Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами



Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами
Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами
Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами

 


Владельцы патента RU 2469393:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения реального непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем. Технический результат заключается в повышении точности моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами. Для этого в качестве модели линии использован блок моделирования линии. Блок микропроцессорный соединен с блоком моделирования линии, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, с двумя блоками цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации, с персональным компьютером/сервером. К аналоговым выходам блока моделирования линии подключены шесть преобразователей напряжение-ток и блок многоканального аналого-цифрового преобразования. Блок моделирования линии содержит блоки моделирования фаз А, В и С, каждый из которых содержит два блока реализации уравнений соответствующих фаз, блок вычисления токов поперечной проводимости фазы и блок вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы. 2 ил.

 

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения реального непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем.

Известно устройство для моделирования n-проводной несимметричной линии электропередачи [авторское свидетельство СССР №429436, МПК G06G 7/62, опубл. 25.05.1974], содержащее блоки преобразования, блоки реализации моделей однопроводных линий, шину нулевого потенциала. Блоки преобразования выполнены в виде n-групп трансформаторов по n трансформаторов в каждой группе, причем первичные обмотки трансформаторов в каждой группе первого блока преобразования соединены параллельно и подключены к соответствующим входам устройства и к шине нулевого потенциала, а вторичные обмотки трансформаторов, по одной из каждой группы, соединены последовательно и подключены к входам моделей однопроводных линий и к шине нулевого потенциала. Вторичные обмотки трансформаторов в каждой группе второго блока преобразования соединены параллельно и подключены к соответствующим выходам устройства и к шине нулевого потенциала, а первичные обмотки трансформаторов, по одной из каждой группы, соединены последовательно и подключены к выходам моделей однопроводных линий и к шине нулевого потенциала.

Недостатком этого устройства является сложность точного задания параметров моделируемой линии ввиду физического моделирования, а также отсутствия возможности автоматического и автоматизированного управления этими параметрами с использованием компьютерных средств.

Известно устройство для моделирования линии [авторское свидетельство СССР №1383412, МПК G06G 7/62, опубл. 23.03.1988], содержащее модель линии, включающую элементы индуктивности, трансформаторы связи, группы накапливающих конденсаторов, элемент индуктивности нейтральной шины и модель короны, включающую конденсатор, резистор, ключевые элементы, делитель напряжения, компаратор, блок выделения модуля. Модель линии электропередачи включает n последовательно соединенных участков линии, каждый из которых содержит три индуктивных элемента, четыре группы из трех накапливающих конденсаторов. В каждом участке линии модели линии электропередачи второй вывод первого элемента индуктивности через последовательно соединенные первичные обмотки первого и второго трансформаторов связи подключен к первой фазе питания устройства, второй вывод второго элемента индуктивности через последовательно соединенные вторичную обмотку первого трансформатора связи и первичную обмотку третьего трансформатора связи соединен со второй фазой устройства, второй вывод третьего элемента индуктивности через последовательно соединенные вторичные обмотки второго и третьего трансформаторов связи подключен к третьей фазе питания устройства. Первые выводы первого, второго и третьего элементов индуктивности подключены соответственно к первой, второй и третьей фазам питания устройства. Первый и второй выводы первого накапливающего конденсатора первой и второй групп подключены соответственно к первой и второй фазам питания устройства, первый и второй выводы второго накапливающего конденсатора первой и второй групп соединены соответственно со второй и третьей фазами питания устройства, первый и второй выводы третьего накапливающего конденсатора первой и второй групп подключены соответственно к первой и третьей фазам питания устройства. Одни выводы накапливающих конденсаторов третьей и четвертой групп соединены соответственно с первой, второй и третьей фазами питания устройства, другие выводы накапливающих конденсаторов третьей группы объединены и через элемент индуктивности нейтральной шины соединены с объединенными другими выводами накапливающих конденсаторов четвертой группы. В каждой модели короны выходы блока выделения модуля и делителя напряжения соединены с одним входом компаратора, другой вход которого подключен к шине нулевого потенциала. Выход компаратора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, информационные входы которых объединены и подключены к одним выводам накапливающего конденсатора и нагрузочного резистора. Вход блока выделения модуля и другие выводы накапливающего конденсатора и нагрузочного резистора модели короны соединены с соответствующей фазой питания устройства.

Недостатком этого устройства является технологическая сложность и громоздкость реализации, а также сложность точного задания параметров схемы замещения, реализуемых физическими элементами и отсутствие возможности автоматизированного задания, изменения и отображения параметров моделируемой линии с использованием компьютерных средств.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для моделирования активных и индуктивных сопротивлений линий электропередач [авторское свидетельство СССР №397937, МПК G06G 7/62, опубл. 17.09.1973], содержащее высокочастотный стабилизированный генератор переменного напряжения, трансформатор, выпрямитель с фильтрами, эмиттерный повторитель, операционные усилители, резисторы, конденсатор, потенциометр, масштабный блок. Выход генератора через последовательно соединенные трансформатор, выпрямитель и фильтр подключен к шинам питания эмиттерного повторителя и последовательно соединенных входного и выходного операционных усилителей. Между шиной нулевого потенциала и входом устройства включен масштабный блок, выход которого соединен со входом эмиттерного повторителя и с потенциометром, подключенным к шине нулевого потенциала. Выход эмиттерного повторителя соединен со входом выходного операционного усилителя через конденсатор, а выход потенциометра - со входом выходного операционного усилителя через резистор.

Недостатками данного устройства при моделировании трехфазных линий электропередач являются неучет поперечных проводимостей фаз, сложность точного задания и управления параметрами схемы замещения, реализуемыми физическими элементами, а также отсутствие возможности автоматизированного задания и изменения параметров моделируемой линии и отображения результатов моделирования с использованием компьютерных средств. К другим недостаткам данного устройства относится необходимость отсоединения его от модели сети для измерения параметров.

Задачей изобретения является реализация возможностей моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами с учетом взаимоиндукции, автоматизированного и автоматического задания и изменения параметров моделируемой линии и отображения результатов моделирования на персональном компьютере, а также повышения точности моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами.

Заявленное устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами, так же как в прототипе, содержит модель линии.

Согласно изобретению в качестве модели линии использован блок моделирования линии. Блок микропроцессорный соединен с блоком моделирования линии, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, с двумя блоками цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации, с персональным компьютером/сервером. К аналоговым выходам блока моделирования линии подключены шесть преобразователей напряжение-ток и блок многоканального аналого-цифрового преобразования. Аналоговые выходы и входы блока моделирования линии могут быть связаны с входами и выходами блоков моделирования линии n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами. Выходы первого, второго и третьего преобразователей напряжение-ток подключены к входам первого блока цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации, а выходы четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам второго блока цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации, при этом входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации являются фазными входами-выходами устройства, а выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам блока моделирования линии и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования. Блок моделирования линии содержит блоки моделирования фаз А, В и С, каждый из которых содержит два блока реализации уравнений соответствующих фаз, блок вычисления токов поперечной проводимости фазы и блок вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы. При этом входы двух блоков реализации уравнений фазы А соединены с выходами блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы А, с выходами блоков моделирования фазы В и фазы С, причем вход первого блока реализации уравнений фазы А соединен с выходом первого преобразователя напряжение-ток, а вход второго блока реализации уравнений фазы А соединен с выходом четвертого преобразователя напряжение-ток. Выходы двух блоков реализации уравнений фазы А соединены с входами блоков моделирования фазы В и фазы С, с входами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы А, при этом выход первого блока реализации уравнений фазы А соединен с входом первого преобразователя напряжение-ток, а выход второго блока реализации уравнений фазы А соединен с входом четвертого преобразователя напряжение-ток. Выход блока вычисления токов поперечной проводимости фазы соединен с входом блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы, а выход блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы соединен с входом блока вычисления токов поперечной проводимости фазы. Входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования соединены с выходами блоков реализации уравнений фазы А, с выходами блоков моделирования фазы В и фазы С, с выходами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы А и блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы А. Входы и выходы блока моделирования фазы В соединены соответственно с выходами и входами блока моделирования фазы С, причем выходы блоков моделирования фазы В соединены с входами соответственно второго и пятого преобразователей напряжение-ток, а выходы блоков моделирования фазы С соединены с входами соответственно третьего и шестого преобразователей напряжение-ток. Выходы второго и пятого преобразователей напряжение-ток соединены с входами блока моделирования фазы В, а выходы третьего и шестого преобразователей напряжение-ток соединены с входами блока моделирования фазы С. Выходы и входы двух блоков реализации уравнений фазы А и входы блоков моделирования фазы В и фазы С могут быть связаны с входами и выходами блоков моделирования линии n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами. Цифровой выход блока микропроцессорного соединен с входами блоков реализации уравнений фазы А, с входами блоков моделирования фазы В и фазы С и с входами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы А и блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы А.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами.

На фиг.2 приведена структурная схема блока моделирования линии.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами (фиг.1) содержит блок микропроцессорный 1 (БМП), цифровой вход которого соединен с цифровым входом-выходом блока многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП), с цифровым входом блока моделирования линии 3 (БМЛ), с цифровыми входами блоков цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации 4 (БЦУППКi) и 5 (БЦУППКj). Другой цифровой вход-выход блока микропроцессорного 1 (БМП) подключен к персональному компьютеру/серверу по компьютерной сети (на фиг.1 не показан). К выходам блока моделирования линии 3 (БМЛ) подключены преобразователи напряжение-ток 6 (ПНТ 1), 7 (ПНТ 2), 8 (ПНТ 3), 9 (ПНТ 4), 10 (ПНТ 5), 11 (ПНТ 6) и блок многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП). Аналоговые выходы и входы блока моделирования линии 3 (БМЛ) могут быть связаны с входами и выходами блоков моделирования линии n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами (на фиг.1 не показаны). Выходы преобразователей напряжение-ток 6 (ПНТ 1), 8 (ПНТ 3) и 10 (ПНТ 5) подключены к входам блока моделирования линии 3 (БМЛ), к входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП) и к входам блока цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации 4 (БЦУППКi). Выходы преобразователей напряжение-ток 7 (ПНТ 2), 9 (ПНТ 4) и 11 (ПНТ 6) подключены к входам блока цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации 5 (БЦУППКj), к входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП) и к соответствующим входам блока моделирования линии 3 (БМЛ). Входы-выходы блоков цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации 4 (БЦУППКi) и 5 (БЦУППКj) являются фазными входами-выходами устройства.

Блок моделирования линии 3 (БМЛ) устройства (фиг.2) содержит блок моделирования фазы А 12 (БМА), в состав которого входят блоки реализации уравнения данной фазы 13 (БРУi) и 14 (БРУj), блок вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ) и блок вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН). Блок моделирования фазы В 17 (БМВ) и блок моделирования фазы С 18 (БМС) имеют структуру, аналогичную блоку моделирования фазы А 12 (БМА). Входы блоков реализации уравнений фазы А 13 (БРУi) и 14 (БРУj) соединены с соответствующими выходами преобразователей напряжение-ток 6 (ПНТ 1) и 7 (ПНТ 2), с выходами блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН) и с выходами блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС). Выходы блоков реализации уравнений фазы А 13 (БРУi) и 14 (БРУj) соединены с входами блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС) и входами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ). Входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП) соединены с выходами блоков реализации уравнений фазы А 13 (БРУi) и 14 (BPУj), с выходами блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС) и с выходами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ) и блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН). Выход блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ) соединен с входом блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН), а выход блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН) соединен с входом блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ). Выход блока реализации уравнений фазы А 13 (БРУi) соединен с входом преобразователя напряжение-ток 6 (ПНТ 1). Выход блока реализации уравнений фазы А 14 (БРУj) соединен с входом преобразователя напряжение-ток 7 (ПНТ 2). Входы и выходы блока моделирования фазы В 17 (БМВ) соединены соответственно с выходами и входами блока моделирования фазы С 18 (БМС). Выходы блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС) соединены соответственно с входами преобразователей напряжение-ток 8 (ПНТ 3), 9 (ПНТ 4) и 10 (ПНТ 5), 11 (ПНТ 6). Входы блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС) соединены соответственно с выходами преобразователей напряжение-ток 8 (ПНТ 3), 9 (ПНТ 4) и 10 (ПНТ 5), 11 (ПНТ 6). Цифровой выход блока микропроцессорного 1 (БМП) соединен с входами блоков реализации уравнений фазы А 13 (БРУi) и 14 (БРУj), с входами блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС) и с входами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ) и блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН).

Блок микропроцессорный 1 (БМП) реализован с помощью микропроцессоров LPC2368FBD100. Блок многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП) - с помощью аналого-цифровых преобразователей МАХ1324ЕСМ+. Все преобразователи напряжение-ток 6 (ПНТ 1), 7 (ПНТ 2), 8 (ПНТ 3), 9 (ПНТ 4), 10 (ПНТ 5), 11 (ПНТ 6) реализованы с помощью интегральных микросхем AD534KDZ. Блоки цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации 4 (БЦУППКi) и 5 (БЦУППКj) реализованы с помощью цифроуправляемых аналоговых ключей, варьируя положением которых можно осуществлять все виды коммутаций и несимметрий, а также цифроуправляемых сопротивлений, необходимых для реализации сопротивлений шунтов выключателей и переходных сопротивлений замыканий. Использованы цифроуправляемые аналоговые ключи МАХ4661 и цифроуправляемые сопротивления AD5443. Блоки реализации уравнений фазы А 13 (БРУi) и 14 (БРУj), блок вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ) и блок вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН), а также аналогичные блоки, содержащиеся в блоках моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС), имеют цифроаналоговую структуру, позволяющую осуществлять неявное непрерывное интегрирование дифференциальных уравнений трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами, приведенных ниже. В частности, упомянутые блоки реализованы с помощью следующих микроэлектронных компонентов: цифроаналоговых преобразователей AD 5443, операционных усилителей ОР 2177, цифроуправляемых аналоговых ключей МАХ4661.

Схемотехнические решения всех блоков устройства ориентированы на применение исключительно интегральной микроэлектронной элементной базы и возможность их дальнейшей более глубокой интеграции.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами работает следующим образом.

При включении напряжения питания на все цифровые входы блоков устройства поступают управляющие воздействия из блока микропроцессорного 1 (БМП), которые могут быть сформированы непосредственно в этом блоке или переданы в данный блок с персонального компьютера по компьютерной сети. Начинается процесс непрерывного неявного интегрирования дифференциальных уравнений трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами.

С помощью блоков моделирования фаз А 12 (БМА), В 12 (БМВ) и С 12 (БМС) реализовано непрерывное решение системы следующих дифференциальных уравнений, составленных для Т-образной схемы замещения линии электропередачи:

где ξ=А, В, С - индекс обозначения фаз;

i, j - индексы принадлежности параметров и переменных к левому и правому плечам схемы замещения;

Lξi, Lξj - индуктивности фаз;

Mмфi, Mмфj - междуфазные взаимоиндукции;

iξi, iξj - фазные токи;

Uξi, Uξj - фазные напряжения;

Uξc - напряжение на поперечной проводимости схемы замещения;

L0i, L0j - индуктивности соответствующих контуров для тока нулевой последовательности;

3i0i, 3i0j - токи нулевой последовательности;

rξi, rξj - сопротивления фаз;

r0i, r0j - сопротивления соответствующих контуров для тока нулевой последовательности;

rmni и Lmni - сопротивление и индуктивность n-го числа параллельных линий, оказывающих воздействие на левое плечо моделируемой линии;

rmnj и Lmnj - сопротивление и индуктивность n-го числа параллельных линий, оказывающих воздействие на правое плечо моделируемой линии;

3i0ni, 3i0nj - токи нулевой последовательности n-го числа параллельных линий;

емкостная поперечная проводимость фаз;

активная поперечная проводимость фаз;

iξc - емкостной ток фаз;

iξR - ток утечки фаз.

На входы блоков реализации уравнений фазы А 13 (БРУi) и 14 (БРУj) поступают необходимые для решения переменные: соответствующие фазные напряжения UAi и UAj с выходов преобразователей напряжение-ток 6 (ПНТ 1) и 7 (ПНТ 2), фазные токи iBi, iCi и iBj, iCj и их производные , и , с выходов блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС), напряжение емкости с выхода блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН), токи нулевой последовательности i-го и j-го участков n-го числа параллельных линий 3i0ni, 3i0nj и их производные , с выходов других блоков моделирования линий. На выходах блоков реализации уравнения фазы А 13 (БРУi) и 14 (БРУj) соответственно формируются представленные напряжением фазные токи iAi и iAj, а также токи нулевой последовательности 3i0i, 3i0j и их производные Блоки реализации уравнений фазы А контуров 13 (БРУi) и 14 (БPУj) содержат цифроаналоговые преобразователи, с помощью которых реализуются коэффициенты Lξi, L0i, rξi, r0i, Ммфi, rmni и Lmni уравнения (1) и аналогичные коэффициенты уравнения (2), соответствующего правому плечу линии. Управление цифроаналоговыми преобразователями осуществляет блок микропроцессорный 1 (БМП).

С помощью блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ) и блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН) реализованы уравнения (3-5). На вход блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ) поступают токи iAi и iAj с соответствующих выходов блоков реализации уравнения фазы А 13 (БРУi) и 14 (БPУj). На выходе формируются величины: ток iAС, который поступает на вход блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН) и вход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП), а также ток iAR, который поступает на вход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП). На выходе блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы 16 (БВН) формируется напряжение UAC, которое поступает на входы блоков реализации уравнения фазы А 13 (БРУi) и 14 (БPУj), вход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП) и вход блока вычисления токов поперечной проводимости фазы 15 (БВТ), осуществляя тем самым непрерывное решение уравнений (3-5) методом неявного интегрирования.

С помощью блоков моделирования фазы В 17 (БМВ) и фазы С 18 (БМС) аналогично реализовано непрерывное решение дифференциальных уравнений фаз В и С соответственно.

Входными переменными блока моделирования фазы В 17 (БМВ) являются фазные напряжения UBi и UBj, токи нулевой последовательности параллельных линий 3i0ni, 3i0nj и их производные , , фазные токи iAi и iAj блока моделирования фазы А 12 (БМА) и их производные , , фазные токи iCi и iCj - блока моделирования фазы С 18 (БМС) и их производные , , а выходными - фазные токи iBi и iBj - и их производные , .

Входными переменными блока моделирования фазы С 18 (БМС) являются фазные напряжения UCi и UCj, токи нулевой последовательности параллельных линий 3i0ni, 3i0nj и их производные , , фазные токи iAi и iAj блока моделирования фазы А 12 (БМА) и их производные , , фазные токи iBi и iBj блока моделирования фазы В 17 (БМВ) и их производные , , а выходными - фазные токи iCi и iCj и их производные , .

В итоге, формируемые на фазных выходах блока моделирования линии 3 (БМЛ), представленные напряжением математические переменные фазных токов с помощью преобразователей напряжение-ток 6 (ПИТ 1), 7 (ПНТ 2), 8 (ПНТ 3), 9 (ПНТ 4), 10 (ПНТ 5), 11 (ПНТ 6), преобразуются в модельные физические токи. Использование модельных физических токов позволяет адекватно осуществлять всевозможные продольные и поперечные коммутации при помощи соответствующих блоков цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации 4 (БЦУППКi) и 5 (БЦУППКj). С помощью этих же блоков можно подключать внешние моделирующие устройства. Управление состояниями цифроуправляемых аналоговых ключей и цифроуправляемых сопротивлений блоков цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации 4 (БЦУППКi) и 5 (БЦУППКj) осуществляет блок микропроцессорный 1 (БМП).

Результаты непрерывного решения уравнений математической модели трехфазной линии электропередачи поступают из блока моделирования линии 3 (БМЛ) в блок многоканального аналого-цифрового преобразования 2 (БМАЦП), оцифрованная информация из этого блока поступает в блок микропроцессорный 1 (БМП), а из него по компьютерной сети в персональный компьютер.

За счет предложенной конструкции заявленное устройство, по сравнению с прототипом, имеет расширенные функциональные и информационные возможности моделирования линии электропередачи, так как позволяет моделировать трехфазные линии электропередачи с учетом поперечных проводимостей, а также автоматизировано и автоматически задавать и изменять параметры моделируемой линии и отображать результаты моделирования на персональном компьютере. Высокая точность заявляемого устройства обеспечивается применением неявного непрерывного интегрирования дифференциальных уравнений, которое исключает методическую ошибку, а также учетом электромагнитного взаимодействия многоцепных и параллельных линий.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами, содержащее модель линии, отличающееся тем, что в качестве модели линии использован блок моделирования линии, блок микропроцессорный соединен с блоком моделирования линии, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, с двумя блоками цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации, с персональным компьютером/сервером, к аналоговым выходам блока моделирования линии подключены шесть преобразователей напряжение-ток и блок многоканального аналого-цифрового преобразования, аналоговые выходы и входы блока моделирования линии могут быть связаны с входами и выходами блоков моделирования линии n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами; выходы первого, второго и третьего преобразователей напряжение-ток подключены к входам первого блока цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации, а выходы четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам второго блока цифроуправляемой продольно-поперечной коммутации, при этом входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации являются фазными входами-выходами устройства, а выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам блока моделирования линии и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования; блок моделирования линии содержит блоки моделирования фаз А, В и С, каждый из которых содержит два блока реализации уравнений соответствующих фаз, блок вычисления токов поперечной проводимости фазы и блок вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы, при этом входы двух блоков реализации уравнений фазы А соединены с выходами блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы А, с выходами блоков моделирования фазы В и фазы С, причем вход первого блока реализации уравнений фазы А соединен с выходом первого преобразователя напряжение-ток, а вход второго блока реализации уравнений фазы А соединен с выходом четвертого преобразователя напряжение-ток; выходы двух блоков реализации уравнений фазы А соединены с входами блоков моделирования фазы В и фазы С, с входами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы А, при этом выход первого блока реализации уравнений фазы А соединен с входом первого преобразователя напряжение-ток, а выход второго блока реализации уравнений фазы А соединен с входом четвертого преобразователя напряжение-ток; выход блока вычисления токов поперечной проводимости фазы соединен с входом блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы, а выход блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы соединен с входом блока вычисления токов поперечной проводимости фазы; входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования соединены с выходами блоков реализации уравнений фазы А, с выходами блоков моделирования фазы В и фазы С, с выходами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы А и блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы А; входы и выходы блока моделирования фазы В соединены соответственно с выходами и входами блока моделирования фазы С, причем выходы блоков моделирования фазы В соединены с входами соответственно второго и пятого преобразователей напряжение-ток, а выходы блоков моделирования фазы С соединены с входами соответственно третьего и шестого преобразователей напряжение-ток; выходы второго и пятого преобразователей напряжение-ток соединены с входами блока моделирования фазы В, а выходы третьего и шестого преобразователей напряжение-ток соединены с входами блока моделирования фазы С; выходы и входы двух блоков реализации уравнений фазы А и входы блоков моделирования фазы В и фазы С могут быть связаны с входами и выходами блоков моделирования линии n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами; цифровой выход блока микропроцессорного соединен с входами блоков реализации уравнений фазы А, с входами блоков моделирования фазы В и фазы С и с входами блока вычисления токов поперечной проводимости фазы А и блока вычисления напряжения на поперечной проводимости фазы А.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике моделирования систем передачи дискретной информации. .

Изобретение относится к области моделирования работы систем связи и может быть использовано для моделирования процессов эксплуатации сетей связи. .

Изобретение относится к системам управления, в частности к моделированию электромеханических приводов, и предназначено для полунатурного моделирования электромеханического привода при проведении отработок и сдаче штатных аппаратно-программных средств системы управления.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для моделирования электрических устройств. .

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в средствах связи, аудио-, видео- и информационно-измерительной техники для моделирования периодических изменений напряжения произвольной формы.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при обработке сигналов, представленных в кодовой и широтно-импульсной формах с выдачей результатов в кодовой и частотно-импульсной формах.

Изобретение относится к системам управления, в частности к моделированию электрогидравлических механизмов, и предназначено для использования при полунатурном моделировании в цифровых системах с реальным контуром управления.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в электроэнергетике для автоматического выбора токоведущих элементов систем электроснабжения по нагреву.

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения в реальном времени непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем

Изобретение относится к моделированию трансформатора

Изобретение относится к технике метрологии для проверки и аттестации вторичных тензоизмерительных приборов

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем. Техническим результатом является обеспечение всережимного моделирования в реальном времени и на неограниченном интервале процессов, протекающих в статическом синхронном компенсаторе. Устройство для моделирования статического синхронного компенсатора содержит блок микропроцессоров, подключенный к блоку моделирования реакторов, блоку цифроуправляемой продольной коммутации, блокам цифроуправляемой поперечной коммутации, блоку моделирования статического преобразователя напряжения, блоку моделирования цепи постоянного тока, блоку моделирования фильтра, к блоку многоканального аналого-цифрового преобразования. Блок моделирования реакторов соединен с преобразователями напряжение-ток, с блоком моделирования фильтра. Первый, второй и третий преобразователи напряжение-ток соединены с первым блоком цифроуправляемой поперечной коммутации и с блоком цифроуправляемой продольной коммутации. Четвертый, пятый и шестой преобразователи напряжение-ток соединены со вторым блоком цифроуправляемой поперечной коммутации и с блоком моделирования статического преобразователя напряжения, который соединен с блоком моделирования цепи постоянного тока и с седьмым, восьмым и девятым преобразователями напряжение-ток. 5 ил.

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения в реальном времени непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в объединенном регуляторе потока мощности в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем. Техническим результатом является обеспечение моделирования регулятора с изменяемыми параметрами. Устройство содержит вычислительный блок конденсаторных батарей, блок многоканального аналого-цифрового преобразования, блок микропроцессоров, преобразователь напряжение-ток, два идентичных блока трансформации и преобразования напряжения, каждый из которых содержит вычислительный блок трансформатора, три блока преобразователей напряжение-ток, два блока цифроуправляемой поперечной коммутации, два блока цифроуправляемой продольной коммутации, блок статического преобразователя напряжения. 4 ил.

Изобретение относится к технике метрологии для проверки и аттестации вторичных тензоизмерительных приборов. Технический результат заключается в повышении точности имитации разбаланса измерительного моста за счет использования в качестве источника образцового напряжения умножающего цифроаналогового преобразователя с подключением источника питания измерительного моста к его входу опорного напряжения и обеспечении имитации частотных сигналов за счет введения в схему имитатора усилителя и сумматора, которые образуют дополнительный безынерционный канал изменения выходного сигнала измерительного моста. Устройство содержит измерительный мост 1, линеаризующий резистор 6, дифференциальный усилитель 7, источник образцового напряжения 8, разностную схему 9, интегратор 10, усилитель 11 и сумматор 12. Выводы одной диагонали измерительного моста 1 подключены к источнику питания UП, а другой диагонали являются информационными выводами имитатора и соединены с входами дифференциального усилителя 7. Вход источника образцового напряжения 8 подключен к источнику питания UП измерительного моста 1, а выход источника образцового напряжения 8 соединен со вторым входом разностной схемы 9. Выход сумматора 12 соединен с первым выводом линеаризующего резистора 6, второй вывод которого подключен к одному из информационных выводов имитатора. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Техническим результатом является повышение точности выбора системой токоведущих элементов электрооборудования за счет учета зависимости сопротивления токоведущих элементов от температуры и, следовательно, за счет более точного моделирования процесса изменения температуры. Он достигается тем, что система содержит входной зажим и выходной зажим системы, блок моделирования тока нагрузки, квадратор, первый и второй блоки умножения, элемент ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, дифференцирующие цепочки, первую и вторую группы коммутаторов, первую, вторую и третью группы масштабирующих резисторов, первый, второй и третий резисторы обратной связи, сигнальную лампу, компаратор, первый, второй и третий многопозиционные переключатели, первый и второй входные резисторы, счетчик, индикатор, дешифратор, первый, второй, третий и четвертый сумматоры, блок деления, таймер, задатчики среднего значения тока нагрузки, температуры окружающей среды, номинальной длительно допустимой температуры токоведущих элементов, температуры окружающей среды равной 20°С, константы «1». 5 ил.
Наверх