Моделирование элементов и расчет установившихся режимов электрических систем и сетей. Лабораторный практикум
.pdfВ программе предусмотрено два типа утяжеления: быстрое и стандартное (задается в параметрах утяжеления «Расчет» – « Пара-
метры» – « Утяжеление»).
При быстром утяжелении изменение параметров узлов осуществляется во внутреннем цикле расчета режима. Поэтому предельный режим получается наиболее быстро. Но при быстром утяжелении критерием нахождения предельного режима может быть только сходимость расчета установившегося режима (нельзя определить экстремум по контролируемым величинам). Также при быстром утяжелении нельзя отследить изменение параметров в ходе утяжеления.
При стандартном утяжелении процесс расчета разбит на шаги (рис. 6.2), каждый из которых соответствует сбалансированному промежуточному режиму. После выполнения каждого шага возможно автоматическое занесение значений контролируемых величин в соответствующую таблицу, что позволяет отследить их изменение. Также после каждого шага может быть выполнен заданный макрос, что позволяет дополнить траекторию утяжеления различными условными параметрами (например, отключить шунт, если напряжение в выбранных точках меньше заданной величины и т.п.). Сам процесс стандартного утяжеления можно разбить на этапы, представленные на рис. 6.2.
Задание траектории утяжеления производится в таблицах «При-
ращения_Узлы» или «Приращения_Районы» меню «Траектория».
На рис. 6.3 показан пример задания траектории утяжеления по узлам. Запуск утяжеления осуществляется кнопкой на панели инструментов. Построить график контролируемых величин, участвующих в утяжелении, можно при помощи команды «График» («Расчет» –
«Контролирование величины (КВ)» – « График»).
Утяжеление можно проводить в автоматическом режиме с помо-
щью команд «Начать» и «Продолжить». Команда «Начать» соот-
ветствует кнопке на панели инструментов. Команда «Продолжить» позволяет, не сбрасывая значения контролируемых величин, продолжить утяжеления. В основном это требуется после изменения параметров утяжеления, например изменения направления утяжеления с помощью изменения шага утяжеления на -1.
31
Рис. 6.2. Пошаговое выполнение расчета утяжеления
Рис. 6.3. Таблица «Приращения_Узлы»
32
Также можно произвести данные операции в пошаговом режиме с помощью команд «Формирование КВ», «Инициализация», «Шаг» (меню «Расчеты» – « Утяжеление» – « По шагам»).
По команде «Формирование КВ» производится автоматическое формирование таблицы описаний контролируемых величин на основе заданной траектории утяжеления. В таблицу заносятся все величины, по которым задано ненулевое приращение. При необходимости можно отключить этот этап в автоматическом режиме, выполнить эту команду в ручном режиме и затем откорректировать по желанию.
Команда «Инициализация» выполняется перед началом утяжеления. Производится балансировка исходного режима и устанавливаются следующие параметры утяжеления:
Деление шага: Отключено Текущий шаг: 1 Суммарный шаг: 0
При необходимости эти параметры можно задать вручную. «Шаг» – основная команда при утяжелении режима.
При ее выполнении получается новый сбалансированный установившийся режим. Параметры, входящие в траекторию утяжеления, увеличиваются на заданную в ней величину, умноженную на величину текущего шага. Если полученный режим сходится, работа команды заканчивается. Если режим не сбалансируется, происходит откат к начальному режиму и деление величины текущего шага пополам. Процедура может повторяться до тех пор, пока полученные приращения параметров траектории, умноженные на величину текущего шага, не станут меньше заданных в параметрах утяжеления.
При использовании дополнительных критериев поиска предельного режима, т.е. экстремума по выбранным контролируемым параметрам, алгоритм выполнения команды «Шаг» несколько другой. В этом случае на первом шаге утяжеления производится запоминание направления изменения контролируемого параметра (увеличение или уменьшение), при последующих шагах производится контроль направления, и при его смене осуществляется выбор шага по следующему алгоритму (рис. 6.4).
33
1.Рассматривается точка предполагаемого максимума (2) и две соседние точки (1, 3).
2.Находится больший из отрезков (a или b) и точка (4) на середине большего из отрезков.
3.Шаг выбирается таким образом, чтобы попасть в точку (4).
4.Рассчитывается режим в новой точке.
Рис. 6.4. Алгоритм выбора шага
Для отслеживания экстремума по выбранному параметру необходимо выполнить следующие операции.
1.Сформировать контролируемые величины («Формирование
КВ»).
2.Отредактировать таблицу описаний контролируемых величин (добавить туда те величины, по которым осуществляется поиск экстремума (мощности сечений, генерации и т.д.)). Отметить эти величины.
3.В параметрах утяжеления («Расчеты» – « Параметры» – «Утяжеление») отключить формирование описания контролируемых величин («Форм КВ»: «Нет»), и включить поиск экстремума по контролируемым величинам («Экстремум»: «Отмеч»).
4.Провести утяжеление в автоматическом или ручном режиме. Наиболее часто поиск экстремума используется при утяжелении
по углу. Для задания утяжеления по углу тип узла в траектории утя-
желения (меню «Открыть» – « Траектория» – « Прираще-
34
ния_Узлы» – « Тип») задается как «База». В узле (узлах) задается приращение угла напряжения (dDelta).
При использовании поиска экстремума по Р_г процесс утяжеления изображен на рис. 6.5.
Результатом утяжеления является найденный экстремум.
Рис. 6.5. Процесс утяжеления при использовании поиска экстремума
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1.Задать траекторию утяжеления.
2.Произвести утяжеление установившегося режима (быстрое, стандартное).
3.Вывести на экран график утяжеления.
4.Произвести утяжеление при использовании поиска экстремума
5.Вывести на экран график утяжеления.
6.Оформить отчет.
Контрольные вопросы
1.Что такое утяжеление режима?
2.В чем заключается принцип утяжеления режима?
3.Какие существуют типы утяжеления режима, и чем они отличаются?
4.Что является результатом утяжеления при поиске экстремума?
35
Лабораторная работа № 7
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ДОПУСТИМОГО ТОКА ЛИНИИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Цель работы – определение зависимости допустимого тока от температуры, определение температуры окружающей среды, расчет допустимого тока от температуры в ПК RastrWin.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Для ЛЭП можно задать зависимость допустимого тока от температуры. Задается столбец «I_доп_25» – допустимый ток при температуре 25 ° С, а расчетное значение вычисляется и записывается в столбец «I_доп_расч» – расчетный допустимый ток. Для каждой ветви задается номер зависимости допустимого тока от температуры. Сама зависимость задается в отдельной таблице «График_Iдоп_от_Т» и может быть выбрана индивидуально для каждой линии.
Температура провода может задаваться следующими параметрами (в порядке понижения приоритета): «Тс ветви», «Тс района», «Тс территории», «Тс объединения», «Тс схемы». Кроме того, добавлена новая расчетная функция – «Расчеты» – « Доп.ток от T».
Задание допустимого тока при температуре 25 ° С и определение его зависимости от температуры
В таблицу «Токовая загрузка ЛЭП» (рис. 7.1) дополнительно вводятся:
N_I(t) – номер зависимости допустимого тока от температуры (сама зависимость задается в таблице График_Iдоп_от_T);
I_доп_25 – допустимый ток при температуре 25 ° С (номинальный равен единице в о.е.);
Тс – температура для ветви;
I_доп_расч – расчетный допустимый ток;
I/I_доп(%) – расчетная токовая загрузка.
36
Рис. 7.1. Токовая загрузка ЛЭП
Определение температуры
Для определения температуры окружающей среды используется следующий алгоритм:
–если задана температура (Тс) ветви, то она используется при расчете (примечание: для задания температуры ветви, равной нулю, следует задавать небольшое положительное число);
–если задана температура (Тс) района/территории/объединения, которому принадлежит узел начала ветви, то она используется при расчете (примечание: для задания температуры района/территории/объединения, равной нулю, следует задавать небольшое положительное число);
–если температура нигде не задана, используется температура, заданная при вызове функции «Расчеты» – « Доп.ток от T»;
–если не задан номер зависимости от температуры «N_I(t)», то расчетный допустимый ток «I_доп_расч» будет равен «I_доп_25».
37
Зависимость допустимого тока от температуры задается в табли-
це «Открыть» – « Ветви» – « График_Iдоп_от_T» (рис. 7.2).
Рис. 7.2. Зависимость допустимого тока от температуры
Num – номер зависимости Iдоп(t); Tc – температура;
Idop – допустимый ток в относительных единицах (равен 1 при температуре 25 ° С).
Расчет допустимого тока от температуры
Расчет допустимого тока от температуры осуществляется при вы-
зове функции «Расчеты» – «Доп.ток от T» (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Меню расчета допустимого тока от температуры
Поле «Температура» в таблице используется, если не задана температура ветви/района/территории/объединения, поле «Аварийная нагрузка (%)» – если допустимый ток рассчитывается с учетом заданной аварийной нагрузки в процентах.
Поле «Выборка» задает выборку ветвей, по которой пересчитывается допустимый ток.
38
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1.Задать допустимые токи при температуре 25 ° С.
2.Произвести расчет допустимого тока от температуры.
3.Оформить отчет.
Контрольные вопросы
1.Как производится расчет допустимого тока от температуры?
2.Как определить температуру окружающей среды?
3.Какими параметрами может задаваться температура провода?
Лабораторная работа № 8
СОЗДАНИЕ ТРЕХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ И СИСТЕМ
ИХ РЕГУЛИРОВАНИЯ
(РПН, ПБВ, ВДТ) В ПК RASTRWIN
Цель работы – создать модель трехобмоточных трансформаторов, автотрансформаторов и систем их регулирования (РПН, ПБВ, ВДТ) в
ПК RastrWin.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Таблица «Трансформаторы» предназначена для моделирования трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов. Она позволяет рассчитывать сопротивления трансформаторов по их паспортным данным, устанавливать на один трансформатор несколько устройств регулирования типа ПБВ, РПН, ВДТ и рассчитывать взаимосвязанный комплексный коэффициент трансформации. Также пересчитываются сопротивление и допустимые токи трансформатора в зависимости от положения анцапф.
Для подготовки информации по трансформаторам существует форма «Трансформаторы» – « Трансформаторы» (рис. 8.1).
39
Рис. 8.1. Форма «Трансформаторы»
Форма содержит следующие поля:
Название – название трансформатора; Тип – тип трансформатора (трехобмоточный трансформатор / ав-
тотрансформатор); Марка – марка трансформатора;
N_В, N_C, N_Н, N_0 – номера узлов на высокой / средней / низкой сторонах и номер узла нейтрали соответственно;
U_В, U_C, U_Н – номинальные напряжения сторон;
Uk_ВC, Uk_ВН, Uk_CН – напряжения КЗ между обмотками ВНСН, ВН-НН, СН-НН соответственно, отнесенные к номинальной мощности (авто)трансформатора Sном, % номинального напряжения; dP_кз(В-С), dP_кз(В-Н), dP_кз(С-Н) – потери КЗ между обмот-
ками ВН-СН, ВН-НН, СН-НН соответственно;
dP_хх – потери холостого хода (потери в стали) трех фаз трансформатора;
I_хх – ток холостого хода трансформатора, % номинального тока; I_допВН, I_допВН, I_допОО – допустимые токи высокой / сред-
ней / общей обмоток соответственно;
I_ВН, I_СН, Io – токи на ВН, СН и общей обмотки для АТ соответственно;
Контр. Io – контролировать ток общей обмотки (используется для задачи ВРДО);
N_ПБВ, N_РПН, N_ВДТ – ссылка в таблицу «Анцапфы» на устройство регулирования;
N_Хt – ссылка в таблицу «Анцапфы БД» на коэффициент трансформации. Если это поле задано, то указанные устройства регулирования типа ПБВ, РПН, ВДТ игнорируются;
40