CIRED Tábor 2010
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ
KAPACITY VEDENÍ
Antonín Popelka, Václav Böhm,
Daniel Juřík, Petr Marvan
AIS spol. s r.o. Brno
CIRED Tábor 2010
Ampacita vedení
• Přenosová schopnost vedení – ampacita – je stanovena z
konstrukčních parametrů vedení za určitých podmínek. Je
považována za nepřekročitelnou hranici. Podmínky, na
jejichž základě byla ampacita stanovena se vyskytují
během roku zřídka.
• Za jiných podmínek je možné přetěžovat vedení o několik
desítek procent více bez ztráty bezpečnosti.
• Ampacita závisí na meteorologických podmínkách, ve
výsledku je limitována teplotou vedení – obvykle max.
80 C. Této teplotě odpovídá ještě bezpečný průvěs vodičů
vedení.
• Změna teploty vedení je ovlivňována proudovým
zatížením vedení, okolní teplotou, větrem a slunečním
zářením.
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
2
CIRED Tábor 2010
Vliv okolní teploty na ampacitu vedení
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
3
CIRED Tábor 2010
Vliv rychlosti větru na ampacitu vedení
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
4
CIRED Tábor 2010
Průběžné vyhodnocení ampacity vedení
• V modelu vedení (π-článek) podélný činný odpor
reprezentuje průměrnou teplotu vedení. Limitní
teplotě tedy odpovídá maximální dovolený odpor
vodiče.
• Na základě měření synchrofázorů napětí a proudu
na obou koncích vedení je možné průběžně počítat
parametry vedení a na základě velikosti podélného
činného odporu a jeho změn vyhodnocovat
rezervu v ampacitě.
• Místo měření faktorů, které ovlivňují teplotu
(odpor) se takto měří přímo odpor (teplota).
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
5
CIRED Tábor 2010
Příklad závislosti odporu vodiče na teplotě vodiče R=f(T) [Ohm, °C]
11
10,5
10
9,5
9
8,5
8
7,5
7
6,5
-20
0
20
40
60
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
80
100
6
CIRED Tábor 2010
Model vedení
Synchrofázory napětí a proudu na obou koncích vedení jsou komplexní veličiny
změřené ve stejném čase.
Podélná impedance vedení:
Z vedení
R
j*X
U 22 U 12
U1 * I 2 U 2 * I1
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
7
CIRED Tábor 2010
Přesnost měření a výpočtu parametrů
40
0,5
35
0,25
30
0
25
-0,25
úhel/15
úhel/3,75
20
-0,5
ampl/15
ampll/3,75
15
-0,75
10
-1
5
-1,25
0
-1,5
0,05
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
chyba amplitudy [%]
chyba úhlu [min]
Dominantní je nelineární chyba převodu amplitudy a úhlu měření proudu
On-line korekce této systematické chyby.
1,2
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
8
CIRED Tábor 2010
Statická ampacita
• Pro stanovení aktuální ampacity je nutné znát model
závislosti teploty vedení na teplotě okolí, rychlosti větru a
proudu vedením.
• Jeho parametry se stanoví z měření synchrofázorů U a I na
obou koncích koncích vedení v celém rozsahu zatížení a v
různých provozních podmínkách.
T
R
f ( I , Tokolí , vw )
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
9
CIRED Tábor 2010
Průběh R a I + meteo podmínky
Vedení 110kV, délka 43km, měření 6 hodin
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
10
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
21196
20725
20254
19783
19312
18841
18370
17899
17428
16957
16486
16015
15544
15073
14602
14131
13660
13189
12718
12247
11776
11305
10834
10363
9892
9421
8950
8,30
8479
8008
7537
7066
6595
6124
5653
5182
4711
4240
3769
3298
2827
2356
1885
1414
943
472
1
Odpor [Ω]
9,00
140
8,90
130
8,60
90
8,50
I1
8,20
50
8,10
40
Proud [A]
CIRED Tábor 2010
Model R = f (Tok,vw,I)
Dynamický model teploty vedení R=f(I)
8,80
120
8,70
110
100
80
8,40
R
70
Rmodel
60
Čas [s]
11
1
9997
9409
8821
8233
7645
7057
6469
5881
5293
4705
4117
3529
2941
2353
1765
1177
589
Čas [s]
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
21169
20581
2,00
19993
4,00
19405
18817
18229
17641
17053
16465
15877
15289
14701
14113
13525
12937
12349
11761
11173
10585
Odpor, teplota okolí, vítr
8,00
Proud [A]
CIRED Tábor 2010
Ampacita = f (Tok,vvítr,R)
16,00
390
14,00
340
12,00
290
10,00
240
190
6,00
R
Rmodel
140
Teplota
Vítr
I1
Ampacita
90
0,00
40
12
CIRED Tábor 2010
Statická ampacita
200%
100
175%
75
125%
100%
50
75%
50%
Proud(step)
Teplota vodiče [°C]
Zatížení [%stat. amp.]
150%
25
Teplota (step)
25%
Max.teplota
0%
0
7
17
27
37
47
57
67
77
87
97
107 117 127 137
čas [m in]
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
13
CIRED Tábor 2010
Dynamická ampacita vedení
Využití dynamického průběhu teploty vedení při změně zatížení – časové
konstanty řádově v desítkách minut.
Tepelné kapacity vedení lze využít ke krátkodobému přetížení –
dynamická ampacita.
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
14
CIRED Tábor 2010
Dynamická ampacita
200%
100
175%
75
125%
100%
50
75%
50%
Proud(imp)
Teplota vodiče [°C]
Zatížení [%stat. amp.]
150%
25
Teplota
25%
Max.teplota
0%
0
7
17
27
37
47
57
67
77
87
97
107 117 127 137
čas [m in]
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
15
CIRED Tábor 2010
Průběžné vyhodnocování ampacity vedení
Systémy WAM umožňují průběžné vyhodnocování statické a
dynamické ampacity. Nastavení modelu pro ampacitu
vyžaduje provést měření v rozsahu 0-100% zatížení vedení
za současného mapování povětrnostních podmínek.
Přínos – existuje a je dostupná metoda pro:
• Průběžné hodnocení skutečné rezervy pro zatížení vedení
• Možnost využití krátkodobého přetížení vedení při řešení
kritických situací.
Další rozvoj:
• Implementace změn a předpovědi povětrnostních
podmínek do algoritmu hodnocení ampacity.
• Eliminace chyb měřicích transformátorů.
• Zkušební nasazení v trvalém provozu.
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
16
CIRED Tábor 2010
Děkuji za pozornost,
těším se na diskuzi.
PRŮBĚŽNÉ HODNOCENÍ AKTUÁLNÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY VEDENÍ
17
Download

průběžné hodnocení aktuální přenosové kapacity