220 likes | 480 Views
MOGUĆNOST PRIMJENE RAČUNARA ZA PRORAČUN PRENAPONA PRILIKOM DIREKTNIH ATMOSFERSKIH PRAŽNJENJA U NADZEMNE VODOVE. Mr. Mimo Mirkovi ć, ETF Podgorica Mr. Vladan Radulović, ETF Podgorica. I Savjetovanje, 12-16. oktobra, 2009 Hotel Maestral, Pržno. KRATAK SADRŽAJ. UVOD Matemati čki model
E N D
MOGUĆNOST PRIMJENE RAČUNARA ZA PRORAČUN PRENAPONA PRILIKOM DIREKTNIH ATMOSFERSKIH PRAŽNJENJA U NADZEMNE VODOVE Mr. Mimo Mirković, ETF Podgorica Mr. Vladan Radulović, ETF Podgorica I Savjetovanje, 12-16. oktobra, 2009 Hotel Maestral, Pržno
KRATAK SADRŽAJ • UVOD • Matematički model • Vod bez zaštitnog užeta • Vod sa zaštitnim užadima • PROGRAM ZA PRORAČUN PRENAPONA PRI DIREKTNIM PRENAPONIMA • PRIMJERI PRIMJENE PROGRAMA • ZALKJUČAK
1. UVOD • nazivni napon mreže - naponski nivo - međufazna efektivna vrijednost naponaza koji je oprema konstruisana • najviši napon mreže - najviša dozvoljena vrijednost radnog napona koja smije da se pojavi u normalnom pogonu • prenapon - svako povećanje napona iznad najvišeg napona opreme smatra se da izlazi iz domena normalnog pogona 1. UVOD
1. UVOD • Prenaponi se prema uzroku nastanka mogu podijeliti na dva osnovna tipa: • spoljašnji ili atmosferski prenaponi • direktni i • indukovani • unutrašnji prenaponi. Slika 1.-Procjena amplituda i vremena trajanja pojedinih tipova prenapona 1. UVOD
1. UVOD • Sa stanovišta ponašanja pri atmosferskim pražnjenjima, svi nadzemni vodovi se mogu podijeliti na tri grupe: • vodovi sa čelično-rešetkastim ili armirano-betonskim stubovima • bez zaštitnog užeta, • sa zaštitnim užetom i • vodovi sa drvenim stubovima bez zaštitnog užeta. • Kod vodova sa čelično-rešetkastim ili armirano-betonskim stubovima bez zaštitnog užeta atmosfersko pražnjenje može da ugrozi izolaciju na tri načina: • direktnim pražnjenjem u fazni provodnik, • pražnjenjem u vrh stuba, koje izaziva preskok preko izolacije ka faznom provodniku (povratni preskok) i • pražnjenjem u okolinu voda, koje izaziva indukovane prenapone na faznim provodnicima.
2. MATEMATIČKI MODEL • Osnovni električni parametri atmosferskog pražnjenja su: • amplituda struje groma, • oblik struje groma, • strmina strujnog talasa, • udarna količina elektriciteta, • količina elektriciteta prvog udara,... • Struje groma se kreću od nekoliko kiloampera do preko 250 kA, mada su izmjerene struje i reda 400 kA. Preko 50% struja su do 20 kA dok je procenat struja preko 200 kA manji od 1%. 2. Matematički model
2. MATEMATIČKI MODEL • Atmosfersko pražnjenje se pri proračunima prenapona u elektroenergetskom sistemu modeluje preko strujnog talasa koji nailazi po kanalu groma koji se zamjenjuje vodom konstantne karakteristične impedanse. Oblik strujnog talasa se može modelovati na više načina: • eksponencijalni oblik strujnog i naponskog talasa, • uprošćeni eksponencijalni oblik, • talas linearnog čela i linearnog začelja, • talas linearnog čela i konstantnog začelja i • talas beskonačne strmine čela i konstantnog začelja. Eksponencijalni oblik strujnog talasa, Talas beskonačne strmine čela i konstantnog začelja. Talas linearnog čela i konstantnog začelja 2. Matematički model
2. MATEMATIČKI MODEL • Model za vodove sa provodnim stubovima, • Vjerovatnoća struje groma VOD BEZ ZAŠTITNOG UŽETA • Pri direktnom udaru groma u fazni provodnik napon koji se javlja na faznom provodniku prema zemlji dat je relacijom • Pri direktnom udaru groma u stub javlja se napon koji napreže izolaciju voda je 2. Matematički model
2. MATEMATIČKI MODEL VOD SA ZAŠTITNIM UŽETOM (UŽADIMA) • Amplituda napona na konzoli stuba pogođenog atmosferskim pražnjenjem u odnosu na udaljenu zemlju • Kod vodova sa zaštitnim užadima se mogu razlikovati tri slučaja: • pražnjenje u zaštitno uže ili vrh stuba, što izaziva preskok preko izolacije ka faznom provodniku (povratni preskok), • pražnjenje mimo zaštitnog užeta u fazni provodnik i • pražnjenje u okolinu voda, koje izaziva indukovane prenapone na fazni provodnicima. 2. Matematički model
3. PROGRAM ZA PRORAČUN PRESKOKA KOD DIREKTNIH ATMOSFERSKIH PRENAPONA • Na osnovu matematičkog modela napravljen je softver za analizu preskoka pri direktnim atmosferskim prenaponima. • Program je urađen u programskom paketu MATLAB u dijelu GUI • Program razmatra direktne atmosferske prenapone i to u dva slučaja: • vod sa provodnim stubovima bez zaštitnih užadi (10 kV i 35 kV), • vod sa provodnim stubovima sa zaštitnim užadima (35 kV, 110 kV, 220 kV i 400 kV) Slika .-Algoritam softvera za proračun preskoka pri direktnim atmosferskim prenaponima 3. Program
3. PROGRAM ZA PRORAČUN PRESKOKA KOD DIREKTNIH ATMOSFERSKIH PRENAPONA Korisniku je ponuđena opcija promjene sljedećih ulaznih parametara • vremena trajanja čela talasa Tc, • visina kačenja gornje konzole hk, • otpornost uzemljenja stuba Ruz (ovdje treba obratiti pažnju da je otpor uzemljenja pri udarnom naponu ima različitu vrijednost od otpora pri radnom naponu), • amplituda struje groma Ig, • udarni podnosivi napon izolacije Upod.iz. (biranjem naponskog nivoa za koji se želi proračun automatski se u polje za podnosivi napon upisuje odgovarajuća vrijednost napona, uzeta iz [5]), • karakteristična impedansa provodnika Zc (postoji samo za slučaj voda bez zaštitnog užeta) i • rastojanje do najbližeg provodnika lp (postoji samo za slučaj voda bez zaštitnog užeta). 3. Program
3. PROGRAM ZA PRORAČUN PRESKOKA KOD DIREKTNIH ATMOSFERSKIH PRENAPONA • Kao izlazni rezultati, u slučaju voda bez zaštitnog užeta, dobijaju se: • vjerovatnoća struje groma, • napon koji napreže faznu izolaciju (tačna vrijednost i tekstualno upozorenje), • međufazni napon (tačna vrijednost i tekstualno upozorenje) i • napon na izolatoru i informacija o tome da li će doći do povratnog preskoka, pri direktnom pražnjenju u stub. • Izlazni rezultati koji se dobijaju u slučaju proračuna za vod sa zaštitnim užetom (užadima) su: • vjerovatnoća struje groma i • napon koji napreže faznu izolaciju (tačna vrijednost i tekstualno upozorenje). 3. Program
4. PRIMJERI PRIMJENE PROGRAMA PRIMJER BR.1 - 35 kV-ni VODBEZ ZAŠTITNOG UŽETA 4. Primjeri primjene programa
PRIMJER BR.2 - 35 kV-ni VODSA ZAŠTITNIM UŽETOM 4. Primjeri primjene programa
PRIMJER BR.3 - 110 kV-ni VOD SA ZAŠTITNIM UŽETOM 4. Primjeri primjene programa
PRIMJER BR.4 - 400 kV-ni STUBA SA ZAŠTITNIM UŽADIMA 4. Primjeri primjene programa
5. ZAKLJUČAK • Cilj stvorenog softvera je da olakša statičku analizu direktnih prenapona. • Softver je namijenjen dobijanju okvirnih rezultata kada su u pitanju mreže naponskih nivoa koji su u upotrebi u našoj zemlji. • Korisniku softvera se pruža mogućnost unosa više promjenjljivih, kako bi se što bolje uvidio uticaj pojedinih promjenjljivih na preskočni napon na izolatoru i između provodnika. • Mogućnost poboljšanja ili nadogranje softvera za proračun preskoka može da bude korišćenje strujnog talasa eksponencijalnog oblika, čime bi analiza preskočnih napona bila mnogo preciznija, a sami proračun malo složeniji. • Takođe, kao mogućnost nadogradnje javlja se potreba za proračun preskoka i kod vodova na neprovodnim stubovima. 5. Zaključak