Transcript proračun karakterističnih veličina struja kratkog spoja

III Savjetovanje Crnogorskog Komiteta CIGRE
13-16 maj 2013, Budva
PRORAČUN
KARAKTERISTIČNIH VELIČINA
STRUJA KRATKIH SPOJEVA U
VISOKONAPONSKIM
RAZVODNIM POSTROJENJIMA
Prof. dr Sreten Škuletić
Popović Vjera, dipl. el. ing.
Elektrotehnički fakultet
Podgorica
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
UVOD
• Dimenzionisanje elektroenergetskih vodova i elemenata u
VN razvodnim postrojenjima.
• Dozvoljene karakteristične veličine struja kratkog spoja
definiše proizvođač.
• Stvarne karakteristične veličine struje kratkih spojeva na
mjestu ugradnje elemenata.
2
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Karakteristične veličine struje kratkog spoja
 Određivanje vremenskog oblika struje kratkog spoja nije
potrebno.
 Potrebno je odrediti karakteristične veličine struja kratkih
spojeva.
 Karakteristične veličine struje kratkog spoja su:
 Udarna vrijednost struje kratkog spoja
 Termička vrijednost struje kratkog spoja i toplotni impuls
 Struja isključenja kratkog spoja i simetrična struja isključenja
kratkog spoja
3
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
PRORAČUN KARAKTERISTIČNIH VELIČINA
STRUJA KRATKOG SPOJA
4
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
IEC 60909 – 0 standard
• Proračun karakterističnih veličina na osnovu vremenskog
oblika struje kratkog spoja - veoma složen i kompleksan.
• Međunarodni standardi (IEC 60909-0), kao i nacionalni
standardi mnogih zemalja - postupci, preporuke i jednačine
za proračun karakterističnih veličina struja kratkog spoja
5
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
IEC 60909 – 0 standard
Mjesto ks u EES u
odnosu na
generator/e
IEC 60909
Kratki spoj u blizini
generatora
Kratki spoj daleko
od generatora
Jednostruko
napajani ks
Način napajanja
mjesta ks
KS radijalno
napajan iz više
izvora
Kratki spoj u
zamkastim
mrežama
6
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Jednostruko napajani kratki spoj
7
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Jednostruko napajani kratki spoj
Udarna struja kratkog
spoja
Termička struja
kratkog spoja
Iud  kud  2  Ik"
Ith  Ik"  m  n
k ud  1.02  0.98  e 3R/ X
Simetrična struja
isključenja
Is  Ik"
Is    Ik"
8
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Jednostruko napajani kratki spoj
Udarna struja kratkog
spoja
Termička struja
kratkog spoja
Iud  kud  2  Ik"
Ith  Ik"  m  n
k ud  1.02  0.98  e 3R/ X
Simetrična struja
isključenja
Is  Ik"
Is    Ik"
9
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Jednostruko napajani kratki spoj
Udarna struja kratkog
spoja
Termička struja
kratkog spoja
Iud  kud  2  Ik"
Ith  Ik"  m  n
k ud  1.02  0.98  e 3R/ X
Simetrična struja
isključenja
Is  Ik"
Is    Ik"
10
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Kratki spoj radijalno napajan iz više izvora
11
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Kratki spoj radijalno napajan iz više izvora
Udarna struja kratkog
spoja
in
Iud   Iud,i
i1
Termička struja
kratkog spoja
Ith  Ik"  m  n
i n
Ik   Ik,i
Simetrična struja
isključenja
i n
Is   Is,i
i1
i1
12
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Kratki spoj u zamkastim mrežama
13
I I I s a v j e t o vSpecijalistički
a n j e C r n rad:
ogorskog komiteta CIGRE
Proračun
karakterističnih
veličina
struja
kratkih
spojeva
u visokonaponskim
razvodnim postrojenjima
Proračun
karakterističnih
veličina
struja
kratkih
spojeva
u VN
razvodnim postrojenjima
Kratki spoj u zamkastim mrežama
Kratki spoj u zamkastim mrežama se smatra kratkim spojem udaljenim od generatora tako da se
može uzeti u obzir da ne dolazi do prigušenja naizmjenične komponente struje ks.
Udarna struja kratkog
spoja
Termička struja
kratkog spoja
Iud  kud  2  Ik"
Ith  Ik"
Simetrična struja
isključenja
Is  Ik"
k ud  1.02  0.98  e 3R/ X
14
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
PROGRAM ZA PRORAČUN KARAKTERISTIČNIH
VELIČINA STRUJE KRATKOG SPOJA
15
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
PRIMJENA PROGRAMA ZA PRORAČUN
16
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Primjeri iz EES Crne Gore
Kratki spoj u HE „Perućica“
Kratki spoj u TS 110/35kV Tivat
17
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Primjer 1: Kratki spoj u TS 110/35kV Tivat
Mjesto kratkog spoja predstavlja kratak spoj radijalno napajan iz dva izvora (sa
sabirnica 110kV TS Budva i TS Herceg Novi).
Mjesto kratkog spoja za oba izvora predstavlja slučaj kratkog spoja udaljenog od
generatora.
Ulazni podaci
R
(Ω)
3.88
X
(Ω)
10.98
I"k HN
[kA]
2.144
I"k BD
[kA]
3.888
Tk
[s]
0.4
tmin
[s]
0.25
Izlazni rezultati programa
Udarna struja
kud
Iud
/
[kA]
1.3595
11.59
Ik
[kA]
6.032
Termička struja
m
n
/
/
0.0244
0.9656
It
[kA]
6.002
Struja isključenja
iDC
Is
Iis
[kA]
[kA]
[kA]
≈0
6.032
6.032
18
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
Primjer 2: Kratki spoj u HE „Perućica“
Mjesto kratkog spoja predstavlja kratak spoj radijalno napajan iz više izvora.
Mjesto kratkog spoja predstavlja slučaj kratkog spoja u blizini generatora (za generatore
u HE) i udaljenog od generatora (za jake mreže preko dalekovoda koji izlaze ih HE).
Ulazni podaci
R
Ω
0.45
Mjesto ks
X
Tk
tmin
I
Ω
4.08
s
0.1
kA
2.399
s
0.3
"
k PG220
TS Podgorica 1
I"k PG110 _ 2
I"k PG110 _ 1
kA
2.399
kA
3.632
TS
I "k DG
I
kA
2.050
kA
0.393
"
k NK _ 1
TS Nikšić
I"k NK _ 2
I"k NK _ 3
kA
0.393
kA
0.371
HE „Perućica“
InG Serija
I
gen.
kA
kA
5.519 1.73
1
"
k HE
Izlazni rezultati programa
Udarna struja
kud
Iud
/
[kA]
1.7239
41.826
Ik
[kA]
16.8706
Termička struja
m
n
/
/
0.10317 0.96818
It
[kA]
17.7575
Struja isključenja
iDC
Is
Iis
[kA]
[kA]
[kA]
0.75862 16.4904 16.5079
Analizom dobijenih rezultata pokazuje se da vrijednost jednosmjerne komponente nije
jednaka nuli, iz razloga što mjesto kratkog spoja za generatore u HE „Perućica“
predstavlja slučaj kratkog spoja u blizini generatora.
19
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
ZAKLJUČAK
• Određivanje karakterističnih veličina struja kratkih spojeva polazna osnova za dimenzionisanje opreme postrojenja.
• Proračun ovih veličina na osnovu vremenskog oblika struje
kratkog spoja - veoma složen i kompleksan, a samim tim i
vremenski zahtijevan.
• Međunarodni standardi - postupci, preporuke i jednačine za
proračun karakterističnih veličina struja kratkog spoja.
20
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
ZAKLJUČAK
• Faktori, koeficijenti, dijagrami i jednačine za proračun
karakterističnih veličina struja kratkog spoja - standard IEC
60909-0.
• Program za proračun karakterističnih veličina struja kratkih
spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima.
• Sa aspekta budućeg rada, moguće je dopuniti urađeni
program sa proračunima početne naizmjenične struje kratkog
spoja zavisno od vrste kratkog spoja na osnovu neke od
metoda koje se koriste za ove svrhe.
21
III savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Proračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima
22
III Savjetovanje Crnogorskog Komiteta CIGRE
13-16 maj 2013, Budva
PRORAČUN
KARAKTERISTIČNIH VELIČINA
STRUJA KRATKIH SPOJEVA U
VISOKONAPONSKIM
RAZVODNIM POSTROJENJIMA
Prof. dr Sreten Škuletić
Popović Vjera, dipl. el. ing.
Elektrotehnički fakultet
Podgorica