Tentin tekstisisältö

1/3

FE.EES.200 Sähköverkkotekniikka
Tampereen yliopisto i n

L GW . N entti 14.10.2024
Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta. Opiskelija saa viedä paperin.

1) Vastaa seuraaviin kysymyksiin
a) Milloin voit soveltaa osoitinlaskentaa sähköverkkojen laskennoissa?
b) Mitä tarkoittaa käsite pikajälleenkytkentä (PJK) ja mihin sitä käytetään?
c) Kaapelivalmistajan taulukossa 50 Hz nimellisjännitteeltään 20 kV AHXAMK-W 3*120
mm? kaapelin ilmoitetut sähköiset arvot ovat: resistanssi 0,25 €/km, induktanssi
0,38-10* H/km ja kapasitanssi 0,22-10* F/km. Laske kaapelin reaktanssi ja suskeptanssi ki-

lometriä kohden.

2) 20kV:n keskijännitejohdon pituus on 10 km ja johtimena on Al132, jonka sähköiset arvot
ovat r = 0,22 O/km ja x = 0,35 9/km. Johdon lopussa on kuorma, jonka pätöteho P = 3,0
MW ja loisteho O = 2,25 MVAr. Loppupään jännite pysyy vakiona arvossa 20 kV.

a) Laske johdon alkupään jännite jännitteenalenemaa käyttäen
b) Toista a-kohdan jännitteenaleneman laskenta, kun loppupään kuorman tehokerroin saatiin

kompensoinnilla muutettua arvoon cos = 0,99ind-

3) Tarkastellaan kuvan 1 mukaista maasta erotettua kolmen keskijännitelähdön muodostamaa
verkkoa. Verkossa tapahtuu erilaisia yksittäisiä vikoja. Laskentajännitteenä voit käyttää kai-

 

        

        

 

 

    

 

 

 

kissa kohdissa arvoa 20 kV.

| Johtotyyppi Pituus km | | Maakapasitanssi/nF/km |
avojohto 20 - 0,22 N W - 6 !
maakaapeli m [ 018 ;— 0085 310 |
maakaapeli | * 10. 018 | —0,085 | 310 —— |

 

 

a) Lähdön 1 alkupäässä 2 km kiskosta B sattuu 3-vaiheinen oikosulku. Laske vikavirran suu-
ruus sekä kiskon B jännite vian aikana.

b) Laske 2-vaiheisen oikosulkuvirran suuruus kiskossa B.

c) Lähdön 3 lopussa sattuu 1-vaiheinen maasulku ja vikaresistanssi on 500 9. Laske maasul-

kuvirran arvo ja tähtipistejännitteen arvo.

 
  
  

 

 

A B
! 20 km .
[] avojohto
2
Syöttävä verkko 40 MVA [] maakaapeli
Ur = 115 kV 116/20 kV
I'k = 9,87 kA 12%
maakaapeli
Kuva 1. jatkuu seuraavalla sivulla
2/3

4) Tarkastellaan suomalaista 20 kV keskijänniteverkkoa.
a) Miten verkkojen maadoitukset on Suomessa toteutettu?
b) Mitä etuja ja haittoja näillä maadoitusratkaisuilla on?
<) Oppikurssilla opetettiin laskemaan maasulkuvirta maasta erotetussa verkossa johtojen/kaa-
pelien maakapasitanssien avulla. Mitä virhelähteitä tähän menetelmään liittyy?

5) Tarkastellaan 110/21 KV muuntajaa, jonka kytkentäryhmä on YNd!11.
a) Mitä merkintätapa tarkoittaa?
b) Kuinka suuri on ensiöpuolen a-vaiheen jännite, jos toision c-vaiheen jännite on
U, =12/30%V ?
c) Oletetaan toision jännitteiden olevan b-kohdan mukaisia. Jos nyt sattuu 1-vaiheinen maa-
sulku (ei vikaresistanssia) toisiopuolen vaiheessa a, niin kuinka suuria ovat terveiden vai-
heiden u, ja u, jännitteet vian aikana?
3/3
Theveninin menetelmän mukainen vikavirta

I =

—, :
—« Jossa
Z. 57»
m+Z;

U

9, = vikapaikan vaihejännite ennen vikaa
Z

—nh

= Theveninin impedanssi vikapaikasta katsottuna
Zz
g

= mahdollinen vikaimpedanssi

Johdon rajateho suuremman poikkipinnan käyttöön on

S, >U. KK
KO (nn ra)
Kyn johdinten investointikustannukset €/km
c, häviöiden hinta €/kW a
«x häviöiden kapitalisointikerroin

TY 1>T42 johtojen resistanssit

Talousmatematiikan kaavoja

(1+r/100) 5a (1+r/100)?
* (1+7/100) (1+ p/100)
r = kuormituksen kasvuprosentti
p = korkoprosentti

 

Kapitalisointikerroin Annuiteettikerroin
e" -1 - p/100
K=&- a= —
€-1 1--— >.
(1+ p /100)

p = korkoprosentti
T = aika vuosina