EKSAMENSOPPGA VE. Antall sider inkludert forside: 5 Alle, også notater, kalkulator

Transkript

1 HØGSKOLEN I OSLO Avdelingfor ingeniørutdanning EKSAMENSOPPGA VE Fag Høyspenningssystemer Fagnr: sa 391E Faglig veileder: Joseph Hewitt, HiO Tor Arne Folkestad, HiG Gruppe(r): 3EE Eksamensoppgaven består av Tillatte hjelpemidler: Antall sider inkludert forside: 5 Alle, også notater, kalkulator Dato: 17/ Antall oppgaver: 3 Eksamenstid, fra-til: 9-14 Antall vedlegg o Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. Innføring skal være med blå eller sort penn. Obs! Ved start av oppgave 3 skal kandidaten begynne på nytt ark.

2 2 Oppgave nr. En 10 MV ~ 6 kv generator forsyner en 10 MV ~ 20 kv synkronmotor gjennom en 10 MVA, Dyn 11 transformator med jordet nøytralpunkt. Veden feil på motorens klemmer gjelder følgende strømmer ved feilen: Pluss-følge Minus-følge Null-følge Fra transfonnatoren 0,8 - j 1,6 O - j 1,0 O fra motoren - 0,8 - j 1,4 O - j 2,0 O - j 3,0 De er p.u. verdier på referanse-fasen. Angi alle antagelser som du gjør underveis. a) Gjør rede for hva slags feil det er. b) Tegn sekvens-impedans diagram med angivelse av strømmene, straks etter at feilen oppstod. c) Tegn et trefase systemskjema med angivelse av strømmene fra transfonnatoren og motoren, straks etter at feilen oppstod. d) Beregn laststrømmen til motoren før feilen oppstod.

3 3 Oppgave nr. 2 Virkningen aven trefase treviklings transformator skal utredes. Transformatoren har følgende data : 132/66/11 kv 80/40/80 MV A Reaktansener angitt slik: 40 MVA 80 MV A 40 MVA 132/66 kv 132/11 kv 66/11 kv 5% 26% 7,5 % 132kV linjen har bakomliggende 1000 MVA, mens 66 kv linjen har 500 MY A. Ingen bakomliggende effekt ved Il kv. Se bort fra resistanser. Angi alle antagelser underveis mens du arbeider med oppgaven. a) Beregn transfonnatorenstjeme-ekvivalente p.u. verdier ved 80 MY A. b) Oppgi nødvendig data for å kunne bestille Il kv effektbryteren. c) Hvilke prinsipielle forskjeller er det når det gjelder isolasjons/ jordings system på de angitte nett hos Oslo Energi (Viken). Gi en fullverdig forklaring. d) Hvor stor vinkelforskjell (forskyvning) mellom 132 og 66 kv systemene kan tillates dersom transfonnatoren ikke skal overbelastes ved effektfaktor= l

4 4 Oppgave nr. 3 Lynoverspenninger NB:Hvis du ikke kan svare på et spørsmål og du trenger dette til videre beregninger så anta en fornuftig verdi. En høyspentlinje er ført i en 150 meter lang kabel under en vei som vist i fig. lyn-l. Løpehastigheten for kabelen er 150 m/,us og for luftlinjen på begge sider av kabelen er løpehastigeten for bølgen ca. 300 m/,us. Legg merke til at bølgeimpedansen på hver side av kabelen er noe forskjellig. Det skjer et direkte lynnedslag ute i linjen. Som følge av dette nedslaget kommer det inn en spenningspuls på 3000 kv. Sett tidspunktet når spenningsbølgen når punkt A til null. ~1=4S00hrn fig.lyn-l :Z:2=50ohm Z3=4000hm a) Hvor lang er løpetiden i kabelen? Hva er refleksjonskoeffisienter fra linje til kabel ved punkt A? Når vi forutsetter en forenkling med tapsfri leder, hvor stor er da amplituden på lynstrømmen som ble matet inn i lederen og som er opphav tillynoverspenningen? b) Vi regner i første omgang med at luftlinjene på hver side av kabelen er uendelige lange. Tegn refleksjonsdiagram for kabelen og tegn spenningen i punkt A og B som funksjon av tiden for 5,7 JlS etter at spenningsbølgenådde punkt A første gang. c) Det plasseres en avleder med tennspenning 800 kv i pkt. A Tegn spenningen i punkt A og B for samme lynimpuls og samme tidsintervall som i spørsmål b, men nå med avlederen innkoblet for å begrense lynoverspenningen. Regn også ut avlederstrømmen for inntil de 5,7 J.1S etter at spenningsbølgenår punkt A første gang.

5 5 d) 150 meter 450 meter A B c z;,=4s0ohrn fig.lyn-2 Z:2=SOohm Z3=4000hm I oppgave d skal du ta hensyn til at det er plassert en transforn1ator med tilnærmet uendelig bølgeimpedans 450 meter etter kabelen. Dette punktet merkes C. Samme lynimpulsen som i oppgave a kommer inn mot kabelen, men nå er ikke avlederen tilkoblet. Tegn refleksjonsdiagram og tegn spenningen i punkt A, B og C som funksjon av tiden for 5. 7 ~ etter at spenningsbølgenådde punkt A første gang. e) Det plasseres en avleder med tennspenning 800 kv i pkt. C for å beskytte transformatoren. Tegn spenningen i punkt A, B og C for samme lynimpuls som i spørsmål a og samme tidsintervall som i spørsmål b, men nå med avlederen innkoblet for å begrense lynoverspenningen.