

1,15 ⋅Un 1,15 ⋅ 220 = = 8,36 [ kA ] 3 ⋅ X e′ 3 ⋅17,5 X e′′ 16,3 Tae = = = 0, 033 [ s ] ω ⋅ Re 314 ⋅1,56 I′ =

Sad provjeravamo uslov: 2 2 ⋅ ti = ⋅ 0, 25 = 0,17 [ s ] > Tae = 0, 033 [ s ] 3 3 Pošto je uslov zadovoljen znači da zanemarujemo eksponencijalni član u izrazu za toplotni impuls: A = I 0′′2 ⋅ Tae + I ′2 ( ti + ∆t ) usvajamo ∆t = 0 2 2 2 A = ( 7,8 ) ⋅ 0, 033 + ( 8,36 ) ⋅ 0, 25 = 19, 48 ( kA ) s   

Odavde slijedi: qmin = β A = 13,5 ⋅ 19, 48 = 59,58  mm 2  < q = 490 + 65 = 555  mm 2  što znači da odabrani presjek zadovoljava po pitanju kratkotrajnih termičkih naprezanja. Provjera na koronu: Potrebni minimalni prečnik užeta da se na sabirnicama ne bi javila korona pri dobrim vremenskim uslovima može se odrediti na osnovu relacije: d min =

Unmreže 220 = = 24, 44 [ mm ] 9 9

d = 30, 6 [ mm ] < d min 4.2 Dimenzionisanje sabirnica S2 Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

12

Idejni projekat

____________


Raspored tokova snaga po sabirnicama S2 je dat na slici 4.2.1.

0

180

18 0

0

T3

180

M1

36 0

T3

180

Slika 4.2.1. Tok snaga na sabirnicama S2

Maksimalno opterećenje dionica prema slici 4.2.1 je Smax=180 [MVA]. Maksimalna radna struja je: I max =

Smax 180 = = 274 [ A ] 3 ⋅U n 3 ⋅ 380

Ovoj struji odgovara uže Al/Če naznačenog presjeka 70/12 [mm2] i I tdT = 290 [ A ]

Θ aT = 40 [ °C]

ΘtdT = 80 [ °C] Al/Če = 5,7 d = 11, 7 [ mm ] Trajno dozvoljena struja za mjesto i uslove ugradnje je: I tdT ≥

I max1 k1 ⋅ k2 ⋅ k 3

gdje su :

k1 = k 2 = 1 (za užad)

k3 =

Θ td − Θ a 70 − 40 = = 0,866 Θ tdT − Θ aT 80 − 40

I tdT = 290 [ A ] ≥

I max1 274 = = 316, 4 [ A ] k3 0,866

Uslov nije zadovoljen, pa biramo uže Al/Če naznačenog presjeka 95/15 [mm ] i 2


13

Idejni projekat

____________


I tdT = 350 [ A ]

Θ aT = 40 [ °C]

ΘtdT = 80 [ °C] Al/Če = 6,0 d = 15, 5 [ mm ] . Provjera na kratkotrajna termička naprezanja Za odabrano uže β =13,5 a koeficijent skin efekta za sabirnice u vidu užadi je k s ≈ 1 . qmin = β A Moramo prvo izračunati toplotni impuls struje kvara za kvar na sabirnicama S2, koristeći ekvivalentnu šemu sa slike 2.2. Sve veličine svodimo na 380 kV stranu. UnG 2 2  1  X G′′ 2 = x2′′ ⋅ ⋅  SnG 2  m2 

2

 1  20,5 2  231  ⋅   = 0, 24 ⋅ ⋅ 200  20,5   m1 

UnG 2 2  1  X G′ 2 = x2′ ⋅ ⋅  SnG 2  m2 

2

 1  20,5 2  231  ⋅   = 0,36 ⋅ ⋅  m 200  20,5   1

RG 2 =

2

2

 380  ⋅  = 231,16 [ Ω ]  220 

2

2

 380  ⋅  = 346, 74 [ Ω ]  220 

2

2

X G′′ 2 231,16 = = 3, 68 [ Ω ] ω ⋅ TaG 2 314 ⋅ 0, 2 2

2

 1  2312  380  ⋅   = 0,12 ⋅ ⋅  = 95,52 [ Ω ] 200  220   m1 

XT 2

UnT 2 2 = xT 2 ⋅ SnT 2

RT 2

UnT 2 2 = rT 2 ⋅ SnT 2

X v2

 1   380  = xv 2 ⋅ lv 2 ⋅   = 0, 42 ⋅ 200 ⋅   = 250, 61[ Ω ]  220   m1 

2

 1  ⋅   = 0,1 ⋅ X T 2 = 0,1 ⋅ 95,52 = 9,55 [ Ω ]  m1  2

2

2

2

 1   380  Rv 2 = rv 2 ⋅ lv 2 ⋅   = 0, 085 ⋅ 200 ⋅   = 50, 72 [ Ω ]  220   m1  UnT 12 380 2 X T 1 = xT 1 ⋅ = 0,12 ⋅ = 96, 27 [ Ω ] SnT 1 180 UnT 12 RT 1 = rT 1 ⋅ = 0,1 ⋅ X T 1 = 0,1⋅ 96, 27 = 9, 63 [ Ω ] SnT 1 Unm12 3802 X m′′1 = = = 16, 04 [ Ω ] ′′ 1 9000 S nm X m′ 1 =

Unm12 3802 = = 19, 25 [ Ω ] ′ 1 7500 S nm


14

Idejni projekat X m0 =

____________


Unm12 3802 = = 20, 63 [ Ω ] S0 m1 7000

kud = 1 + e Tam = −

−

0,01 Tam

0, 01 0, 01 =− = 0, 045 [ s ] ln ( kud − 1) ln ( 1,8 − 1)

X m′′1 16, 04 = = 1,14 [ Ω ] ω ⋅ Tam 314 ⋅ 0, 045 X + X v 2 + X T 2 + X G′′ 2 96, 27 + 250, 61 + 95,52 + 231,16 X D′′ = T 1 = = 336, 78 [ Ω ] 2 2 X + X v 2 + X T 2 + X G′ 2 96, 27 + 250, 61 + 95,52 + 346, 74 X D′ = T 1 = = 394,57 [ Ω ] 2 2 R + Rv 2 + RT 2 + RG 2 9, 63 + 50, 72 + 9,55 + 3, 68 RD = T 1 = = 36, 79 [ Ω ] 2 2 X L′′ = X m′′1 = 16, 04 [ Ω ] Rm1 =

X L′ = X m′ 1 = 19, 25 [ Ω ]

RL = Rm1 = 1,14 [ Ω ]

X L′′ ⋅ X D′′ 16, 04 ⋅ 336, 78 = = 15,31[ Ω ] X L′′ + X D′′ 16, 04 + 336, 78 X′ ⋅ X′ 19, 25 ⋅ 394,57 X e′ = L D = = 18,36 [ Ω ] X L′ + X D′ 19, 25 + 394,57 X e′′ =

Re =

RL ⋅ RD 1,14 ⋅ 36, 79 = = 1,1[ Ω ] RL + RD 1,14 + 36, 79

Provjeravamo uslov: X e′′ 15,31 = = 13,92 > 3 Re 1,1 Uslov je ispunjen pa dalji proračun vršimo samo sa reaktansama: I 0′′ =

Un 380 = = 14,35 [ kA ] 3 ⋅ X e′′ 3 ⋅15,31

I " = 1,1 ⋅ I 0′′ = 1,1 ⋅14,35 = 15, 78 [ kA ]

1,15 ⋅Un 1,15 ⋅ 380 = = 13, 76 [ kA ] 3 ⋅ X e′ 3 ⋅18,36 X e′′ 15,31 Tae = = = 0, 044 [ s ] ω ⋅ Re 314 ⋅1,1 I′ =

Sad provjeravamo uslov: 2 2 ⋅ ti = ⋅ 0, 25 = 0,17 [ s ] > Tae = 0, 044 [ s ] 3 3 Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

15

Idejni projekat

____________


Pošto je uslov zadovoljen znači da zanemarujemo eksponencijalni član u izrazu za toplotni impuls: A = I 0′′2 ⋅ Tae + I ′2 ( ti + ∆t ) usvajamo ∆t = 0 2 2 2 A = ( 14,35 ) ⋅ 0, 044 + ( 13, 76 ) ⋅ 0, 25 = 56, 4 ( kA ) s   

Odavde slijedi: qmin = β A = 13,5 ⋅ 56, 4 = 101,38  mm 2  < q = 95 + 15 = 110  mm 2  što znači da odabrani presjek zadovoljava po pitanju kratkotrajnih termičkih naprezanja. Provjera na koronu: Potrebni minimalni prečnik užeta da se na sabirnicama ne bi javila korona pri dobrim vremenskim uslovima može se odrediti na osnovu relacije: d min =

Unmreže 380 = = 42, 22 [ mm ] 9 9

d = 15, 5 [ mm ] < d min


16

Idejni projekat

____________


5. Struja jednopolnog kratkog spoja Pretpostavimo da se jednopolni kratki spoj desio na sabirnicama S1. Sprege transformatora su prikazane na sljedećoj slici:

T1

DV2

MREŽA M1

T1

DV2 S1

S2

T2

G2

T2

G2

S1 E

S2

+

Slika 5.1. Jednopolna principijelna šema EES-a sa kvarom na sabirnicama S1

Šeme za direktni i inverzni redoslijed su iste i prikazane su na slici 2.2, a šema za nulti redoslijed je data na slici 5.2:

R0m1

R0T1

X0T1

R0v2

X0v2

X0T2

R0T2

R0T1

X0T1

R0v2

X0v2

X0T2

R0T2

X0m1

+

E

Slika 5.2. Šema nultog redoslijeda pri kvaru na sabirnicama S1

Za parametre direktnog i inverznog redoslijeda koristićemo raniji proračun (poglavlje 4), odakle je: ′′ = X ie′′ = X e′′ = 16,3[ Ω ] X de Za parametre nultog redoslijeda imamo (koristimo već izračunate reaktanse iz poglavlja 4 za 220 kV naponski nivo): X 0T 1 = X T 1 = 29 [ Ω ]

X 0v 2 = x0 v 2 ⋅ lv 2 = 1, 2 ⋅ 200 = 240 [ Ω ] X 0T 2 = X T 2 = 32 [ Ω ]


17

Idejni projekat

____________


X 0T 1 29 + X 0 m1 = + 6,91 = 21, 41[ Ω ] 2 2 X + X 0T 2 240 + 32 X 0 D = 0v 2 = = 136 [ Ω ] 2 2 X ⋅X 21, 41 ⋅136 X 0e = 0 L 0 D = = 18,5 [ Ω ] X 0 L + X 0 D 21, 41 + 136 X 0L =

Struja jednopolnog kratkog spoja je: 220 3⋅ 3 ⋅U f 3 I K1 = = = 7, 45 [ kA ] ′′ + X ie′′ + X 0 e 16,3 + 16,3 + 18,5 X de Pretpostavimo sada da se jednopolni kratki spoj desio na sabirnicama S2. Šeme za direktni i inverzni redoslijed su iste i prikazane su na slici 2.2, a šema za nulti redoslijed je data na slici 5.4:

R0T1

X0T1

R0v2

X0v2

X0T2

R0T2

R0T1

X0T1

R0v2

X0v2

X0T2

R0T2

R0m1 X0m1

+

E

Slika 5.3. Šema nultog redoslijeda pri kvaru na sabirnicama S2

Za parametre direktnog i inverznog redoslijeda koristićemo raniji proračun (poglavlje 4), odakle je: ′′ = X ie′′ = X e′′ = 15,31[ Ω ] X de Za parametre nultog redoslijeda imamo (koristimo već izračunate reaktanse iz poglavlja 4 za 380 kV naponski nivo): X 0T 1 = X T 1 = 96, 27 [ Ω ]

X 0T 2 = X T 2 = 95,52 [ Ω ] 2

2

 1   380  X 0v 2 = x0 v 2 ⋅ lv 2 ⋅   = 1, 2 ⋅ 200 ⋅   = 716 [ Ω ]  220   m1  X 0 L = X 0 m1 = 20, 63[ Ω ] X 0T 1 + X 0 v 2 + X 0T 2 96, 27 + 716 + 95,52 = = 454 [ Ω ] 2 2 X ⋅X 20, 63 ⋅ 454 = 0L 0D = = 19, 73[ Ω ] X 0 L + X 0 D 20, 63 + 454

X 0D = X 0e


18

Idejni projekat

____________


Struja jednopolnog kratkog spoja je:

I K1 =

3 ⋅U f ′′ + X ie′′ + X 0 e X de

380 3 = = 13, 06 [ kA ] 15,31 + 15,31 + 19, 73 3⋅

5.1 Dimenzionisanje uzemljivača Površina razvodnog postrojenja je 90x70 [m2]. Uzemljivač se nalazi u tlu ρ 1=120 [Ω m]. Vrijeme isključenja kvara je ti=0,25 [s]. Na osnovu dozvoljenog napona Udoz =

75 75 = = 300 [ V ] ti 0, 25

određuju se potencijalne razlike dodira i koraka: Edd = Udoz ⋅ (1 + 1,5 ⋅ ρ1 ⋅10−3 ) = 300 ⋅ (1 + 1,5 ⋅120 ⋅10 −3 ) = 354 [ V ] Ekd = Udoz ⋅ (1 + 6 ⋅ ρ1 ⋅10−3 ) = 300 ⋅ (1 + 6 ⋅120 ⋅10 −3 ) = 516 [ V ]

Projektovaćemo horizontalnu mrežu gustine kd=0,8 za koju je ukupna dužina uzemljivačkog sistema Lmin =

kd ⋅ ρ1 ⋅ I K 1 0,8 ⋅120 ⋅13060 = = 3542 [ m ] Edd 354

sa sljedećom geometrijom: Lmin ≤ nB ⋅ A + nA ⋅ B nA = 26 nB = 21

L = 21 ⋅ 90 + 26 ⋅ 70 = 3710 [ m ]

Uslov L>Lmin je ispunjen pa slijedi:


19

Idejni projekat DA =

A 90 = = 3, 6 [ m ] nA − 1 26 − 1

DB =

B 70 = = 3,5 [ m ] nB − 1 21 − 1

____________


D = min { DA, DB} = 3,5 [ m ]

h = 0,8 [ m ]

h-dubina polaganja uzemljivača. Provodnik za uzemljenje je pocinkovana čelična traka (Fe/Zn) presjeka 25x4 [mm2]. d=

2 2 ⋅ ( a + b ) = ⋅ ( 25 + 4 ) ⋅10−3 = 0, 018 [ m ] π π

Skica uzemljivača je data na slici 5.1.1.

Slika 5.1.1. Skica uzemljivača

Potencijalna razlika dodira Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

20

Idejni projekat

____________


Određuje se na osnovu struje kroz uzemljivač, pomoću relacije: Ed = k d ⋅ ρ1 ⋅

I1k L

gdje je L - ukupna dužina svih provodnika kroz uzemljivač, kd = kim km - koeficijent napona dodira, kim = 0, 656 + 0,172n - faktor neravnomjernosti raspodjele struje, n = nA ⋅ nB = 26 ⋅ 21 = 23,37 - broj paralelnih provodnika u jednom pravcu, kim = 0, 656 + 0,172 ⋅ n = 0, 656 + 0,172 ⋅ 23,37 = 4, 675 - koeficijent umreženja, kh = 1 + h = 1 + 0,8 = 1,342 kg =

1

( 2n )

2 n

=

1

( 2 ⋅ 23,37 )

2 23,37

= 0, 72

2  D + 2h ) ( 1   D2 h  kg 8  ln    + ln km = + − 2π   16hd 8 Dd 4d  k h π ( 2n − 1)      2  ( 3, 5 + 2 ⋅ 0,8 ) − 0,8  + 0, 72 ln 1   3, 52 8  ln   km = + 2π   16 ⋅ 0,8 ⋅ 0, 018 8 ⋅ 3,5 ⋅ 0, 018 4 ⋅ 0, 018  1,342 π ( 2 ⋅ 23,37 − 1)      km = 0, 47

kd = kim ⋅ km = 4, 675 ⋅ 0, 47 = 2, 2 I 13060 Ed = kd ⋅ ρ1 ⋅ K 1 = 2, 2 ⋅120 ⋅ = 930 [ V ] L 3710 Odavde je napon dodira: Ud =

Ed 930 = = 788,14 [ V ] > U doz = 300 [ V ] −3 1 + 1,5 ⋅ ρ1 ⋅10 1 + 1,5 ⋅120 ⋅10−3

što znači da uslov nije zadovoljen, zbog čega ćemo izvršiti korekciju uzemljivača. Najjednostavnije je da mrežu uzemljivača pospemo slojem šljunka debelim 20-ak [cm], čija je specifična otpornost ρ š=5000[Ω m]. Napon dodira nakon posipanja je: Ud =

Ed 930 = = 110 [ V ] < U doz = 300 [ V ] −3 1 + 1,5 ⋅ ρ š ⋅10 1 + 1,5 ⋅ 5000 ⋅10−3

što znači da je uslov zadovoljen. Potencijalna razlika koraka Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

21

Idejni projekat

____________


Računa se pomoću relacije: Ek = kk ⋅ ρ1 ⋅ kk = kis ⋅ k s

I K1 , gdje je L - koeficijent napona koraka

kis = 0,94 + 0, 047 ⋅ n = 0,94 + 0, 047 ⋅ 23,37 = 2, 04  n −1   23,37 − 1  W = 0, 5 + 0,9 ⋅ ln   = 0,5 + 0,9 ⋅ ln   = 2, 67 2  2    11 1 W 1 1 1 2, 67  ks =  + + =  + + = 0,51 π  2h D + h D  π  2 ⋅ 0,8 3,5 + 0,8 3,5  kk = kis ⋅ k s = 2, 04 ⋅ 0,51 = 1, 05 Ek = kk ⋅ ρ1 ⋅

I K1 13060 = 1, 05 ⋅120 ⋅ = 443,55 [ V ] L 3710

Odavde je napon koraka: Uk =

Ek 443,55 = = 257,88 [ V ] < U doz = 300 [ V ] −3 1 + 6 ⋅ ρ1 ⋅10 1 + 6 ⋅120 ⋅10−3

što znači da neće biti opasnosti pri iskoraku sa površine štićene uzemljivačem. Otpor rasprostiranja Otpor rasprostiranja možemo izračunati preko Loranovog obrasca: Rh =

ρ1 ρ + 1 2 ⋅ De L

De = 1,13 S S = 90 ⋅ 70 = 6300  m 2  ⇒

De = 1,13 ⋅ 6300 = 89, 69 [ m ]

pa je otpor rasprostiranja Rh =

120 120 + = 0, 7 [ Ω ] . 2 ⋅ 89, 69 3710


22

Idejni projekat

____________


6. Šema transformatora velike snage u razvodnom postrojenju Šema transformatora velike snage u razvodnom postrojenju prikazana je na sljedećoj slici:

GS

PS

Slika 6.1. Šema transformatora velike snage

Jedno jezgro strujnog transformatora na strani višeg napona služi za priključak mjernih transformatora,a na strani nižeg napona za priključak uređaja za zaštitu.Drugo jezgro oba strujna transformatora služi za diferencijalnu zaštitu.Ako je transformator na otvorenom,veza sa razvodnim postrojenjem nižeg napona se ostvaruje preko kabla. Ako transformator radi paralelno sa izvededenim zvjezdištem radi uzemljenja preko impedanse,otpornik se priključuje preko rastavljača. Od mjernih uređaje potrebni su ampermetar u sve tri faze i vatmetar. Poželjna je primjena varmetra, reistrujućeg vatmetra i varmetra. Primjenjene vrste zaštite su: gasna, prekostrujna, diferencijalna i termička.


23

Idejni projekat

____________


6.1. Dispozicija u dvije projekcije Dispozicija razvodnog postrojenja u dvije projekcije prikazana je na sljedećoj slici:

Slika 6.1.1. Dispozicija razvodnog postrojenja u dvije projekcije

Na slici su prikazani: sabirnički sistem I sabirnički sistem II sekcioni rastavljač prekidač strujni transformator naponski transformator rastavljač u odvodnom polju odvodnik prenapona T. transformatorsko polje T1. početak transformatorskog polja T2. zatezno polje sabirnica


24

Idejni projekat

____________


7. Izbor opreme 7.1. Izbor prekidača

C

(1 )

(2 )

E Slika 7.1.1. Kvar sa lijeve (1) ili desne (2) strane prekidača

Kriterijumi za izbor prekidača su: U nprek ≥ U nm I nprek ≥ I max radno Siprek ≥ 3U nprek ks I " iudprek ≥ 2 ⋅1,8I ip I1prek ≥ A s Izbor prekidača P1 (slika 3.1): Za kvar sa strane 1 (između sabirnice S2 i prekidača) imamo:

Xm1 (Xm1) Rm1

E

+

Slika 7.1.2. Ekvivalentna šema za kvar sa strane 1

Koristimo ranije izračunate reaktanse za naponski nivo 380 kV (poglavlje 4). X 1′′e = X m′′1 = 16, 04 [ Ω ]

X 1′e = X m′ 1 = 19, 24 [ Ω ]

R1e = Rm1 = 1,14 [ Ω ]

Za kvar sa strane 2 (između mreže i prekidača) imamo: Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

25

Idejni projekat

____________


XT1

RT1

Xv2

Rv2

XT2

RT2

XG2 (XG2) RG2

XT1

RT1

Xv2

Rv2

XT2

RT2

XG2 (XG2) RG2

E

+


X +X v 2+ X T 2+ X G 2 ′′ 96,27 +250,61+ 95,52+ 231,16 X 2 e′′ = T 1 = = Ω 2 2 X +X v 2+ X T 2+ X G 2 ′ 96,27 +250,61+ 95,52+ 346,74 X 2′e = T 1 = = Ω 2 2 R +R + R + RG 2 9,63 +50,72+ 9,55+ 3,68 R2 e = T 1 v 2 T 2 = = Ω 36,79 2 2

336,78

[ ]

394,57

[ ]

[ ]

Posto su vrijednosti otpornosti i reaktansi u ekvivalentnoj šemi sa strane 1 prekidača P manje to će kroz njih teći veća struja kvara. Prema tome ove veličine su mjerodavne za proračun struje kvara i izbor prekidača. Provjeravamo uslov X 1′′e 16, 04 = = 14, 07 > 3 R1e 1,14 pa R sa strane 1 možemo zanemariti. Računamo struju kvara: Un 380 = = 13, 7 [ kA ] 3 ⋅ X 1′′e 3 ⋅16, 04

I 0′′ =

I ′′ = 1,1 ⋅ I 0′′ = 1,1 ⋅13, 7 = 15, 06 [ kA ] I′ =

1,15 ⋅ U n 1,15 ⋅ 380 = = 13,13 [ kA ] 3 X 1′e 3 ⋅19, 24

Ekvivalentna vremenska konstanta je: Tae =

X 1′′e 16, 04 = = 0, 045 [ s ] ω ⋅ R1e 314 ⋅1,14

Provjeravamo uslov:


26

Idejni projekat

____________


2 2 ⋅ ti = ⋅ 0, 25 = 0,17 [ s ] > Tae = 0, 045 [ s ] 3 3 Uslov je ispunjen sto znači da eksponencijalni član u izrazu za toplotni impuls zanemarujemo. Toplotni impuls računamo kao: A = I ′′0 2⋅ Tae + I ′2 ( ti + ∆t ) ,

∆t = 0 [ s ]

2 A = 13, 7 2 ⋅ 0, 045 + 13,132 ⋅ 0, 25 = 51,54 ( kA ) s   

Za jednosekundnu struju kvara imamo: I1s = A = 51,54 = 7,18 [ kA ] Pretpostavimo da je generator sa konvertorskom pobudom, za koji je µ =1, pa je struja isključenja: I i = µ I ′′ = I ′′ = 15, 06 [ kΑ ] Snaga isključenja je: Si = 3I iU n = 3 ⋅15, 06 ⋅ 380 = 9900, 44 [ MVA ] Za udarnu struju imamo: iud = 2kud I ′′ Udarni koeficijent je: kud = 1 + e

−

0,01 Tae

= 1+ e

−

0,01 0,045

= 1,8

⇒

iud = 2kud I ′′ = 2 ⋅1,8 ⋅15, 06 = 38, 24 [ kA ] Maksimalna radna struja je: I max rad =

Smax 360 = = 548 [ A ] 3 ⋅U n 3 ⋅ 380

Biramo malouljni prekidač „Minel“-Beograd, sa podacima:


27

Idejni projekat

____________


U nprek = 380 [ kV ] ≥ U n = 380 [ kV ]

I nprek = 1250 [ A ] > I max rad = 548 [ A ]

Siprek = 11500 [ MVA ] > Si = 9900, 44 [ MVA ] I1prek = 54,5 [ kA ] > I1s = 7,18 [ kA ] s

Na osnovu podataka za prekidač, biramo rastavljač „Minel-Beograd, sa obrtnim izolatorom - dva izolatora, s.m. koji ima sljedeće podatke: U nrast = 420 ( 380 ) [ kV ] ≥ U n = 231[ kV ] I nrast = 2000 [ A ] > I max rad = 1501[ A ]

iudrast = 100 [ kA ] > iud = 38, 24 [ kA ]

I1prek = 54,5 [ kA ] > I1s = 11, 4 [ kA ] s

Izbor prekidača P2 (slika 3.1): Za kvar sa strane 1 (između sabirnice S2 i prekidača) imamo:

Xv2

Rv2

XT2

RT2

XG2 (XG2) RG2

Xv2

Rv2

XT2

RT2

XG2 (XG2) RG2

XT1

RT1

RT1

XT1 E +

Xm1(Xm1) Rm1


Koristimo ranije izračunate reaktanse za naponski nivo 380 kV (poglavlje 4).

X'1 (X1 ) R1 XT3

RT3 X'2 (X2 ) R2

E

+

Slika 7.1.5. Uprošćena ekvivalentna šema za kvar sa strane 1


28

Idejni projekat

____________


X v 2 + X T 2 + X G′′ 2 250, 61 + 95,52 + 231,16 = = 288, 64 [ Ω ] 2 2 X + X T 2 + X G′ 2 250, 61 + 95,52 + 346, 74 X 1′ = v 2 = = 346, 44 [ Ω ] 2 2 R + RT 2 + RG 2 50, 72 + 9,55 + 3, 68 R1 = v 2 = = 31,98 [ Ω ] 2 2 X 2′′ = X T 1 + X m′′1 = 96, 27 + 16, 04 = 112,31[ Ω ] X 1′′ =

X 2′ = X T 1 + X m′ 1 = 96, 27 + 19, 24 = 115,51[ Ω ]

R2 = RT 1 + Rm1 = 9, 63 + 1,14 = 10, 77 [ Ω ] X 1′′e = X 1′′|| X 2′′ + X T 1 = 80,85 + 96, 27 = 177,12 [ Ω ] X 1′e = X 1′ || X 2′ + X T 1 = 96, 63 + 96, 27 = 192,9 [ Ω ]

R1e = R1 || R2 + RT 1 = 8, 06 + 9, 63 = 17, 69 [ Ω ]

Za kvar sa strane 2 (između transformatora i prekidača) imamo:

RT1

XT1

+

E

Xv2

Rv2

XT2

RT2

XG2 (XG2) RG2

Xv2

Rv2

XT2

RT2

XG2 (XG2) RG2

XT1

RT1

Xm1(Xm1) Rm1


i uprošćena ekvivalentna sema:

X'1 (X1 ) R1 XT1

RT1 XT1

E

RT1

+ X'm1(Xm1 ) Rm1

Slika 7.1.7. Uprošćena Ekvivalentna šema za kvar sa strane 2


29

Idejni projekat

____________


X v 2 + X T 2 + X G′′ 2 250, 61 + 95,52 + 231,16 = = 288, 64 [ Ω ] 2 2 X + X T 2 + X G′ 2 250, 61 + 95,52 + 346, 74 X 1′ = v 2 = = 346, 44 [ Ω ] 2 2 R + RT 2 + RG 2 50, 72 + 9,55 + 3, 68 R1 = v 2 = = 31,98 [ Ω ] 2 2 X 11′′ = X 1′′ || X T 1 + X T 1 = 72,19 + 96, 27 = 168, 46 [ Ω ] X 1′′ =

X 11′ = X 1′ || X T 1 + X T 1 = 75,34 + 96, 27 = 171, 61[ Ω ]

R11 = R1 || RT 1 + RT 1 = 7, 4 + 9, 63 = 17, 03 [ Ω ] X 2′′e = X 11′′ || X m′′1 = 14, 65 [ Ω ] X 2′ e = X 11′ || X m′ 1 = 17,3 [ Ω ]

R2 e = R11 || Rm1 = 1, 07 [ Ω ]

Pošto su vrijednosti otpornosti i reaktansi u ekvivalentnoj šemi sa strane 2 prekidača P manje to će kroz njih teći veća struja kvara. Prema tome ove veličine su mjerodavne za proračun struje kvara i izbor prekidača. Provjeravamo uslov X 2′′e 14, 65 = = 13, 7 > 3 R2e 1, 07 pa R sa strane 2 možemo zanemariti. Računamo struju kvara: I 0′′ =

Un 380 = = 15 [ kA ] 3 ⋅ X 2′′e 3 ⋅14, 65

I ′′ = 1,1 ⋅ I 0′′ = 1,1 ⋅15 = 16,5 [ kA ]

1,15 ⋅ U n 1,15 ⋅ 380 = = 14, 6 [ kA ] 3 X 2′e 3 ⋅17,3 Ekvivalentna vremenska konstanta je: I′ =

Tae =

X 2′′e 14, 65 = = 0, 044 [ s ] ω ⋅ R2e 314 ⋅1, 07

Provjeravamo uslov: 2 2 ⋅ ti = ⋅ 0, 25 = 0,17 [ s ] > Tae = 0, 044 [ s ] 3 3 Uslov je ispunjen sto znači da eksponencijalni član u izrazu za toplotni impuls zanemarujemo. Toplotni impuls računamo kao:


30

Idejni projekat

____________

A = I 0′′2 ⋅ Tae + I ′2 ( ti + ∆t )


∆t = 0

2 A = 152 ⋅ 0, 044 + 14, 6 2 ⋅ 0, 25 = 63,19 ( kA ) s   

Za jednosekundnu struju kvara imamo: I1s = A = 63,19 = 7,95 [ kA ] Pretpostavimo da je generator sa konvertorskom pobudom, za koji je µ =1, pa ja struja isključenja: I i = µ I ′′ = I ′′ = 16,5 [ kΑ ] Snaga isključenja je: Si = 3I iU n = 3 ⋅16,5 ⋅ 380 = 10847,1[ MVA ] Za udarnu struju imamo: iud = 2kud I ′′ Udarni koeficijent je: kud = 1 + e

−

0,01 Tae

= 1+ e

−

0,01 0,044

= 1,8

⇒

iud = 2 ⋅ kud ⋅ I ′′ = 2 ⋅1,8 ⋅16,5 = 41,88 [ kA ] Maksimalna radna struja je: I max rad =

Smax 180 = = 274 [ A ] 3 ⋅U n 3 ⋅ 380

Biramo malouljni prekidač „Minel“-Beograd, sa podacima: U nprek = 380 [ kV ] ≥ U n = 380 [ kV ]

I nprek = 1250 [ A ] > I max rad = 274 [ A ]

Siprek = 11500 [ MVA ] > Si = 10847,1[ MVA ] I1prek = 54,5 [ kA ] > I1s = 7,95 [ kA ] s

Na osnovu podataka za prekidač, biramo rastavljač „Minel“-Beograd, sa obrtnim izolatorom - dva izolatora, s.m. koji ima sljedeće podatke:


31

Idejni projekat

____________


U nrast = 420 ( 380 ) [ kV ] ≥ U n = 380 [ kV ] I nrast = 1250 [ A ] > I max rad = 274 [ A ]

iudrast = 125 [ kA ] > iud = 41,88 [ kA ]

I1prek = 54,5 [ kA ] > I1s = 7,95 [ kA ] s

Vidimo da su prekidači P1 i P2, kao i njihovi odgovarajući rastavljači, identičnih karakteristika, pa ćemo takav prekidač i njegov odgovarajući rastavljač upotrijebiti i u spojnom polju SP2.

7.2. Izbor strujnog transformatora ST Primarna strana ST: U n = 380 kV Biramo uljni ST "Rade Končar" Zagreb APU-420, sa dva jezgra. I n′ST = 2 × 300 [ A ] > I max rad = 274 [ A ]

iudST = 100 [ kA ] > 41,88 [ kA ] zadovoljava I1STs = 40 [ kA ] > 7,95 [ kA ]

zadovoljava

Sekundarna strana ST : Sekundar za zaštitu: I n" = 5 [ A ] Sabiramo potrošnju elemenata priključenih na strujni transformator uzimajući u obzir i povezne kablove, a rezultate prikazujemo u sledećoj tabeli: instrument I> Δ I> θ> 100m Cu 2,5 mm 2 Σ

R 3 2 10 18 33

S 3 2 10 18 33

T 3 2 10 18 33

Tabela 7.2.1. Opterećenje i tip instrumenata po fazama koji se priključuju na sekundar za zaštitu

Usvojimo Sn= 30 [VA] Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

32

Idejni projekat

____________


Sekundar za mjerenje: Tabela opterećenja izgleda: instrument A W 100m Cu 2,5 mm 2 Σ

R 3 3 18 30

S 3 3 18 30

T 3 3 18 30

Tabela 7.2.2. Opterećenje i tip instrumenata po fazama koji se priključuju na sekundar za mjerenje

Usvajamo S n = 30 [ V ] 7.3. Izbor naponskog transformatora mNMT =

380 3

0,1 [ kV ] 3

Tabela opterećenja: instrument A W 100m Cu 2,5 mm 2 Σ

R — 5 — 5

S — 5 — 5

T — 5 — 5

Tabela 7.3.1. Opterećenje i tip instrumenata po fazama koji se priključuju na sekundar naponskog transformatora

Biramo naponski transformator “Rade Končar” 6VPU-123

110 3

0,1 , klasa 3

0,2 S nNT = 30 [ VA ] > 5 [ VA ] Zaštitu sekundara vršimo pomoću osigurača od 2[A]. 7.4. Izbor odvodnika prenapona Odvodnici se biraju prema stepenu izolacije mreže, odnosno koeficijenta uzemljenja mreže na mjestu ugradnje odvodnika. Stepeni izolacije utvrđeni su JUS-om, a definisani su preko dvije vrijednosti: 1. Podnosivog 1 min. napona 50 Hz 2. Podnosivog udarnog napona 1,2/50 µ s


33

Idejni projekat

____________


Za napone iznad 110 kV (123, 245, 420 kV) postoje po jedan pun i više sniženih stepeni izolacije. Za mrežu sa izolovanim ili kompenzovanim zvjezdištem može se koristiti snižen stepen izolacije ( Indeks "S"). Mreže ≥ 110 kV obično rade sa efikasno uzemljenim zvjezdištem. Mreža je efikasno uzemljena ako je kuz [ 0,8 u svakoj tački mreže. Koeficijent uzemljenja je odnos maksimalnog faznog napona nepogođenih faza pri jednofaznom zemljospoju i linijskog napona.  Ub  Uc   kuz = max  ,   3 ⋅ U ra 3 ⋅ U ra   

z0 z0  1 − 1 − 2 π 2 π  − j +j zd zd 1 kuz = ⋅ max | e 3 + |,| e 3 + z z 3  2+ 0 2+ 0 zd zd 

  |  

Za neuzemljene mreže, z0 → ∞ , biće: kuz =

 1  1 3 1 3 ⋅ max | − − j − 1|,| − + j − 1| = 1 2 2 2 3  2 

Za uzemljene mreže gdje je z0 ≈ zd , biće: kuz =

  1 3 1 3  1  ⋅ max | − − j + 0 |,| − + j + 0 | = 0, 58 2 2 2 3  2   

U nodv ≥ 0,8 ⋅Umax rad = 0,8 ⋅380 = 304[ kV] Biramo dva odvodnika HMM U nodv = 312 [ kV] Uzima se odvodnik prenapona klase 10 [ kA] za ovakva postrojenja.

U max udarnoreagovanja100% = 718[ kV]

U preostalo = 718 [ kV]

U max udarnoreagovanjanacelu = 842 [ kV] Ove tri veličine definišu zaštitni nivo: U  U zn = max  U100% ;U preostalo ; nacelu 1,15 

842     = max  718;718; 1,15  = 732,17 [ kV ]   

Pošto je mreža efikasno uzemljena, imamo snižen stepen izolacije 420 s1 ⇒ U iz = 1675[ kV] Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevo

34

Idejni projekat k zas =

____________


U iz 1675 = = 2, 29 ≥ k z min = 1, 2 U zn 732,17

Sada određujemo zaštitnu zonu: a=

U iz − U zn 1675 − 732,17 ⋅v = ⋅ 300= 94, 283 [ m ] 2⋅s 2 ⋅ 1500

s -strmina v -brzina prostiranja talasa u jedinici vremena m v = 300    μs  Un (kV)

[ 35

110

≥ 220

S (kV/s)

500

1000

1500

Tabela 7.4.1. Strmine odvonika prenapona u zavisnosti od nazivnog napona

Odvodnik prenapona u zvjezdištu transformatora:

U nodv ≥ k ⋅ U max rad = 0,35 ⋅380 =133[ kV] Bira se odvodnika HMM U nodv = 144 [ kV] , sljedećih karakteristika:

I n = 10 [ kA]

U100% = 216 [ kV]

U preostalo = 304 [ kV]

U rc = 389 [ kV] .


35

Razvodna Postrojenja 1o1mb

Overview 3e4r5l

More details w3441

Related Documents 3m3m1z

Razvodna Postrojenja 1o1mb

Jovan Nahman - Razvodna Postrojenja 1qm4n

Razvodna Postrojenja - Teorija l5m5n

Lazar Lazarevic - Elektrane I Razvodna Postrojenja 524k5h

Rasklopna Postrojenja 72716f

Elektroenergetska Postrojenja l302u