Átviteli hálózati alállomásokban létesített reléház árnyékolás hatásosság mérése és annak tapasztalatai a pécsi 400/120 kV-os transzformátorállomásban Szilágyi Ferenc ETV-ERŐTERV ZRt.
[email protected]
Dr. Varjú György BME
MEE LVII. Vándorgyűlés Siófok 2010. szeptember 15-17.
200 helyi képviselet, 7.200 szakértő, 50 ország
Calgary Vancouver
Montreal Appleton New York
Mexico City
Bergen Karlstad Oslo Aberdeen Hamburg Oxford London Horsham Dresden Paris Nantes Lyon Madrid Genoa Milan
Budapest
Helsinki St Petersburg Tallinn Vilnius Riga Moscow Lódź Cracow Beijing Brno Seoul Tehran Shanghai Mannheim New Delhi Munich Abu-Dhabi Hong Kong Taipei Vienna Muscat Dubai Lörrach Hanoi Manila Riyadh Zurich Bangkok
Valencia Kuala Lumpur Singapore Jakarta
Lima São Paulo Durban
Perth
Buenos Aires
Éves árbevétel 2009-ben 674 millió EURO
Melbourne
Auckland
Előzmények
•Szekunder Rekonstrukciós Irányelvek (MVMT-HFO/MAVIR 1997/2010, védelem-irányítástechnika-segédüzem, ÜRIK és Távkezelés között. Átdolgozás, IEC61850 protokoll, kiterjesztés egyéb szekunder rendszerekre). •Digitális védelem-irányítástechnika technológia közeli reléházba települ Kezdettől fogva kiemelt témakör az EMC kérdések kezelése. •Magyar Elektrotechnikai Egyesület XLIX. Vándorgyűlés, Sopron 2002. szeptember 25-27. Dr. Varjú György (BME Villamosművek Tanszék), Szilágyi Ferenc (ETVERŐTERV Rt.) Alállomási EMC aktuális kérdései •Új típusú, jó védőtényezőjű JM kábel (rézhuzal koszorú árnyékolás) kifejlesztése Szilágyi Ferenc: Árnyékolt kábelek alaphálózati alállomások szekunder rekonstrukciójához. ERŐTERV Közlemények 35. 1997, pp 71-75. Varjú György, Szilágyi Ferenc: „Jelzőkábelek árnyékolásjellemzőinek meghatározása esettanulmány alapján, CDEGS szoftver segítségével”. ERŐTERV Közlemények 37., 1999., pp. 67-75
Előzmények
Az Irányelv készítése során szakmai tapasztalatszerzés PreussenElektra-nál: •Példa 380 kV-os reléházra (Wahle 380/220 kV) melyet utólag kellett árnyékolni!!! •Árnyékolt kábelek (kis árnyékolás keresztmetszet+szívó kábelek) alkalmazása. •AEG vizsgálat -vezetett zavar csillapítására- falon történő SF6 sín átvezetésénél (VFT csillapítás): 30 dB
Előzmények
EMC Guide
Reléház árnyékolás EMC Guide: CIGRE Guide No.124, “EMC irányelvek erőművekre és alállomásokra”, Working Group 36.04, September 1997. A reléház legyen árnyékolt !!! 10-15 cm-es hálóosztás: a 10 kHz-30 MHz frekvencia tartományban 15-30 dB csillapítás érhető el.
CDEGS vizsgálat
Előzetes vizsgálat CDEGS program segítségével (1999) 30x30 cm-es hálóosztás, a CDEGS program a tényleges hálóosztást a kialakuló csomópontok nagy száma miatt nem engedte meg: Az árnyékolás hatásossága hálózati frekvencián kicsi. Az árnyékolás hatásosság 10 kHz és 10MHz között 10-12 dB között mozgott. A reléház 10 MHz felett elvesztette csillapító hatását. A reléház árnyékoláshatásossága 15 12,09
Árnyékolás [dB]
10
12,04 10,20
9,95
5 0
1,19
-5 -10
-11,25
-15 1,E+00
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
Frekvencia [Hz]
1,E+06
1,E+07
1,E+08
MAVIR 400 kV-os Típuskapcsolás
MAVIR átviteli hálózati típusállomás 400 kV-on 1 ½ megszakítós kapcsolási kép
Helyszíni mérés. A működtetett szakaszolók
Pécs 400/120 kV-os MAVIR transzformátorállomás 2008.07.01-02. Mérésvezető: Dr. Varjú György professzor emeritusz MAVIR: személyi és tárgyi feltételek Referencia mérés: MAVIR-OVRAM Késmárk út
Paks1 2KVS 2KS 2KT 2KÖS 2ÖKS 2ÖT
2BS
ki-be K sín
B sín
A helyszín. A reléház ill. árnyékolása
•Reléház: egy helyiségből álló földszintes, kettős padlójú épület. Falszerkezete 38 cm vastag POROTHERM tégla teherhordó falazat kívül mészhomok téglaburkolattal, belül 5 cm vastag cement hab vakolat Ø4,2 – 10/10 acélháló árnyékolással. Nyílászáró SOPRON típusú hőszigetelt alumíniumajtó 50/50/4 vaktokba építve. Az épületet felül vasbeton koszorú fogja össze, tetőfödém 12 cm vastag vasbeton lemez.
Árnyékolás csillapítás mérés elrendezése
Reléház falvastagság: 50 cm
MSZ EN 50147-1:1998 Visszhangmentes kamrák. 1. rész: Árnyékolási csillapítás mérése
as = 20log (H0 / H1) [dB]
as H1 − 20 ks = = 10 H0
as a csillapítás [dB] ks a csillapítás tényező [-] •H0 a mágneses (vagy E0 villamos) térerősség a referencia elrendezés esetén a vizsgálandó árnyékolás nélkül az adó- és vevőantennák között, adott elrendezés mellett, •H1 a mágneses (vagy E1 villamos) térerősség a vizsgálandó árnyékolással az adó- és vevőantennák között, adott elrendezés mellett, a referencia mérésnél megegyező gerjesztési/besugárzási szint esetén
Elvégzett mérések (referencia mérések ill. csillapítás mérések)
Csillapítás-menet mérés a kisfrekvenciás (35-8000 Hz) tartományban (Elgar SmartWave SW5550A generátor) Csillapítás-menet mérés a nagyfrekvenciás (10 kHz-15 MHz) tartományban (Hewlett Packard 33120A 15 MHz függvénygenerátor) Csillapítás mérés 100 kHz-es és 1 MHz-es csillapodó rezgéshullámra (EM TEST OCS 500M hullámgenerátor) Árnyékolási csillapítás szakaszolási tranziens hullámra
Elvégzett mérések. Referencia ill. helyszíni elrendezések
Referencia csillapítás mérés nagyfrekvenciás tartományban
A térmérő és a sugárzó antenna elhelyezkedése reléház oldalfalának árnyékolási hatásfok mérésekor
Mérési eredmények. Kis ill. nagyfrekvenciás tartomány Hibás! 25
9 8
20
7
as [dB]
as [dB]
6 5 4
15
Fal Ajtó
10
3 2
5
1 0 0,01
0,1
1
10
1,00
10,00
100,00
35-8000 Hz kisfrekvenciás tartomány az as árnyékolási csillapítás: 1 és 8 dB között, a kt árnyékolási csillapítás tényező 0,9 és 0,4 között
25 20 as [dB]
0,10
Fre k ve ncia [M Hz]
Frek vencia [KHz]
15 10 5 0 0,01
0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
Frekvencia [kHz]
A reléház árnyékolási hatásfoka a frekvencia növekedésével monoton módon változva javul!
10 kHz-15 MHz nagyfrekvenciás tartomány az as árnyékolási csillapítás: a reléház falára vonatkozóan 9 dB és 20 dB között, a reléház ajtajára vonatkozóan 13 dB és 18 dB között a kt árnyékolási csillapítás tényező: a reléház falára vonatkozóan 0,34 és 0,10 között, a reléház ajtajára vonatkozóan 0,21 és 0,12 között Vélhetően az ajtó csak egy helyen van leföldelve!
Mérési eredmények. Csillapodó rezgéshullám
100 kHz
1 MHz 1 MHz-es csillapodó rezgés időfüggvénye
4
U; V
U; V
100 kHz-es csillapodó rezgés időfüggvénye
3
3 2.5
2
2
1
1.5
0
1 -1
0.5 -2
0 -3
-0.5 -4
-1 -5
-1.5
-6 0
10
20
30
40
50
60 t; us
Kint
-2 0
1
2
3
4
Bent
6 t; us
Kint
Csillapítás jellemzők:
5
Bent
100 kHz as=14,83 dB, k=0,181 1 MHz as=12,07 dB, k=0,249
Összehasonlítás a szinuszos gerjesztéssel mért as árnyékolási csillapítás értékekkel 100 kHz-en: 14,5 dB 1 MHz-en: 17 dB A frekvencia analízis kimutatott egy 873 kHz-en sugárzott műsort (Nemzetiségi Adások), ill. egy 14 MHz-es RH műsorszóró adó adását.
Mérési eredmények. A működtetett szakaszolók
2BS
2ÖKS
Mérési eredmények. Szakaszoló működtetések
2BS be
2BS ki
Mérési eredmények. Szakaszoló működtetések
Csillapítás jellemzők Szakaszoló
as [dB]
kt [-]
2BS Be 3F
18,73
0,116
2BS Ki 3F
15,86
0,161
2ÖKS Be 3F
13,65
0,208
2ÖKS Ki 3F
12,49
0,237
2ÖKS Be 1f R
14,98
0,178
Összesen 28 be- és 28 kiszakaszolási hullámalak jellemzőinek feldolgozása és átlagképzés
Mérési eredmények. Szakaszoló működtetések
A szakaszolások során mért frekvenciák: 100-500 kHz Eredmények: a tranziensek kezdeti csúcsértékeire kis csillapítás adódott (2-6 dB), a hosszabb ideig tartó „állandósult” szakaszra adódott csillapítás értékek összhangban vannak a szinuszos mágneses térrel – a szakaszolási tranziensnek megfelelő frekvencia tartományban – mért értékekkel.
Mérési eredmények. Összefoglalás
Összefoglalás: Azt, hogy nincs baj azt tudtuk, mivel nem voltak digitális készülék meghibásodások, téves működések. Ezt alátámasztotta az előzetes CDEGS számítás is. Választ kaptunk a reléház árnyékolás hatásosságára üzemi körülmények között (a szakaszolások elvégzése során). Az elvégzett mérések, ill. azok eredményei nemzetközi szinten is újdonságként kezelendők.
Köszönet nyílvánítás
Köszönet nyilvánítás: MAVIR ZRt. OVRAM Szakszolgálati Osztály Hanti Jenő – laboratóriumvezető Kalocsai Sándor – relévédelmi munkatárs MAVIR Zrt. munkatársai Balogh János alállomási szolgálatvezető vezetésével BME-VET VM Csoport Ladányi József – tanársegéd BME-HVT Dr. Lénárt Ferenc – tudományos munkatárs ETV-ERŐTERV ZRt. Mihály Gyula – alállomások főmérnök
Köszönöm megtisztelő figyelmüket
