2. Методика работы на расчетной модели электрической системы при выполнении лабораторных работ

2.1. Составление расчетной схемы

Сначала составляется расчетная схема замещения исследуемой электрической системы. При этом параметры ее отдельных элементов: генераторов, трансформаторов, ЛЭП, нагрузок и т.д. приводятся к одной ступени напряжения, принятой за базисную.

Далее, принимая во внимание возможности модели, путем эквивалентирования и упрощений составляется расчетная схема.

Если рассматриваемая система относительно проста и может быть набрана на расчетном столе, то расчетная схема будет иметь конфигурацию схемы замещения системы.

2.2. Выбор масштабов

Масштабы моделирования – это коэффициенты, связывающие параметры системы и параметры режима в оригинале и в модели. Они выбираются предварительно, до набора расчетной схемы на стенде. При этом для повышения точности измерения желательно выбирать масштабы такими, чтобы токи в расчетной схеме, собранной на стенде, были бы возможно большими, но не превышали максимальных величин, допускаемых конструкцией элементов стенда.

Под масштабными коэффициентами m, или сокращенно масштабами, понимается отношение параметра оригинала к соответствующему параметру модели

m_п = П_ор./П_мод.

Оригиналом для моделирования в данном случае всегда является однофазная схема замещения трехфазной электрической системы. Масштабы моделирования для параметров U, I, Z и S могут быть определены следующим образом:

m _U = U_ор./3 U_мод.; m_I = I_ор./ I_мод.; m_Z = Z_ор./ Z_мод.; m_S = S_ор./ 3S_мод..

В силу известных соотношений для оригинала:

S _ор. = 3 U_ор. I_ор.; Z_ор. = U_ор./3 I_ор. ;

и для модели:

S_мод. = U_мод. I_мод.; Z_мод. = U_мод./ I_мод. ,

видно, что произвольно следует выбирать два из четырех упомянутых масштабов. Тогда остальные два масштаба вычисляются по формулам. Например:

1. Принимаются m_U , m_I.

Вычисляются m_S = m_U  m_I ; m_Z = m_U / m_I .

2. Принимаются m_U , m_S.

Вычисляются m_I = m_S / m_U ; m_Z = m_U / m_I ; m_Z = m_U² / m_S .

Указанные масштабы должны выбираться так, чтобы соответствующие параметры расчетной схемы не превышали максимальных величин, допускаемых конструкцией элементов стенда:

1. Величина ЭДС генераторной станции Е_доп = 80 В;

2. Допустимый ток для любого элемента I_доп. = 0,3 А;

3. Максимально допустимая мощность, выдаваемая генераторной станцией Р_макс.. = 20 – 25 Вт;

4. Номинальное напряжение расчетной модели U_{мод.ном.} = 50 В.

Для выбора масштаба тока исходят из наибольшего предполагаемого тока в анализируемой системе m_I  I_{системы} / I_{мод.доп.} , кА/А или о.е./А .

Масштаб по напряжению должен учитывать максимально возможное напряжение в узлах схемы модели и оригинала. Обычно:

m_U  U_баз.ор. / U_{ном.мод..} , кВ/В или о.е./В ,

где U_баз.ор. – принятое расчетное базисное напряжение.

После выбора масштабных коэффициентов производится перерасчет параметров элементов расчетной схемы к параметрам модели

П_мод. = П_ор./m_п .

Результаты пересчета указываются на расчетной схеме.