Transcript Presentation

‫‪ ‬תחנות כוח פרטיות הינו נושא מאוד‬
‫רחב‬
‫שניתן לתקוף אותו מהרבה היבטים‪.‬‬
‫‪ ‬במסגרת ההרצאה נתייחס למספר‬
‫נקודות ספציפיות ואותן ננתח‪.‬‬
‫נחלק את תחנות הכוח הפרטיות לשתי‬
‫קטגוריות עיקריות‪:‬‬
‫תחנות פרטיות ללא צרכן פנימי‪.‬‬‫(אספקת אנרגיה לרשת הולכה בלבד)‬
‫תחנות פרטיות עם צרכן פנימי (עומס‬‫המפעל ‪ +‬הזנה לרשת ההולכה)‪.‬‬
‫ תחנות שמבוססות על שליחת כל‬‫האנרגיה דרך הרשת ומחוברות לרשת‬
‫‪ 400kV‬או ‪.161kV‬‬
‫ נסתכל על תוכנית לדוגמא של תחנה‬‫מסוימת ונבחן מספר נקודות לגבי‬
‫התחנה‪.‬‬
‫‪ ‬צורת חיבור מערכת השירותים‪.‬‬
‫‪ ‬מקום השנאים‪.‬‬
‫‪ ‬האם לחבר מפסק יחידה ב‪ 13.8KV-‬לגנרטור‬
‫הבודד‪.‬‬
‫‪ ‬האם להתקין ‪ O.L.T.C.‬לשנאים‪.‬‬
‫‪ ‬יציבות המערכת‪.‬‬
‫‪ -‬ההזנה הינה תמיד מהמתח המשני של השנאי‪.‬‬
‫ לא נתקין שדה מיוחד ב‪ 161KV-‬עבור‬‫השירותים‪.‬‬
‫ מזינים את מערכת השירותים תמיד משני‬‫מקורות‪.‬‬
‫ בנקודת החיבור זרמי הקצר עצומים‪ ,‬איך פותרים‬‫את הבעיה‪.‬‬
‫ השנאים יכולים להיות ממוקמים בתחמ"ש או צמוד‬‫לגנרטורים‪.‬‬
‫הבחירה בין שתי השיטות הינה משיקול כספי בלבד‪.‬‬
‫בהספקים האמורים‪ ,‬כבל ‪ 170KV‬מהותית יותר זול‬
‫מאשר כבלי ‪.13.8KV‬‬
‫לעומת זאת חיבור ב‪ 170KV -‬יקר יותר מאשר חיבור‬
‫ב‪.13.8KV -‬‬
‫במערכת הנתונה החל ממרחק של ‪ 130‬מ'‪ ,‬כדאי‬
‫להתקין כבל ‪.170KV‬‬
‫השיקול לחבר במקרה הספציפי מפסק‬
‫יחידה לגנרטור הבודד הינו‪:‬‬
‫‪ ‬אפשרות הזנת מערכת השירותים משני‬
‫שנאים‪.‬‬
‫‪ ‬ניתוק מהיר של הגנרטור במקרה של‬
‫קצר בשנאי או ביציאת השנאי‪.‬‬
‫ בכדי שהגנרטור יוכל לספק אנרגיה לרשת‪ ,‬אזי‬‫המתח שהוא מייצר בנקודת החיבור לרשת צריך‬
‫לגבור על מתח הרשת בכל עומס ועומס‪.‬‬
‫ מתח הרשת ‪ 170KV‬יכול להשתנות בגבולות של‬‫‪.+6%‬‬
‫ הגנרטור מספק את האנרגיה לרשת בכופל הספק‬‫של ‪.0.85‬‬
‫מכאן שמפל המתח בשנאי נע בין הגבולות הבאים‪:‬‬
‫‪ – 0‬בזרם אפס‬
‫‪ ~ 0.55Uk‬בזרם נומינלי‬
‫ מפיתוח של הנוסחאות מגיעים למצב הבא‪:‬‬‫במידה ו‪:‬‬
‫ מתח הקצר של השנאי ‪.10%‬‬‫ תחום ויסות מתח הגנראטור ‪+7.5‬‬‫במקום ‪+5%‬‬
‫אזי‪ ,‬ניתן להזמין את השנאי ללא ‪.O.L.T.C.‬‬
Eg
Gen1
Er
X1
General Load
Pe=(Eg * Er) / X1 * sin(Delta)
Pa= Pm - Pe
Steady state: Pm = Pe
Short circuit:
Pm>Pe (Pe=0)
Pa=0
Pa>> and Delta incrises
After short circuit clearance:
If Pe > Pm
Return to stability
If Pe < Pm
Out of synchronizem (out of step)
‫ככל שהמכונה כבדה יותר היציבות‬
‫גדלה‪.‬‬
‫הבחינה הינה מה משך הקצר שלאחר‬
‫ניקיונו המכונה תצא מסנכרון‪.‬‬
‫חברת חשמל דורשת היום שהמכונה לא‬
‫תצא מסנכרון בזמן קצר של עד‬
‫‪.250msec‬‬
‫בחינת צורת חיבור תחנה עם צרכן פרטי‬
‫ניתן לראות שתי שיטות חיבור‪:‬‬
‫ האחת גנרטור מתחבר ישירות לפסי הצרכן‪.‬‬‫ השנייה גנרטור מחובר דרך שנאי לפסי ‪.161KV‬‬‫השיקולים לבחירה הינם ארבעה‪:‬‬
‫א‪ .‬עלות המערכת‪/‬חיבור‪.‬‬
‫ב‪ .‬הפסדים לאורך זמן‪.‬‬
‫ג‪ .‬זרמי קצר בפסי צרכן‪.‬‬
‫ד‪ .‬שינוי מתח בצרכן‪.‬‬
‫אם מתח הגנרטור שווה למתח הצרכנים‬
‫ואם ‪ ,60MVA~S1~S2~S3‬אזי חיבור‬
‫ישיר לפסי הצרכן מוזיל את המערכת‬
‫בכ‪.2,000,000$-‬‬
‫ אם מתח הגנראטור שונה ממתח‬‫הצרכנים ודרוש שנאי ביניים בכדי לחבר‬
‫את הגנראטור לצרכנים עדיין‪ ,‬חיבור‬
‫ישיר מוזיל את המערכת‬
‫בכ‪.1,000,000$-‬‬
‫ אם ‪ S2>>S3‬ומתח הגנראטור שונה‬‫ממתח הצרכנים‬
‫‪S2=70MVA‬‬
‫ולדוגמא‪:‬‬
‫‪S3=10MVA‬‬
‫והשנאים ‪ S1, S2‬הינם שנאים קיימים‬
‫בהספק נמוך‪ ,‬אזי חיבור ישירות לפסי‬
‫‪ 161KV‬יהיה זול יותר‪.‬‬
‫אם מתח הגנרטור שווה למתח הצרכנים‬
‫וכן ‪ ,S2=S3‬אזי בחיבור ישיר לצרכן אין‬
‫הפסדי השנאה‪.‬‬
‫לעומת זאת‪ ,‬בחיבור דרך פסי ‪161KV‬‬
‫יש פעמיים הפסדי השנאה‪.‬‬
‫ההבדל בין שתי השיטות כאשר‬
‫‪ S2=S3=60MVA‬הנו כ‪.400KW-‬‬
‫ אם המתח שונה ויש צורך בשנאי ביניים‬‫לגנרטור‪ ,‬אזי עדיין ההבדל בין שתי‬
‫השיטות הינו כ‪.200KW-‬‬
‫ אם המתח שונה ו‪ ,S1=S22SS-‬אזי‬‫ההפסדים פחות או יותר משתווים‪.‬‬
‫ הוספת גנרטור לפסי הצבירה מגדילה‬‫את זרמי הקצר של המערכת‪.‬‬
‫ אין בעיה במפסקי היציאה מהשנאי‬‫והיציאה מהגנרטור (הם מרגישים תמיד‬
‫זרם קצר של מקור אחד בלבד)‪.‬‬
‫ יש לבחון את פסי הצבירה וכן את כל‬‫מפסקי היציאה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫כאשר אין זרימת זרם בשנאי‬
‫לצרכן ולרשת ‪U '  U‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫כלומר ‪U ' U  U‬‬
‫‪2 1‬‬
‫‪1‬‬
‫כאשר הגנרטור לא עובד והרשת מזרימה זרם לצרכן‪ ,‬אזי‬
‫' ‪U U‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫כאשר הגנרטור מזרים זרם‬
‫' ‪U U‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪U U  U‬‬
‫‪1 2‬‬
‫‪2‬‬
‫במצב שהגנרטור מזרים זרם ‪ I1‬לרשת‬
‫‪(U ' )2  (U  I X sin  )2  (I X cos )2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1 1 T‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1 T‬‬
‫‪1‬‬
‫מכאן נקבל את‬
‫בקרוב ראשון ניתן להגיד ש‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪U‬‬
‫‪1‬‬
‫‪I‬‬
‫‪U  1 X‬‬
‫‪sin‬‬
‫‪1% I‬‬
‫‪T%‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Tn‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫במצב שהרשת מזרימה זרם לעומס‬
:‫אזי‬





U 2  (U  I X sin  )2  (I X cos )2
1
2 2 T
2
2 T
2



:‫בקרוב ראשון ניתן להגיד ש‬
U
I
 2 X
sin 2
2% I
T%
Tn
‫כאשר הגנרטור נופל פתאומית‪ ,‬שינוי‬
‫המתח בפסי הצרכן יהיה‬
‫‪U  U  U‬‬
‫‪1‬‬
‫ברגע הראשון ‪2‬‬
‫ה‪ O.L.T.C.-‬של השנאי עדין לא יכול‬
‫לתקן את המתח (איטי מידי) ולכן ‪U‬‬
‫חייב להיות קטן מרגישות הצרכנים‪.‬‬
‫הקטנת ‪ U‬נעשית ע"י‪:‬‬
‫א‪ .‬בחירת שנאים עם ‪ XT‬נמוך‪.‬‬
‫ב‪ .‬עבודה ב‪ Cos -‬גבוה הן של הצרכנים‬
‫והן של האנרגיה ששולחים לרשת‪.‬‬
‫במצב נתון‪ ,‬כאשר ‪ XT‬נתון‪ ,‬וכן ‪ Cos ‬נתון‪,‬‬
‫מעלים בעבודת גנרטור את מתח הפסים‬
‫בכ‪ 3%-‬ואז ירידת המתח מהנומינלי בזמן‬
‫נפילת גנרטור קטנה יותר‪.‬‬
‫תודה רבה‬