ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 1. Verkon tiedot on annettu erillisessä Excel-tiedostossa: nimeltä CASE_03-50-prosSC.

Transkriptio

1 ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 1 Yleisiä ohjeita: Työ tehdään yhdessä laskuharjoitusten aikaan tiistaina kello Jos tämä aika ei sovi, voidaan järjestää toinen aika. Ellei kumpikaan aika sovi, työn voi korvata itsenäisellä tehtävällä. Työhön pääsee osallistumaan, jos esiselostus on hyväksyttävästi tehty. Työn aikana katsomme erilaisia vikatilanteita PSS/E- ja PSCAD-ohjelmilla. Kurssiohjeessa mainittua oppimispäiväkirjaa ei ole, vaan sen korvaa esiselostus. Tutkittava verkko ja simuloitavat viat Tutkitaan kuvan 1 mukaista verkkoa. Verkkokuva on printattu PSS/E-ohjelmasta ja se on 230 kv:n verkko, jossa on kaksi aluetta, joissa kummassakin on kaksi generaattoria. Alueiden välissä on kaksi rinnakkaista yhdysjohtoa, joissa on sarjakompensointi. Rinnakkain olevia sarjakompensointeja (70 %, 50 % ja 30 % johdon reaktanssista) voidaan kytkeä päälle ja pois ja ne voidaan myös ohittaa kokonaan. Verkon taajuus on 60 Hz. Suhteellisarvoilla laskettaessa perusteho on 100 MVA. Verkon tiedot on annettu erillisessä Excel-tiedostossa: nimeltä CASE_03-50-prosSC.sav Kuva 1. Tutkittava verkko, joka on tulostettu PSS/-ohjelmasta. Kuvassa on tehonjako nimeltään CASE_ prossc.sav ja ehjät viivat kuvaavat verkkoon kytkettyjä komponentteja ja katkoviivat verkosta irti olevia komponentteja. Punaisella tekstillä opastetaan tehonjaon tulkintaa. Työssä tutkitaan erilaisia vikoja solmussa 8 'MID POINT', joka on johdolla solmujen 14 ja 9 välillä ja on puolessavälissä johtoa Solmut 8 ja 14 eivät ole varsinaisia sähköasemia, vaan ne ovat verkkomallissa keskelle johtoa sijaitsevia solmuja, joiden avulla voidaan laskea erilaisia johtovikoja helposti. Vikoja simuloidaan tehonjako-, dynamiikka- ja transienttilaskentaohjelmilla.

2 ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 2 Esiselostus Osa 1 Epäsymmetristen ja symmetristen vikojen laskemista Vastaa seuraaviin kysymyksiin. 1) Onko siirtojohdon vikavirta pätö- vai loisvirtaa? 2) Laske perusimpedanssi ja perusvirta jännitetasolle 230 kv, kun perusteho on 100 MVA: 3) Laske tutkittavan verkon maasulun, 2-vaiheisen oikosulun ja 3-vaiheisen oikosulun vikavirrat suhteellisarvoina ja ampeereina luennolla ja laskuharjoituksissa käytetyillä yhtälöillä käyttämällä Theveninin impedansseja. Vikaimpedanssi on nolla. Täytä arvo seuraavaan taulukkoon, jota täydennetään työn aikana. Näytä myös käyttämäsi yhtälöt. Vika sattuu solmussa 8, ja solmun jännite vian alkamishetkellä on 230 kv (1,0 pu) ja PSS/E-ohjelman antamat komponenttiverkkojen Theveninin impedanssit suhteellisarvoina ovat: SEQUENCE THEVENIN IMPEDANCES AT FAULTED BUSES BUS# X-- NAME --X BASKV ZERO POSITIVE NEGATIVE r0 x0 r1 x1 r2 x2 8 MID POINT Laskutapa 3-v. vika 2-v. oikosulku maasulku käsin laskettu Tämä lasketaan työn aikana PSS/E-ohjelman ASCCkomentoa Tämä lasketaan työn aikana PSS/E-ohjelman SCMUkomentoa Tämä lasketaan työn aikana PSCAD-ohjelmalla 5) Mitä virhelähteitä sisältyy laskemiisi vikavirtoihin? 6) Mitkä seikat vaikuttavat siihen, paljonko vikavirtaa tulee solmusta 14 ja solmusta 9. Kummasta arvelet tulevan enemmän vikavirtaa ja miksi?

3 ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 3 7) Tutustu johonkin sähkömagneettisten transienttien laskentaohjelmaan netissä. (esimerkiksi näiltä sivuilta ja luettele asioita, joita näillä ohjelmilla lasketaan Kuvaile lyhyesti, mitä asioita ymmärsit ja mitä et ymmärtänyt ohjelmista.

4 ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 4 Osa 2 Dynamiikan simulointi PSS/-ohjelmalla 8) Vertaillaan kahta tehonjakotilannetta, jotka on kuvattu alla. Tilanteessa 1 on sarjakompensointi ohitettu ja tilanteessa 2 on johdot sarjakompensoitu 50-prosentisesti. Mitä muuta eroa tilanteissa on? Tilanne 1: Tilanne 2:

5 ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 5 9) Verkkoon sattuu johtovika solmun 8 kohdalle. Vertaile seuraavia tilanteita kulmastabiiliuden kannalta ja kerro, kumpi tilanne on todennäköisemmin epästabiili. Miksi näin on? Vertailu 1: Tilanne 1 ja tilanteen 1 mukainen verkon kytkentä jossa siirretään 230 MW tehoa alueelta 1 alueelle 2. Vertailu 2: Tilanne 2 ja tilanne, jossa on sama siirto, mutta sarjakompensointi on ohitettu.

6 ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 6 Epäsymmetrisä vikoja PSS/E-ohjelmassa, kuvia manuaalista LIITE 1

7 ELEC-E8419 syksy 2016 Laskeminen tietokoneohjelmilla 7