Моделирование элементов и расчет установившихся режимов электрических систем и сетей. Лабораторный практикум

–наличие ветвей, у которых отсутствует информация об узлах (или хотя бы об одном узле), ограничивающих эти ветви;

–соответствие коэффициента трансформации номинальным напряжениям узлов, ограничивающих трансформаторную ветвь.

При выявлении ошибочных ситуаций узел или ветвь, введенные с ошибкой, отключаются программой. Для того чтобы исправить ошибки, необходимо вернуться в экранный редактор, проверить наличие всех узлов и ветвей, правильность их номеров, соответствие номеров узлов начала и конца трансформаторных ветвей. Введенные

сошибками ветви или узлы, отключенные программой контроля, необходимо включить.

Для просмотра сообщений об ошибках, выявленных программой контроля, следует использовать протокол («Открыть» – « Прото-

кол»).

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Запустить программу.

2.Для заданного преподавателем варианта исходных данных составить схему электрической сети (приложения 1 и 2).

3.Для составленного варианта схемы произвести контроль исходных данных.

4.Оформить отчет.

Контрольные вопросы

1.Для чего применяется программа RastrWin?

2.Из каких блоков состоит структура программы?

3.Как вводятся исходные данные?

4.Для чего применяется контроль исходной информации?

11

Лабораторная работа № 2

ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С УКАЗАНИЕМ ЕЁ ПАРАМЕТРОВ

Цель работы – построить графическое изображение схемы.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Обозначение узлов на графической схеме

В ПК RastrWin принято изображать узел в виде горизонтальной или вертикальной линии с отходящими ветвями и символическими, в виде фигуры, изображениями нагрузки, генерации и реактора (или батареи конденсаторов). Из рис. 2.1 видно, что шина узла разбита на секции, к каждой из которых можно подключить несколько присоединений ветвей или фигур. Обычно стараются к каждой секции подключать не более двух присоединений, например при горизонтальной ориентации шины – верхнее и нижнее.

Рис. 2.1. Изображение узла

Обозначение ветвей на графической схеме

Для ветвей приняты три различных способа отображения, показанных на рис. 2.2: в виде простой ломаной линии для ЛЭП, в виде ломаной с двумя пересекающимися окружностями для трансформаторов и в виде ломаной с прямоугольником для выключателя.

Подготовка графической схемы осуществляется на основе предварительно загруженной расчетной схемы и заключается в последовательном выполнении следующих операций.

12

1.Расстановка узлов в пространстве на условно бесконечной

доске.

2.Улучшение внешнего вида схемы путем изменения точек присоединения ветвей и фигур к узлу и создания изломов ветвей.

3.Расстановка окон отображения текстовой информации.

4.Ввод поясняющих надписей.

Рис. 2.2. Изображение ветвей

Подготовка графической схемы

Исходя из особенностей хранения графической схемы, рекомендуется эти действия выполнять в указанной последовательности.

Основная команда для ввода узлов – «Ввод». Она используется как для ввода, так и для перемещения узла.

Работа с графикой

Графика используется для манипуляции данными текущей открытой графики (узлы или районы). Для открытия графического окна необходимо выполнить команду «Открыть» – «Графика» или «От-

крыть» – «Графика – Районы».

Перед открытием графического окна необходимо выполнить одно из следующих действий.

1.Загрузить файл в новом формате («Графика» или «Графика – Районы»).

2.Выполнить команду меню «Файл» – « Новый» и выбрать шаблон пустого графического файла («Графика» или «Графика – Районы»).

13

При работе с графикой можно открывать несколько графических окон. Изменения, проводимые в одном окне, автоматически отображаются в других. Режимы работы графика выбираются на панели инструментов «Графика» (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Панель инструментов «Графика»

В зависимости от выбранного состояния «Графика» может находиться в одном из перечисленных далее режимов.

«Просмотр» – в этом режиме при движении мыши с нажатой левой кнопкой схема перемещается, при движении мыши вверх-вниз с нажатой клавишей «Ctrl» схема изменяет масштаб. Правая кнопка – вызов контекстного меню;

«Ввод» – этот режим позволяет ввести узел в графическую схему. При установке мыши на уже введенный узел и перемещении его при нажатой левой клавише мыши производится коррекция его местоположения. Для ввода нового узла используется дополнительное немодальное диалоговое окно (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Меню ввода узлов по схеме

Узел, предлагаемый к вводу, отмечен точкой. Для ввода узла, не попавшего в список, необходимо ввести его номер и нажать «Вста-

вить».

Для ввода всех смежных узлов нужно захватить мышью узел, нажав левую кнопку, и нажать клавишу «Пробел».

Для изменения ориентации шины узла в процессе перемещения используются модификаторы «Shift» (горизонтально), «Alt» (вертикально) и «Ctrl» (зафиксировать).

Для удаления узла из графической схемы используется правая кнопка мыши.

14

«Присоединение» – режим, который используется для редактирования места присоединения ветви или изображения фигуры к узлу. Для применения необходимо захватить мышью нужный объект и переместить в требуемое место.

«Излом» – режим, который используется для редактирования места излома на линии. Захватив мышью точку на ветви, можно переместить ее в нужное место. На линии может быть не более 4 изломов.

«Текст» – режим, который используется для редактирования места расположения текстовых надписей. Захватив мышью надпись, можно переместить ее в нужное место. Для изменения размера – нажать «Ctrl», для изменения угла – «Пробел».

«Надпись» – режим, который используется для ввода и редактирования текстовых надписей.

«Объект» – нажатие этой кнопки активирует специальный режим графики для создания и редактирования линий.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Для заданного варианта схемы построить её графическое исполнение (приложения 1 и 2).

2.Оформить отчет.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Название и цель работы.

2.Таблица с исходными данными.

3.Графическое изображение схемы.

4.Внести данные протокола после контроля исходных данных.

5.Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1.Каким образом происходит расстановка узлов в графической схеме?

2.Как происходит редактирование схемы?

3.Какова очередность вывода узлов на графическую схему?

15

Лабораторная работа № 3

РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ В ПК RASTRWIN

Цель работы – рассчитать нормальный установившейся режим электрической сети и найти параметры для создания режима.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Расчет установившегося режима (УР) можно выполнять после исправления всех ошибок, обнаруженных программой контроля. Для выполнения расчета УР нужно перейти в меню «Расчет» и выбрать команду «Режим». В процессе расчета в протокол выдается таблица сходимости, в которой отображаются следующие величины

(рис. 3.1):

Рис. 3.1. Сходимость расчета режима

Ит – номер итерации; Мах.неб – значение и номер узла для максимального небаланса

мощности (или Q);

>V – максимальная величина и номер узла для превышения напряжения по отношению к номинальному;

<V – максимальная величина и номер узла для снижения напряжения по отношению к номинальному;

Угол – значение и номер линии для максимального разворота угла (в градусах);

F – функция невязок (небалансов)

16

Втаблице, представленной на рис. 3.3, каждая выделенная цветом строка абзаца содержит параметры узла, последующие – параметры присоединенных к нему линий и трансформаторов.

Впараметрах узла отображается номер, название, расчетный модуль

(V)и фаза напряжения, нагрузка (P_н, Q_н), активная генерация (P_г), расчетная реактивная генерация (Q_г), заданные модуль напряжения (V_зд) и пределы изменения реактивной генерации (Q_min, Q_max).

Встроке параметров ветви, связанной с узлом, отображаются номер и название противоположного узла ветви, падение модуля и угла напряжения (dV%, dDelta), переток мощности (P_л, Q_л), входящий в узел, продольные потери (dP, dQ) – ∆S, модуль тока |(I_л) – Ib|, зарядная мощность ЛЭП или потери холостого хода трансформатора (dPз, dQз).

Правая кнопка мыши используется для быстрого перехода от одного узла к другому. Нажатие ее в строке, содержащей номер узла, даже если это ветвь, приведет к появлению в составе локального меню возможности перехода на выбранный узел.

АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

При расчете режима определяются только напряжения узлов, остальные расчетные величины (токи, потоки мощности и т.д.) определяются непосредственно перед их отображением по следующим формулам.

1. Для ЛЭП используется стандартная П-образная схема замещения, показанная на рис. 3.4.

Рис. 3.4. П-образная схема замещения

18

схема замещения, показанная на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Г-образная схема замещения

19

Sɺ = I 2 zɺ.

АНАЛИЗ АВАРИЙНОГО ЗАВЕРШЕНИЯ РАСЧЕТА

При расчете режима возможна ситуация, когда балансировка режима не осуществлена (аварийное окончание расчета). Это может возникнуть в двух случаях: либо установившийся режим не существует, либо режим существует, но итерационный процесс расчета расходится по тем или иным причинам.

Расходимость итерационного процесса в последнем случае обычно связана с «плохим» начальным приближением модулей и углов напряжений. Такое начальное приближение может возникнуть в следующей ситуации: расчет режима завершился аварийно, но после коррекции исходных данных он повторяется. Тогда программа предлагает восстановить номинальные напряжения, при отрицательном ответе на этот вопрос программа начнет расчет, вероятно, с очень плохого начального приближения, что может привести к потере сходимости на первых итерациях.

Для улучшения начального приближения в программе используется специальный стартовый алгоритм, основанный на методе Зейделя. В большинстве случаев он позволяет получить надежную сходимость при очень плохом начальном приближении. Но в достаточно редком случае задания отрицательных сопротивлений ветвей (это бывает при наличии в сети устройств с продольной компенсацией) стар-

20