Моделирование генератора в программе RastrWin3 — различия между версиями
(Новая страница: «=Моделирование генераторов в программе RastrWin3= Один из основных элементов любой энерго…») |
(→Использованные источники) |
||
(не показаны 54 промежуточные версии этого же участника) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
− | |||
− | + | :<font size=3>Один из основных элементов любой [[Энергосистема|энергосистемы]], наравне с потребителем и средством доставки энергии, - это источник энергии. В случае с электроэнергетической системой источниками являются [[Генератор|генераторы]]. В качестве генераторов в большинстве своём используются синхронные машины, которые приводят во вращение тем или иным способом. Генераторы являются довольно комплексными устройствами с множеством параметров, однако их моделирование в расчётных моделях электрических сетей и их режимов довольно лаконично. В этой статье будут рассмотрены все способы представления генератора в одной из основных программ для расчётов режимов электрических сетей – [[RastrWin|RastrWin]]. | |
− | + | =Общие положения= | |
− | + | :<font size=3>Генераторы в RastrWin3 можно задавать различными способами, к которым можно отнести: через узел с заданными активной и реактивной мощностями – [[PQ узел|PQ-узел]], через узел с заданными активной мощностью и напряжением – [[PV узел|PV-узел]], через PV-узел, но с уточненным расчётом максимально допустимой реактивной мощности <math>Q_{\text{max}} </math>, через группу генераторов, объединенных одним ГРАМ.</font> | |
− | ==Через таблицу Узлы (PQ- | + | =Через таблицу Узлы (PQ-узел)= |
+ | :[[Файл:ЧерезPQ.png|мини|400px|Пример моделирования генератора с мощностью 32 МВТ и 24 Мвар]] <font size=3> Генератор можно смоделировать с помощью использования его номинальных параметров генератора в пунктах P_г и Q_г генераторного узла, как например в узле 3. Этот метод является самым простым и понятным, однако зачастую не позволяет в полной мере смоделировать все режимы работы генератора, поэтому используется довольно редко и в учебных целях.</font> | ||
+ | <br><br> | ||
+ | |||
+ | =Через таблицу Генераторы(УР)(PV-узел)= | ||
+ | :<font size=3> Еще один вариант представления, который является более предпочтительным, - с помощью окна <b>Генераторы (Ур) (Открыть – Генераторы (Ур) – Генераторы (Ур))</b>. Здесь задаются такие параметры, как:</font> <br> | ||
+ | :[[Файл:ЧерезPV.jpg|мини|500px|Пример моделирования генератора через таблицу Генераторы(УР)]] | ||
+ | :*S – состояние генератора (включен/отключен); | ||
+ | :*Название – название генератора (необязательное поле); | ||
+ | :*N узла – номер узла, в который подсоединен генератор (обязательное поле для согласования с таблицей Узлы); | ||
+ | :*P – активная мощность генерации; | ||
+ | :*Q – реактивная мощность генерации; | ||
+ | :*Pmin, Pmax – минимальная/максимальная активная генерация; | ||
+ | :*Qmin, Qmax – минимальная/максимальная реактивная генерация; | ||
+ | :*N_PQ – номер PQ-характеристики (диаграмма мощности генератора, необязательное поле). | ||
+ | <br> | ||
+ | :<font size=3> RastWin3 автоматически учитывает данные из таблицы Генераторы (УР), но если этого не произошло, можно вручную включить расчёт с учётом генераторов:<b> Расчеты – Параметры – Режим – Пересчитывать P/Q по Р ген (Ген->Р) – Да</b></font><br> | ||
+ | |||
+ | :[[Файл:Третий.png|мини|300px|Задание PQ диаграммы]]<font size=3>Для задания [[PQ диаграмма генератора|PQ диаграммы]] используется специальное окно: <b>Открыть – Генераторы (Ур) – Диаграмма PQ</b></font> | ||
+ | |||
+ | =Уточненный расчёт генератора = | ||
+ | :Для точного расчета <math>Q_{\text{max}} </math> используется модель уточненного расчёта генератора, в которой учтены следующие факторы: ток статора не должен превышать максимально допустимого значения; ток возбуждения не должен превышать максимально допустимого значения (при номинальной частоте этому соответствует ограничение величины ЭДС, генерируемой в статоре). | ||
+ | |||
+ | |||
+ | [[Файл:PQ_points.png|thumb|400px|center| Общий вид PQ-диаграммы генератора, согласно стандрату ГОСТ IEC 60034-3-2015]] | ||
+ | |||
+ | :<font size=3>Поскольку должны выполняться оба ограничения: по току статора, и по току ротора, - то берется наименьшее из двух значений. Этот режим не включен автоматически, для его использования: <b>Расчеты – Параметры – Режим – Точный метод расчёта Qmax – Да</b></font> | ||
+ | |||
+ | :<font size=3>Для расчёта обязательно в окне Генераторы(УР) необходимо задать параметры:</font> <br> | ||
+ | :*x_d – синхронное сопротивление генератора, отн.ед; | ||
+ | :*cosφ_ном– номинальный коэффициент мощности; | ||
+ | :*K_I– кратность допустимой перегрузки по току статора (к номинальному току статора); | ||
+ | :*K_e– кратность допустимой перегрузки по току ротора (к номинальному току ротора, т. е. отношение максимально допустимой ЭДС к ее номинальному значению); | ||
+ | :*P_ном– номинальная мощность генератора, МВт; | ||
+ | :*U_ном– номинальное напряжение генератора, кВ. | ||
+ | |||
+ | :[[Файл:Перегрузки СГ.png|мини|200px|Зависисомсть перегрузочных коэффициентов от температуры]]<font>Изначально эти параметры не добавлены в редактируемые, но это можно сделать в окне <b>Генераторы(УР)</b>. При этом не следует объединять генератор с повышающим трансформатором. | ||
+ | :Также при расчёте коэффициентов перегрузки по токам статора и ротора в зависимости от их температуры в Rastrwin3 существует готовый шаблон, найти и изменить который можно так: <b>Открыть – Генераторы (Ур) –Доп. перегрузки K(T)</b>. </font> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | =Группы генераторов= | ||
+ | :<font size=3>Также RastrWin3 позволяет моделировать группу генераторов, находящихся под управлением ГРАМ (групповой регулятор активной и реактивной мощности). Чтобы открыть окно ГРАМ:<b> Открыть – Генераторы (Ур) – ГОУ(ГРАМ)</b></font> | ||
+ | |||
+ | <font size=3>Параметры ГРАМ:</font> | ||
+ | |||
+ | :*N_ГОУ – номер устройства ГРАМ, уникальный в пределах расчетной модели; | ||
+ | :*Название – название ГОУ (необязательное поле); | ||
+ | :*Pг(зад) – заданная суммарная активная мощность для группы генераторов, [МВт] (обязательное поле); | ||
+ | :*Pг(расч), Pг_мин, Pг_мах – расчетная суммарная мощность группы генераторов.<br> | ||
+ | |||
+ | <font size=3>Также в таблицу Генераторы(УР) нужно добавить следующие поля:</font> | ||
+ | |||
+ | :*N_ГОУ – номер устройства ГРАМ, к которому отнесен генератор; | ||
+ | :*tgA – тангенс угла наклона ХОП (характеристика отнсительных приростов) <math>\alpha</math> (должен быть больше нуля, при значении меньше <math>10^{\text{-6}}</math> принимается равным <math>10^{\text{-6}}</math>)) (обязательное поле); | ||
+ | :*Bmin – значение b min; | ||
+ | :*Pmin – минимальное значение активной мощности генератора; | ||
+ | :*Pmax – максимальное значение активной мощности генератора. | ||
+ | |||
+ | :<font>Изначально ГРАМ не учитывается при расчёте. Для её включения:<b>Расчеты – Параметры – Режим – Пересчёт мощности генератора по ГРАМ – Да</b> | ||
+ | </font> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | = Использованные источники = | ||
+ | |||
+ | :<p size=3 href="https://www.rastrwin.ru/download/Files/RastrWin3_2020_10_05.pdf">RastrWin3 - Документация пользователя</p> |
Текущая версия на 18:51, 16 декабря 2023
- Один из основных элементов любой энергосистемы, наравне с потребителем и средством доставки энергии, - это источник энергии. В случае с электроэнергетической системой источниками являются генераторы. В качестве генераторов в большинстве своём используются синхронные машины, которые приводят во вращение тем или иным способом. Генераторы являются довольно комплексными устройствами с множеством параметров, однако их моделирование в расчётных моделях электрических сетей и их режимов довольно лаконично. В этой статье будут рассмотрены все способы представления генератора в одной из основных программ для расчётов режимов электрических сетей – RastrWin.
Содержание
Общие положения
- Генераторы в RastrWin3 можно задавать различными способами, к которым можно отнести: через узел с заданными активной и реактивной мощностями – PQ-узел, через узел с заданными активной мощностью и напряжением – PV-узел, через PV-узел, но с уточненным расчётом максимально допустимой реактивной мощности [math]Q_{\text{max}} [/math], через группу генераторов, объединенных одним ГРАМ.
Через таблицу Узлы (PQ-узел)
- Генератор можно смоделировать с помощью использования его номинальных параметров генератора в пунктах P_г и Q_г генераторного узла, как например в узле 3. Этот метод является самым простым и понятным, однако зачастую не позволяет в полной мере смоделировать все режимы работы генератора, поэтому используется довольно редко и в учебных целях.
Через таблицу Генераторы(УР)(PV-узел)
- Еще один вариант представления, который является более предпочтительным, - с помощью окна Генераторы (Ур) (Открыть – Генераторы (Ур) – Генераторы (Ур)). Здесь задаются такие параметры, как:
-
- S – состояние генератора (включен/отключен);
- Название – название генератора (необязательное поле);
- N узла – номер узла, в который подсоединен генератор (обязательное поле для согласования с таблицей Узлы);
- P – активная мощность генерации;
- Q – реактивная мощность генерации;
- Pmin, Pmax – минимальная/максимальная активная генерация;
- Qmin, Qmax – минимальная/максимальная реактивная генерация;
- N_PQ – номер PQ-характеристики (диаграмма мощности генератора, необязательное поле).
- RastWin3 автоматически учитывает данные из таблицы Генераторы (УР), но если этого не произошло, можно вручную включить расчёт с учётом генераторов: Расчеты – Параметры – Режим – Пересчитывать P/Q по Р ген (Ген->Р) – Да
- Для задания PQ диаграммы используется специальное окно: Открыть – Генераторы (Ур) – Диаграмма PQ
Уточненный расчёт генератора
- Для точного расчета [math]Q_{\text{max}} [/math] используется модель уточненного расчёта генератора, в которой учтены следующие факторы: ток статора не должен превышать максимально допустимого значения; ток возбуждения не должен превышать максимально допустимого значения (при номинальной частоте этому соответствует ограничение величины ЭДС, генерируемой в статоре).
- Поскольку должны выполняться оба ограничения: по току статора, и по току ротора, - то берется наименьшее из двух значений. Этот режим не включен автоматически, для его использования: Расчеты – Параметры – Режим – Точный метод расчёта Qmax – Да
- Для расчёта обязательно в окне Генераторы(УР) необходимо задать параметры:
- x_d – синхронное сопротивление генератора, отн.ед;
- cosφ_ном– номинальный коэффициент мощности;
- K_I– кратность допустимой перегрузки по току статора (к номинальному току статора);
- K_e– кратность допустимой перегрузки по току ротора (к номинальному току ротора, т. е. отношение максимально допустимой ЭДС к ее номинальному значению);
- P_ном– номинальная мощность генератора, МВт;
- U_ном– номинальное напряжение генератора, кВ.
- Изначально эти параметры не добавлены в редактируемые, но это можно сделать в окне Генераторы(УР). При этом не следует объединять генератор с повышающим трансформатором.
- Также при расчёте коэффициентов перегрузки по токам статора и ротора в зависимости от их температуры в Rastrwin3 существует готовый шаблон, найти и изменить который можно так: Открыть – Генераторы (Ур) –Доп. перегрузки K(T).
Группы генераторов
- Также RastrWin3 позволяет моделировать группу генераторов, находящихся под управлением ГРАМ (групповой регулятор активной и реактивной мощности). Чтобы открыть окно ГРАМ: Открыть – Генераторы (Ур) – ГОУ(ГРАМ)
Параметры ГРАМ:
- N_ГОУ – номер устройства ГРАМ, уникальный в пределах расчетной модели;
- Название – название ГОУ (необязательное поле);
- Pг(зад) – заданная суммарная активная мощность для группы генераторов, [МВт] (обязательное поле);
- Pг(расч), Pг_мин, Pг_мах – расчетная суммарная мощность группы генераторов.
Также в таблицу Генераторы(УР) нужно добавить следующие поля:
- N_ГОУ – номер устройства ГРАМ, к которому отнесен генератор;
- tgA – тангенс угла наклона ХОП (характеристика отнсительных приростов) [math]\alpha[/math] (должен быть больше нуля, при значении меньше [math]10^{\text{-6}}[/math] принимается равным [math]10^{\text{-6}}[/math])) (обязательное поле);
- Bmin – значение b min;
- Pmin – минимальное значение активной мощности генератора;
- Pmax – максимальное значение активной мощности генератора.
- Изначально ГРАМ не учитывается при расчёте. Для её включения:Расчеты – Параметры – Режим – Пересчёт мощности генератора по ГРАМ – Да
Использованные источники
RastrWin3 - Документация пользователя