POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Instytut Energoelektryki	Soroko Jacek	Rok studiów V Studia dzienne Semestr IX Rok Akademicki 2010/2011
LABORATORIUM PRACY SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH
Data wykonania ćwiczenia 28.10.2010	Numer ćwiczenia: 4	Temat: Badanie skuteczności uziemienia w sieci 110 kV
Data oddania ćwiczenia: .

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenie jest zapoznanie studenta z zasadami uziemiania punktów neutralnych sieci 110, 220 i 400 kV. Na przykładzie sieci 110 kV do wyznaczenia miejsc uziemienia punktów neutralnych stosuje się modelowanie jej schematu zastępczego dla składowej symetrycznej zgodnej i zerowej. Schemat dla składowej zgodnej zostaje zamodelowany jednorazowo, natomiast dla składowej zerowej podlega modyfikacji zależnie od uziemionych punktów neutralnych. Modyfikacji dokonuje się w taki sposób, aby spełnione były warunki na ograniczenie przepięć i przetężeń przy zwarciach doziemnych (przede wszystkim jednofazowych).

Opis ćwiczenia

W sieciach o napięciach znamionowych 110, 220 i 400 kV uziemianie punktów neutralnych ma dwa cele:

• ograniczenie przepięć, tj. ograniczenie wzrostu napięć fazowych faz "zdrowych" do wartości 0,8UN w sieci 110 kV i 0,75UN w sieciach 220 i 400 kV przy zwarciach doziemnych;

• ograniczenie przetężeń, tj. ograniczenie wzrostu prądu zwarcia jednofazowego do wartości prądu zwarcia trójfazowego.

Przy wykonywaniu schematu dla składowej zerowej założono, że transformatory T1, T2, T3, T4 są uziemione.

Dane do obliczeń

Tab.1. Parametry linii dla składowej zgodnej i zerowej przeliczone na poziom napiecia 110 kV

	L1, L2	L3, L4	L5, L6	L7, L8	L9, L10	L11, L12
R1 [Ω]	21,80	45,60	18,80	30,60	13,30	14,30
X1 [Ω]	87,20	91,20	75,20	61,20	53,20	57,20
R0 [Ω]	54,50	79,80	47,00	53,55	33,25	35,75
X0 [Ω]	252,88	218,88	255,68	146,88	154,28	194,48

Tab.2. Parametry transformatorów YND dla składowej zgodnej i zerowej przeliczone na poziom 110 kV

YNd	T1, T2	T3, T4	T5, T6	T9
R1 [Ω]	0,7806	0,7947	2,0062	2,7932
X 1 [Ω]	26,7269	25,1361	67,2222	44,6644
R0 [Ω]	0,7506	0,7641	1,9290	2,6858
X0 [Ω]	25,6989	24,1693	64,6367	42,9465

Tab.3. Parametry transformatorów YNyn oraz YNy dla składowej zgodnej i zerowej przeliczone na 110 kV

	T7, T8
	YNyn
R1 [Ω]	0,1565
X 1 [Ω]	7,1260
R0 [Ω]	0,1565
X0 [Ω]	7,1260

Parametry systemu:

∖tX_Q(1) = 0, 8415 Ω

X_Q(0) = 2 • X_Q(1) = 2 • 0, 8415 = 1, 683 Ω

Parametry generatorów:

X_G1, G2(1) = 55, 89 Ω

X_G1, G2(0) = ∞

X_G3, G4(1) = 31, 33 Ω

X_G3, G4(0) = ∞

Dane wejściwe

Unk = 110; % wybrany poziom napiecia w kV do obliczania impedancji

%%

wezly ={

%nazwa_wez Un_kV

'wezel 1' 110 ;

'wezel 2' 110 ;

'wezel 3' 110 ;

'wezel 4' 110 ;

'wezel 5' 110 ;

'wezel 6' 30 ;

'wezel 9' 10 ;

'wezel 10' 10 ;

'wezel 11' 10 ;

'wezel 12' 10 ;

'wezel 13' 10 ;

'wezel 14' 220 ;

};

% Parametry linii w omach dla skladowych 1 i 0

gal={

% nazwa_wp1 nazwa_wk1 R1,om X1,om R0,om X0,om

'wezel 1' 'wezel 2' [ 21.8000 87.2000 30.6000 252.8800 ];

'wezel 1' 'wezel 2' [ 21.8000 87.2000 30.6000 252.8800 ];

'wezel 2' 'wezel 3' [ 45.6000 91.2000 79.8000 218.8800 ];

'wezel 2' 'wezel 3' [ 45.6000 91.2000 79.8000 218.8800 ];

'wezel 3' 'wezel 5' [ 18.800 75.2000 47.0000 255.6800 ];

'wezel 3' 'wezel 5' [ 18.800 75.2000 47.0000 255.6800 ];

'wezel 5' 'wezel 4' [ 30.6000 61.2000 53.5500 146.880 ];

'wezel 5' 'wezel 4' [ 30.6000 61.2000 53.5500 146.880 ];

'wezel 3' 'wezel 4' [ 13.300 53.2000 33.2500 154.280 ];

'wezel 3' 'wezel 4' [ 13.300 53.2000 33.2500 154.280 ];

'wezel 1' 'wezel 4' [ 14.300 57.2000 35.7500 194.480 ];

'wezel 1' 'wezel 4' [ 14.300 57.2000 35.7500 194.480 ];

};

% Parametry transformatorow i generatorow w omach dla skladowych 1 i 0

trafo={

%nazwa_wp nazwa_wk nazwa_wp0 nazwa_wk0 R1,om X1,om R0,om X0,om

'wezel 2' 'wezel 10' 'wezel 2' 'zero ' [ 0.7806 26.7269 0.7806 25.6989]; %T1 YNd

'wezel 2' 'wezel 11' 'wezel 2' 'zero ' [ 0.7806 26.7269 0.0 1e9 ]; %T2

'wezel 4' 'wezel 12' 'wezel 4' 'zero ' [ 0.7947 25.1361 0.0 1e9 ]; %T3

'wezel 4' 'wezel 13' 'wezel 4' 'zero ' [ 0.7947 25.1361 0.0 1e9 ]; %T4

'wezel 5' 'wezel 6' 'wezel 5' 'zero ' [ 2.0062 67.2222 0.0 1e9 ];

'wezel 5' 'wezel 6' 'wezel 5' 'zero ' [ 2.0062 67.2222 0.0 1e9 ];

'wezel 14' 'wezel 4' 'wezel 14' 'wezel 4' [ 0.1565 7.1260 0.0 1e9 ];

'wezel 14' 'wezel 4' 'wezel 14' 'wezel 4' [ 0.1565 7.1260 0.0 1e9 ];

'wezel 1' 'wezel 9' 'wezel 1' 'zero ' [ 2.7932 44.6644 0.0 1e9 ];

};

gen={

% nazwa_wk X1,om X0,om

'wezel 14' [ 0.8415 1.683];

'wezel 10' [ 55.89 1e9 ];

'wezel 11' [ 55.89 1e9 ];

'wezel 12' [ 31.33 1e9 ];

'wezel 13' [ 31.33 1e9 ];

};

Wyniki obliczeń

Uziemiony transformator: T1

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.16 0.5103 3.2

wezel 2 0.09 0.1034 1.2

wezel 3 0.25 0.7567 3

wezel 4 0.25 3.1736 13

wezel 5 0.29 1.1536 4

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1,T2

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.16 0.5058 3.2

wezel 2 0.06 0.0434 0.68

wezel 3 0.26 0.7576 3

wezel 4 0.25 3.1710 12

wezel 5 0.29 1.1534 4

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1, T3

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.15 0.4852 3.1

wezel 2 0.09 0.1033 1.2

wezel 3 0.25 0.7122 2.9

wezel 4 0.12 0.6674 5.4

wezel 5 0.29 1.1017 3.8

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1, T3, T5

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.15 0.4852 3.1

wezel 2 0.09 0.1033 1.2

wezel 3 0.24 0.6912 2.8

wezel 4 0.12 0.6646 5.3

wezel 5 0.17 0.3732 2.2

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1,T2, T3,T4

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.15 0.4784 3.1

wezel 2 0.06 0.0434 0.68

wezel 3 0.25 0.7063 2.8

wezel 4 0.09 0.3072 3.4

wezel 5 0.29 1.0960 3.7

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1, T3, T5, T7(YNy)

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.15 0.4831 3.1

wezel 2 0.09 0.1034 1.2

wezel 3 0.24 0.6875 2.8

wezel 4 0.10 0.4153 4.1

wezel 5 0.17 0.3742 2.2

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1, T3, T5, T7(YNyn)

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.16 0.4810 3.1

wezel 2 0.09 0.1035 1.2

wezel 3 0.24 0.6826 2.8

wezel 4 0.06 0.1032 1.8

wezel 5 0.18 0.3774 2.1

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1, T3, T5, T7(YNy), T9

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.10 0.1372 1.3

wezel 2 0.09 0.1020 1.2

wezel 3 0.24 0.6875 2.8

wezel 4 0.10 0.4142 4.1

wezel 5 0.17 0.3743 2.2

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1, T3, T5, T7(YNyn), T9

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.10 0.1373 1.3

wezel 2 0.09 0.1021 1.2

wezel 3 0.24 0.6827 2.8

wezel 4 0.06 0.1036 1.8

wezel 5 0.18 0.3774 2.1

Warunki skutecznego uziemienia zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7 i T8 (YNy), T9

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.10 0.1370 1.3

wezel 2 0.06 0.0432 0.68

wezel 3 0.25 0.6801 2.8

wezel 4 0.07 0.1801 2.5

wezel 5 0.13 0.1951 1.5

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Uziemiony transformator: T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7 i T8 (YNyn), T9

Warunki skutecznosci uziemienia dla poszczegolnych wezlow

Wezel Rkk0/Xkk0 Rkk0/Xkk1 Xkk0/Xkk1

wezel 1 0.10 0.1372 1.3

wezel 2 0.06 0.0432 0.68

wezel 3 0.25 0.6779 2.8

wezel 4 0.04 0.0443 1

wezel 5 0.13 0.1967 1.5

Warunki skutecznego uziemienia nie zostały spełnione.

Wnioski

Na podstawie przeprowadzonych symulacji w programie matlab, można zauważyć, że warunek skutecznego uziemienia został tylko spełniony dla przykładu z uziemionymi transformatorami T1, T3, T5, T7(YNyn), T9. Dla pozostałych kongiguracji warunki te nie zostały spełnione.