Exam text content

 

DEE-24010 Sähkövoimajärjestelmän säätö ja käyttö J. Bastman
TEY Tentti 3.12.2015

Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta ja viedä paperin mukanaan

A Vastaa seuraaviin kysymyksiin
a) Mitä tarkoitetaan verkon luonnollisella säätövoimalla?
b) Mitä tarkoittaa generaattorin statiikka (droop) asettelu esim. 4 %:ia?
e) DC-kaapelin alkupään tasajännite on 500 kV ja loppupään 508 kV. Kaapelin resistanssi on
8 0. Laske linkin virta ja häviöt.

4 Kaksi sähkövoimajärjestelmää A ja B on kytketty toisiinsa yhdysjohdolla, jossa kulkee 400
= MW teho A:sta B:hen. Järjestelmän A säätövoima Ka =2500 MW/Hz ja järjestelmän B sää-
tövoima Ky =1000 MW/Hz. Alueella B kuorma kasvaa äkillisesti, jonka seurauksena yh-
dysjohdon teho muuttuu arvoon 600 MW (suunta A:sta B:hen).
a) Selosta aikajärjestyksessä mitä taajuudelle ja yhdysjohdon teholle tapahtuu.
b) Laske kuormitusmuutoksen suuruus alueella B ja pysyvän tilan taajuuden arvo.

3) 200 km pitkä 400 kV avojohto on tyypiltään 3-Finch, jonka r = 0.01 70/km, x = 0.29 O/km,
b = 4.0 jiS/km. Johdon loppupäässä on kuormitus 800 MW, cosp=0.99;na.
a) Laske johdon alkupään jännite, jos loppupään jännite on 400 kV.
b) Johdon keskelle kytketään sarjakompensaattori, jonka kapasitanssi on 140 mF/vaihe. Laske
johdon alkupään jännite. Loppupään jännite ja tehokerroin pysyvät a-kohdan arvoissa.

4) Tarkastellaan kuvan 1 verkkoa. Oikealla olevan solmupisteen 3 pääjännite 400 kV pysyy
vakiona. Laske staattisen stabiilisuuden rajateho, kun

a) Generaattorin magnetointia ei säädetä
b) Magnetointia säätämällä pidetään generaattorin napajännite arvossa, joka sillä oli a-

 

kohdassa.
U Un U;
X;=309
IS,=600MVA IS,=600MVA
0,=21 kV [20/400kV [U;= 400 kV
[xa= 80 % = 15 %
Kuva 1.

5) Selosta pinta-alakriteerion käyttöä stabiilisuustarkasteluissa
a) Mihin tarkasteluihin se soveltuu? X ,
b) Mitä oletuksia menetelmän käyttöön liittyy? 54 J
c) Miten menetelmää sovelletaan? ]

K=

(C)
 

 

Tehonsiirron yhtälöt siirtovakioiden A= 42/a, B= B/B ja D=DZa avulla ilmaistuna. Kul-
ma on alku- ja loppupään jännitteiden välinen kulma s.e. Vs = VsZö ja Vr= Vr /0*.

Alkupään tehoille

 

n-belef cos(B- ay Pill 4 vä

 

 

of sin(B— a E kin

   

 

 

 

 

Loppupään tehoille
VII,
», aang-0- Jr] costB—0)
BI

   

 

sin(B-58)-

 

nao

Symmetristen komponenttien muunnokset abc => 120 ja 120 => abc

 

Va a a | |% E | 10,
1 2 2

Dea 4 &|:|V, V,=l&a & 1V,

V io EA K e a 10

Vikavirtojen laskentakaavoja
1-v. maasulun osalta vikavirran lauseke ja komponenttiverkkojen kytkennät on osattava ulkoa.

E, on a-vaiheen Thevenin jännite ja Ia1 ja I.» ovat myötä- ja vastaverkon virrat a-vaiheessa
Z1, Zo, Zo ovat myötä-, vasta- ja nollaverkon impedanssit ja Z' on vikaimpedanssi

1-v. maasulun aikaiset vaihejännitteet (vika a-vaiheessa)
SZ
Z,+Z,+2,+3Z7*
50. Z! +(a -9)Z, +(a* =D2, p
Z,+Z,+Z,+3Z/ £
—3aZ! +(a-d')Z, + (a- Zo p
Z,+Z,+2,+37! £

Sas

Lä

Heilahteluyhtälö, & = tahtikulmanopeus, H = hitausvakio s

Kineettinen energia, S, = koneen nimellisteho

W,
W, = Lja toisaalta H=[5]
2 S,

n