ees seminarski
TRANSCRIPT
-
Visoka kola elektrotehnike i raunarstva
Seminarski rad iz Elementi elektroenergetskih sistema
Odgovori na pitanja za drugi kolokvijum
Studenti:
Filip Jordanov, Net18/13
Marko Mijatovi, Net8/13 Dr. Ivana Vlaji Naumovska
Beograd, 19. decembar 2014. god.
-
SADRAJ
1. Pitanja za drugi kolokvijum iz predmeta Elementi elektroenergetskih sismeta ............ 1
2. Odgovori na pitanja za drugi kolokvijum iz predmeta Elementi elektroenergetskih sistema ....................................................................................................................................... 3
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
1
1. Pitanja za drugi kolokvijum iz predmeta Elementi elektroenergetskih sismeta
1. Kada je trofazni sistem mogue predstaviti jednofaznom zamenskom emom? 2. dnin tlgrfir? 3. Pogonski parametari nadzemnog voda? 4. Poduna aktivna otpornost nadzemnog voda? 5. ta je skin efekat? 6. ta je efekat blizine? 7. Pogonska induktivnost nadzemnog voda? 8. Kada su induktivnosti sve tri faze trofaznog voda jednake? 9. Zato se vri preplitanje faza (transpozicija) trofaznog voda? 10. Kako se prakticno realizuje transpozicija provodnika? 11. Pogonska kapacitivnost nadzemnog voda_ 12. Kako su rasporeeni provodnici jedne faze kada se koristi konstrukcija u snopu? 13. Na kojim naponskim nivoima se koriste faze u vidu snopa i ta se time postie? 14. Kako izgleda i emu slui antivibracioni priguiva? 15. Kako izgleda i emu slui elastini odstojnik? 16. Objasniti nain odreivanja ekvivalentne visine faznih provodnika kod izraunavanja
pogonske kapacitivnosti trofaznog voda?
17. Otona aktivna odvodnost voda? 18. Koji uslovi treba da budu ispunjeni da kapacitivnosti jednog i drugog sistema budu
iste kod dvostrukog voda na istim stubovima?
19. Koji uslovi treba da budu ispunjeni da induktivnosti jednog i drugog sistema budu iste kod dvostrukog voda na istim stubovima?
20. ta je korona? 21. Pozitivni i negativni efekti korone? 22. Kako faze sa provodnicima u snopu utiu na koronu? 23. Skicirati zone malih i velikih gubitaka usled korone? 24. Skicirati oblasti lokalne i opte korone? 25. Zavisnost izmeu idealanog kritinog napona i stvarnog kritinog napona na koronu? 26. ta su koeficijenti M1, M2 i M3 kod prorauna kritinih napona na koronu? 27. Zamenska ema voda sa raspodeljenim parametrima? Napisati ta predstavljaju oznake
koje ste upisali?
28. Zamenske eme voda sa koncentrisanim parametrima? Napisati ta predstavljaju oznake koje ste upisali?
29. Konstanta prostiranja voda? 30. Karakteristicna impedansa voda? 31. Koji se model voda naziva idealnim i kako se racuna njegova karakteristicna
impedansa?
32. Kolika je elektricna ugaona duina idealnog voda duine 100 km? 33. Kolika je fazna konstanta idealnog voda? 34. Karakteristicni reimi nadzemnog voda sa raspodeljenim parametrima? 35. ta je Ferantijev efekat? 36. ta je Ferantijev efekat? Reim prenosa prirodne snage nadzemnim vodom? 37. Za koje duine vodova je mogue zanemariti skalarne sainioce popravke kod
formiranja zamenske ,,P eme?
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
2
38. Razlog uvoenja Kenelijevih, odnosno Ridenbergovih sainioca popravke? 39. Podela energetskih transformatora? 40. Objasniti razliku izmeu blok transformatora, interkonektivnih transformatora i
distributivnih transformatora?
41. emu slui tercijar kod transformatora? 42. Zamenske eme transformatora i njihovi parametri? 43. ta je prenosni odnos, a ta spreni broj? ta znai oznaka Yd5? 44. Svoenje napona, struje, impedanse i admitanse sa jednog na drugi naponski nivo? 45. Stator i rotor sinhronog generatora? 46. U emu se razlikuju hidro i turbo generatori? 47. Nacrtati vektorski dijagram i zamensku emu turbogeneratora? 48. Nacrtati vektorski dijagram hidrogeneratora. Po kojoj relaciji se crta vektorski
dijagram hidrogeneratora?
49. ta je pogonska karta sinhronog generatora? Navesti ogranienja? 50. Osnovni podaci sinhronog generatora?
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
3
2. Odgovori na pitanja za drugi kolokvijum iz predmeta Elementi elektroenergetskih sistema
1. Kada je trofazni sistem mogue predstaviti jednofaznom zamenskom
emom?
Za analizu elektroenergetske sisteme, najlake je trofazni sistem posmatrati kao jednofazni, a zatim rezultate primeniti na druge dve faze (fazni pomeraj 120, odreeno 240).
Ovo je mogue primeniti samo za ustaljene i simetrine reime, dok se za nesimetrine reime (kvar) neophodno analizirati sve tri faze pojedinano.
2. dnin tlgrfir?
Naponske i strujne prilike kod nadzemnih vodova se opisuju jrdnainama telegrafiara.
U1 = U2 *ch(k * LV) + ZC *I2 * sh(k * LV)
)*(*2)*(*2
1 LvkchILvkshZc
UI
3. Pogonski parametari nadzemnog voda?
Cilj uvodjenja pogonskih parametara je da se trofazni sistem ekvivalentira, tako da se
moe posmatrati kao monofazni. Problemi kod prorauna pogonskih parametara su veliine kod kojih postoji uticaj jedne faze na drugu (medjusobne induktivnosti i kapacitivnosti).
4. Poduna aktivna otpornost nadzemnog voda?
Aktivna otpornost pri proticanju jednosmerne struje je:
S
lR
*
5. ta je skin efekat?
Pri proticanju naizmenine struje otpornost je vea od one koja se javlja pri proticanju jednosmerne struje usled skin efekta. Skin efekat - struja se neravnomerno raspodeljuje po
poprenom preseku - najmanja gustina struje u sredini a najvea po povrini provodnika. Izraeniji je to je provodnik deblji i uestanost struje vea.
6. ta je efekat blizine?
Uticaj efekta blizine - uticaj bliskog paralelnog vodjenja, struja se neravnomerno
raspodeljuje po poprenom preseku.
a) b)
K konstansta prostiranja k=+j
Zc karakteristina impedansa
Lv duina voda
specifina otpornost materijala l duina provodnika S povrina poprenog preseka provodnika
+ + + -
_
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
4
Pomeranje teita struje u dva bliska provodnika sa strujama:
a) istog znaka b) suprotnog znaka
Zbog prethodno navedenih razloga, otpornost provodnika se ne izraunava ve najee proizvoa daje otpornosti: R=iRu+20C.
Specifina otpornost a time i ukupna otpornost se menja sa promenom temperature.
)](*1[* 00 tt
7. Pogonska induktivnost nadzemnog voda?
Preko induktivnosti obuhvata se pojava magnetnog polja usled proticanja struje. Ako u
sredini sa konstantnom magnetnom permabilnou, kroz provodnik protie struja I, usled koje se u konturi k javlja fluks , induktivnost konture k je:
ILL *I
8. Kada su induktivnosti sve tri faze trofaznog voda jednake?
Medjusobne induktivnosti M u optem sluaju nisu jednake, odnosno jednake su ako je:
Vod simetrian (provodnici u temenima jednakostraninog trougla).
Izvrena transpozicija provodnika.
- jedinica ( Veber [Wb] ) L - jedinica ( Henri [H] )
I - jedinica ( Amper [A] )
LAO=LBO=LCO=LS sopstvena induktivnost voda
U sluaju transformacije magnetnog voda:
MAB=MAC=MBC=M meusobna induktivnost
Pogonska induktivnost Lf=Ls-M
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
5
9. Zato se vri preplitanje faza (transpozicija) trofaznog voda?
Transpozicija je preplitanje faznih provodnika i vri se tako to se vod podeli na tri dela. Posle toga se vri prevezivanje faznih provodnika.
Un * lv 5000Vkm
Nakon transponovanja uvodimo novu veliinu Lf = Ls M
Lf - pogonska induktivnost
10. Kako se prakticno realizuje transpozicija provodnika?
Transponovanje ili transpozicija ili preplitanje:
Preplitanje faznih provodnika.
Vod se podeli na tri deonice i izvri se prevezivanje faznih provodnika.
11. Pogonska kapacitivnost nadzemnog voda?
Sopstvene kapacitivnosti kapacitivnosti provodnika prema zemlji
Medjusobne kapacitivnosti kapacitivnost jednog provodnika prema drugom
Sopstvene kapacitivnosti su jednake jedino ako je izvrena transpozicija provodnika.
Pogonska kapacitivnost Cf=Co+3*Cm [F]
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
6
12. Kako su rasporeeni provodnici jedne faze kada se koristi konstrukcija u snopu?
Nadzemni vodovi Un220kV, grade se sa fazama u vidu snopa, koji se sastoje od vie paralelnih provodnika rasporedjenih u temenima pravilnog poligona.
Fazni provodnici sa tri ueta po fazi:
n nRrenres
DDDDsg
res
Dsgl
1
3312312
4
**
;**
;ln*10*2
13. Na kojim naponskim nivoima se koriste faze u vidu snopa i ta se time postie?
Nadzemni vodovi Un220kV, grade se sa fazama u vidu snopa, koji se sastoje od vie paralelnih provodnika rasporedjenih u temenima pravilnog poligona.
Ovakvim izvoenjem faznih provodnika, postie se:
1. Smanjivanje elektrinog polja u okolini faznih provodnika i izbegava se pojava korone.
2. Korienje standardnih vrsta uadi na razliitim naponskim nivoima.
14. Kako izgleda i emu slui antivibracioni priguiva?
Izborom maksimalnog radnog naprezanja manjeg od normalnog dozvoljenog moe se donekle uticati na uestanost slobodnih oscilacija provodnika. Kada nije mogue izborom maksimalnog radnog naprezanja, raspona i specifine teine provodnika izbei pojavu vibracija jo u fazi projektovanja nadzemnog voda upotrebljava se specijalni antivibracioni priguiva. Najee se koristi priguiva tipa stock bridge.
Priguiva vibracija tipa stock bridge se sastoji od sredinje spojnice (2), tegova (3) i elastitnog elinog ueta (4). Priguiva se montira u blizini taaka veanja. Provodnik je ukljeten u stezaljci priguivaa. Zbog toga se vibracije provodnika delimino prenose na elastino ue u kome gube deo svoje energije, te se nivo vibracija kod stezaljki na stubu smanjuje.
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
7
15. Kako izgleda i emu slui elastini odstojnik?
Kod nadzemnig vodova provodnici se izvode u vidu snopa koji sadri 2,3,4 i 6 uadi. Da bi uad istog faznog provodnika bila na istom rastojanju unutar raspona koriste se odstojnici koji formiraju podraspone.
Pri vetrovitom vremenu javljaju se oscilacije provodnika u podrasponima. Ove
oscilacije se priguuju pomou elastinog odstojnika.
16. Objasniti nain odreivanja ekvivalentne visine faznih provodnika kod izraunavanja pogonske kapacitivnosti trofaznog voda?
Fazni provodnici, zbog ugiba nisu strogo pravi i horizntalni.
Pri izraunavanju kapacitivnosti S proraun treba raditi sa srednjim visinama veanja faznih provodnika.
max*3
2fHh ii
17. Otona aktivna odvodnost voda?
Otona aktivna otpornost nadzemnih vodova se javlja usled:
1. Nesavrenosti izolatora, odnosno prljanja povrine izolatora, preko koje dolazi do odvodjenja struje
2. Pojave korone, odnosno jonizacije vazduha u okolini faznih provodnika.
Korona se javlja u sluajevima kada elektrino polje na povrini faznih provodnika postane vee od kritinog elektrinog polja za vazduh.
koroneI ggg
Hi Visina take veanja provodnika
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
8
18. Koji uslovi treba da budu ispunjeni da kapacitivnosti jednog i drugog sistema budu iste kod dvostrukog voda na istim stubovima?
Da bi poduna induktivnost dvostrukog voda bila konstantna i jednaka za oba sistema, moraju biti ispunjeni sledei uslovi:
1. Istoimene faze oba voda moraju biti simetrino rasporedjene u odnosu na vertikalnu osu stuba
2. Oba voda moraju biti transponovana.
3. Oba voda moraju biti optereena strujama istog intenziteta.
4. Popreni presek svih faznih provodnika mora biti jednak.
19. Koji uslovi treba da budu ispunjeni da induktivnosti jednog i drugog sistema budu iste kod dvostrukog voda na istim stubovima?
1. Oba voda moraju biti transponovana
2. Istoimene faze oba voda moraju biti simetrino rasporeene u odonosu na vertikalnu osu voda.
3. Oba voda moraju biti optereena strujama istog inteziteta
4. Popreni presek svih faznih provodnika mora biti jednak
20. ta je korona?
Korona je pojava jonizovanog vazduha (jonizacije vazduha) u okolini faznih
provodnika.
Korona se pojavljuje u sluajevima kada el. polje na povrini provodnika postane vee od kritinog el. polja za vazduh.
21. Pozitivni i negativni efekti korone?
Korona ima vie loih i jednu dobru osobinu:
Loe osobine:
Uveanje gubitaka aktivne snage
Buka
Radio smetnje
Razvija se ozon koji nagriza provodnik
Dobre osobine:
Priguuje udarne naponske talase atmosferskog porekla
22. Kako faze sa provodnicima u snopu utiu na koronu?
Snop smanjuje koronu, jer se poveava kritini napon korone. Pored pozitivnog efekta koji snop ima na spreavanje opte korone, ima pozitivan efekat sa aspekta strujnog optereenja (vea je povrina za hlaenje).
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
9
23. Skicirati zone malih i velikih gubitaka usled korone?
24. Skicirati oblasti lokalne i opte korone?
25. Zavisnost izmeu idealanog kritinog napona i stvarnog kritinog napona na koronu?
Stvarna vrednost kritinog meufaznog napona izraunava se uvaavanjem vremenskih prilika, hrapavosti provodnika, temperature i pritiska:
kridkr UmmmU *** 321
26. ta su koeficijenti M1, M2 i M3 kod prorauna kritinih napona na koronu?
)13.0(1 m koeficijenat vremenskih uslova (jednak je jedinici kada je vreme lepo)
8.03 m koeficijenat stanja povrine provodnika
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
10
][273
)(*2983
Ct
barpm
- koeficijenat temperature i vazdunog pritiska
27. Zamenska ema voda sa raspodeljenim parametrima? Napisati ta predstavljaju oznake koje ste upisali?
Poduna admintansa: Ljgjbgy [S/Km]
Poduna impedansa: Ljrjxrz [/Km]
28. Zamenske eme voda sa koncentrisanim parametrima? Napisati ta predstavljaju oznake koje ste upisali?
U sloenim elektroenergetskim mreama postoji veliki broj transformatora, generatora, nadzemnih vodova.
U cilju pojednostavljenja prorauna, vodovi se ekvivalentiraju zamenskim ,,T i ,,P emama ea je primena ,,P eme, jer se tako dobijaju eme sa manjim brojem vorova.
29. Konstanta prostiranja voda?
jcjljrk
cg
cjgljryzk
*)(
)(*)(*
l poduna induktivnost c poduna kapacitivnost g poduna aktivna odvodnost (konduktansa) z poduna imedansa (kompleksno) x poduna reaktivna otpornost y poduzna admitansa b poduna kapacitivna provodnost (supstetanca)
P T
konstanta slabljenja
fazna konstanta
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
11
30. Karakteristicna impedansa voda?
Karakteristina ipedansa je kompleksan broj sa dominatnim realnim delom.
c
lZ
l
jrZ
l
rj
ccj
ljrZc
cg
cjg
ljr
y
zZc
ci
ci
1*)*1(*1
31. Koji se model voda naziva idealnim i kako se racuna njegova karakteristicna impedansa?
Idealnim vodom se naziva vod bez gubitaka.
ciZc
l
cjg
ljr
y
zcZ
kmkmVcl
jcljcjgljryzk
o
i
i
][06.0]100
[6**
**)(*)(*
32. Kolika je elektricna ugaona duina idealnog voda duine 100 km?
Kod vodova bez gubitaka Zc je realan broj, a konstanta prostiranja imaginaran broj.
Kod idealizovanih vodova proizvod konstante prostiranja i duine svodi se na:
xjxjxk i ** gde je: xx i * , elektrina ugaona brzina voda. Za ceo vod
duine L sledi: Li * , pa za L=100 Km, elektrina ugaona duina voda je:
6100*06.0* L
33. Kolika je fazna konstanta idealnog voda?
]/[06.0]/[10*0472.1]/[300000
]/[1002** 3 kmjkmrad
sKm
srad
V
f
Vcl
oo
i
i fazna konstanta idealizovanog voda
i fazna konstanta idealizovanog voda
Kod ovakvih vodova
karakteristina impedansa je realan broj a konstanta
prostiranja imaginaran broj.
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
12
34. Karakteristicni reimi nadzemnog voda sa raspodeljenim parametrima?
Karakteristini reimi nadzemnog voda su:
1. Reim praznog hoda (I2=0)
2. Reim prenosa prirodne snage
3. Prenos aktivne snage idealizovanim vodom
4. Prenos reaktivne snage idealizovanim vodom
35. ta je Ferantijev efekat?
Kod idealizovanog voda (voda bez gubitaka) je x
xUU
*cos
)(2
, to znai da su naponi u
svim takama voda u praznom hodu u fazi i da je napon na kraju voda vei ili jednak naponu na poetku voda. Ova pojava poznata je kao Fernatijev efekat.
36. Reim prenosa prirodne snage nadzemnim vodom?
1. Reim praznog hoda
2. Reim voda u kome je njegova krajnja taka zatvorena karakteristinom impedansom naziva se reim prenosa prirodne snage.
Prirodna snaga praznih vodova definie se za nominalnim naponom i rauna po formuli
c
UP nnat
8
2
Kod realnih vodova prirodna snaga je kompleksan broj ali se u praktinim razmatranjima smatra da je aktivna.
3. Prenos aktivne snage idealizovanim vodom - reim zatvoren nekom aktivnom otpornou . 4. Prenos reaktivne snage idealizovanim vodom - rezim kada je vod zatvoren
induktivnom ili kapacitivnom reaktansom X.
37. Za koje duine vodova je mogue zanemariti skalarne sainioce popravke kod formiranja zamenske ,,P eme?
Za izraunavanje parametara ekvivalentne P eme dovoljno je za vodove duine do 200km koristiti proizvode duine L i podunih parametara voda.
LbB
LcC
LxX
LrR
L
L
L
L
*
*
*
*
LBP
LxP
LRP
BkB
XkX
RkR
*
*
*
kr, kx, kB Riderbegovi sainioci popravke
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
13
38. Razlog uvoenja Kenelijevih, odnosno Ridenbergovih sainioca popravke?
Kenelijevi i Ridbergovi koeficijenti su uvedeni da bi se vod sa raspodeljenim
parametrima mogao predstaviti kao vod sa koncentrisanim parametrima. Koriste se za
ekvivalentiranje dugih vodova (>200 km). Ridbergovi koeficijenti popravke su skalarni.
39. Podela energetskih transformatora?
1. Po vrsti:
- monofazne
- trofazne
2. Po broju namotaja:
- dvonamotajni (sa primarom i sekundarom)
- tronamotajni (sa primarom, sekundarom i tercijalnim namotajem)
3. Po galvanskoj povezanosti primarnog i sekundarnog namotaja (po tipu):
- klasini (sa galvanski izolovanim primarom i sekundarom)
- autotransformator (sa galvanski povezanim primarom i sekundarom)
4. Po mogunosti regulacije:
- neregulacioni (imaju fiksni odnos transformacije)
- regulacioni: - u beznaponskom stanju
- pod optereenjem: - runo
- automatski
5. Po poloaju u EES:
- blok transformatori
- interkonektivni
- distributivni
40. Objasniti razliku izmeu blok transformatora, interkonektivnih transformatora i distributivnih transformatora?
1. Blok transformatori , u elektranama slue za podizanje generatorskog napona na nivo napona prenosne mree. Naziv blok transformatori potie od injenice da takav transformator radi u tandemu sa svojim generatorom i na njega se ne mogu vezivati drugi
generatori.Nominalna prividna snaga blok transformatora je identina nominalnoj snazi generatora ili se neznatno razlikuje od nje.
Prenosna
mrea elektroenergets
kih sistema
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
14
2. Interkonektivi transformatori u prenosnoj mrei elektroenergetskog sistema slui za povezivanje prenosnih mrea razliitih naponskih nivoa, kao na slici 2. Smerovi aktivnih i reaktivnih snaga kroz interkonektivni transformator nisu jednoznani i zavise od radnih reima mrea koje su njime povezane.
3. Distributivni transformatori povezuju prenosne i distributivne mree ili se nalaze u distributivnim mreama i slue za sniavanje napona prenosnih mrea na nivo pogodan za distribuciju elektrine energije ili za sniavanje napona distributivnih mrea na nivo pogodan za pojedine vrste potroaa.
Distributivne mree su po pravilu bez izvora tako da su aktivne i reaktivne snage kroz transformator usmerene od prenosne ka distributivnoj mrei ili od distributivne mree ka potroau.
41. emu slui tercijar kod transformatora?
Tercijer moe da slui kao izvor elektrine energije, ali se ee koristi da bi na njega bila povezana prigunica ili sinhroni kompenzator za nadoknaivanje reaktivne energije.
42. Zamenske eme transformatora i njihovi parametri?
Oznake koje se koriste pri crtanju zamenskih emi transformatora su:
Io - struja praznog hoda;
Im - struja magnenja;
R,X - aktivna otpornost i reaktansa rasipanja;
Xm - reaktansa magneenja;
Rfe - aktivna otpornost, kojom se ekvivalentiraju gubici aktivne snage u
magnetnom kolu transfornatora;
Gt konduktansa, Gt=1/Rfe;
Bt susceptansa, m
T
m
tX
BXm
jjX
jB1
)1
(*1
Prenosna
mrea
Un2
Prenosna
mrea
Un1
Prenosna
mrea
Un1
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
15
Redna impedansa jednaka je zbiru rednih impedansi primara i sekundara svedene na
primarnu stranu. Elementi redne impedanse odreuju se u opsegu kratkog spoja.
Otona admitansa transformatora: Xm
jR
jBGYfe
TTT
11
2
2
2
2
2
*100
[%]*
100
[%]
*
n
nto
t
n
nt
t
nt
n
cunt
n
fen
t
U
SIB
S
UXX
S
UPR
U
PG
43. ta je prenosni odnos, a ta spreni broj? ta znai oznaka Yd5?
Svaki dvonamotni trofazni transformator, bez obzira da li je formiran od tri monofazna
transformatora ili je izraen kao trofazna jedinica, ima po tri fazna namotaja na primarnoj i sekundarnoj strani koji mogu biti vezani u zvezdu (Y,y) ili trougao (D,d). Veliko slovo koristi
se za primarni a malo za sekundarni namot. Uz oznaku sprege stavlja se spreni broj, (npr. Yd5) koji pokazuje fazni pomeraj izmeu fazora primarnih i sekundarnih napona izraen u relativnim jedinicama. Po konvenciji reverentnim fazorima za uslove smatraju se sekundarni
naponi.
Spreni broj pokazuje fazni pomeraj izmeu fazora primarnih i sekundarnih napona, fazna vrednost ugla je 30. Spreni broj moe biti ceo broj izmeu 0 i 11.
5Yd - Fazni pomeraj izmeu 5*30=150
Z - Slomljena zvezda
Tm Prenosni odnos 2
1
U
UmT
44. Svoenje napona, struje, impedanse i admitanse sa jednog na drugi naponski nivo?
Obrnuto G G
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
16
Veliine na sekundaru svode se na primarnu stranu na sledei nain:
Im
I
UmU
t
sv
tsv
*1
*
Y
mY
ZmZ
t
sv
tsv
*1
*2
45. Stator i rotor sinhronog generatora?
Stator sastoji se od gvozdenih cilindara formiranih od prstenastih limova koji su sa
unutranje strane oljebljeni da bi se mogao smestiti trofazni statorski namotaj.
Pobudni namotaj i sinhronih generatora stavljaju se na rotor jer je lake preko kliznih prstenova i etkica pobudnom namotaju dovoditi jednosmernu pobudnu struju niskog napona (nekoliko stotina volti) nego sa rotora preko kliznih prstenova i etkica odvoditi trofaznu naizmeninu struju visokog napona (3kV do 21kV), kada bi na rotoru bio smeten trofazni namotaj.
Prema tome, na statoru sinhronih generatora smeteni su trofazni namotaji iz kojih se direktno dobija trofazna naizmenina struja. Kod sinhronih generatora sasvim malih snaga (nekoliko kilovolti) moe se pobudni namotaj smestiti na stator a trofazni namotaj na rotor. U ovakvim sluajevima trofazna naizmenina struja se sa rotorskog trofaznog namotaja odvodi preko kliznih prstenova i etkica.
Na statoru sinhronih generatora smeteni su trofazni namotaji iz kojih se direktno dobija trofazna naizmenina struja. Veza izmeu broja perioda pobudnog i statorskih namotaj, odnosno broja pari polova, i mehanike sinhrone brzine obrtanja je: p=(60*f)/n [Hz/(o/min)].
46. U emu se razlikuju hidro i turbo generatori?
U praksi se koriste dva osnovna tipa sinhronih generatora a to su:
1. Sinhroni generator sa valjkastim rotorom ili turbogenerator
2. Sinhrini generator sa rotorom sa istaknutim polovima ili hidrogenerator.
Statori obe vrste sinhronih generatora u principu su isti. Sinhroni generatori mehaniku energiju dobijaju od pogonskuh motora, a to su uglavnom parne i hidro turbine.
Razliite konstrukcije sinhronih generatora potiu od potrebe da se generatori prilagode pogonskim motorima, odnosno da se izbegne korienje mehanikih reduktora.
Ekonominost parnih turbina raste sa porastom brzine obrtanja. Zbog toga se turbogeneratori, koje pogone parne turbine, grade kao dvopolne sinhrone maine sa sinhronom brzinomobrtanja od n=3000 o/min pri uestanosti od f=50Hz, odnosno sa brojem pari polova p=1. etvoropolni turbogeneratori sa p=2, odnosno n=1500 o/min.
Zbog velike brzine obrtanja i velikih centrifugalnih sila rotori turbogeneratora su
relativno malog preika od 1.25m, dok im duina moe biti i do 6.5m. Cilindrini rotori turbogeneratora nemaju priguni namotaj izveden u eksplicitnoj formi, ali sama masa rotora napravljena od komada elika kada se nae u promenljivom magnetskom polju ima ulogu prigunog namotaja jer se u njoj indukuju vihorne struje.
to se tie materijala rotori turbo generatora izrauju se kao elini otkivci iz jednog komada visokootpornih elika legiranih hromom, niklom i molibdenom.
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
17
Da bi se mogao smestiti veliki broj polova po obimu rotora hidrogeneratora imaju
relativno velike prenike (i preko 15m) i relativno malu duinu u odnosu na prenik.
Na rotorima hidrogeneratora pored pobudnog postoji u eksplicitnoj formi i priguni namotaj kaveznog tipa. Ovaj namotaj ima ulogu samo u reimima sa brzinama razliitim od sinhrone i u asimetrinim reimima.
Za razliku od parnih, hidro trbine ekonomino rade pri znatno manjim brzinama obrtanja. Ekonomine brzine obrtanja hidr turbina u zavisnosti od tipa turbina kreu se od nekoliko desetina obrtaja u minutu do nekoliko stotina obrtaja u minutu. Zbog toga se
hidrogeneratori izrauju od viepolne maine sa onolikim brojem pari polova sa kojim se postie mehanika sinhrona brzina obrtanja bliska ekonominoj brzini izabrane hidro turbine.
47. Nacrtati vektorski dijagram i zamensku emu turbogeneratora?
Pri crtanju naponskog vektorskog dijagrama predpostavljeno je da generator napaja
preteno induktivne pretvarae, tako da struja fazno zaostaje iza napona.
U=Eg-Zg*I
Eg Efektivna vrednost EMS koja potie od pobudne struje, odnosno fluksa koji stvara
pobudni namotaj.
Xg Sinhrona reaktansa
Slika Zamenska ema turbogeneratora
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
18
48. Nacrtati vektorski dijagram hidrogeneratora. Po kojoj relaciji se crta vektorski dijagram hidrogeneratora?
Eq=U+R*I+jXqI+j(Xd-Xq)
Id je projekcija fazora struje I na d-osu;
Xd, Xq - sinhrone reaktanse hidrogeneratora po d-osi i q-osi;
Eq efektivna vrednost elektromotorne sile hidrogeneratora koja potie od
pobudnog fluksa, odnosno pobudne struje.
49. ta je pogonska karta sinhronog generatora? Navesti ogranienja?
Pogonska karta definie dozvoljenu oblast radnih reima sinhronog generatora u P-Q ravni, pri konstantnom naponu na prikljunim krajevima generatora.
Za odreivanje pogonske karte potrebno je definisati osnovne podatke o sinhronoj maini, kao i skup ogranienja koja definiu mogue reime generatora:
Ogranienje radnih reima generatora zbog maksimalne i minimalne snag turbine
Ogranienje radnih reima generatora zbog zagrevanja statorskog namotaja
Ogranienje radnih reima generatora zbog zagrevanja pobudnog namotaja
Ogranienje radnih reima generatora zbog statike nestabilnosti
-
Elementi elektroenergetskih sistema Drugi kolokvijum
19
50. Osnovni podaci sinhronog generatora?
n
n
n
PS
cos - Nominalna prividana snaga definisana je kao trofazna i kree se u opsegu
od nekoliko stotina KVA do nekoliko hiljada MVA.
ntnn nPP * - nominalna elektrina aktivna snaga (Ptn -nominalna korisna snaga
turbine i nn- nominlni stepen iskorienja generatora)
Un - nominalni napon definisan je kao meufazni i moe imati sledee vrednosti:
3.15kV; 6.3 kV; 10.5 kV; 15.75kV; 21kV.
n
nn
U
SI
*3 - Nominalna struja generatora.
)(cos
22
nn
n
nQP
P
- Nazivni faktor snage odreuje sposobnost generatora da proizvodi
reaktivnu snagu.
nn - nominalna brzina obrtanja kree se od nekoliko desetina obrtaja u minuti do 3000ob/min za generatore instalisane u 50Hz elektroenergetskom sistemu i zavisi od broja
polova generatora.
1. Ogranienje radnih reima generatora zbog max i min snage turbine.
2. Ogranienje radnih reima generatora zbog zagrevanja statorskog namotaja.
3. Ogranienje radnih reima generatora zbog zagrevanja pobudnog namotaja.
4. Ogranienje radnih reima generatora zbog statike nestabilnosti.