Alapadatok
Év, oldalszám:2004, 7 oldal
Nyelv:magyar
Letöltések száma:168
Feltöltve:2009. május 10.
Méret:80 KB
Intézmény:
-
Megjegyzés:
Csatolmány:-
Letöltés PDF-ben:Kérlek jelentkezz be!
Értékelések
Nincs még értékelés. Legyél Te az első!
Mit olvastak a többiek, ha ezzel végeztek?
Tartalmi kivonat
Szimmetrikus zárlatok egyszerű számítási módszerei Kidolgozott példa: Számítsa ki az alábbi hálózat 3F zárlata esetén a hibahely zárlati áramát és zárlati teljesítményét, illetve az A és C jelű gyűjtősínek feszültségét és a generátor áramának értékét. Adatok: G Tr Un [kV] 10 120/11 Sn [MVA] 35 40 [%] 15 9,5 ε A szabadvezeték adatai: lv = 80 km xv = 0,4 Ω/km Megoldás: A számítások megkezdésekor ki kell jelölni egy számítási feszültségszintet, és a transzformátorok miatt más feszültségszinten levő elemek reaktanciáit erre a feszültségszintre kell redukálni. Célszerű a feszültségszintet a hibahely feszültségszintjére megválasztani [Usz=120 kV] A hálózat egyfázisú helyettesítő képe: Az egyes elemek reaktanciájának számítása: ) XG ε U2 = G ⋅ G 100 S Gn U szek ⋅ TR prim U TR 2 2 2 = 15 ⋅ 10 ⋅ 120 = 51 Ω 100 35 11 ε U2 9,5
120 2 ) X TR = TR ⋅ TR = ⋅ = 34,2 Ω 100 STRn 100 40 Az eredő reaktancia: X v = xv ⋅ l = 0,4 ⋅ 80 = 32 Ω ) ) X e) = X G + X TR + X v) = 51 + 34,2 + 32 = 117,2 Ω 1 ) UG = UG ⋅ A generátor feszültségének redukálása: Iz = Tehát a hibahely zárlati árama: szek U TR = 10 ⋅ prim U TR ) UG 3 ⋅ X e) = 120 = 109,1 kV 11 109,1 3 ⋅ 117,2 = 0,537 kA ) S z3F = 3 ⋅ U G ⋅ I z = 3 ⋅ 109,1 ⋅ 0,537 = 101,5 MVA A zárlati teljesítmény: A gyűjtősínek feszültségének meghatározása: A ’B’ jelű gyűjtősín feszültsége: ) U Bf = X v) ⋅ I z = 32 ⋅ 0,537 = 17,18 kV ) U B = 3 ⋅ U Bf = 3 ⋅ 17,18 = 29,75 kV Az ’A’ jelű gyűjtősín feszültsége: ) ( ) ) U Af = X v) + X TR ⋅ I z = (32 + 34,2 ) ⋅ 0,537 = 35,54 kV UA = A generátor árama: prim U TR ) 3 ⋅ U Af ⋅ = szek U TR IG = I z ⋅ szek U TR prim U TR = 0,537 ⋅ 3 ⋅ 35,54 ⋅ 11 = 5,64 kV 120 120 = 5,85 kA 11 Feladatok: 1. Határozza meg az
alábbi hálózat hibahelyi zárlati áramát és zárlati teljesítményét 3F zárlat esetén, valamint az A és B jelű gyűjtősínek feszültségét és a generátor áramát. Adatok: G Tr M.H 15,75 132/15,75 120 Sn [MVA] 250 100 4000 [%] 18 10,5 Un [kV] ε Eredmények: I 3F Z = 3,65 kA U A = 5, 38 kV A szabadvezeték adatai: lv = 150 km xv = 0,4 Ω/km S 3F Z = 834,5 MVA U C = 122,6 kV 2 I g = 30, 59 kA 2. Adja meg a hibahelyen kialakuló zárlati áram és zárlati teljesítmény értékét 3F zárlat esetén, ha a zárlatkorlátozó fojtótekercs reaktanciája fázisonként 0,6 Ω. Adatok: G Tr1 Tr2 Un [kV] 10 35/10 35/20 Sn [MVA] 35 50 45 [%] 20 8 9 ε I 3F Z = 2, 32 kA Eredmények: A kábel adatai: lk = 10 km xk = 0,2 Ω/km S 3F Z = 80,48 MVA Kidolgozott példa: Számítsuk ki a megadott hálózat esetén a zárlatkorlátozó fojtótekercs reaktanciájának szükséges értékét, ha az M jelű megszakító zárlati
megszakítóképessége 15 kA! Határozzuk meg a generátor zárlati áramát ebben az esetben! Adatok: G 10,5 40 17 Un[kV] Sn[MVA] ε [%] TR 35/10 60 12 M.H M.H 35 1500 A 35 kV TR A feladatot közelítő számítással oldjuk meg, tehát a fojtótekercs feszültségszintjén történik a számítás: U számitási = 10 kV . 10 kV B Az egyes elemek reaktanciájának értékét ezen a feszültségszinten határozzuk meg: X g) ε g U sz2 17 10 2 = ⋅ = ⋅ = 0,425 Ω 100 S ng 100 40 X T) = ~ ε T U sz2 12 10 2 ⋅ = ⋅ = 0,2 Ω 100 S nT 100 60 G F M C A mögöttes hálózat reaktanciája: U sz2 10 2 ) Xm = = = 0,0667 Ω . S z 1500 3 Az eredő reaktancia meghatározásához rajzoljuk fel a helyettesítő kapcsolást: X )m 10 3 kV A X )T 10 X )g 3 B XF I )z kV Tehát a mögöttes hálózat egy reális generátorral helyettesíthető, melynek belső feszültsége megegyezik a számítási feszültségszinttel. Mivel a generátorok feszültsége
azonos, felső pontjaik között nincs potenciálkülönbség, ezért ezek a pontok összeköthetők (szaggatott vonallal jelölve). Így az eredő impedancia a generátor kapcsai felől: ( ) X e) = X g) ⊗ X m) + X T) + X F = 0,425 ⋅ (0,0667 + 0,2) + X F = 0,164 + X F [Ω] 0,425 + 0,0667 + 0,2 Másrészt a megszakítónak a C jelű gyűjtősín zárlati áramát kell megszakítania, ami nem lehet nagyobb a megszakító zárlati megszakítóképességénél. Így a helyettesítő kapcsolás eredő árama legfeljebb I z) = 15 kA lehet. Ennek biztosítására a zárlati kör szükséges eredő impedanciája (reaktanciája) legalább: X e) = U sz 3 ⋅ I z) = 10 3 ⋅ 15 = 0,385 Ω kell, hogy legyen. Tehát a zárlatkorlátozó fojtótekercs fázisonként szükséges reaktanciája: X e) = 0,385 − 0,164 = 0,221 Ω . A generátor áramának meghatározásához az X g) reaktancia áramát kell meghatároznunk. Ez a fenti helyettesítő kapcsolás alapján egy áramosztó
képlet felírását jelenti a párhuzamosan kapcsolódó (azonos feszültségű) reaktanciákra ( X g) illetve a sorbakapcsolt X m) és X T) reaktanciák eredője között): Ig = Iz ⋅ X m) + X T) 0,0667 + 0,2 = 15 ⋅ = 5,78 kA . ) ) ) 0,0667 + 0,2 + 0,425 Xm + XT + X g (Átszámolásra nincs szükség, mert a hibahely feszültségszintje a generátor feszültségével azonos.) 4 Kidolgozott példa: Számítsa ki az alábbi hálózat 3F zárlata esetén a hibahely zárlati áramát és zárlati teljesítményét S-módszerrel (az elemek saját zárlati teljesítményével)! G TR1 A B V ~ TR2 C D 3F 10 kV 120 kV 120 kV 35 kV Adatok: G 10 35 9 Un[kV] Sn[MVA] ε [%] TR1 120/11 40 10,6 TR2 120/36,75 36 8,35 xV = 0,4 Ω/km. A szabadvezetékek adatai: lV = 50 km, Az egyes hálózati elemek saját zárlati teljesítménye: S gz = 100 S Tz1 = 100 Szg εg ε T1 ⋅ Sg = 100 ⋅ 35 = 388,9 MVA 9 ⋅ ST 1 = SVz = 100 ⋅ 40 = 377,4 MVA 10,6 SzA SzT1 S Tz
2 = SzB z SV U n2 120 2 = = 720 MVA X V 50 ⋅ 0,4 100 εT 2 ⋅ ST 2 = 100 ⋅ 36 = 431,1 MVA 8,35 SzC SzT2 ~ SzD 3F A zárlati teljesítményekkel úgy számolhatunk, mint az admittanciákkal: 1 1 1 1 1 = z + z + z + z z S C S g S T 1 SV S T 2 Tehát a hálózat saját zárlati teljesítménye a zárlat helyén: 1 1 1 1 1 1 = + + + = 8,93 ⋅ 10 −3 amiből z MVA S C 388,9 377,4 720 431,1 A zárlati áram: Iz = S Cz 3 ⋅U n = 112 3 ⋅ 35 S Cz = 112 MVA . = 1,85 kA . Hasonló eredményre jutunk, ha az egyes gyűjtősínek zárlati teljesítményét határozzuk meg, és ezeket az admittanciák összegzési szabálya szerint lépésenként összegezzük: 5 S Az = S gz = 388,9 MVA Az A gyűjtősín zárlati teljesítménye megegyezik a generátoréval: Az B gyűjtősín zárlati teljesítménye: S Bz = S Az ⋅ S Tz1 388,9 ⋅ 377,4 = = 191,5 MVA z z S A + S T 1 388,9 + 377,4 Az C gyűjtősín zárlati teljesítménye: S Cz = S Bz ⋅ SVz 191,5 ⋅ 720 =
= 151,3 MVA z z S B + SV 191,5 + 720 Az D gyűjtősín zárlati teljesítménye: S Dz = S Cz ⋅ S Tz 2 151,3 ⋅ 431,1 = = 112 MVA . z z S C + S T 2 151,3 + 431,1 Igy a D gyűjtősín zárlati árama: Iz = S Cz 3 ⋅U n = 112 3 ⋅ 35 = 1,85 kA . A módszer használható zárlatkorlátozó fojtótekercsek reaktanciájának meghatározására is. Kidolgozott példa: M.H A Számítsa ki a megadott hálózat esetén a zárlatkorlátozó 35 kV fojtótekercs reaktanciájának szükséges értékét, ha az M jelű megszakító zárlati megszakítóképessége 15 kA! TR Adatok: Un[kV] Sn[MVA] ε [%] G 10,5 40 17 TR 35/10 60 12 M.H 35 1500 10 kV Az egyes hálózati elemek saját zárlati teljesítménye: G 100 ⋅ 40 = 235,3 MVA εg 17 100 100 S Tz = ⋅ ST = ⋅ 60 = 500 MVA εT 126 S gz = 100 ~ B F ⋅ Sg = M Az A jelű gyűjtősín zárlati teljesítménye a mögöttes hálózat zárlati teljesítménye: S Az = S mz = 1500 MVA Az B jelű gyűjtősín zárlati
teljesítménye a két párhuzamosan kapcsolódó ág zárlati teljesítményeinek összege: S Az ⋅ S Tz 1500 ⋅ 500 = 235,3 + = 235,3 + 375 = 610,3 MVA S =S + z z 1500 + 500 S A + ST A C jelű gyűjtősín zárlati teljesítménye felírható a fentiek alapján az z B z g 1 1 1 = z + z z SC S B S F 6 C összefüggéssel, illetve közvetlenül kiszámolható a megadott zárlati áram értékéből: S Cz = 3 ⋅ 10 ⋅ 15 = 260 MVA . SzT SzA SB z SzC SzF z Sm Szg ~ A zárlatkorlátozó fojtótekercs zárlati teljesítménye: U2 U2 , XF = z . amiből XF SF 1 1 1 A fenti összefüggésből: = z − z , illetve az U2-tel történő bővítés után a reaktancia z S F SC S B S Fz = értékét kifejezve: A behelyettesítés után: XF = U2 U2 − S Cz S Bz XF = 10 2 10 2 − = 0,385 − 0,164 = 0,221 Ω . 260 610,3 Ezeket az eredményeket hasonlítsuk össze az X-módszerrel (l. a 631 pontban) történő megoldás során kapott eredményekkel! Feladat: 1. Számítsa
ki az alábbi hálózat hibahelyi zárlati áramát és zárlati teljesítményét, ha a 3F zárlat a C jelű gyűjtősínen lépett fel! G TR1 A B ~ 120 kV Adatok: Eredmények: C 3F 10 kV Un[kV] Sn[MVA] ε [%] TR2 G 10 35 18 TR1 120/11 40 10,6 TR2 120/36,75 36 8,35 S C = 100,8 MVA I z3 F = 1,66 kA 7 35 kV
120 2 ) X TR = TR ⋅ TR = ⋅ = 34,2 Ω 100 STRn 100 40 Az eredő reaktancia: X v = xv ⋅ l = 0,4 ⋅ 80 = 32 Ω ) ) X e) = X G + X TR + X v) = 51 + 34,2 + 32 = 117,2 Ω 1 ) UG = UG ⋅ A generátor feszültségének redukálása: Iz = Tehát a hibahely zárlati árama: szek U TR = 10 ⋅ prim U TR ) UG 3 ⋅ X e) = 120 = 109,1 kV 11 109,1 3 ⋅ 117,2 = 0,537 kA ) S z3F = 3 ⋅ U G ⋅ I z = 3 ⋅ 109,1 ⋅ 0,537 = 101,5 MVA A zárlati teljesítmény: A gyűjtősínek feszültségének meghatározása: A ’B’ jelű gyűjtősín feszültsége: ) U Bf = X v) ⋅ I z = 32 ⋅ 0,537 = 17,18 kV ) U B = 3 ⋅ U Bf = 3 ⋅ 17,18 = 29,75 kV Az ’A’ jelű gyűjtősín feszültsége: ) ( ) ) U Af = X v) + X TR ⋅ I z = (32 + 34,2 ) ⋅ 0,537 = 35,54 kV UA = A generátor árama: prim U TR ) 3 ⋅ U Af ⋅ = szek U TR IG = I z ⋅ szek U TR prim U TR = 0,537 ⋅ 3 ⋅ 35,54 ⋅ 11 = 5,64 kV 120 120 = 5,85 kA 11 Feladatok: 1. Határozza meg az
alábbi hálózat hibahelyi zárlati áramát és zárlati teljesítményét 3F zárlat esetén, valamint az A és B jelű gyűjtősínek feszültségét és a generátor áramát. Adatok: G Tr M.H 15,75 132/15,75 120 Sn [MVA] 250 100 4000 [%] 18 10,5 Un [kV] ε Eredmények: I 3F Z = 3,65 kA U A = 5, 38 kV A szabadvezeték adatai: lv = 150 km xv = 0,4 Ω/km S 3F Z = 834,5 MVA U C = 122,6 kV 2 I g = 30, 59 kA 2. Adja meg a hibahelyen kialakuló zárlati áram és zárlati teljesítmény értékét 3F zárlat esetén, ha a zárlatkorlátozó fojtótekercs reaktanciája fázisonként 0,6 Ω. Adatok: G Tr1 Tr2 Un [kV] 10 35/10 35/20 Sn [MVA] 35 50 45 [%] 20 8 9 ε I 3F Z = 2, 32 kA Eredmények: A kábel adatai: lk = 10 km xk = 0,2 Ω/km S 3F Z = 80,48 MVA Kidolgozott példa: Számítsuk ki a megadott hálózat esetén a zárlatkorlátozó fojtótekercs reaktanciájának szükséges értékét, ha az M jelű megszakító zárlati
megszakítóképessége 15 kA! Határozzuk meg a generátor zárlati áramát ebben az esetben! Adatok: G 10,5 40 17 Un[kV] Sn[MVA] ε [%] TR 35/10 60 12 M.H M.H 35 1500 A 35 kV TR A feladatot közelítő számítással oldjuk meg, tehát a fojtótekercs feszültségszintjén történik a számítás: U számitási = 10 kV . 10 kV B Az egyes elemek reaktanciájának értékét ezen a feszültségszinten határozzuk meg: X g) ε g U sz2 17 10 2 = ⋅ = ⋅ = 0,425 Ω 100 S ng 100 40 X T) = ~ ε T U sz2 12 10 2 ⋅ = ⋅ = 0,2 Ω 100 S nT 100 60 G F M C A mögöttes hálózat reaktanciája: U sz2 10 2 ) Xm = = = 0,0667 Ω . S z 1500 3 Az eredő reaktancia meghatározásához rajzoljuk fel a helyettesítő kapcsolást: X )m 10 3 kV A X )T 10 X )g 3 B XF I )z kV Tehát a mögöttes hálózat egy reális generátorral helyettesíthető, melynek belső feszültsége megegyezik a számítási feszültségszinttel. Mivel a generátorok feszültsége
azonos, felső pontjaik között nincs potenciálkülönbség, ezért ezek a pontok összeköthetők (szaggatott vonallal jelölve). Így az eredő impedancia a generátor kapcsai felől: ( ) X e) = X g) ⊗ X m) + X T) + X F = 0,425 ⋅ (0,0667 + 0,2) + X F = 0,164 + X F [Ω] 0,425 + 0,0667 + 0,2 Másrészt a megszakítónak a C jelű gyűjtősín zárlati áramát kell megszakítania, ami nem lehet nagyobb a megszakító zárlati megszakítóképességénél. Így a helyettesítő kapcsolás eredő árama legfeljebb I z) = 15 kA lehet. Ennek biztosítására a zárlati kör szükséges eredő impedanciája (reaktanciája) legalább: X e) = U sz 3 ⋅ I z) = 10 3 ⋅ 15 = 0,385 Ω kell, hogy legyen. Tehát a zárlatkorlátozó fojtótekercs fázisonként szükséges reaktanciája: X e) = 0,385 − 0,164 = 0,221 Ω . A generátor áramának meghatározásához az X g) reaktancia áramát kell meghatároznunk. Ez a fenti helyettesítő kapcsolás alapján egy áramosztó
képlet felírását jelenti a párhuzamosan kapcsolódó (azonos feszültségű) reaktanciákra ( X g) illetve a sorbakapcsolt X m) és X T) reaktanciák eredője között): Ig = Iz ⋅ X m) + X T) 0,0667 + 0,2 = 15 ⋅ = 5,78 kA . ) ) ) 0,0667 + 0,2 + 0,425 Xm + XT + X g (Átszámolásra nincs szükség, mert a hibahely feszültségszintje a generátor feszültségével azonos.) 4 Kidolgozott példa: Számítsa ki az alábbi hálózat 3F zárlata esetén a hibahely zárlati áramát és zárlati teljesítményét S-módszerrel (az elemek saját zárlati teljesítményével)! G TR1 A B V ~ TR2 C D 3F 10 kV 120 kV 120 kV 35 kV Adatok: G 10 35 9 Un[kV] Sn[MVA] ε [%] TR1 120/11 40 10,6 TR2 120/36,75 36 8,35 xV = 0,4 Ω/km. A szabadvezetékek adatai: lV = 50 km, Az egyes hálózati elemek saját zárlati teljesítménye: S gz = 100 S Tz1 = 100 Szg εg ε T1 ⋅ Sg = 100 ⋅ 35 = 388,9 MVA 9 ⋅ ST 1 = SVz = 100 ⋅ 40 = 377,4 MVA 10,6 SzA SzT1 S Tz
2 = SzB z SV U n2 120 2 = = 720 MVA X V 50 ⋅ 0,4 100 εT 2 ⋅ ST 2 = 100 ⋅ 36 = 431,1 MVA 8,35 SzC SzT2 ~ SzD 3F A zárlati teljesítményekkel úgy számolhatunk, mint az admittanciákkal: 1 1 1 1 1 = z + z + z + z z S C S g S T 1 SV S T 2 Tehát a hálózat saját zárlati teljesítménye a zárlat helyén: 1 1 1 1 1 1 = + + + = 8,93 ⋅ 10 −3 amiből z MVA S C 388,9 377,4 720 431,1 A zárlati áram: Iz = S Cz 3 ⋅U n = 112 3 ⋅ 35 S Cz = 112 MVA . = 1,85 kA . Hasonló eredményre jutunk, ha az egyes gyűjtősínek zárlati teljesítményét határozzuk meg, és ezeket az admittanciák összegzési szabálya szerint lépésenként összegezzük: 5 S Az = S gz = 388,9 MVA Az A gyűjtősín zárlati teljesítménye megegyezik a generátoréval: Az B gyűjtősín zárlati teljesítménye: S Bz = S Az ⋅ S Tz1 388,9 ⋅ 377,4 = = 191,5 MVA z z S A + S T 1 388,9 + 377,4 Az C gyűjtősín zárlati teljesítménye: S Cz = S Bz ⋅ SVz 191,5 ⋅ 720 =
= 151,3 MVA z z S B + SV 191,5 + 720 Az D gyűjtősín zárlati teljesítménye: S Dz = S Cz ⋅ S Tz 2 151,3 ⋅ 431,1 = = 112 MVA . z z S C + S T 2 151,3 + 431,1 Igy a D gyűjtősín zárlati árama: Iz = S Cz 3 ⋅U n = 112 3 ⋅ 35 = 1,85 kA . A módszer használható zárlatkorlátozó fojtótekercsek reaktanciájának meghatározására is. Kidolgozott példa: M.H A Számítsa ki a megadott hálózat esetén a zárlatkorlátozó 35 kV fojtótekercs reaktanciájának szükséges értékét, ha az M jelű megszakító zárlati megszakítóképessége 15 kA! TR Adatok: Un[kV] Sn[MVA] ε [%] G 10,5 40 17 TR 35/10 60 12 M.H 35 1500 10 kV Az egyes hálózati elemek saját zárlati teljesítménye: G 100 ⋅ 40 = 235,3 MVA εg 17 100 100 S Tz = ⋅ ST = ⋅ 60 = 500 MVA εT 126 S gz = 100 ~ B F ⋅ Sg = M Az A jelű gyűjtősín zárlati teljesítménye a mögöttes hálózat zárlati teljesítménye: S Az = S mz = 1500 MVA Az B jelű gyűjtősín zárlati
teljesítménye a két párhuzamosan kapcsolódó ág zárlati teljesítményeinek összege: S Az ⋅ S Tz 1500 ⋅ 500 = 235,3 + = 235,3 + 375 = 610,3 MVA S =S + z z 1500 + 500 S A + ST A C jelű gyűjtősín zárlati teljesítménye felírható a fentiek alapján az z B z g 1 1 1 = z + z z SC S B S F 6 C összefüggéssel, illetve közvetlenül kiszámolható a megadott zárlati áram értékéből: S Cz = 3 ⋅ 10 ⋅ 15 = 260 MVA . SzT SzA SB z SzC SzF z Sm Szg ~ A zárlatkorlátozó fojtótekercs zárlati teljesítménye: U2 U2 , XF = z . amiből XF SF 1 1 1 A fenti összefüggésből: = z − z , illetve az U2-tel történő bővítés után a reaktancia z S F SC S B S Fz = értékét kifejezve: A behelyettesítés után: XF = U2 U2 − S Cz S Bz XF = 10 2 10 2 − = 0,385 − 0,164 = 0,221 Ω . 260 610,3 Ezeket az eredményeket hasonlítsuk össze az X-módszerrel (l. a 631 pontban) történő megoldás során kapott eredményekkel! Feladat: 1. Számítsa
ki az alábbi hálózat hibahelyi zárlati áramát és zárlati teljesítményét, ha a 3F zárlat a C jelű gyűjtősínen lépett fel! G TR1 A B ~ 120 kV Adatok: Eredmények: C 3F 10 kV Un[kV] Sn[MVA] ε [%] TR2 G 10 35 18 TR1 120/11 40 10,6 TR2 120/36,75 36 8,35 S C = 100,8 MVA I z3 F = 1,66 kA 7 35 kV
