20 kv Keskijänniteavojohdon kapasiteetti määräytyy pitkien etäisyyksien takia tavallisimmin jännitteenaleneman mukaan:

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "20 kv Keskijänniteavojohdon kapasiteetti määräytyy pitkien etäisyyksien takia tavallisimmin jännitteenaleneman mukaan:"

Kristiina Heino
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 SÄHKÖENERGIATEKNIIKKA Harjoitus - Luento 2 H1 Kolmivaiheteho Kuinka suuri teho voidaan siirtää kolmivaihejärjestelmässä eri jännitetasoilla, kun tehokerroin on 0,9 ja virta 100 A. Tarkasteltavat jännitetasot ovat: a) 400 V, b) 20 kv, c) 110 kv ja d) 400 kv. H2 Siirtojohdon kapasiteetti Kuinka suuri teho voidaan siirtää 795 kv johdolla 1000 km?. Valitaan johdin 1095 mm 2 (johtimen säde r = 21,5 mm, kapasiteetti 1830 A). Johdon vaiheiden välinen etäisyys on d = 17 m. Entä jos nippujohdin r = 30 cm. Johdon eri päiden jännitteiden välinen maksimi tehokulma = 30 astetta. Johdon siirtämä teho saadaan tehokulmayhtälöstä: P U 1 2 XU sin Johdon induktanssi: H3 Keskijännitekaapelin kapasiteetti Kaapelin siirtokykyä rajoittaa tavallisesti pienehkön siirtoetäisyyden takia johtimen virta, joka aiheuttaa häviöitä kaapelin johtimen resistanssissa, ja sitä kautta lämpötilan nousun joka rasittaa eristystä. Keskijännitekaapeli, 20 kv, 3 * 240 mm 2, Imax = 385 A maa-asennuksessa. Kuinka suuri teho saadaan siirrettyä? Entä 3 * 50 mm 2 kaapeli, Imax = 155 A H4 Keskijänniteavojohdon kapasiteetti 20 kv Keskijänniteavojohdon kapasiteetti määräytyy pitkien etäisyyksien takia tavallisimmin jännitteenaleneman mukaan: Otetaan r = 0.3 ohm/km, x = 0.3 ohm/km, Umax = 5%, johdon pituus 40 km Mikä on maksimiteho joka voidaan siirtää kun tehokerroin = 1 (P = S) ja jännitteen alenema max 5%? Jännitteenaleneman pitkittäiskomponentti: Up = RIp + XIq Jännitteenaleneman poikittaiskomponentti: Uq = RIq + XIp

. Valitaan johdin 1095 mm 2 (johtimen säde r = 21,5 mm, kapasiteetti 1830 A). Johdon vaiheiden välinen etäisyys on d = 17 m. Entä jos nippujohdin r = 30 cm.

2 SÄHKÖENERGIATEKNIIKKA Harjoitus - Luento 2 H1: Kolmivaiheteho Kuinka suuri teho voidaan siirtää kolmivaihejärjestelmässä eri jännitetasoilla, kun tehokerroin on 0,9 ja virta 100 A. Tarkasteltavat jännitetasot ovat: a) 400V b) 20 kv c) 110 kv d) 400 kv Kolmivaiheteholle pätee: P = Sqrt(3) U I cos a) P = * 400 * 100 * 0,9 W = 62 kw b) P = * 20 * 100 * 0,9 kw = 3,1 MW c) P = * 110 * 100 * 0,9 kw = 17,1 MW d) P = * 400 * 100 * 0,9 kw = 62,3 MW H2: Siirtojohdon kapasiteetti Kuinka suuri teho voidaan siirtää 795 kv johdolla 1000 km? Valitaan johdin 1095 mm 2 (johtimen säde r = 21,5 mm, kapasiteetti 1830 A) Johdon vaiheiden välinen etäisyys on d = 17 m Johdon eri päiden jännitteiden välinen maksimi tehokulma = 30 astetta. Johdon siirtämä teho saadaan tehokulmayhtälöstä: P U 1 2 XU sin Missä U1 on alkupään jännite, U2 on vastaanottavan pään jännite ja on näiden välinen kulma. X on johdon reaktanssi, joka saadaan induktanssin avulla X = L, on kulmataajuus (2 f), f on taajuus (50 Hz) Johdon induktanssi:

732 * 20 * 100 * 0,9 kw = 3,1 MW c) P = 1.732 * 110 * 100 * 0,9 kw = 17,1 MW d) P = 1.

3 L = ( ln (17/0.0215)) H/m ~ X = 0.43 ohm/km P = [(795 kv) 2 / (1000 km * 0.43 ohm/km)] * sin 30 o = 735 MVA (MW) Mitä virtaa vastaa: S = Sqrt(3) * U * I I = 533 A Entä jos nippujohdin r = 30 cm X = 0.27 ohm/km P = 1170 MVA (MW)

4 H3 Keskijännitekaapelin kapasiteetti Kaapelin siirtokykyä rajoittaa tavallisesti pienehkön siirtoetäisyyden takia johtimen virta, joka aiheuttaa häviöitä kaapelin johtimen resistanssissa, ja sitä kautta lämpötilan nousun joka rasittaa eristystä. Keskijännitekaapeli, 20 kv, 3 * 240 mm 2, Imax = 385 A maa-asennuksessa. Kuinka suuri teho saadaan siirrettyä? Tehokerroin = 1 S = P Teho : P = S = Sqrt(3) * U * I U on pääjännite (20 kv), I on vaihevirta (385 A) P = Sqrt(3) * 20 kv * 385 A = 13,3 MW Entä 3 * 50 mm 2 kaapeli, Imax = 155 A P = Sqrt(3) * 20 kv * 155 A = 5,37 MW

Keskijännitekaapeli, 20 kv, 3 * 240 mm 2, Imax = 385 A maa-asennuksessa. Kuinka suuri teho saadaan siirrettyä?

5 H4 Keskijänniteavojohdon kapasiteetti 20 kv Keskijänniteavojohdon kapasiteetti määräytyy pitkien etäisyyksien takia tavallisimmin jännitteenaleneman mukaan: Otetaan r = 0.3 ohm/km, x = 0.3 ohm/km, Umax = 5%, johdon pituus 40 km Mikä on maksimiteho joka voidaan siirtää kun tehokerroin = 1 (P = S) ja jännitteen alenema max 5%? Jännitteenaleneman pitkittäiskomponentti: Up = RIp + XIq Jännitteenaleneman poikittaiskomponentti: Uq = RIq + XIp (Ip = I cos & Iq = I sin ). Puhtaasti resistiivisellä kuormalla siirtyy vain pätötehoa ja = 0 o. Tehokerroin = 1 I = Ip & Iq = 0 Up = RIp & Uq = XIp Ratkaisu pelkällä pitkittäiskomponentilla: Up = RIp = 0.05 * 20 kv / Sqrt(3) (0.3 ohm/km * 40 km) Ip = 0.05 * 20 kv/ Sqrt(3) Ip = 48 A Mitä tehoa vastaa: P = 3 Uv * Iv = 3 * 11,5 kv * 48 A = 1,65 MW Poikittaiskomponentin vaikutus: U = Sqrt[(1 0.05) ] = Sqrt[ ] = Sqrt [0.905] = (vrt 0.95) HARJOITUKSEN OPETUS: Lyhyillä johdoilla siirtokapasiteettia rajoittava tekijä on kuormavirta johtuen häviöiden aiheuttamasta johtimen ja eristeiden lämpötilan noususta. Vähän pitemmillä johdoilla, kuten tyypillisesti keskijännitteisillä avojohdoilla, on jännitteen alenema siirtokykyä määräävä tekijä. Pitkillä suurjännitteisillä siirtojohdoilla siirtokyvyn määrää johdon päiden välinen vaihekulma yhdessä johdon reaktanssin ja jännitetason kanssa.

Jännitteenaleneman pitkittäiskomponentti: Up = RIp + XIq Jännitteenaleneman poikittaiskomponentti: Uq = RIq + XIp (Ip = I cos & Iq = I sin ).

Samankaltaiset tiedostot

ELEC-E8419 syksy 2016 Jännitteensäätö

ELEC-E8419 syksy 2016 Jännitteensäätö ELEC-E849 syksy 06 Jännitteensäätö. Tarkastellaan viittä rinnakkaista siirtojohtoa. Jännite johdon loppupäässä on 400, pituus on 00 km, reaktanssi on 0,3 ohm/km (3 ohmia/johto). Kunkin johdon virta on