HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for Ingeniørutdanning Institutt for elektrofag

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for Ingeniørutdanning Institutt for elektrofag"

Ranveig Thorvaldsen
6 år siden
Visninger:

1 HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for Ingeniørutdanning Institutt for elektrofag EKSAMEN KLA SSE DATO TO E I5 5 ELVERK OG H0YSPENNINGSTEKNIKK : 3ELK : ANTALL OPPGAVER ANTALL SIDER VEDLEGG : 3 : 4 (inkl. forside) : Fonnelark 2 sider HJELPEMIDLER : Kalkulator TID : Kl FAGLÆRER SENSOR MERKNADER : Lasse Sivertsen : Ingen Høgskolen i Bergen. Nygårdsgaten 11 2, 5008 BERGEN Tlf Faks

2 2 Oppgave 1 PEX-kabler Figur 1 viser en enleder PEX-isolert kabel beregnet for 24 kv syste mspenning. M - i - \..._-, - 7 Figur l a) Beskriv de enkelte delene i kabelen og fork lar hvil ken oppgave de har. b) Hva er de vanligste feilårsaker i PEX-kabler? Hva kan eventuelt gjøres for å utbedre disse feilene? Kabelen har et ledertverrsnitt på 400 mm'' og er 200 meter lang. Data for denne kabelen finnes i tabell 1. TXSP 24 kv - En-leder rna. K ubelve kr T" eft- EL nr. (sola 1T ", I~r Tvc rrsmtt Ty k:l::.::l ~ Yw pr 100 m smn Ho ved gr. sjons- Q\-Cr..". ytre Di.\- liim z 'O- ty \;- tsota- Ctl-'kjCf1"ll kappe meter Kobber Aknnikdw sro o mrn 2 (;01. mm en. mm ca. kg.!hum C, Al mm mm ca. kg I ~25 -u eoe ,6 ' b l.7 26 h ;50 os Ll ' b U as I l l' 1>; ,9 JJ Ix l5 0 / U i Jx _~ ,,400 " lb 5, ~ < " : , )(800 " 5, ,6 eo 442 Ix looo 5, S 53.2 'O h ,5 57,0 'O l.' 588 h ,5 M.$ 50 J. I '" 7" 742 1\ U ] In Tabell I " 71 " "" Relativ pennittivitet: Tapsvinkel: Absol utt pennittivitet: Isolasj onens resistivitet Er = 2,3 'ano = 0,0007 "o= 8,85' 10 /2 in" [n m) [F/m]

3 3 c) Beregn kabelens kapasitans og de totale dielektriske tap. Gi en for klaring på hva som forårsaker de dielektriske tapene. Spenning mellom fasene er 24 kv. Hva kan være årsake n dersom de dieiektriske tapene øker kraftig? d) Beregn maksimal og minimal feltstyrke i kabelisolasjonen når spenningen me llom fasene er lik systemspenning 24 kv. Skisser feltstyr ken som funksjon av radius. e) Kabel en lå inne med spenning i tomgang før den ble frakop let. En og en halv time etter at den ble frak opl et blir den spenningstestet. Hvilken spenning er det på lederen i forhold til jord når den spenningstestes? Oppgave 2 Overspenninger Del l. Lynnedslag i mastetopp på stålmast. Det blir lynnedslag i mastetopp på en 72,5kV jordet stål mast. Mastens overgangsmotstand mot jord er på 20.Q. Lynutladningen har en amplitude på 30 ka med cn fremtid på l J.1s. Det er ben yttet hengekjede med en lineær karakteristikk som gir en elektrisk holdfasthet på UH ~ ( [kv] Faseleders bølgeimpedans er 500.Q. Vi ser bort fra mastens bølgeimpedans. a) Beregn hvor lang tid det tar for det oppstår tilbakeslag. (Overslag fra mast til faseieder). b) Skisser spenning i faselinje som funksjon av tiden for de første 2 Jls etter Iynncdslag. Del 2. Overspenningsavledning En lynbølge med amplitude på 800 kv og stigetid på 1 JlS komm er inn på en linje med bryter, overspennings avle der og transformator som vist i figu r 2. Det er 30 meter mellom bryter og avleder og 30 meter me llom avleder og transformator. Linjens bølgei mpedans er den samme helt inn til transformatoren. Reg ner bølgehastigheten lik 300 m/us og vi antar ideell avlederkarakteristikk med avledernivå på 400 kv. Bryteren ligg er inne under hele oppgaven. 30m U. = 400 kv 30m Isolasjonsnivå = 650 kv z. =oo Fig ur 2

4 4 c) Benytt bølgediagram og skisse r spenningen over bryte r, avleder og transformator opp til 14t. Hva blir maksimal spenning over tran sform atoren? d) Beregn den maksi male avstand mellom avleder og transformatoren som gir maksimal spenning over trans formator lik isoiasjonsnivået. Oppgave 3 Teori Dell Vannkraftverk a) Vannkraftve rk deles inn i 3 hovedtyper. Nevn disse. b) Hva forbinder vi med et vannkraftverks regu leringsanlegg? c) Gi en kort beskrivelse av spenningsregulering og effektregulering. Del2 Vern og brytere i høyspenningsanlegg d) Gi en kort oversikt over forskjellige høyspcnningsvem (rele). e) Gi en kort ove rsikt over hovedtypene av høyspenningsbrytere. f) Gjentenning over brytergap er et van lig problem i forbindelse med brytning aven lysbue. Det er 2 fysiske prosesser som kan føre til gjentenning. Gi en kort forklaring. Del3 SF, - anlegg g) List opp noen av SF 6 - gassens egenskaper og gi en oversikt over fordelene ved å bruke SF6 anlegg framfor konvensjonelle høyspenningsanlegg.

5 Formelark Eksamen TOE Elektrostatikk Q A e u D ~c E~- =-- U= f E ' dr & = &0 '[;, A c, =8,85, \0''' [:] Lysbuefysikk Lysbuens karakteri stikk ved stabil lysbue l U, = 6 U + E, -t;+ J '(u + P ' /,) Data for lysbuekarak teristikker EkklroJ"rn:J' <;ri..l -us E., (. v '-.m V\ V.\ "m Kohher ] ljott \I Selv....., H ] 1)(1() \I 1 ' )01)0 h orn f1O '/ I.:;()()O Kull N 21 <..( Overs penninger ~ u, z. u R I Re t1eksj ons faktor R - Z b P R +Z h Absorbsjonsfaktor a = l + p

6 2 Bølgefart og bølgeimpedans l v~~~../l C z =Æ Differensialligninge r i) d iu, l c +-- -u = 0 dl 2 L -C c L. ( ) I. I øsnmg ~ u l = A -cos r;-;::; + B-sin r;-;::;, v LC v LC ii) d 2 u, l u dl ' LC ".J2 U.COS "'I LC Løsning~u, (t) = A -cos ~ + B. sin ~ v LC v L C.J2 U.COS"'I l - w 2 LC

Like dokumenter

HØGSKULEN I BERGEN Avd eling for Ingeniø rutdanning Institutt for elektrofag

HØGSKULEN I BERGEN Avd eling for Ingeniø rutdanning Institutt for elektrofag HØGSKULEN BERGEN Avd eling for ngeniø rutdanning nstitutt for elektrofag EKSAMEN KLASSE DATO TOE 155 ELVERK OG H0GSPENNNGSTEKNKK : 3ELK : 20. 12.07 ANTALL OPPGAVER ANTALL SDER VEDL EGG :3 : 4 (inkl. forside)