Exam text content

0
/ CNpo Ta, aro E

SVT-1200 Sähkövoimajärjestelmien perusteet
Tentti 28.2.2011 Kirsi Nousiainen
Omat ohjelmoitavat laskimet sallittu.

1. — Allaoleva kuva 1. esittää erästä 66 kV kolmivaiheverkkoa. Mikä on
a) jännitteen tehollisarvo kohdassa 1 (1 p.)
b) jännitteen suurin hetkellisarvo kohdassa 2 (1 p.)
c) jännitteen suurin hetkellisarvo kohdassa 3 (1 p.)
d) kohtien 1 ja 2 jännitteiden välinen vaihesiirto, perustele osoitinpiirroksella (1 p.)
e) kohtien 3 ja 4 jännitteiden välinen vaihesiirto, perustele osoitinpiirroksella (1 p.)
f) jännitteen tehollisarvo kohdassa 1 vaiheen L3 ollessa jäykässä maasulussa heti muuntajan

liittimen jälkeen. (1 p.) 4
dT
L1
[2
13
K=
1 3

 

 

Kuva 1.

2. — Jakelumuuntajan kilpiarvoiksi on annettu
Dyn11, Uni/Un2=20500/410 V, Sn =315kVA, Pyn=4500W, P,=600W, 1=4,5%,
ja muuntaja toimii nimellisellä toisiojännitteellä
a) Laske tarvittavat muuntajaa kuvaavat arvot, joilla voit laskea muuntajassa tapahtuvan
jännitteenaleneman mielivaltaisella kuormalla. (2 p.)
b) Laske muuntajan kuormitusvirta alajännitepuolella, jos muuntajan kuormana on kaksi
kuormituspistettä, joiden kuormat ovat P;=120kW, cosp=0,82;na. ja P2 =180 kW, cosm=0,85nd.
(2p.)
c) Laske muuntajassa b-kohdan kuormalla tapahtuva tarkka jännitehäviö. (2 p.)

3. — Oheinen kuva 2. esittää tahtigeneraattorin syöttämää kolmivaihejärjestelmää.
a) Esitä suhteellisarvoilla sijaiskytkentä, jolla voit laskea oikosulkuvirran, jos 110/21kV
sähköaseman keskijännitekiskossa tapahtuu vastukseton kolmivaiheinen oikosulku. Johto
(100km) voidaan olettaa kuvattavaksi puhtaalla reaktanssillaan. Ota perusarvoiksi S,= 25 MVA
ja U, =110 kV. (2 p.)
b) Kuinka suuri on oikosulkuvirta 110 kV johdolla, jos jännite vikapaikassa vian alkuhetkellä on
21 kV? (2p.)
c) Kuinka suurena em. vikavirta näkyy kuvassa 2 olevan virtamuuntajan toisiossa? (2 p.)

      

25 MVA 20/110kV
20 kV 30 MVA 110/21 kV
X=0,25 p.u. X=0,08 p.u. 5 MVA
X=0,04 p.u.
(< 0) |=100km, x=0,40/km

1r/lan=200A/5A

Kuva 2.
2:02)

Kolmivaiheverkon vikatilanteita voidaan kuvata symmetristen komponenttien avulla

a) Piirrä sellaiset verkon myötä-, vasta ja nollajärjestelmän virtaosoittimet, joilla voidaan kuvata
verkon normaalia symmetristä kuormitustilannetta. (2 p.)

b) Piirrä sellaiset myötä-, vasta ja nollajärjestelmän virtaosoittimet, joilla voidaan kuvata a-
vaiheen jäykkää maasulkua. (2 p.)

b) Piirrä sellaiset myötä-, vasta ja nollajärjestelmän virtaosoittimet, joilla voidaan kuvata a- ja b-
vaiheen välistä oikosulkua ilman maakosketusta. (2 p.)

  

Oheisessa kuvassa 3. on esitetty kolmivaihejohtoa kuvaava yksivaiheinen sijaiskytkentä
tapauksessa, jossa johto voidaan kuvata puhtaana reaktanssina (kuva 3 a) ja tapauksessa, jossa
johto voidaan kuvata puhtaana resistanssina (kuva 3 b). Kuvassa esiintyvät jännitteet U1y ja Uoy
ovat johdon alku- ja loppupäässä esiintyvät vaihejännitteet. on johdon loppupäässä olevan
kuormituksen aiheuttama kuormitusvirta. Kommentoi tehtävän lopussa olevaa neljää väitettä.
Kerro kussakin tapauksessa onko väite mielestäsi totta? Jos on, niin perustele miksi. Jos ei, niin
esitä perustelut, jolla kumoat väitteen. Käytä perusteluissa apuna piirroksia tai
esimerkkilaskelmia.

Huom! Pisteet tulevat perusteluista, ei arvauksista (vaikka olisivat oikeinkin).

 

 

 

 

 

x l R !
— 111 »
Un Un Ur Un
Kuva3.a Kuva 3 b.

1. Kuvan 3 a. johdolla puhdas pätökuorma aiheuttaa johdolla pääasiassa jännitteen alenemaa
(Ua < 1 Uu). (1,5 p.)

2. Kuvan 3 a. johdolla puhdas induktiivinen kuorma ei aiheuta kulmaeroa jännitteiden U2 ja
UT välille. (1,5 p.)

3. Kuvan 3 b. johdolla puhdas pätökuorma aiheuttaa kulmaeroa jännitteiden >, ja U1 välille.
(1,5 p.)

4. Kuvan 3 b. johdolla puhdas induktiivinen virta ei aiheuta johdon lämpenemistä. (1,5 p.)

Huom! Hyväksyttyyn tenttiin vaaditaan vähintään 2 pistettä ainakin neljästä eri tehtävästä
sekä vähintään 12 pisteen yhteispistemäärä.