INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI zakład układów i sieci elektroenergetycznych
TECHNIKI INFORMATYCZNE W ELEKTROENERGETYCE
Prowadzący:	dr inż. Bogdan Staszak
Temat:	Modelowanie układów elektroenergetycznych w programie PSCAD
Nr ćwiczenia:	1
Nr stanowiska:	-
Grupa: E-4
Wykonali:
Ocena:

1. Podstawy teoretyczne

   Zadaniem do wykonanie było zamodelowanie zwarcia w układzie. Układ, który zamodelowałem składa się ze źródła napięcia zmiennego 110 kV, transformatora WN/SN (110kV / 17,4 kV), linii przesyłowej (tline), wyłącznika który wyłącza układ w przedziale czasu 0.45 [s] - 0.7 [s], modelu zwarcia (pierwszy przypadek to zwarcie fazy A do punktu neutralnego, drugi przypadek do zwarcie faz A,B,C), woltomierza doziemnego oraz amperomierza, oraz obciążenia o charakterze indukcyjnym (o parametrach obliczonych na podstawie danych podanych przez prowadzącego).

2. Schemat układu pomiarowego

Rys. 1. Schemat układu przesyłowego z zaznaczeniem miejsca zwarcia

Układ został tak zamodelowany, że wyłącznik działa pomiędzy 0,45 [s], a 0,7 [s]. Zwarcie występuje w 0,2 [s] i trwa 0,4 [s]. Cały sygnał trwa 0,8 [s]. Rezystancja zwarcia została ustawiona na 5 Ohm. Długość linii przesyłowej na . Częstotliwość w układzie to 50 Hz.

- napięcie strony wtórnej (nap. międzyfazowe) – 16,2 kV

- moc czynna odbioru – 4,8 MW

- cosφ = 0,93 sinφ = 0, 37

Wyliczenie wartości impedancji obciążenia:

P = U_f × I × cosφ

$P = \frac{U_{p}}{\sqrt{3}} \times I \times \cos\varphi$

$I = \frac{P \times \sqrt{3}}{U_{p} \times \cos\varphi}$

$Z = \frac{{U_{p}}^{2} \times \cos\varphi}{\begin{matrix} 3 \times P \\ \\ \end{matrix}}$

$Z = \frac{\left( 16,2 \times 10^{3} \right)^{2} \times 0,93}{3 \times 4,8 \times 10^{6}}$

Z = 16, 95

R = Z × cosφ=16, 95 × 0, 93 = 15, 76 Ω

X = Z × sinφ = 16, 95 × 0, 37 = 6, 27 Ω

X = ω × L

$L = \frac{X}{2 \times \pi \times f}$

$L = \frac{6,27}{2 \times 3,14 \times 50} = 0,02\text{\ H}$

Obciążenie stanowi szeregowe połączenie cewki o L=0,02 i rezystora o rezystancji=15,76 Ohma.

1. Wyniki pomiarów

Wartości skuteczne napięć i prądów fazy A mierzone w układzie przedstawionym powyżej w charakterystycznych dla tego układu odstępach czasowych. (1. przed zwarciem, 2. w trakcie zwarcia,

1. po zadziałaniu wyłącznika, 4. po powrotnym włączeniu układu.

Pomiary dla modelu nr 1 (zwarcie fazy A do punktu neutralnego)

L.P.	t [s]	I1 [kA]	U1 [V]
1.	0,139	0,480361	5,61056
2.	0,309	0,208101	2,45891
3.	0,507	0,021355	0,24122
4.	0,847	0,517672	6,32592

Pomiary dla modelu nr 2 (zwarcie faz A, B, C)

L.P.	t [s]	I1 [kA]	U1 [V]
1.	0,144	0,465173	6,29881
2.	0,285	0,097855	1,27186
3.	0,596	0,000142	0,00172
4.	0,898	0,506782	5,90892

1. Wnioski

Dzięki programowi PSCAD student ma możliwość zaprojektowania linii wysokiego napięcia, wraz z transformowaniem napięcia, jak również obserwacji komputerowej zwarcia różnego typu.

Pierwszy zaprojektowany układ realizować ma zwarcie doziemne jednej z faz, w tym przypadku fazy A. Jak widać na załączonych wykresach amplitudy chwilowe napięć i prądów zmieniają się w momencie wystąpienia zwarcia. Prąd fazy A, w której występuje zwarcie, jego amplituda, co za tym idzie i wartość skuteczna maleje do wartości 0,097855 kA i podobnie zachowuje się amplituda i wartość skuteczna napięcia. Wartość prądu i napięcia w fazach nie objętych zwarciem, faza A i B, nieznacznie wzrasta. Po zadziałaniu wyłącznika linii wartości prądu i napięcia spadają praktycznie do zera (0,0000097 kA i 0,0001224 V w 0,699 s). Po ustąpieniu zwarcia i załączeniu wyłącznika lini wartości prądu i napięcia fazy A, B, C wracają do stanu sprzed zwarcia.

W drugim zaprojektowanym układzie ze zwarciem w trzech fazach sprawa wygląda podobnie. Wartość skuteczna napięcia podczas zwarcia obniża się do 1,27186 V, a prądu do 0,097855 A. Co za tym idzie amplituda zmniejsza się. Po zadziałaniu wyłącznika, ustąpieniu zwarcia i załączeniu wyłącznika ponownie wartości prądów i napięć wracają do stanu sprzed zwarcia.

1. Załącznik : Oświadczenie

Oświadczam, że Marek Stranc jako autor sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych, opracowanie to wykonał samodzielnie nie korzystając w całości lub w części z materiałów przygotowanych przez inne osoby.