1.5.1 Предварительные сведения о работе со стендом
Лабораторный стенд «Компьютерная высоковольтная лаборатория» создан на базе программы EMTLab, разработанной на кафедре ТЭВН МЭИ. Расчетная модель подстанции для расчета грозовых перенапряжений показана на рисунке 9.
Рисунок 9 – Расчетная модель подстанции в программе
«Компьютерная высоковольтная лаборатория»
Для добавления соединений необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по узлу элемента или общему узлу нескольких соединений, что автоматически переводит программу в режим рисования соединений. При последующих нажатиях левой кнопки мыши будет выполняться добавление промежуточных точек в создаваемое соединение. Для завершения рисования нового соединения необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по требуемому конечному узлу. Для отмены добавления нового соединения во время его рисования можно воспользоваться пунктом «Отменить соединение » контекстного меню, доступного по нажатию правой кнопки мыши, или клавишей Esc.
Для удаления элементов или соединений из схемы необходимо сначала выделить их, а затем нажать клавишу Delete. Для копирования элементов и соединений также необходимо сначала выделить их, а затем воспользоваться кнопкой «Копировать » панели инструментов или комбинацией клавиш Ctrl + C. Для удаления объектов из схемы и помещения их в буфер для последующей вставки можно воспользоваться кнопкой «Вырезать » панели инструментов или комбинацией клавиш Ctrl + X. Вставка скопированных (или «вырезанных») ранее объектов выполняется с помощью кнопки «Вставить » панели инструментов или нажатием комбинации клавиш Ctrl + V.
Для масштабирования схемы и быстрой навигации по ней можно воспользоваться кнопками «Увеличить », «Уменьшить », «Показать все » и «Перетащить » в панели инструментов или в контекстном меню, доступном по нажатию правой кнопки мыши. Для удобства работы с программой эти режимы масштабирования также доступны с помощью колеса мыши. Так, увеличение и уменьшение схемы производится при прокрутке колеса мыши. При нажатии на колесо мыши и удерживании его в нажатом состоянии возможно перемещение схемы. В свою очередь, автоматическое масштабирование «Показать все », позволяющее отобразить на экране целиком всю схему, осуществляется двойным щелчком по колесу мыши.
Измерение напряжений и токов в расчетной модели выполняется с помощью блоков Вольтметр и Амперметр. Для вывода измеренных значений напряжений и токов на экран используется блок вывода Осциллограф, в котором вывод расчетных осциллограмм выполняется в отдельном окне, открывающемся по двойному щелчку мыши на блоке осциллографа. На одном осциллографе можно вывести несколько осциллограмм одновременно, их число определяется количеством входов (входных портов) осциллографа. Для того чтобы изменить число входов (по умолчанию осциллограф имеет один входной порт), необходимо воспользоваться диалогом «Осциллограф », который вызывается с помощью пункта «Свойства » контекстного меню для выделенного осциллографа. Кроме того, с помощью этого диалога можно задать обозначения осей X и Y, а также числовые множители, которые используются для масштабирования сигналов при их отображении. Так, например, по умолчанию осциллограф выводит напряжение в вольтах, а время – в миллисекундах. В случае, если необходимо вывести напряжение в киловольтах, можно воспользоваться кнопкой «Параметры осей Y подграфиков » диалога «Осциллограф » и в появившемся диалоге «Параметры отображения осей Y осциллографа » задать для всех входных портов множитель 0,001. В свою очередь, для отображения временных интервалов в микросекундах необходимо воспользоваться кнопкой «Параметры осей X подграфиков » диалога «Осциллограф » и затем в появившемся диалоге «Параметры отображения осей X осциллографа » задать множитель по оси X, равный 1е6.
Запуск схемы на расчет осуществляется по нажатию кнопки «Расчет » в панели инструментов или функциональной клавиши F5.
1.5.2 Указания по составлению схемы и выполнению расчетов
Блоки, используемые в этой лабораторной работе, сведены в таблице 2.
Таблица 2 - Элементы расчетной модели, используемые в лабораторной работе
| Элемент | Описание |
| Источник косоугольного импульса, моделирующий набегание с линии электромагнитной волны. Параметры: – амплитудное значение напряжения, кВ; – крутизна фронта, кВ/мкс. Местонахождение блока в библиотеке элементов: Источники à Неуправляемые. |
| Активное сопротивление для представления волновых сопротивлений воздушных линий. Местонахождение блока в библиотеке элементов: Элементы à RLC-цепи. |
| Емкость для представления входных емкостей электрооборудования: трансформаторов, выключателей, разъединителей. Местонахождение блока в библиотеке элементов: Элементы à RLC–цепи. |
| Линия с распределенными параметрами, предназначенная для моделирования ошиновок. Параметры: – длина, км; – волновое сопротивление, Ом; – скорость распространения, м/с. Местонахождение блока в библиотеке элементов: Элементы à Линии. |
| Нелинейный ограничитель перенапряжений (ОПН). Параметры ОПН задаются таблицей импульсных токов (кА) и соответствующих им остающихся напряжений (кВ). Местонахождение блока в библиотеке элементов: Элементы à Ограничители перенапряжений. |
| Аналоговый заземлитель. Местонахождение блока в библиотеке элементов: Коннекторы à Заземлители. |
| Вольтметр. Местонахождение блока в библиотеке элементов: Измерители à Непрерывные. |
| Цифровой осциллограф. Местонахождение блока в библиотеке элементов: Измерители à Блоки вывода. |
По завершении сборки расчетной схемы перед ее запуском на счет необходимо задать параметры расчета (пункт «Параметры расчета » в меню «Расчет » программы). Шаг расчета следует принять равным 0,001 мкс, а время счета – 20 мкс.
Для определения максимальных напряжений на электрооборудовании следует по окончании расчета открыть осциллограмму напряжения двойным щелком мыши по блоку Осциллограф. Далее, дважды щелкнув мышью по расчетной осциллограмме, открыть диалоговое окно «Свойства кривой ». В появившемся диалоге на закладке «Информация » максимальное расчетное значение напряжения отображается в поле «Максимальное значение координаты Y ».
Для удобства обработки результатов для каждого пункта задания в программе имеется табличная форма, вызываемая путем нажатия кнопки с номером пункта задания в панели инструментов. Найденные значения максимальных напряжений следует ввести в таблицу и, по окончании ее заполнения, нажать кнопку «Построить график ».
По итогам выполнения работы полученные табличные формы и графики целесообразно сохранить путем их копирования и вставки в доступный на компьютере текстовый редактор WordPad. Для копирования в буфер обмена табличных форм можно воспользоваться комбинацией клавиш Alt + Print Screen. Графики можно скопировать в буфер обмена или сохранить в файл с помощью меню Правка окна графопостроителя XYGraph (пункты «Копировать рисунок » и «Сохранить рисунок » соответственно).