2 Przykład C2a C /BRANCH C. <-I--><Flux><Name><Rmag> TRANSFORMER RTop_A RRRRRRLLLLLLUUUUUU 1 P1_B P2_B 2 S1_B SD_B 3 SD_B S2_B

Transkrypt

1 PRZYKŁAD A Utwozyć model sieci z dwuuzwojeniowym, tójfazowym tansfomatoem 110/0kV. Model powinien zapewnić symulację zwać wewnętznych oaz zadawanie watości początkowych indukcji w poszczególnych fazach. Ponadto, użytkownik powinien mieć możliwość okeślenia sposobu połączenia uzwojeń tansfomatoa. Rozważany system jest badzo podobny do systemu pzedstawionego w Pzykładzie. Tym azem sieć ŚN (0kV) jest zasilana z systemu 110kV, a ponadto znajduje się tam ozposzone źódło. Do twozenia modelu wykozystano sposób symulacji zwać wewnętznych w tansfomatoze, pzedstawiony w p Modele gałęzi popzecznych umieszczono wewnątz uzwojeń odpowiednich faz (ys. 1), pzy czym, model gałęzi magnesowania jest dołączony oddzielnie, poza modelem tansfomatoa. Oznaczenia na ys. 1 odpowiadają nazwom zmiennych w tekście zbiou dyskowego: taf3_1.dat, definiującego poniższy moduł. BEGIN NEW DATA ASE NOSORT *************************************************************************** * Moduł: * Tansfomato 3_fazowy dwuuzwojeniowy z dzielonym uzwojeniem wtónym * * * *************************************************************************** DATA BASE MODULE $ERASE ARG, P1_, P_, S1_, S_, SD_, _TOP_, ARG, Rmag, Rp, Lp, Vp, Rs, Ls, Vs, K_poc NUM, Rmag, Rp, Lp, Vp, Rs, Ls, Vs, K_poc DEP, VWINA, VWINB, RWINA, RWINB, LWINA, LWINB VWINA = K_poc* Vs/100.0 VWINB = Vs-VWINA RWINA = K_poc* Rs/100.0 RWINB = Rs-RWINA LWINA = Ls*K_poc*K_poc/(1.E4-*K_poc*(1.E-K_poc)) LWINB = Ls-LWINA DUM, RTop_A, RTop_B, RTop_ K_poc is a pecent of VWINA voltage to the seconday Vs, [%] 0 < K_poc < 100

2 Pzykład a /BRANH <-I--><Flux><Name><Rmag> TRANSFORMER RTop_A Rmag 9999 RRRRRRLLLLLLUUUUUU 1 P1_A P_A Rp Lp Vp S1_A SD_A RWINALWINAVWINA 3 SD_A S_A RWINBLWINBVWINB TRANSFORMER RTop_A RTop_B 1 P1_B P_B S1_B SD_B 3 SD_B S_B TRANSFORMER RTop_A RTop_ 1 P1 P S1 SD_ 3 SD S_ RTop_A P_A 1.E10 RTop_A_TOP_A 1.E-5 RTop_B P_BRTop_A P_A RTop_B_TOP_BRTop_A_TOP_A RTop P_RTop_A P_A RTop TOP_RTop_A_TOP_A BEGIN NEW DATA ASE $PUNH, taf3_1.lib BEGIN NEW DATA ASE BLANK BEGIN NEW DATA ASE W bloku DEP obliczane są paamety dzielonego uzwojenia wtónego (S) na podstawie danych dla całego uzwojenia. Danymi wejściowymi są: napięcie uzwojenia (Vs), ezystancja (Rs), indukcyjność (Ls) oaz współczynnik podziału (K_poc), któy okeśla stosunek napięcia (liczby zwojów) w gónej części uzwojenia, do napięcia (liczby zwojów) całego uzwojenia. Rezystancja jest dzielona popocjonalnie do liczby zwojów, natomiast indukcyjność popocjonalnie do kwadatu liczby zwojów. Gałęzie popzeczne są umieszczane po stonie piewotnej (P) każdego uzwojenia na zewnątz modułu. Wewnątz modułu umieszczono dodatkowe ezystancje o watościach 1,0E10 Ω oaz 1,0E-5 Ω. Gałęzie te należy umieścić pomiędzy węzłami _TOP_A - P_A i podobnie w innych fazach. Wszystkie węzły zewnętzne modułu są tójfazowe: wyszczególnienie faz następuje automatycznie pzez dodanie do pięcioliteowej nazwy węzła litey A, B lub. Gałęzie popzeczne w modelu tansfomatoa są epezentowane za pomocą tzech elementów NLIN98_I (pseudo-nieliniowa indukcyjność TYP98 z możliwością zadawania watości początkowej indukcji), któe twozą gupę tójfazową (ys. ) o symbolu pzedstawionym z pawej stony ysunku.

3 Pzykład a 3 Sposób wykozystania omawianego modelu tansfomatoa jest pokazany na ys. 3. Główna część modelu tansfomatoa jest epezentowana za pomocą elementu z sześcioma wypowadzeniami (nóżkami) tójfazowymi: - dwie związane z uzwojeniem stony piewotnej, - jedna do pzyłączenia gałęzi popzecznej (dugi zacisk tej gałęzi jest połączony z końcem uzwojenia piewotnego) oaz tzy wypowadzenia związane z uzwojeniem stony wtónej (patz ys. 1). W modelu został zastosowany tansfomato Yd11 115/1,5 kv o mocy 16 MVA. Uzwojenie połączone w tójkąt (stona piewotna modelu) jest związane z systemem niskiego napięcia, natomiast uzwojenie Y z systemem wysokiego napięcia. P1_A P_A P1_B P_B P1_ P_ L S1 R S1 R P L P RTOP_A k RTOP_B RTOP_ L S 1-k R S Rys. 1. Schemat modelu tansfomatoa S1_A SD_A S_A S1_B SD_B S_B S1_ SD_ S_

4 4 Pzykład a Rys.. Schemat gupy elementów NLIN98_I Dane tansfomatoa: S =16 MVA, U =115/1,5 kv, u =10,5%. K I = A, PU =60,0 kw, PFe =18,0 kw, i 0 =1,0 %, Rys. 3. Schemat modelu ozpatywanej sieci Na podstawie tych danych obliczamy paamety schematu zastępczego tansfomatoa (patz Pzykład 5.1). 1 PUU H 1 0, RH 1,55, S 16 1 uku H 1 10,5 115 Z H 43,39, 100 S X Z R 43,39 1,55 43,37. H H H

5 Pzykład a 5 1,55 RL R H / 0,163, 115 1,5 3 X / L X H 4,55. Paamety gałęzi popzecznej (na stonie L): U L 3 1,5 R Fe 77,04 k, P / 3 0,018 Fe 100 U L 100 1,5 Z p 8,67 k, i S / 3 1,0 16 / 3 0 RFeZ p 77,04 8,67 X 8,73 k. RFe Z p 77,04 8,67 Stumień znamionowy po stonie L: U L 1500 L 96,8 Vs (amplituda) Znamionowy pąd magnesowania uzwojenia stony L: U L 1,5 il 3,48 A (amplituda). X 8,73 Okno dialogowe do wpowadzania paametów tansfomatoa jest pokazane na ys. 4. Odpowiada mu zbió dyskowy taf3_1.sup, któy powstał podczas twozenia nowego elementu pogamu ATPDaw. Wpowadzane tam paamety są pzekazywane następnie do modułu taf3_1.dat.

6 6 Pzykład a Rys. 4. Okno edycyjne paametów tansfomatoa Punkt neutalny stony Y tansfomatoa (ys. 3) jest uziemiony popzez ezystancję 0,5. Na schemacie widoczny jest w tym obwodzie także tójfazowy element RL, w któym aktywna jest tylko ezystancja o badzo małej watości. Jest to niezbędne w celu połączenia tzech uzwojeń fazowych w jeden punkt neutalny. Podobną olę pełnią także ezystancje łączące uzwojenia piewotne tansfomatoa w tójkąt. Po obu stonach tansfomatoa znajdują się ównież elementy RL, za pomocą któych odwzoowane są pojemności doziemne sieci. W pzypadku testów z otwatym wyłącznikiem po niskiej stonie tansfomatoa, pojemności te zapewniają także połączenie izolowanej sieci z ziemią. Jest to niezbędne dla stabilizacji numeycznej modelu (w pzypadku pominięcia tych elementów, pogam doda je automatycznie, pzed ozpoczęciem symulacji). Równolegle z obu wyłącznikami tójfazowymi, umieszczono tójfazowe elementy LINE RL, w któych zadane zostały duże watości paametów (1,0E5 ). One także pełnią funkcję stabilizacji numeycznej w pzypadku otwacia wyłączników: zachowana zostaje spójność całego modelu, a pądy płynące pzez te elementy są pomijalnie małe. Wato zauważyć, że duża impedancja umieszczona ównolegle z wyłącznikiem, w pzybliżeniu odwzoowuje fakt, że w zeczywistych wyłącznikach pąd nie jest pzeywany natychmiast, lecz zanika waz z gaśnięciem powstałego łuku elektycznego (pzy założeniu, że obwód ma chaakte indukcyjny). Zjawisko to nie jest tu jednak pzedmiotem analizy. W modelu umieszczono także jednofazowy mienik mocy (P, Q, S), któego wskazania (w postaci danych w zbioze wyjściowym *.PL4) ułatwiają zmianę waunków początkowych

7 Pzykład a 7 (kieunek pzepływu i watość mocy) sieci. Moduł został napisany w postaci pogamu w języku MODELS. Z tym elementem związane są dwa zbioy dyskowe: PQ_1.sup oaz PQ_1.mod. Na ys. 5 pokazane są pądy fazowe po niskiej stonie tansfomatoa, po jego załączeniu, pzy baku obciążenia. Test ten odpowiada sytuacji, gdy wyłącznik od stony źódła U jest wyłączony, natomiast wyłącznik od stony źódła U1, zostaje załączony w czasie t=0. Indukcje początkowe w dzeniach: A =5 Vs, B =5 Vs, = 50 Vs. Widać chaakteystyczne dla tego pzypadku, pzebiegi pądów magnesujących. Należy zauważyć, że efekt indukcji początkowej widoczny jest w pądach odpowiednich uzwojeń, natomiast na ysunku pokazane są pzebiegi pądów fazowych. W pzypadku stony tansfomatoa, watości pądów fazowych wynikają z sumy odpowiednich pądów związanych z uzwojeniami. Zwacie, obejmujące 5% uzwojenia stony Y w fazie, pzepowadzono w stanie pacy znamionowej tansfomatoa. Pzebiegi pądów zmiezonych na wyłączniku stony wysokiego napięcia, są pzedstawione na ys. 6. Pokazany jest tam także pąd w miejscu zwacia (dziesięciokotnie zmniejszony). Widać, że pąd zwacia, obejmujący niewielką liczbę zwojów, jest lokalnie badzo duży, natomiast w tym czasie, pąd obsewowany na zewnątz tansfomatoa uległ nawet zmniejszeniu. Nieco inny obaz pzebiegu zdazenia może być obsewowany z dugiej stony tansfomatoa. Tym niemniej, goźne w skutkach zwacie wewnętzne jest tudne do identyfikacji, co jest waunkiem szybkiego wyłączenia uszkodzonego obiektu. Pzedstawione testy pokazują, że omawiany model tansfomatoa można łatwo wykozystać do badania zjawisk zwaciowych w samym tansfomatoze oaz w otaczającej sieci. Może być on z powodzeniem wykozystany do badania zabezpieczeń tansfomatoa. Dzięki uniwesalnej stuktuze, można łatwo twozyć modele o óżnej konfiguacji połączeń uzwojeń tansfomatoa. Należy jednak pamiętać, że uzwojenie jest dzielone po stonie pzeciwnej modelu do miejsca umieszczenia gałęzi popzecznej.

8 8 Pzykład a i, ka i i A i B ,00 0,0 0,04 0,06 0,08 0,10 t, s Rys. 5. Pądy po stonie Y po załączeniu nieobciążonego tansfomatoa i,a 600 0,1i z i A i i B ,00 0,0 0,04 0,06 0,08 0,10 t, s Rys. 6. Pądy fazowe na stonie Y oaz pąd w miejscu zwacia (i z )