Расчет недостающих исходных данных

Задание на практическую работу по курсу

«Компьютерное моделирование систем электроснабжения»

 

1. Создать модель сети (рисунок 1) согласно варианту. Базовые исходные данные для элементов схемы см. Таблицы 1-5. Недостающие исходные данные в параметрах элемента определить по справочным данным или рассчитать самостоятельно.

2. Выбрать линию 0,4 кВ (кабель алюминиевый или медный) исходя из мощности трансформатора и задать эквивалентным сопротивлением (активным и реактивным).

3. Смоделировать короткое замыкание (КЗ) в точках К1 и К2. Вид КЗ, момент появления, длительность и интервал моделирования см. Таблица 6.

4. Вывести действующие значения (RMS) и осциллограммы мгновенных значений токов до КЗ и во время КЗ. В точках А и B.

5. Момент замыкания выключателя см. Таблица 7.

6. Определить спектральный состав (несинусоидальность) и коэффициент нелинейных искажений (THD) на шинах 0,4 кВ трансформатора при нагрузке, указанной в Таблице 5.

7. Исследовать перенапряжения (процессы), возникающие на шинах 0,4 кВ потребителя в момент обрыва нулевого проводника при несимметричной нагрузке на шинах потребителя. Построить осциллограммы фазных и линейных напряжений. Определить действующие фазные напряжения

8. Выгрузить любую осциллограмму в Workspace с помощью осциллографа Scope и построить по данному массиву данных график в Excel.

Рисунок 1 – Заданная схема электроснабжения

 

Исходные данные для варианта 6

Таблица 1 - Параметры системы С1:

№ варианта
Uс, кВ
Хc, Ом	0,7

Таблица 2 - ЛЭП Л1 ВН:

№ варианта
Марка провода/кабеля	3xАПвПг 1х70
Длина, км, L	2,6

Недостающие параметры рассчитать и взять из справочной литературы

Таблица 3 - ЛЭП Л2 НН:

№ варианта
Марка провода/кабеля	Определить по мощности трансформатора. Таблица 4.
Длина, м, L

Недостающие параметры рассчитать и взять из справочной литературы

Таблица 4 - Трансформаторы:

№ варианта
Марка	ТМГ-6/0,4-У1
Sном, кВА
UВН, кВ
UНН, кВ	0,4

Недостающие параметры рассчитать и взять из справочной литературы

Таблица 5 - Нагрузка:

№ варианта
ф. A	Pн, кВт
Qн, кВар
ф. B	Pн, кВт
Qн, кВар
ф. С	Pн, кВт
Qн, кВар

Недостающие параметры рассчитать и определить самостоятельно

Таблица 6 - Вид КЗ

№ варианта
Интервал моделирования, с	3,4
КЗ1	B>G
КЗ2	AB
Время КЗ1, с	0,4
Время КЗ2, с	2,5
Длительность КЗ1, с
Длительность КЗ2, с	0,5

A>G – однофазное КЗ на землю (ф. А);

ABC>G – трехфазное КЗ на землю;

BC>G –двухфазное КЗ на землю (ф. В, С);

AB –межфазное (ф. А, В).

Таблица 7 – Момент включения выключателя B1

№ варианта
t, с	0,05

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1 Расчет недостающих исходных данных. 6

2 Модель заданной сети в MAТLAB/Simulink. 10

3 Результаты моделирования. Описание, анализ. 13

Cписок используемых источников. 21

 

 

 

Расчет недостающих исходных данных

1.1 Параметры системы

Частота напряжения системы f=50 Гц.

Индуктивность системы:

Гн.

1.2 Параметры ЛЭП

ЛЭП Л1: 3xАПвПг 1х70.

Из [1] определяем параметры:

удельное активное сопротивление прямой последовательности r₁=0,42Ом/км;

удельное активное сопротивление нулевой последовательности r₀=1,68Ом/км;

удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности х₁=0,08 Ом/км;

удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности х₀=0,32 Ом/км;

удельная емкость кабеля прямой последовательности c₁=0,4 мкФ/км;

удельная емкость кабеля нулевой последовательности с₀=0,244 мкФ/км.

Для указания в блоке MAТLAB/Simulink требуется величина удельной индуктивности.

Определим величины удельной индуктивности кабеля для частоты f=50Гц:

удельная индуктивность прямой последовательности

Гн/км;

удельная индуктивность нулевой последовательности

Гн/км.

Определим сечение кабеля ЛЭП Л2 по величине допускаемого тока. Толк линии будет равен:

А.

Выбираем по допускаемому току в воздухе из ПУЭ кабель типа АПпВГ -3х120 с I_доп=261 А.

ЛЭП Л2: АПпВГ -3х120.

Из [1] определяем параметры:

удельное активное сопротивление прямой последовательности r₁=0,245Ом/км;

удельное активное сопротивление нулевой последовательности r₀=0,98Ом/км;

удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности х₁=0,076 Ом/км;

удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности х₀=0,304 Ом/км;

удельное емкостное сопротивление прямой последовательности c₁=0,81 мкФ/км;

удельное емкостное сопротивление нулевой последовательности c₁=494 мкФ/км.

Для указания в блоке MAТLAB/Simulink требуется величина удельной индуктивности.

Определим величины удельной индуктивности кабеля для частоты f=50Гц:

удельная индуктивность прямой последовательности

Гн/км;

удельная индуктивность нулевой последовательности

Гн.

 

1.3 Параметры трансформатора

Каталожные данные заданного трансформатора:

Р_кз=2,6 кВт, Р_хх=0,41 кВт, U_к=4,5%, I_xх=0,5%.

Определим номинальные значения линейных и фазных токов и напряжений:

линейные токи

А, А,

фазные токи и напряжения (для соединения звездой обмотки ВН и обмотки НН)

А, А,

В, В.

Коэффициент трансформации

Активное сопротивление магнитной цепи:

Ом,

где - ток холостого хода первичной обмотки, А.

Полное сопротивление магнитной цепи:

Ом.

Индуктивное сопротивление магнитной цепи:

Индуктивность магнитной цепи:

Гн.

Полное сопротивление короткого замыкания:

Ом,

где - напряжение короткого замыкания, В.

Активное сопротивление короткого замыкания:

Ом.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания.

Ом.

Определение величин сопротивлений схемы замещения.

Активные сопротивления обмоток:

Ом;

Ом.

Индуктивные сопротивления обмоток:

Ом;

Ом.

Индуктивность обмоток:

Гн;

Гн.