Allmän behörighet Högspänning - Anläggningskunskap

Transkript

1 Facit Anläggningskunskap Elkraftsystem 1 Kapitel 7 - Överföring med högspänd växelström 1. Stora kraftledningar kan vara utförd med flera ledare per fas. Det finns fyra typer, vad heter dessa? Svar: Simplex, Duplex, Triplex och Quadruplex. 2. Varför använder man sig av skruvad linje? Svar: För att få så lika elektriska egenskaper i de olika fasledarna. 3. Vilka tre material används i isolatorkedjor? Svar: Glas, Keramik och Komposit (upp till 145 kv) 4. Vilken funktion har topplinor? Svar: Åskskydd men kan också användas för att bära optofiber. 5. Vad är anledningen till effektkompensering? Svar: För att öka överföringskapaciteten på ledningar. 6. Vilka inkopplingssätt finns för effektkompensering? Svar: Seriekompensering och Shuntkompensering. 7. Vilka två typer av ställverk finns? Svar: Gasisolerade (GIS) och Luftisolerade. 1

2 8. Nämn några fördelar med GIS-ställverk? Svar: Kräver endast % av utrymmet jämfört med ett luftisolerat ställverk. Ställverket är personsäkert genom att allt är helkapslat. Fungerar oberoende av klimatförhållande. 9. Vilka två typer av brytare används vid nyinstallation idag? Svar: SF6-brytare och Vacuumbrytare. 10. Vilka strömmar ska en brytare klara av? Svar: Den ska klara kontinuerlig drift av märkström och brytning av maximal kortslutning direkt på klämmorna. 11. Till vad används en frånskiljare? Svar: Frånskiljaren installeras för att underlätta underhållsarbete och förändringar i driftläggning samt att ge ett synligt brytställe. 12. Vilka strömmar ska en frånskiljare klara av? Svar: Kontinuerligt klara märkström. I slutet läge ska den klara av kortslutningsström. 13. Vad är en lastfrånskiljare? Svar: En frånskiljare som kompletterats med en enkel form av brytkammare 14. Vilka strömmar ska lastfrånskiljaren klara av? Svar: Den klara av att bryta lastströmmar upp till sin märkström. Kan kompletteras med högeffektsäkringar för att klara av att bryta kortslutningsströmmar. 2

3 15. Vad används jordningkopplare till? Svar: För att jorda anläggningsdelar vid arbete. 16. Vad används ventilavledare till? Svar: För att skydda apparater i ställverk mot inkommande överspänningar. 3

4 Kapitel 8 - Överföring med högspänd likström, HVDC 1. I vilka olika varianter förekommer HVDC? Svar: I HVDC (Classic) och HVDC Light. 2. När är högspänd likströmsöverföring självklar? Svar: Vid sammankoppling av två asynkrona nät (nät som inte ligger i fas), nät med olika frekvens. 3. När har HVDC stora fördelar framför HVAC? Svar: Vid överföring av stora effekter över stora avstånd, vid långa kabelförbindelser, speciellt sjökabel. 4. Vad består en HVDC-överföring av? Svar: Likriktarstation, överföringslinje och växelriktarstation. 5. Vilka är huvuddelarna i en strömriktarstation? Svar: Tyristorventiler, strömriktartransformatorer, växelströmsfilter, likströmsreaktor och styrutrustning inklusive kommunikationsutrustning. 6. Vilka olika slag av filter installeras för att eliminera övertonerna vid styrning av likström? Svar: Avstämda filter för var och en av de största övertonerna som ska filtreras bort, vanligen 11:e och 13:e. Bredbandsfilter, som klarar alla frekvenser. 4

5 7. Vilken fördel har man med att installera filter enligt CCC-konceptet? Svar: Detta medför att man inte behöver koppla in och ur filtret med ändrat effekt uttag. 8. Vad kan man göra med vätskekylda tyristorventiler jämfört med luftkylda? Svar: Byggas för högre effekter. 9. Vilken funktion har glättningsreaktorn? Svar: Förutom att ta bort ojämnheter i likströmmen tjänstgör den också som filter för plötsliga strömtoppar från ventil- eller linjefel. 10. Hur utförs överföringen vid landsöverföring? Svar: Normalt via luftledning, en lina per pol. 11. Hur utförs överföringen där hav eller sjö skiljer stationerna åt? Svar: Normalt lägger man endast ut en kabel vattnet får tjänstgöra som returledare, monopolär överföring. 12. Vilka olika elektrodtyper används? Svar: Havselektroden, strandelektroden samt landelektroden. 13. Varför måste man använda en isolator med ett krypavstånd/längdförhållande som är typiskt 3,2 : 1 vid HVDCöverföring? Svar: På grund av att likströmmen har lättare för att skapa ledningsbanor över en isolator. 5

6 14. Vilken är den vanligaste typen av likströmskabel? Svar: Den massisolerade kabeln. 15. När installerar man HVDC Light? Svar: När kraven är speciella, till exempel reaktiv faskompensering. 6

7 Kapitel Distributionsanläggningar 1. Hur stor del av hela det totala ledningsbeståndet i Sverige utgör spänningsnivåer 0,4 66 kv? Svar: Över 90%. 2. Luftledningar byggs i två olika klasser, vilka? Svar: Klass A och Klass B. 3. Vad skiljer dessa två klasser åt? Svar: Klass A ska kunna bära en större mekanisk belastning och ska användas för viktigare ledningar vid högre spänningar eller där nedfallande ledning skulle orsaka stor skada. Inom detaljplanelagt område byggs alltid klass A och dessutom trädsäkert. 4. Vad ska man beakta när luftledning korsar underliggande trafikled eller annan ledning? Svar: Den måste förstärkas. Kan vara i brottsäkert utförande, dimensioneras enligt klass A eller tidigare utrustades ledningen med speciella fångarmskonstruktioner. 5. Vad betyder truckbrytare? Svar: En brytare som är placerad på en rörlig truck. 6. Hur kan man bygga reservmatningar för fördelningsnätet? Svar: Man kan ha transformatorreserv i egen station eller från angränsande fördelningsstationer. 7. Vad är en nätstation? Svar: Nätstation är en sammanfattande benämning på transformatorstationer för allmän distribution, där nedspänningen utgörs av lågspänning. 7

8 8. Vad kan man göra för att minska utrymmesbehovet i nätstationer? Svar: Man kan använda sig av isolationsmedierna gas eller fast material, vilka har ett mindre utrymmesbehov än luftisolerade komponenter. 9. Vilket isolermedia medför störst risk för ljusbåge? Svar: Luft 10. Ledningsnäten för mellanspänning finns i princip i tre olika utförande vilka ofta bestäms utifrån hur långa feltider som är acceptabla, vilka? Svar: Radiella, Slinga och Dubbel matning. 11. Vilka tre olika typer av nät brukar lågspänningsdistribution vara utförd i? Svar: Masknät, Öppna slingor och radiella ledningar. Kapitel Nätstationers uppbyggnad och skyddsfunktioner 1. Vad är nätstationer sammanfattande benämning för? Svar: Transformatorstationer för allmän distribution. 2. Hur kan nätstationer vara uppbyggda? Svar: Det kan vara mycket enkel utrustning helt placerad i ledningsstolpe eller större apparatur placerad i separata hus av plåt, betong eller dylikt, eller inhysta i normala bostadshus eller byggnader för annan verksamhet. 8

9 3. Oberoende av nätstationernas utseende och uppbyggnad finns det något som är gemensamt för dem alla. Vad är det? Svar: Gemensamt för dem alla är att de består av ett enkelt högspänningsställverk vanligen uppbyggt med lastfrånskiljare, säkring, transformator samt ett enkelt lågspänningsställverk med lastfrånskiljare i utmatningsenheterna. 4. Vad är det som är avgörande för hur man ansluter en nätstation till högspänningsledningen? Svar: Dess utförande och bestyckning med apparater. 5. Varför måste nätstationer utföras så enkla och billiga som drift- och personsäkerheten medger? Svar: Dessa svarar för %, av en tätortsdistributörs kostnad för den egna anläggningen. 6. Varför måste man begränsa storleken på nätstationerna? Svar: För att de ska bli transportabla i komplett skick och tämligen lätt utbytbara. 7. Vilka isolermedier ger utrustning med betydligt mindre dimensioner än isolering med luft? Svar: Gas eller fast material. 8. Hur sker manövrering av utrustning i nätstationer? Svar: Antingen från betjäningsutrymme inne i station eller utifrån. 9. Hur många transformatorer bör man utrusta en nätstation med? Svar: Nätstationer i områden med bostäder och småindustri bör aldrig förses med mer än en transformator. 9

10 10. Vad har nätstationen för uppgift? Svar: Att omvandla högspänning till lågspänning. 11. Vilken apparatbestyckning behövs på högspännings sidan? Svar: På högspänningssidan behövs endast lastfrånskiljare, jordningskopplare och säkring för transformatorn. 12. Vad kan man ersätta lastfrånskiljare med hos mindre stationsenheter om man förser stationen med en för ändamålet specialtillverkad transformator? Svar: Man kan ersätta lastfrånskiljaren med elbowanslutningar. 13. Vilken isolering ökar risken för ljusbåge inom ställverk vid felfunktion hos frånskiljare vid manövrering? Svar: Luftisolering 14. Vad förser man nätstationer med för att avlasta det övertryck som uppkommer i stationen vid ljusbåge? Svar: Luckor i vägg eller tak på stationsbyggnaden. 15. När uppstår ljusbåge med andra isolermedier än luft? Svar: Endast vid brister i isolationen. 16. Vilken stationseffekt behöver man ha på en nätstation? Svar: Några tiotal kva till cirka kva eller någon gång mer. 10

11 17. Vilka stationseffekter är mest gångbara inom normal tätortsbebyggelse med slingsystem för högspänningsfördelning? Svar: 800 eller 500 kva. 18. Vilken stationseffekt har man vid landsbygdsdistribution med stolpstationer? Svar: Ner till några tiotal kva. 19. Vilken typ av distributionstransformatorer används i nätstationer? Svar: Normala olje- och torrisolerade distributionstransformatorer utförda enligt gällande normer. 20. Vilken apparatbestyckning behövs på lågspännings sidan? Svar: Säkringar jämte mätinstrument för ström och spänning. 21. Vad medger en säkringslastfrånskiljare samtidig bortkoppling av? Svar: Samtidig bortkoppling i alla tre faserna. 22. Efter vad ställer man de anspråk på kortslutningssäkerhet som en nätstation ska uppfylla? Svar: På kortslutningssäkerhet, som ställs av de försörjande anläggningarna. 11

12 23. Vilken storlek på kortslutningsströmmar kan förekomma? Svar: ka. 24. Vad måste nätstationen tåla vid bortkoppling av kortslutning med brytare? Svar: Tåla uppkommande stötström jämte kortslutningsström under vald utlösningstid med hjälp av reläskydd. 25. Hur inverkar kortslutningsströmmen på dimensioneringen av nätstationer när man använder säkringar? Svar: Ringa 26. Vilken typ av komponenter ska man använda vid uppbyggnad av stationer inne i främmande byggnader? Svar: Samma komponenter som vid fristående stationer. 12

13 Kapitel Detaljdistributionsnät och Kapitel Industridistributionsnät 1. Hur är detaljdistributionsnät uppbyggda i tätorter? Svar: Övervägande med kabel. 2. Samma typ av nät som ovan men på landsbygden? Svar: Vanligast med luftledning. 3. Vilka olika utföringsformer finns det på jordkabelnät vid 11 och 22 kv? Svar: Radiella kablar, kablar i sektionerad slinga och dubbla kablar. 4. Vad bör man tänka på vid val mellan olika distributionssystem när det gäller konsumenten? Svar: Man bör i den ekonomiska beräkningen även inkludera konsumenternas kostnader vid avbrott. 5. Vilken utföringsform är den mest gynnsamma vid normal distribution? Svar: Kablar i slingor. 6. Vilka för- och nackdelar har PEX-kabeln jämfört med pappersisolerad kabel? Svar: PEX-kabeln kan framför allt vid förläggning på stege belastas mera och är mer lätthanterlig än den pappersisolerade, bland annat vid avslutning och skarvning. 13

14 7. Vilka olika utföringsformer finns det på jordkabelnät vid lågspänning? Svar: Masknät, öppna slingor och radiella ledningar. 8. Vilken form har överlägsen leveranssäkerhet? Svar: Masknätet 9. Vad skiljer ett svenskt lågspänningsnät mot ett utomlands? Svar: Inom svensk eldistribution använder man normalt kabelskåp ovan jord för anslutning av servisledningar mellan matarledningarna och konsumenterna. Utomlands är det vanligt att man inte använder kabelskåp. Man har i stället antingen osäkrade så kallade T-avgreningar, en till varje konsument, eller i marken nedgrävda skarvlådor med osäkrade servisledningar till flera konsumenter. 10. Hur är luftledning 11 och 22 kv utförd? Svar: Radiella ledningar med avgreningar. 11. Vilken typ av ledning används oftast numera på lågspänningsnät? Svar: Hängspiralledning 12. Vilka fördelar har ALUS jämfört med friledning på lågspänningsnät? Svar: Den har betydligt mindre reaktans och lägre spänningsfall än friledning och ger därmed möjlighet att använda längre ledningar. 14

15 Kapitel 12 - Skydd av olika systemdelar 1. Vad är kontrollutrustningens primära uppgift? Svar: Ombesörja styrning, Detta driftövervakning och felbortkoppling. 2. Nämn några vanliga krav på systemutformning för kontrollanläggningen? Svar: Enstaka fel i denna för inte äventyra nätets eller stationens säkerhet. Risken för två samtidiga av varandra oberoende fel i kontrollanläggningen anses vara försumbar. Den ska vara så långt som möjligt uppdelad i av varandra oberoende funktioner. 3. Vad är reläskyddens huvudsakliga uppgift? Svar: Att initiera bortkoppling av felbehäftade anläggningsdelar. 4.. Nämn några delar som ingår i felbortkopplingssystemet? Svar: Mättransformatorer, Kablar, Relä, Valutrustning, Styrenhet och Utlösningsmagnet. 5. Nämn två typer av skydd för reservbortkoppling? Svar: Lokal reserv och fjärreserv. 6. Ge exempel på en yttre och en inre överspänning? Svar: Yttre kan vara åska, inre en kopplingsöverspänning. 7. Nämn två typer av åskskydd? Svar: Ventilavledare och Topplinor. 15

16 8. Vad är symmetriska komponenter? Svar: En matematisk modell som möjliggör beräkningar av osymmetriska förhållanden i ett trefassystem. 9. Vad heter de symmetriska komponenterna? Svar: Plusföljd, Minusföljd och Nollföljd. 10. Vad menas med matningsstorhet? Svar: Elektrisk storhet som ensam eller tillsammans med andra tillförs ett relä. 11. Vad menas med funktionsvärde? Svar: Det gränsvärde hos den påverkade storheten för vilket ett relä fungerar. 12. Vad menas med återgångsvärde? Svar: Det gränsvärde hos den påverkade storheten för vilket ett relä återgår. 13. Vad menas med återgångsförhållande? Svar: Förhållandet mellan återgångsvärde och funktionsvärde. 14. Vilken symmetrisk komponent förekommer endast vid jordfel? Svar: Nollföljd 15. Vilken symmetrisk komponent kan användas för att detektera tvåfasiga kortslutningar? 15. Svar: Minusföljd 16

17 16. På vilka sätt kan selektivitet uppnås? Svar: Funktionsselektivtet, Tidsselektivitet, Riktningsselektivitet och Absolut selektivitet. 17. Vad menas med rätt känslighet för ett reläskydd? Svar: Att reläskyddet har tillräcklig känslighet för att garantera felbortkoppling av alla fel. 18. Vad menas med ett reläskydds tillförlitlighet? Svar: Att den utför enbart korrekta funktioner och aldrig felaktiga funktioner. 19. Vad är lokalkraftsanläggningens huvuduppgift? Svar: Att försörja stationens alla elektriska funktioner så att de ska kunna fungera på avsett vis. 20. Vissa funktioner i stationen måste även fungera vid driftstörningar. Vad görs för att klara av detta? Svar: Lokalkraftsanläggningen kompletteras med batterier. 17

18 Järnvägens elanläggningar 1. Vilken spänning och frekvens har järnvägens kontaktledningar i Sverige? Svar: 15 kv och 16 2/3 16,7 Hz, enfas växelström. 2. Varför använder man denna låga frekvens i Sverige? Svar: Det fanns tekniska begränsningar i loken vid sen tid då Sveriges järnväg elektrifierades (Svårt att bygga motorer för högre frekvenser) 3. Vilken spänning och frekvens är idag standard i Europa och används bland annat i Danmark? Svar: 25 kv och 50 Hz 4. Vilket system används i Spanien och Italien? Svar: Likström V. 5. Hur skapas frekvensen 16,7 Hz? Svar: 132 kv, 50 Hz omformas till 15 kv och 16,7 Hz i omformarstationer. 6. Vika 2 typer av omformare finns? Svar: Roterande maskiner eller statiska omformare medkraftelektronik. 7. Beskriv strömkretsen i kontaktledningssystemet? Svar: Från matarstationen leds strömmen via kontaktledningen till lokets strömavtagare och vidare till motorn. Returströmmen leds sedan ner i rälsen via lokets hjul och går vidare i återledaren till matarstationen. 18

19 8. Viken funktion har sugtransformatorn? Svar: Den tvingar returströmmen att gå via återledaren. Utan sugtrafo skulle strömmen kunna ta andra vägar (vagabondera) och därmed ge störningar i tele- och signalkablar som ligger i banvallen. 9. Vilka är fördelarna med att använda AT-system istället för BT-system? Svar: Man kan mata med 30 kv istället för 15 kv och minska förlusterna. Detta ger mer kraft till tågen. Avstånden mellan transformator- och omformarstationer kan ökas. 10. Vad händer om det blir avbrott i returströmkretsen? Svar: Det finns risk för att en farlig spänning uppstår över avbrottsstället. 11. Hur undviker man detta vid exempelvis byte av räls? Svar: En ledare monteras över avbrottsstället. 12. Vilken funktion har hjälpkraftledningen? Svar: Att distribuera elenergi till signalanläggningar, teleanläggningar, belysning växelvärmeanläggningar och fastig heter/byggnader utefter järnvägen. 13. Hur gör man för att kontaktledningen ska ha samma höjd överallt utefter spåret? Svar: Kontaktledningen delas in i sektioner på cirka 1,2 km. I ändarna på varje sektions hängs vikter som håller kontaktledningen spänd. 14. Hur är återledaren utformad? Svar som friledning bestående av en eller två 212 mm 2 Al-linor på isolatorer alternativt som kabel. 19

20 15. Varför används förstärkningsledning? Svar: För att öka kontaktledningens area parallellkopplas den med kontaktledningen. Detta minskar också spänningsfallet. 16. Vilka elsystem används för hjälpkraftledningen? Svar: 2- eller 3-fas 11 kv eller 3-fas 22 kv. Båda systemen är 50 Hz. 17. Vilken funktion har lokets strömavtagare? Svar: Att ha kontakt med kontaktledningen och förse fordonet med energi 18. Hur är kontaktytan på strömavtagaren utformad? Svar: Med en kolslitskena. 20