Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения

Пусть в качестве исходных данных задано:

• номинальное напряжение передачи U_ном = 500 кВ;

• марка провода 3АС–330/43;

• длина передачи l = 400 км;

• мощность нагрузки S_н = P_н + jQ_н = P_н + jP_нtg = 600 + j6000,35 = 600 + j210 МВА;

• момент времени t = 0,009 с.

Важно! Обратите внимание: в программе Lepsnv1.exe и, соответственно, в табл. 6 и следующих расчетах для обозначения погонных параметров схемы замещения используются обозначения, отличные от принятых в разделе 2.4.1. (вместо R₀ использовано r₀, – х₀ и – b₀).

Определим по табл.6 погонные параметры для заданной марки провода: r₀ = 0,029 Ом/км, х₀ = 0,308 Ом/км, b₀ = 3,610^-6 См/км.

Таблица 6
Марка провода	r0, Ом/км	х0, Ом/км	b010-6, См/км
3АС–300/66	0,033	0,310	3,970
3АС–330/43	0,029	0,308	3,600
3АС–400/51	0,024	0,306	3,623
3АС–500/64	0,020	0,304	3,645
5АС–240/56	0,024	0,308	3,760
5АС–300/66	0,020	0,288	4,110
5АС–400/51	0,015	0,286	4,130
4АС–400/93	0,019	0,289	4,130
4АС–500/64	0,015	0,303	3,900
8АС–300/48	0,012	0,266	4,433
8АС–330/43	0,011	0,270	4,380

Осуществим расчет волновых параметров для линии без потерь.

Коэффициент изменения фазы a₀:

рад/км.

Фазовая скорость волны u:

км/с.

Длина волны L:

км.

Волновая длина линии :

рад.

Волновое сопротивление передачи без учета потерь z_В:

Ом.

Натуральная мощность линии P_нат:

МВт.

Введем исходные данные моделирования для рассматриваемого примера в программе Lepsnv1.exe (Error: Reference source not found–а). Вызвав меню редактирования параметров моделирования щелчком правой кнопки мыши по полю построения графиков, отключим учет активного сопротивления линии, т.е. зададим режим моделирования линии без потерь (Error: Reference source not found–б).

После задания параметров моделирования расчет действующего значения величины напряжения U₁ на отправном конце линии осуществляется автоматически после нажатия кнопки Расчет в нижней части окна Исходные данные (см. Error: Reference source not found–а) и выводится в окне Схема. Там же выводятся действующее значение напряжения U₂ на приемном конце линии и мощность нагрузки. Как видно из результатов расчета (Error: Reference source not found), для обеспечения U_ном = U₂ = 500 кВ на приемном конце линии U₁ = должно составлять 526,5 кВ.

Для расчета зависимостей от координаты х параметров режима следует активизировать соответствующие опции в меню редактирования параметров моделирования (Error: Reference source not found). Полученные в результате расчета графики U(x), I(x), P(x) и Q(x) следует скопировать в отчет. Щелчок по кнопке ОК приводит к закрытию окна меню редактирования параметров моделирования, сохранению внесенных изменений и запуску расчета. Кнопка Очистить служит для сброса всех переключателей и, соответственно, прекращению расчета.

Сравним результаты автоматического программного расчета волновых параметров линии с результатами, полученными при выполнении п.1 хода работы. Окно результатов автоматического расчета открывается выбором пункта текстового меню программы Расчет/Результаты расчета. Как видно, результаты автоматического расчета (Error: Reference source not found) совпадают, с учетом округления, с полученными ранее волновыми параметрами линии.

Важно! Расчеты по п.4 хода выполнения работы для линии с потерями, т.е. с учетом активного сопротивления и проводимости линии, выполняются так же, как и для линии без потерь, с единственным отличием: при их выполнении в меню редактирования параметров моделирования должна быть активизирована опция Учитывать активные элементы.

Сведем результаты расчетов волновых параметров линии и величины U₁, выполненных при выполнении п.1-4 хода работы, в итоговую таблицу (табл.7).

Таблица 7
Параметр	Коэффициент затухания b0, 1/км	Коэффициент изменения фазы a0, рад/км	Фазовая скорость волны u, км/с	Длина волны L, км	Волновая длина линии l, рад	Волновое сопротивление, Ом	U1, кВ
Расчет режима без потерь	0	1,05310-3	2,983105	5967	0,421	292,5	–
Модель линии без потерь	0	1,05310-3	298348	5967	0,421	292,5	526,5
Модель линии с потерями	5,286105	1,05410-3	298062	5961	0,422	292,90- -j12,83	539

Для расчета активной мощности нагрузки натурального режима для линии без потерь (п.5 хода работы) необходимо в меню редактирования параметров моделирования активизировать опцию Натуральный режим и отключить опцию Учитывать активные элементы (Error: Reference source not found–а). Опция Натуральный режим служит для проведения расчета при согласованной нагрузке, когда сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению линии. После активации этой опции мощность нагрузки в окне Исходные данные будет автоматически пересчитана и выведена в полях ввода активной и реактивной мощности нагрузки (Error: Reference source not found–б). Как видно, результат расчета с использованием модели линии без потерь соответствует значению натуральной мощности линии, рассчитанной при выполнении п.1 хода работы: P_нат = 854,7 МВт.

Если переключатель Натуральный режим был активирован, а затем отключен, то в полях ввода Р_н и Q_н в окне Исходные данные будут восстановлены прежние значения мощностей.

Для выполнения расчета активной мощности нагрузки натурального режима для линии с потерями по п.6 хода выполнения работы необходимо в дополнение к опции Натуральный режим активировать опцию Учитывать активные элементы. Расчет величины напряжения U₁ для натурального режима осуществляется автоматически после нажатия кнопки Расчет в нижней части окна Исходные данные и выводится в окне Схема (Error: Reference source not found). Как видно, для натурального режима линии с учетом потерь величина U₁ составляет 510,7 кВ, что меньше соответствующей величины U₁ = 539 кВ (см. табл. 7), полученной для мощности изначально заданного режима (P_н = 600 МВт < ). Зависимости параметров натурального режима от координаты х для линии с потерями строятся так же, как было рассмотрено ранее (см. Error: Reference source not found и абзац перед рисунком). Полученные в результате расчета графики U(x), I(x), P(x) и Q(x) следует скопировать в отчет.

Для дальнейшего выполнения п.6 хода работы следует выбрать дополнительное значение мощности нагрузки для исследования. Начальное заданное значение мощности нагрузки в рассматриваемом примере P_н = 600 МВт, т.е. меньше натуральной мощности линии P_нат = 854,7 МВт, следовательно для исследования необходимо выбрать величину больше натуральной мощности. Выберем P_н = 1000 МВт и рассчитаем полную мощность нагрузки для этого случая:

S_н = P_н + jQ_н = P_н + jP_нtg = 1000 + j10000,35 = 1000 + j350 МВА.

Расчеты U₁ и зависимостей параметров режима от координаты х для выбранного значения P_н линии с потерями выполняются так же, как в уже рассмотренных режимах.

При выполнении п.7 хода работы для расчета и визуального наблюдения результирующих бегущих волн тока и напряжения зададим необходимое значение длины линии в соответствующем поле окна Исходные данные и выберем режимы моделирования как показано на Error: Reference source not found–а. После выбора расчет начинает выполняться циклически, и в поле построения графика отображаются бегущие волны u_рез и i_рез.

Для расчета бегущих волн тока и напряжения в заданный момент времени выберем в меню редактирования параметров моделирования опцию Зафиксировать время, зададим в появившемся поле ввода заданную величину t = 0,009 с (см. Error: Reference source not found–б) и нажмем ОК. Графики u_рез(t, х) и i_рез(t, х) для t = 0,009 с следует скопировать в отчет.

Заметим, что выбор соответствующих опций в меню редактирования параметров моделирования позволяет, при необходимости, наблюдать в динамике и статике падающие и отраженные волны напряжения (тока) [5, 22, 23].