Hálózati elemek leképezése

1. Hálózati elemek leképezése

2. Generátorok

3. Szinkron generátorok zárlatai A zárlati áram effektív értékének időbeli lefolyása kapocszárlatkor

4. Szinkron generátorok zárlatai Szimmetrikus lefolyású zárlatok

5. Szinkron generátorok zárlatai Aszimmetrikus lefolyású zárlatok

6. Állandósult állapot εd : százalékos feszültségesés, a generátor In névleges áramhoz tartozó feszültségesése ebből: Megj: adatok kV-ban és MVA-ben névleges körüli terhelésnél εd= 150-200%

7. Tranziens állapot Szubranziens állapotra: εd,,= 8-20 %, (zárlat után 1-2 periódusig) Tranziens állapotra: εd,= 15-30 %, (zárlat után néhány másodpercig)

8. Hálózati táppont

9. Hálózati táppont jellemzői: • Un névleges feszültség • Sz háromfázisú rövidzárlati teljesítmény Sz = √3 UnIz mivel: εz= 100%, nagyfeszültségen: RH/XH ≈ 0, így XH ≈ZH Ha XH sokkal kisebb, mint a többi X, akkor ideális generátor, ún. végtelen hálózat.

10. Transzformátor/1

11. Transzformátor/2

12. Transzformátor/3

13. A szórási impedancia ohmban számítható, a transzformátor nagyobb feszültségű (N) vagy kisebb feszültségű (K) oldalára annak megfelelően, hogy a transzformátor melyik oldali feszültségét vesszük figyelembe, azaz ill.

14. Fogyasztó

15. A fogyasztó névleges adataiból meghatározható a névleges árama: A fogyasztón a névleges áram hatására a feszültségesés ε = 100 %, így: A modell feltételezi, hogy a fogyasztó impedanciatartó.

16. A fogyasztót sorosan kapcsolt elemekkel képezve le: és ahol a fogyasztó teljesítménytényezőjének szöge (induktív fogyasztó esetén pozitív). Párhuzamosan kapcsolt elemekkel képezve le: és amelyekkel: és

17. Távvezeték (szabadvezeték, kábel) Szabadvezeték hosszegységének egyfázisú áramköri modellje

18. Szabadvezetékek elosztott paraméterei r/x viszony

19. Ciklikusan cserélt vezeték (a) kétszeres és (b) háromszoros fáziscserével

20. A zárlatszámítás alapelveiElőször 3F zárlatok számításával foglalkozunk (ez adja a méretezéshez mértékadó legnagyobb zárlati áramot)Egyszerűsítések:- a zárlatokat állandó feszültségről tápláltnak tekintjük- a szinkron generátorokat tranziens reaktanciájukkal vesszük figyelembe-a hálózatokat terheletlennek tekintjük

21. Zárlatszámítás a reaktanciák ohmos értékével/1Egyszerűsítés: csak a reaktanciákat vesszük figyelembeLépései:- Usz – számítási feszültségszint kijelölése - A hálózati elemek redukált reaktanciáinak meghatározása- Az egyfázisú helyettesítő kapcsolás megrajzolása- Az eredő redukált reaktancia meghatározása- A zárlati áram, zárlati teljesítmény meghatározása

22. Zárlatszámítás a reaktanciák ohmos értékével/2Redukált reaktanciák meghatározása:Vezeték, kábel esetén:X’ = ( Usz2 / Un2 )X ( X = x l )Generátor, transzformátor, fojtótekercs esetén:X’ = (  / 100 ) ( Usz2 / Sn )Mögöttes hálózat esetén:X’ = Usz2 / SZH )

23. Zárlatszámítás a reaktanciákohmos értékével/3 A zárlati áram, zárlati teljesítmény meghatározása:IZ = Usz / 3 Xe’ SZ = Usz2 / Xe’Ha a számítási feszültségszint nem azonos a zárlatos szakasz névleges feszültségével:IZt = ( Usz / Un ) IZ

24. Zárlatszámítás a reaktanciák %-os értékével/1Lépései:- Sa – számítási alapteljesítmény választása (célszerűen 1 MVA, 10 MVA, 100 MVA)- A hálózati elemek %-os redukált reaktanciáinak meghatározása- Az egyfázisú helyettesítő kapcsolás megrajzolása- Az eredő %-os redukált reaktancia meghatározása- A zárlati teljesítmény, zárlati áram meghatározása

25. Zárlatszámítás a reaktanciák %-os értékével/2A %-os redukált reaktanciák meghatározásaVezeték, kábel esetén:’ = ( Sa X 100 ) / Un2 ( X = x l )Generátor, transzformátor, fojtótekercs esetén:’= n ( Sa / Sn )Mögöttes hálózat esetén:’= 100 ( Sa / SZH )A zárlati teljesítmény:SZ = ( 100 / e’ ) SaA zárlati áram:IZ = SZ / 3 Un

26. 0 A B X0A XAB SAB SA SB Zárlatszámítás az elemek saját zárlati teljesítményével/1 Feltétel: csak nyitott, hurkokat nem tartalmazó hálózaton alkalmazható a) Soros elemek

27. C A XAC SAC XBC B SBC Zárlatszámítás az elemek saját zárlati teljesítményével/2 b) Párhuzamos elemek Generátor, transzformátor, fojtó saját zárlati teljesítménye: Távvezeték:

28. Viszonylagos egységek alkalmazása/1v.e. (r.e., p.u.) 1 fázisú mennyiségekre! viszonylagos mennyiségek helyettesítésével: Az Ohm-törvény viszonylagos mennyiségekkel is azonos alakú

29. Viszonylagos egységek alkalmazása/2 Az előzőekhez hasonlóan: viszonylagos mennyiségek helyettesítésével: A teljesítmény számítása viszonylagos mennyiségekkel is azonos alakú

30. Viszonylagos egységek alkalmazása/3 A két választás miatt: Ezekből: Két alapmennyiség, rendszerint Ual és Sal megválasztása meghatározza a másik kettőt. Több körzet esetén: Sal minden körzetben azonos, Ual-t a transzformátorok névleges áttételével kell átszámolni

31. Szimmetrikus összetevők módszere Általános esetben a fesz. ill. áram tartalmaz: - alapharmonikust - felharmonikust (nemlineáris fogyasztók) - egyenáramú összetevőt (tranziens jelenségek) 3 fázisú hálózatokon az alapharmonikus dominál az fázismennyiségek általában nem szimmetrikus rendszert alkotnak. Okai: - geometriai - egyenlőtlen terhelés - csak 1 vagy 2 fázist érintő hibák

32. Szimmetrikus „n” fázisú rendszerben: - a rendszeren belül a komponensek nagysága azonos, - a komponensek közötti szög: Forgató operátor: 2

33. 3 fázisú rendszer esetén: (az „a” fázis a sorrendi referencia) k=0 Ia0= Ib0= Ic0= I0 Θ0= 0o Zérus sorrend

34. k=1 Ia1= Ib1= Ic1= I1 Θ1= -120o k=2 Ia2= Ib2= Ic2= I2 Θ2= -240o Pozitív sorrend Negatív sorrend

35. Fázisáramok összetétele Fázisáramok felbontása

36. Mátrix alakban Fázisáramok Szimm.ö.t. Transzformációs mátrixok

37. Megállapítások • A + és - sorrendű összetevők a fázisokon belül záródnak, • 0 sorrendű összetevő csak külső visszavezetés esetén alakulhat ki, amelyen folyik • - sorrendű áram a gépek forgórészében többletveszteséget okoz • 0 sorrendű áram a vezeték-föld hurokban feszt. indukál, földeléseken pot.emelkedést okoz • 0 sorrendű fesz. a vonalikban nem jelentkezik, a fázisoknál cs.p. eltolódást, így alapharmonikus túlfesz.-t okoz

38. Egyfázisú sorrendi hálózatok/1

39. Egyfázisú sorrendi hálózatok/2

40. Szimmetrikus összetevők módszerének alkalmazásakor • a 3 aszimmetrikus áramot (és/vagy feszültséget) a 3 szimmetrikus összetevőjével adjuk meg, • a háromfázisú csatolt hálózatot a 3 szimmetrikus rendszerre vonatkozó egyfázisú sorrendi hálózattokkal helyettesítjük és az ezekre vonatkozó három, egymással nem csatolt, komplex egyenletet oldjuk meg, • a megoldásként kapott szimmetrikus összetevőkből előállítjuk a fázismennyiségeket.

41. Aktív és passzív elemek különböző sorrendű impedanciái nem transzformációval nyert, hanem az adott sorrendű áramokkal szemben mutatott impedancia. Statikus elemeknél , forgógépeknél általában nem

42. Szinkron generátorok (földelt cs.p.) Szigetelt cs.p. és delta kapcsolás esetén X0=∞

43. Szabadvezeték és viszonylag kicsi, visszavezetés a földben kb. 1 km mélyen Transzformátor rövidzárási impedancia ugyanakkora, de szerepe függ a tekercsek kapcsolásától

44. Transzformátor földelt csillag delta zeg-zug

45. Transzformátorok zérus sorrendű helyettesítő kapcsolása

46. Aszimmetrikus hibák számításaSönthibák

47. Egyfázisú áramköri modellek jelképi jelölése

48. Egyfázisú földzárlat (FN) Hibahelyi összefüggések: Ua=0, Ib=0, Ic=0 Az aszimmetrikus fázismennyiségek: A hibahely kialakítása

49. Egyfázisú földzárlat (FN) transzformáció után: és Az áramköri modellek kapcsolása

50. Kétfázisú földzárlat (2FN) Hibahelyi összefüggések: Ia=0, Ub=Uc=0, Ib=-Ic Az aszimmetrikus fázismennyiségek: A hibahely kialakítása