Задача создания современного программного обеспечения, позволяющего выполнять компьютерное моделирование аварийных режимов работы систем электроснабжения с целью анализа устойчивости узлов с асинхронной нагрузкой, для современных промышленных предприятий является актуальной с практической точки зрения [7]. В [7] рассматривалось программное обеспечение для моделирования критических режимов работы узлов электроэнергетических систем с асинхронной нагрузкой при исследовании статической устойчивости на промышленной частоте.
Описание программного обеспечения
В данной статье рассмотрено программное обеспечение для исследования динамической устойчивости узлов нагрузок систем электроснабжения на промышленной частоте и с учетом высших гармоник. Расчетные формулы для анализа динамической устойчивости узлов нагрузок представлены в [1, 2, 4, 6]. Составленная математическая модель и разработанный алгоритм [6] легли в основу разработанного на основе интегрированной среды BorlandDelphi 6.0 программного обеспечения. Главное меню содержит следующие пункты:
1. Данные.
2. Расчет.
2.1. Определение параметров схемы замещения асинхронного двигателя.
2.2. Оценка статической устойчивости без учета высших гармоник.
2.3. Оценка статической устойчивости с учетом высших гармоник:
2.1.1. Расчет значений параметров высших гармоник.
2.1.2. Ввод значений параметров высших гармоник.
2.4. Оценка динамической устойчивости без учета высших гармоник:
2.4.1. Расчет выбега и оценка возможности самозапуска асинхронного двигателя.
2.4.2. Расчет разгона асинхронного двигателя.
2.4.3. Расчет нагрева асинхронного двигателя.
2.5. Оценка динамической устойчивости с учетом высших гармоник:
2.5.1. Расчет выбега и оценка возможности самозапуска асинхронного двигателя.
2.5.2. Расчет разгона асинхронного двигателя.
2.5.3. Расчет нагрева асинхронного двигателя.
3. Отчет.
4. Справка.
5. Выход.
Остановимся подробнее на пунктах 2.4 и 2.5. В подменю «Оценка динамической устойчивости без учета ВГ» в 3 этапа выполняется анализ динамической устойчивости узла систем электроснабжения с асинхронной нагрузкой на промышленной частоте:
- Расчет выбега и оценка возможности самозапуска асинхронного двигателя.
- Расчет разгона асинхронного двигателя.
- Расчет нагрева асинхронного двигателя.
На этапе «Расчет выбега и оценка возможности самозапуска АД» посредством интерфейса программного обеспечения доступны следующие данные (рисунок 1):
- Напряжение на зажимах асинхронного двигателя при пуске.
- Графическая иллюстрация характера изменения напряжения на зажимах асинхронного двигателя при пуске.
- Остаточное напряжение на зажимах асинхронного двигателя.
- Ток включения асинхронного двигателя, А.
- Скольжение асинхронного двигателя при выбеге, о.е.
- Графическая иллюстрация характера изменения скольжения асинхронного двигателя при выбеге.
- Электромагнитный асинхронный момент асинхронного двигателя.
- Момент исполнительного органа, о.е.
- Заключение о возможности самозапуска асинхронного двигателя.
Рис. 1. Расчет выбега и оценка возможности самозапуска асинхронного двигателя
На этапе «Расчет разгона АД» посредством интерфейса программного обеспечения доступны следующие данные (рисунок 2):
- Напряжение на зажимах асинхронного двигателя при разгоне.
- Время разгона асинхронного двигателя, с.
- Ток, потребляемый асинхронным двигателем при разгоне, А.
- Графическая иллюстрация характера изменения тока, потребляемого асинхронным двигателем при разгоне.
- Графическая иллюстрация механических характеристик исполнительного механизма и асинхронного двигателя в номинальном режиме и при разгоне.
- Скольжение асинхронного двигателя при разгоне, о.е.
- Графическая иллюстрация характера изменения скольжения асинхронного двигателя при разгоне.
Рис. 2. Расчет разгона асинхронного двигателя
На этапе «Расчет нагрева АД» посредством интерфейса программного обеспечения доступна информация о температуре асинхронного двигателя при разгоне.
В подменю «Оценка динамической устойчивости с учетом ВГ» по формулам, приведенным в [6], выполняется анализ динамической устойчивости узла системы электроснабжения с асинхронной нагрузкой с учетом высших гармонических составляющих тока и напряжения. При этом спектр высших гармонических составляющих тока и напряжения является аналогичным по отношению к спектральному составу высших гармоник при анализе статической устойчивости узла системы электроснабжения с асинхронной нагрузкой.
Далее выполняется анализ динамической устойчивости узла системы электроснабжения с асинхронной нагрузкой с учетом высших гармонических составляющих тока и напряжения. При этом посредством интерфейса программного обеспечения доступны следующие варианты учета высших гармоник (рисунок 3) [7]:
- Расчет значений параметров высших гармоник.
- Вод значений параметров высших гармоник.
Рис. 3. Ввод параметров высших гармоник
В случае расчета значений параметров высших гармоник выбираются номера гармоник, присутствующих в узле. После нажатия на кнопку «Расчет» определяются значения токов и напряжений высших гармоник.
В случае ввода значений параметров высших гармоник в соответствующие ячейки вносятся значения токов и напряжений высших гармоник, полученные в ходе соответствующих измерений.
Далее вне зависимости от способа учета высших гармоник по формулам, приведенным в [6], выполняется анализ динамической устойчивости узла системы электроснабжения с асинхронной нагрузкой с учетом высших гармонических составляющих тока и напряжения. Посредством интерфейса программного обеспечения доступны данные, аналогичные данным, полученным при анализе динамической устойчивости узлов систем электроснабжения с асинхронной нагрузкой на промышленной частоте: напряжение на зажимах асинхронного двигателя при пуске; ток включения асинхронного двигателя; скольжение асинхронного двигателя при выбеге; графическая иллюстрация характера изменения напряжения на зажимах асинхронного двигателя при пуске и скольжения асинхронного двигателя при выбеге; заключение о возможности самозапуска асинхронного двигателя; напряжение на зажимах асинхронного двигателя при разгоне; время разгона асинхронного двигателя; ток, потребляемый асинхронным двигателем при разгоне; скольжение асинхронного двигателя при разгоне; графическая иллюстрация характера изменения тока, потребляемого асинхронным двигателем при разгоне, механических характеристик исполнительного механизма и асинхронного двигателя в номинальном режиме и при разгоне, скольжения асинхронного двигателя при разгоне.
Пункт меню «Отчет».
Пункт меню «Отчет» позволяет сгенерировать в единой форме результаты оценки статической и динамической устойчивости узлов систем электроснабжения с асинхронной нагрузкой. При этом интерфейс программного обеспечения позволяет определять содержание отчета.
Вывод
Разработанное программное обеспечение зарегистрировано в объединенном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» и внедрено в учебный процесс ОмГТУ.
Рецензенты:
Горелов В.П., д.т.н., профессор, заместитель зав. кафедрой «Электроэнергетические системы и электротехника» ФГБОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», г. Новосибирск;
Сальников В.Г., д.т.н., профессор кафедры «Электроэнергетические системы и электротехника» ФГБОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», г. Новосибирск.
Библиографическая ссылка
Планков А.А., Осипов Д.С., Сидоров О.А. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ УЗЛОВ НАГРУЗОК СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=15241 (дата обращения: 13.10.2024).