Pravilnik o tehnickim normativima za sisteme za odvodenje dima i toplote nastalih u požaru
ANALIZA KOMUTACIONIH PRENAPONA NASTALIH PRI UKLJUČENJU JEDNOG ILI VIŠE VODOVA POD OPTEREĆENJEM
-
Upload
suki-weaver -
Category
Documents
-
view
46 -
download
0
description
Transcript of ANALIZA KOMUTACIONIH PRENAPONA NASTALIH PRI UKLJUČENJU JEDNOG ILI VIŠE VODOVA POD OPTEREĆENJEM
ANALIZA KOMUTACIONIH PRENAPONA NASTALIH PRI UKLJUČENJU JEDNOG ILI VIŠE
VODOVA POD OPTEREĆENJEM
NAUČNI SKUPNAUČNI SKUP
CG KO CIGREPržno, 12.-16.10.2009.
mr Snežana Vujosevićmr Saša Mujović
Elektrotehnički fakultet - Podgorica
Izvršena je analiza komutacionih prenapona koji nastaju prilikom uključenja jednog ili više opterećenih vodova
-Korišćenjem diskretne metode, uradjen je matematički model
-Urađen je program u MATLAB-u, koji vrši simulaciju procesa uključenja vodova pod opterećenjem
-Omogućena je grafička prezentacija posmatranih pojava u dužem vremenskom periodu, kao i proračun traženih veličina
Posmatrani su vodovi različitih naponskih nivoa ( 35 i 110 kV), različitih dužina, kao i raznih vrsta opterećenja
Analiziran je uticaj pojedinih parametara ( naponski nivo, dužina, vrsta opterećenja, broj vodova) na oblik i veličinu komutacionih prenpona
Prenaponi koji se javljaju u električnim mrežama mogu se klasifikovati u dvije osnovne grupe
- spoljašnje prenapone, nastale usljed atmosferskih pražnjenja
- unutrašnje prenapone, čiji je uzrok u samoj mreži
U unutrašnje prenapone, pored ostalih, spadaju i tzv. sklopni prenaponi, koji nastaju pri komutacijama prekidača, bilo u ustaljenom ili u havarijskom režimu.
Uključenje voda (energetizacija voda) je komutacija koja se u praksi veoma često izvodi, pa je neophodno poznavati i prateće pojave koje pri tom procesu nastaju.
· Pri ovom procesu može, zavisno od uslova uključenja, doći do pojave sklopnih prenapona koji se kreću i do trostruke vrijednosti nominalnog napona.
MATEMATIČKI MODEL
Slika 1. Realna šema posmatranog sistema
VP
G
T
l2
l3
lN
l1
Z1
Z2
Z3
ZN
e(t) - trenutna vrijednost elektromotorne sile; L=Lg + Ltr- ukupna induktivnost generatora i transformatora; l, c, r, g - podužna induktivnost, kapacitivnost, otpornost i odvodnost voda; R=Rg + Rtr - ukupna omska otpornost generatora i transformatora, Z1-ZN su opterećenja vodova 1-N.
Slika 2. Jednopolna zamjenska šema posmatranog sistema
gdje je:
i2
U2
l, c, r, g
R
U1U
PL
e(t)
1
lN
Z1
ZN
Slika 2. Jednopolna zamjenska šema posmatranog sistema
REZULTATI PRORAČUNA
Tabela I – Parametri analiziranih vodova
Parameri sistema
Ems izvora
E(kV)
Ekvivalentna induktivnost gen. i transf.
L(H)
Ekvivalentna otpornost gen.
i transf.
R(Ω)
Karakter. impedansa
voda
Zc(Ω)
Podužni otpor voda
r(Ω)
Podužna indukt. vodal(µH)
Podužni kapacitet
vodac (η F)
Vod br.
1 35 0.5 20 370 0.33 1264 9.236
2 110 1 20 350 0.13 1207 9.872
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
t[s]
U[k
V]
Slika 3. Uključenje vodova naponskog nivoa 35 kV, različitih dužina:l=10 km ( plava), l=20 km ( zelena), l=30 km ( crvena)
Maksimalni prenaponi koji se u ovom procesu javljaju iznose Umax1= 42.25 kV, Umax2= 43.68 kV, Umax3= 43.83 kV, a odgovarajući koeficijenti prenapona Kp1=1.478, Kp2=1.53 i Kp3=1.534
Sa porastom dužine voda raste i maksimalni prenapon koji nastaje pri njegovom uključenju
Maksimalni prenaponi koji se u ovom procesu javljaju iznose Umax1= 27.25 kV, Umax2= 43.68 kV, Umax3= 46.26 kV, a odgovarajući koeficijenti prenapona Kp1=0.954, Kp2=1.53 i Kp3=1.619. Sa porastom vrijednosti opterećenja voda raste maksimalni prenapon koji nastaje pri njegovom uključenju
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
t[s]
U[k
V]
Slika 4. Uključenje vodova naponskog nivoa 35 kV, sa različitim opterećenjem: R=1 kΩ ( plava), R=6.5 kΩ ( zelena), R=10 kΩ ( crvena)
Maksimalni prenaponi iznose Umax1= 124.344 kV, Umax2= 137.629 kV, Umax3= 152.732 kV, a odgovarajući koeficijenti prenapona Kp1=1.384, Kp2=1.532 i Kp3=1.7
Kao i u slučaju 35 kV vodova, da sa porastom dužine voda raste i maksimalni prenapon koji nastaje pri njegovom uključenju.
Kod vodova većih dužina, maksimalni prenapon javlja se u drugoj poluperiodi.
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
t[s]
U[k
V]
Slika 5. Uključenje vodova naponskog nivoa 110 kV, različitih dužina:l=100 km ( plava), l=200 km ( zelena), l=300 km ( crvena)
Maksimalni prenaponi koji se javljaju iznose Umax1= 43.68 kV, Umax2= 34.87 kV, Umax3= 30.54 kV, a odgovarajući koeficijenti prenapona Kp1=1.528, Kp2=1.22 i Kp3=1.07. Može se uočiti da maksimalni prenapon koji nastaje pri uključenju opada sa porastom broja vodova priključenih na sabirnice
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
V R I J E M E [ s ]
N A
P O
N
[kV
]
P R E L A Z N I P R O C E S
Slika 6. Uključenje vodova naponskog nivoa 35 kV, sa različitim brojem vodova koji su priključeni na sabirnice n=1 (zelena), n=2 (crvena), n=3 ( plava)
Maksimalni prenapon iznosi Umax= 51.19 kV, uz koeficijent prenapona Kp=1.791U odnosu na vod istih karakteristika koji ima samo aktivno opterećenje, koeficijent prenapona je veći, a prelazni proces odvija se u dužem vremenskom periodu
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
t[s]
U[k
V]
Slika 7. Uključenje voda naponskog nivoa 35 kV, sa opterećenjem: R=1 kΩ Xl=11 kΩ
-Na osnovu sprovedenih analiza i dobijenih rezultata može se zaključiti da je diskretna metoda veoma pogodna za simulaciju komutacionih prenapona
- Program koji je, na osnovu razvijenog matematičkog modela, urađen u MATLAB-u daje mogućnost izračunavanja maksimalnih prenapona koji nastaju pri posmatranom procesu, kao i njegovu grafičku prezentaciju
- Za pouzdan rad elektroenergetskog sistema, posebno sa aspekta izolacije, veoma je značajna procjena prenapona do kojih može doći pri komutacijama prekidača, i koji, zavisno od karakteristika sistema, mogu dostići veoma visoke vrijednosti
ZAKLJUČAK
- Predloženi program je veoma jednostavan za korisnike, a dobijene simulacije daju podatke koji su neophodni za bezbjedan i siguran rad sistema, naročito kod visokonaponskih vodova gdje je veoma teško doći do odgovarajućih eksperimentalnih vrijednosti