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:	2
Grupa:	E3-M
Wykonali:

1. Podstawy teoretyczne

   Zadaniem do wykonanie było zamodelowanie zwarcia fazy A w układzie oraz zrealizować funkcje zabezpieczania nadprądowego o nastawialnej wartości nastawczej.

   Układ, który zamodelowałem składa się ze źródła napięcia zmiennego 110 kV, transformatora WN/SN (110kV / 16,2 kV), wyłącznika który wyłącza układ w przedziale czasu 0.45 [s] - 0.7 [s]. Podczas symulacji występuje wymuszenie zwarcia fazy A. Moc czynna odbioru wynosi 4,8 MW. Częstotliwość układu została zmieniona na 50 Hz. Mierniki RMS zostały zmienione z cyfrowych na analogowe. W pierwszym panelu regulujemy długość przerwy beznapięciowej natomiast w drugim regulujemy prąd w układzie.

2. Schemat układu pomiarowego

Rys. 1. Schemat układu przesyłowego z zaznaczeniem miejsca zwarcia

Wyliczenie wartości impedancji obciążenia:

P = U_f × I × cosφ

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

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

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

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

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

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

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

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

1. Wyniki pomiarów

Przebiegi powyżej przedstawiają napięcie chwilowe i skuteczne oraz prąd chwilowy i skuteczny fazy A.

Tabela przedstawiająca wartości sygnałów dla różnych chwil czasowych.

X	U	I
[s]	[kV]	[kA]
0.065	9.041	0.529
0.104	8.982	0.599
0.120	0.016	1.154
0.318	0.001	9.348
0.337	9.070	0.494

1. WNIOSKI

W wyżej wymodelowanym i zasymulowanym układzie na podstawie powyższych przebiegów widać.

Napięcia chwilowe

Napięcie fazy na której występuje zwarcie w danym momencie zwarcia spada do zera, natomiast na pozostałych fazach widać znaczny wzrost wartości napięcia trwający ok. jednego okresu. Po czym wartość na pozostałych dwóch fazach spada do zera równocześnie wraz z prądem chwilowym.

Napięcie skuteczne

Po wystąpieniu zwarcia następuje niewielkie opóźnienie zanim napięcie zaczyna spadać. Sadzę że jest to spowodowane włączonym do układu RMS. W czasie beznapięciowym, napięcie skuteczne równa się zero. Natomiast W trakcie wyłączania można odczytać śladowe wartości napięcia.

Prąd chwilowy

Prąd fazy A w momencie zwarcia osiąga wartość około dwa razy większą niż prądy na pozostałych dwóch fazach.

Prąd skuteczny

Jego przebieg po momencie zwarcia wzrasta około dwu krotnie w odniesieniu do jego wartości pracy.

Uważam iż program PSCAD, jest bardzo użytecznym narzędziem w symulowaniu interesujących studentów zagadnień. Pozwala zrozumieć niektóre ze zjawisk zachodzących w sieci.