Exam text content

 
   
     
      
     
   
       
  
   
  
     
    
 
     
  
 
 
  
   
 
  
   

Opiskelija saa viedä tenttipaperin mukanaan

DEE-24010 Sähkövoimajärjestelmän säätö ja käyttö
Tentti 2.12.2014

Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta
1) Vastaa seuraaviin kysymyksiin
a) Mitä tarkoittaa generaattorin statiikka (droop) ja mihin sitä tarvitaan?
b) Mitä tarkoittaa verkon säätövoima? i
c) DC-linkin alku- ja loppupään jännitteet ovat 512 kV ja 500 kV. Laske linkin alku- ja
loppupään tehot ja häviöt, jos resistanssi on 10 0. N

 

  

  

 
 

2) Tarkastellaan johtoa, jonka reaktanssi on 0.04 pu. Johdon lopussa on vakiona pysyvä
kuorma, jonka teho on 8 pu ja tehokerroin cosp = 0.99 ing. Loppupään vakiona pysyv.
jännite u, = 1.0 pu. Laske

;a) Alkupään jännite ja loisteho 4
-b) Keskelle johtoa asennetaan sarjakompensaattori, jonka reaktanssi —*0.03 pi
alkupään jännite ja loisteho i

* €) Piirrä a- ja b-kohdan tilanteita vastaavat osoitindiagrammit (siis alku- ja loppupään

jännitteiden osoittimet, virta ja reaktanssin jännitehäviö samaan kuvaan)

 
  

   

3) Kaksi sähkövoimajärjestelmää A ja B on kytketty toisiinsa yhdysjohdolla, jossa kulki
MW teho A:sta B:hen. Järjestelmän A säätövoima Ka =2500 MW/Hz ja järjest
säätövoima K, =1000 MW/Hz. Alueella B kuorma kasvaa äkillisesti, jonka ;
yhdysjohdon teho muuttuu arvoon 900 MW (suunta A:sta B:hen). 5

a) Selosta aikajärjestyksessä mitä taajuudelle ja yhdysjohdon teholle tapahtuu
b) Laske kuormitusmuutoksen suuruus (oletetaan yhdysjohdon pysyvän verkossa) |
c) Laske pysyvän tilan taajuuden arvo TN

 

4) Selosta siirtokapasiteettiin liittyviä asioita.
a) Mitkä tekijät rajoittavat kapasiteettia?
b) Miten kapasiteettia voidaan nostaa? i ji

  
  
   
  
 
   

'5) Generaattori syöttää kuvan 1 mukaisesti muuntajan ja johdon kautta jäykkään l
== tehonp=9pu tehokertoimella cosp = 0.98;na. Generaattorin muutostilan tahtireaktanss
= 0.05, muuntajan reaktanssi 0.02 ja johdon reaktanssi 0.01 pu. Asemalla B "tapahtuu
vikavastukseton 3-vaiheinen oikosulku, joka poistuu itsestään tehokulmaa ö
vastaavalla ajanhetkellä. Tarkastele pinta-alakriteerion avulla, onko tilann
Häviöitä ei oteta huomioon. i

A B e

Jäykkä verkko
p=9pu
cosp=0.98ind
u=1.0pu

 

 
 

 

i i

yhtälö js A= Aca, B= B/B ja D=DZa avulla ilmaistuna

. Vs = Vs Zö ja Vr = Vr ZOS

 

 

 

  
  
  
    
   
 
   
  
   

    

 

 

 

Loppupään tehoille
iin cos(B+6) P, n n KIA e0s(B-a).
PIPOT a
2 p-oPAv i 5)— a jpg] sin — 0.

MEE ;
jen komponenttien muunnokset abc => 120 ja 120 => abc

a a | k KL 1

IR

IR
U
|

a
N
N
I
IR
R
—
IS
2

N laskentakaavoja

. maasulun osalta vikavirran lauseke ja komponenttiverkkojen kytkennät on osattava ulkoa.

E. ; 'a-vaiheen Thevenin enin jännite ja 15 ja 1:2 ovat myötä- ja vastaverkon virrat a-vaiheessa
Z), Zo ovat myötä-, vasta- ja nollaverkon impedanssit ja Z Z' on vikaimpedanssi

maasulun aikaiset vaihejännitteet (vika a-vaiheessa)
32.

2242, 4327

3a 27) + (a -a)Z, +(d' VZ p,

Z,+Z, 37 4321

3aZ! + (a-d')Z, + (4-12) E,

z +2, 2,437!

 

ettinen energia, Sn = koneen nimellisteho

Jo? = toisaalta H = A]