
- •Н.П. Воробьев методические указания по лабораторным работам по дисциплине «теория моделирования в инженерной практике»
- •Содержание
- •Введение
- •1 Назначение лаборатории «Теория моделирования в инженерной практике»
- •2 Описание лабораторного стенда по дисциплине «Теория моделирования в инженерной практике», моделируемого в матлаб
- •3 Инструкция студентам по охране труда при выполнении работ в лаборатории
- •3.1 Общие требования безопасности
- •3.2 Требования безопасности перед началом работ
- •3.3 Требования безопасности во время работы
- •3.4 Требования в аварийных ситуациях
- •3.5 Требования безопасности по окончании работы
- •4 Подготовка к выполнению работ
- •5 Моделирование элементов электрических систем
- •6 Лабораторная работа № 1. Холостой ход воздушной линии электропередачи
- •7 Лабораторная работа № 2. Исследование установившихся режимов радиальной электрической сети 110 кВ
- •8 Лабораторная работа № 3. Исследование установившихся режимов простой замкнутой электрической сети
- •9 Лабораторная работа № 4. Исследование установившихся режимов длинных линий переменного тока
- •10 Лабораторная работа № 5. Исследование установившихся режимов электропередачи с помощью круговых диаграмм
- •11 Имитационное моделирование лабораторной работы № 1 на компьютере с помощью программного комплекса matlab
- •12 Имитационное моделирование лабораторной работы № 2 на компьютере с помощью программного комплекса matlab
- •13 Имитационное моделирование лабораторной работы № 3 на компьютере с помощью программного комплекса matlab
- •14 Имитационное моделирование установившихся режимов длинных линий переменного тока на компьютере с помощью программного комплекса matlab
- •15 Моделирование установившихся режимов электропередачи с помощью круговых диаграмм на компьютере
- •16 Расчет параметров схем замещения линий электропередач и трансформаторов подстанций для компьютерного моделирования электрических сетей
- •17 Расчет параметров схем замещения линий электропередач на основе пакета Simpowersystems
- •Заключение
- •Список использованных источников
11 Имитационное моделирование лабораторной работы № 1 на компьютере с помощью программного комплекса matlab
Для моделирования имитационной модели замещения ВЛЭП 110 кВ на лабораторном стенде (на одну фазу) в режиме холостого хода надо запустить модель Lab1xx_1_1_s (рисунок 11.1), где представлены те же элементы сети. Резистор R0 необходим ввиду того, что данный программный комплекс не допускает соединения в кольцо двух идеальных элементов Е1 и С1, то есть с его помощью имитируется реальное внутреннее сопротивление источника ЭДС Е1.
Рисунок 11.1 - Имитационная модель схемы замещения ВЛЭП 110 кВ на лабораторном стенде в режиме холостого хода (Lab1xx_1_1_s.mdl)
Результат измерений представлен на рисунках 11.1, а и 11.1, б , условия моделирования – на рисунке 11.1, г.
На рисунке 11.1, а приведены модули амплитудных значений измеряемых величин и их фазовые углы.
На рисунке 11.2 приведена имитационная модель холостого хода ВЛ на лабораторном стенде, на которой установлены приборы для измерения всех параметров линии.
Модель рисунок 11.3 (ris_3_5_5_1pi) представляет собой имитационную модель схемы замещения ВЛЭП с использованием элемента pi section line (ее параметры приведены на рисунке 11.3, а). Расчет параметров схем замещения линий электропередач, в этом случае, производится на основе пакета Simpowersystems (см. раздел 18).
Параметры блоков, образующих источник ЭДС, приведены на рисунках 11.3, б и 11.3, в.
На рисунке 11.3, г приведены параметры одной из моделей ЛЭП в режиме холостого хода на стенде, а на рисунке 11.3, д приведены соответствующие векторные диаграммы, построение которых осуществлено в Inkscape.
9.059e+004 V -0.12° ---> V1
18.87 A -90.39° ---> I1
9.059e+004 V -0.12° ---> Ub: C1 0,33 uF
9.142e+004 V -0.66° ---> Ub: C2 0,33 uF
833.7 V 179.34° ---> Ub: L1 0.28 H
188.7 V -90.39° ---> Ub: R0 10 Ohms
853 V 89.34° ---> Ub: R1 90 Ohms
9.142e+004 V -0.66° ---> Ub: R2 1000000000 Ohms
9.059e+004 V 0.00° ---> Usrc: E1 90588 V
9.391 A 89.88° ---> Ib: C1 0,33 uF
9.477 A 89.34° ---> Ib: C2 0,33 uF
9.477 A 89.34° ---> Ib: L1 0.28 H
18.87 A -90.39° ---> Ib: R0 10 Ohms
9.477 A 89.34° ---> Ib: R1 90 Ohms
9.142e-005 A -0.66° ---> Ib: R2 1000000000 Ohms
Рисунок 11.1, а
Рисунок 11.1, б - Окно блока Scope по рисунку 11.1
Рисунок 11.1, в
Рисунок 11.1, г – Окно задания параметров моделирования
Рисунок 11.2 Имитационная модель холостого хода ВЛ на лабораторном стенде (Lab1xx_2_1 _s.mdl)
На рисунке 11.2, а приведена имитационная модель холостого хода реальной ВЛ, на которой установлен универсальный блок для измерения всех параметров линии Multimeter.
Рисунок 11.2, а - Имитационная модель холостого хода реальной ВЛ (Lab1xx_1_1_L.mdl)
Рисунок 11.3 - Имитационная модель холостого хода ВЛ на лабораторном стенде с блоком Pi Section Line (ris_3_5_5_pi_s.mdl)
Рисунок 11.3, а
Рисунок 11.3, б
Рисунок 11.3, в
9.059e+004 V -0.12° ---> V1
18.87 A -90.39° ---> I1
9.059e+004 V -0.12° ---> Ub: C1 0,33 uF
9.142e+004 V -0.66° ---> Ub: C2 0,33 uF
833.7 V 179.34° ---> Ub: L1 0.28 H
188.7 V -90.39° ---> Ub: R0 10 Ohms
853 V 89.34° ---> Ub: R1 90 Ohms
9.142e+004 V -0.66° ---> Ub: R2 1000000000 Ohms
9.059e+004 V 0.00° ---> Usrc: E1 90588 V
9.391 A 89.88° ---> Ib: C1 0,33 uF
9.477 A 89.34° ---> Ib: C2 0,33 uF
9.477 A 89.34° ---> Ib: L1 0.28 H
18.87 A -90.39° ---> Ib: R0 10 Ohms
9.477 A 89.34° ---> Ib: R1 90 Ohms
9.142e-005 A -0.66° ---> Ib: R2 1000000000 Ohms
Рисунок 11.3, г - Параметры имитационной схемы одной из моделей ЛЭП в режиме холостого хода на стенде
Рисунок 11.3, д – Векторная диаграмма токов и напряжений (в Inkscape) по данным рисунка 11.3, г