PRORAČUN KARAKTERISTIČNIH VELIČINA STRUJA KRATKIH SPOJEVA U VISOKONAPONSKIM RAZVODNIM POSTROJENJIMA

Prof. dr Sreten ŠkuletićPopović Vjera, dipl. el. ing.

Elektrotehnički fakultet Podgorica

III Savjetovanje Crnogorskog Komiteta CIGRE13-16 maj 2013, Budva

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

2

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.

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

3

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

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

4

PRORAČUN KARAKTERISTIČNIH VELIČINA STRUJA KRATKOG SPOJA

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

5

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

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

6

IEC 60909 – 0 standard

IEC 60909

Mjesto ks u EES u odnosu na generator/e

Kratki spoj u blizini

generatora

Kratki spoj daleko od

generatora

Način napajanja mjesta ks

Jednostruko napajani ks

KS radijalno napajan iz više

izvora

Kratki spoj u zamkastim mrežama

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

7

Jednostruko napajani kratki spoj

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

Termička struja kratkog spoja

Simetrična struja isključenja

Udarna struja kratkog spoja

"ud ud kI k 2 I "

th kI I m n

3 R/Xudk 1.02 0.98 e

"s kI I

"s kI I

8

Jednostruko napajani kratki spoj

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

9

Jednostruko napajani kratki spoj

Termička struja kratkog spoja

Simetrična struja isključenja

Udarna struja kratkog spoja

"ud ud kI k 2 I "

th kI I m n

3 R/Xudk 1.02 0.98 e

"s kI I

"s kI I

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

10

Jednostruko napajani kratki spoj

Termička struja kratkog spoja

Simetrična struja isključenja

Udarna struja kratkog spoja

"ud ud kI k 2 I "

th kI I m n

3 R/Xudk 1.02 0.98 e

"s kI I

"s kI I

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

11

Kratki spoj radijalno napajan iz više izvora

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

12

Kratki spoj radijalno napajan iz više izvora

Termička struja kratkog spoja

Simetrična struja isključenja

Udarna struja kratkog spoja

i n

ud ud,ii 1

I I

i n

k k,ii 1

I I

i n

s s,ii 1

I I

"

th kI I m n

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

13

Kratki spoj u zamkastim mrežama

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

Termička struja kratkog spoja

Simetrična struja isključenja

Udarna struja kratkog spoja

"ud ud kI k 2 I "

th kI I

3 R/Xudk 1.02 0.98 e

"s kI I

14

Specijalistički rad: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.

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

15

PROGRAM ZA PRORAČUN KARAKTERISTIČNIH VELIČINA STRUJE KRATKOG SPOJA

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

16

PRIMJENA PROGRAMA ZA PRORAČUN

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

17

Primjeri iz EES Crne Gore

Kratki spoj u HE „Perućica“

Kratki spoj u TS 110/35kV Tivat

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

18

Primjer 1: Kratki spoj u TS 110/35kV Tivat

R X "k HNI "

k BDI Tk tmin

(Ω) (Ω) [kA] [kA] [s] [s] 3.88 10.98 2.144 3.888 0.4 0.25

Udarna struja Termička struja Struja isključenja kud Iud Ik m n It iDC Is Iis / [kA] [kA] / / [kA] [kA] [kA] [kA]

1.3595 11.59 6.032 0.0244 0.9656 6.002 ≈0 6.032 6.032

Ulazni podaci

Izlazni rezultati programa

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.

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

19

Primjer 2: Kratki spoj u HE „Perućica“

Mjesto ks TS Podgorica 1 TS TS Nikšić HE „Perućica“ R X Tk tmin "

k PG220I "k PG110 _ 1I "

k PG110 _ 2I "k DGI "

k NK _ 1I "k NK _ 2I "

k NK _ 3I "k HEI InG Serija

gen. Ω Ω s s kA kA kA kA kA kA kA kA kA

0.45 4.08 0.3 0.1 2.399 2.399 3.632 2.050 0.393 0.393 0.371 5.519 1.73 1

Ulazni podaci

Udarna struja Termička struja Struja isključenja kud Iud Ik m n It iDC Is Iis / [kA] [kA] / / [kA] [kA] [kA] [kA]

1.7239 41.826 16.8706 0.10317 0.96818 17.7575 0.75862 16.4904 16.5079

Izlazni rezultati programa

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.

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).

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

20

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.

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

21

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.

I I I s a v j e t o v a n j e C r n o g o r s k o g k o m i t e t a C I G R EProračun karakterističnih veličina struja kratkih spojeva u visokonaponskim razvodnim postrojenjima

22

Hvala na pažnji !

PRORAČUN KARAKTERISTIČNIH VELIČINA STRUJA KRATKIH SPOJEVA U VISOKONAPONSKIM RAZVODNIM POSTROJENJIMA

Prof. dr Sreten ŠkuletićPopović Vjera, dipl. el. ing.

Elektrotehnički fakultet Podgorica

III Savjetovanje Crnogorskog Komiteta CIGRE13-16 maj 2013, Budva