laboratorium elektroenergetyki - całośćhome.agh.edu.pl/~ejwe/download/laboratorium  · 1...

Download Laboratorium elektroenergetyki - całośćhome.agh.edu.pl/~ejwe/download/Laboratorium  · 1 Laboratorium

Post on 19-Jul-2019

218 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1

    Laboratorium Elektroenergetyki

    mgr in. Mariusz Benesz

    STUDIA PODYPLOMOWE:

    ENERGETYKA JDROWA WE WSPCZESNEJ

    ELEKTROENERGETYCE

    2

    Co to jest TWN?

    Technika Wysokich Napi (TWN) jest dziedzin Elektrotechniki, obejmujc grupy zagadnie wynikajcych z zastosowa wysokiego napicia w:

    wytwarzaniu, przesyle i rozdziale energiielektrycznej, tzn. w elektroenergetyceinnych ni elektroenergetyka obszarach naukii techniki, jak np. w medycynie, fizyce, przemyle itp.

  • 2

    3

    Zasadnicze grupy zagadnie TWN

    W problematyce wysokonapiciowej wyrnia si trzy zasadnicze grup zagadnie:

    zagadnienia wytrzymaoci elektrycznejzagadnienia przepi i ochrony przeciwprzepiciowejzagadnienia techniki probierczo-pomiarowej

    4

    Zagadnienia wytrzymaoci elektrycznej

    W tej grupie zagadnie rozpatrywane s zjawiska zachodzce w dielektrykach pod wpywem pola elektrycznego:

    procesy jonizacyjneelektryzacja czstek dielektrykaprzemieszczanie si adunkw i czstek dielektryka

    Przedmiotem rozwaa s warunki powstawania i rozwoju tych zjawisk, mogce prowadzi do tzw. wyadowania zupenego(utraty wasnoci izolacyjnych), a celem tych rozwaa jest dobr optymalnych parametrw ukadu izolacyjnego.

  • 3

    5

    Zagadnienia przepi i ochrony przeciwprzepiciowej

    W tej grupie zagadnie rozpatrywane s zjawiska zachodzce w ukadach elektroenergetycznych, w wyniku ktrych powstaj naraenia eksploatacyjne ukadw izolacyjnych w postaci przepi.

    Przepicie niezamierzony eksploatacyjnie wzrost napicia ponad najwysze dopuszczalne napicie robocze.

    zewntrzne rda tych przepi pozostaj pozasystemem elektroenergetycznym; poniewapodstawowym rdem s wyadowania atmosferyczne,przepicia te nosz rwnie nazw przepiatmosferycznych (piorunowych)wewntrzne rda tych przepi tkwi w systemieelektroenergetycznym

    Podstawowe rodzaje przepi:

    6

    Zagadnienia przepi i ochrony przeciwprzepiciowej

    Ochrona przeciwprzepiciowa naley obecnie do szczeglnie intensywnie rozwijanych obszarw.

    eliminujce nie dopuszczajce do powstawaniaprzepi, jest to tzw. ochrona odgromowaredukujce agodzce warto szczytow i stromonarastania przebiegu przepicia

    Stosowane rodki i sposoby ochrony przeciwprzepiciowejmona oglnie sklasyfikowa na dwie podstawowe grupy:

  • 4

    7

    Zagadnienia techniki probierczo-pomiarowej

    Technika probierczo-pomiarowa suy do badania zjawisk wytrzymaociowych i przepiciowych.

    wytwarzanie i wykorzystanie wysokich napiprobierczych przemiennych, udarowych i staychrejestracja i pomiary napi probierczych (np. napiudarowych o czasach narastania od nanosekund domikrosekund i wartociach szczytowych do kilku MV) jest to obecnie intensywnie rozwijany obszar dzikinowym moliwociom, jakie oferuje mikroelektronikai technika komputerowa

    Podstawowe grupy problemw to:

    8

    Zastosowanie WN w elektroenergetyce

    Dostarczy lini elektroenergetyczna L do punktu odbioru O, moc wytwarzan w generatorze G

    Jakie wybra napicie znamionowe generatora (linii)?

    G

    ~ L Omoc Pcos

    dugo linii l

    U = ???

  • 5

    9

    Im wiksze napicie, tym prd mniejszy ...

    Zaleno prdu znamionowego od napicia znamionowegoP = 200 MW, cos = 0,80

    10

    Jakie bd straty mocy w linii?

    (1) Moc przesyana:

    = cos3UIP

    (2) Prd w przewodzie linii:

    =

    cos3UPI

    (3) Straty mocy:

    lRIP 023=

    gdzie: R0 rezystancja jednostkowa linii, /kml dugo linii, km

  • 6

    11

    Jakie bd straty mocy w linii?

    (4) Podstawiajc (2) do (3):

    lRU

    PP 0

    2

    cos33

    =

    (5) Rezystancja przewodu:

    20 rl

    sllR

    =

    =

    gdzie: rezystywno materiau przewodu, mm2/km l promie przewodu, mm

    12

    Jakie bd straty mocy w linii?

    (6) Podstawiajc (5) do (4) otrzymujemy:

    %100cos 222

    =

    Ul

    rP

    PP

    chcc ogranicza wielko strat mocy przy danym P, cos, oraz l naley zwiksza promie rprzewodu lub napicie znamionowe U przesyu

    Wniosek:

  • 7

    13

    Przykad

    Zaleno strat mocy od dugoci i promienia przewodu (Cu) liniiU = 15,75 kV, P = 200 MW, cos = 0,80

    14

    Przykad

    aby np. ograniczy wielko strat do poziomu 1% przy przesyle na odlego 100 km lini o napiciu 15,75 kV, naleaoby zastosowa przewody o promieniu powyej 200 mm !!!

    masa jednostkowa jednego przewodu takiej linii wynosiaby:

    istniayby zasadnicze trudnoci w budowie takiej linii :-))

    Wniosek:

    !!! ton 1100mkg 9000[m] 1000][m 2,0 3

    22

  • 8

    15

    Przykad

    Zaleno strat mocy od dugoci i napicia znamionowego liniir = 20 mm, P = 200 MW, cos = 0,80

    16

    Przykad

    aby ograniczy wielko strat do poziomu 1% przy przesyle na odlego 100 km lini o napiciu 220 kV, naley zastosowa przewody o promieniu 20 mm

    masa jednostkowa jednego przewodu takiej linii wynosi:

    lepiej jest zastosowa przewody aluminiowe: aluminium ma co prawda ok.1,6 razy wiksz oporno waciww stosunku do miedzi, ale ponad 3 razy mniejsz gsto

    Wniosek:

    )(tylko! ton 11mkg 9000[m] 1000][m 02,0 3

    22

  • 9

    17

    Rozwizanie problemu ...

    Naley zastosowa TRANSFORMATOR !!!

    G

    ~ L OT

    UL UH

    18

    Transformatory blokowe (generatorowe)

    Transformator blokowy11/420 kV, 154 MVA

  • 10

    19

    Transformatory sieciowe WN i NN

    Transformator sieciowy400/110 kV, 250 MVA

    Auto transformator sieciowy jednofazowy750/400 kV, 417 MVA

    20

    Transformatory rozdzielcze duej mocy

  • 11

    21

    Transformatory rozdzielcze maej i redniej mocy

    Supowa stacja transformatorowa SN/0,4 kVz transformatorami do 630 kVA

    22

    Warunki eksploatacji uk. elektroenergetycznych

    RODOWISKOWE

    WARUNKI EKSPLOATACJIukadw elektroenergetycznych

    SYSTEMOWE

    fizyczne

    chemiczne

    biologiczne

    napiciowe

    prdowe

  • 12

    23

    Warunki eksploatacji uk. elektroenergetycznych

    24

    Warunki eksploatacji uk. elektroenergetycznych- naraenia napiciowe

  • 13

    25

    Warunki eksploatacji uk. elektroenergetycznych- naraenia napiciowe

    26

    Warunki eksploatacji uk. elektroenergetycznych- naraenia napiciowe

  • 14

    27

    rda probiercze wysokich napi- napicia przemiennego

    Do wytwarzania napi probierczych przemiennych su zespoy probiercze, ktre skadaj si z trzech podstawowych czonw:

    Zasilajcego (sie zasilajca lub generator), Regulacyjnego (TR), Probierczego (TP).

    Czon zasilajcy Czon regulacyjny Czon probierczy

    Napicie znamionowe [Un], Moc znamionowa [Pn], Napicie zwarcia [Uz], Moc zwarciowa [Pz].

    Podstawowe parametry zespou to:

    Up

    28

    rda probiercze wysokich napi- napicia przemiennego

    Czon regulacyjny powinien: Zapewni odpowiedni pynno podnoszenia napicia, Zapewni odpowiedni prdko podnoszenia napicia.

    Regulacja drobnymi skokami nie powinna przekracza 0,5% wartoci napicia probierczego. Wiksze skoki mog powodowa zakcenia przepiciowe. Wymaga si aby prdko podnoszenia napicia probierczego nie bya mniejsza od 2% Up/s.

    Urzdzenia suce do regulacji napicia: Transformatory regulacyjne ze szczotk przeskakujc ze zwoju na zwj, Transformatory Thoma, Transformatory z przesuwanym rdzeniem, Przetwornice elektromaszynowe.

  • 15

    29

    rda probiercze wysokich napi- napicia przemiennego

    Budowa transformatorw probierczychUzwojenie pierwotne, Uzwojenia wysokiego napicia (warstwowe bd cewkowe), Uzwojenie kompensacyjne, Kad wykonana z tulei izolacyjnej bd z metalu.

    30

    rda probiercze wysokich napi- napicia przemiennego

    Ukady pocze transformatorw probierczych: Symetryczny, Niesymetryczny (w zalenoci od sposobu ich zasilania):

    szeregowy, kaskadowy, rwnolego kaskadowy.

    W ukadzie symetrycznym stosowanym do badania izolacji midzyfazowej, obydwa bieguny uzwojenia wysokiego napicia transformatora s wyprowadzone, a rodek uzwojenia uziemiony lub nieuziemiony lecz poczony z rdzeniem lub obudow.

    W ukadzie niesymetrycznym stosowanym do badania izolacji fazowej, jeden biegun uzwojenia wysokiego napicia transformatora jest wyprowadzony, a drugi poczony z rdzeniem, obudow i uziemiony.

  • 16

    31

    rda probiercze wysokich napi- napicia przemiennego

    Schemat poczenia kaskadowego dwch transformatorw probierczych, tzw. 2-stopniowakaskada transformatorw probierczych 250 kV

    32

    rda probiercze wysokich napi- napicia stae

    Wysokie napicia stae stosowane w przypadkach:

    Pracy izolacji przy napiciu staym, Pracy izolacji przy napiciu przemiennym, Prb diagnostycznych urzdze w eksploatacji, Wsppracy ze rdami innych napi (piorunowych, czeniowych, generatorw prdw udarowych)

    Wspczesne wysokie napicia stae otrzymuje si przede wszystkim na drodze prostowania napicia przemiennego. Ukad taki skada si z zespou probierczego napicia przemiennego i zespou prostownikw wysokiego napicia i filtrw.

  • 17

    33

    rda probiercze wysokich napi- napicia udarowe

    Napicia udarowe odwzorowuj w warunkach laboratoryjnych dwa rodzaje przepi:

    przepicia atmosferycznewywoane s uderzeniami piorunaodznaczaj si krtkimi czasami narastania do 20 s, duymi wartociami szczytowymi i czasami trwania do kilkuset mikrosekund

    przepicia wewntrzne szybkozmienneodznaczaj si czasami narastania powyej 20 s i czasami trwania kilka tysicy mikrosekund

    34

    rda probiercze wysokich napi- napicia udarowe

    Zasady wyznaczanie czasw charakterystycznych

  • 18

    35

    rda probiercze wysokich napi- napicia udarowe

    Oscylogram udaru piorunowego

    Czoo udaru Grzbiet

    36

    rda probiercze wysoki

Recommended

View more >