Особливості розрахунку несиметричних струмів коротких замикань у програмному продукті «Elplek»
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2021.04.113Анотація
З метою спрощення аналізу режимів роботи електричних мереж застосовують спеціалізовані програмні засоби математичного моделювання відповідних процесів. Існує величезна кількість програмних продуктів, але переважна їх більшість є платною. Для проведення досліджень в складних електроенергетичних системах та отримання результатів в певних розділах при виконанні практичних та курсових робіт, а також на певних етапах наукових досліджень автори статті активно застосовують безкоштовний програмний продукт «Elplek», але при глибшому вивченні можливостей програмного продукту зіштовхнулися з певними особливостями завдання деяких параметрів, які дещо відрізняються від загально прийнятої вітчизняної методики, що призводило до отримання похибки в розрахунках в окремих варіантах схем електроенергетичних систем.
Мета досліджень – вивчити особливості розрахунку характеристик несиметричних коротких замикань в програмному продукті «Elplek» та перевірити адекватність сформованих моделей.
На першому етапі був обраний об’єкт дослідження – це сегмент електричної мережі, що містить невелику кількість вузлів, та проведений теоретичний розрахунок шуканих параметрів режиму короткого замикання в цьому сегменті електричної мережі. У подальшому був запропонований підхід щодо завдання параметрів елементів у програмному продукті «Elplek» та ґрунтуючись на цьому підході проведене моделювання, в результаті якого отримали результати за умови завдання системи як джерела нескінченої потужності та розрахунків за активною частиною відрізняються на 0,013 %, а за реактивною – 0,004 %; за умови завдання системи як джерела певної потужності та розрахунків за активною частиною відрізняються на 0,0046 %, а за реактивній – 0,0044 %, що дає можливість стверджувати щодо доцільності використання запропонованого підходу при аналізі показників аварійних режимів складних схем електрозабезпечення споживачів певних сегментів електроенергетичних систем.
Ключові слова: моделювання сегмента електроенергетичної системи, програмний продукт «Elplek», завдання параметрів елементів, однофазні струми короткого замикання
Посилання
Barinov, V. M., Kiesewetter, D. V. (2016). Experimental study of the influence of single-phase short-circuits of power cable lines 110 and 220 kV on the operation of communications systems and automation, 57th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), Riga, 2016, 1-4, doi: 10.1109/RTUCON.2016.7763120.
https://doi.org/10.1109/RTUCON.2016.7763120
Fedotov, A. I., Mudarisov, R. M. (2018). Stability of Synchronous Motors Under Single Phase Grid Short Circuits, 2018 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Vladivostok, 2018, 1-5, doi: 10.1109/FarEastCon.2018.8602727.
https://doi.org/10.1109/FarEastCon.2018.8602727
Gai, O., Didenko, S. (2014). Automated calculation of short-circuit currents using software «Elplek». Naukovyi visnyk NUBiP Ukrainy. Seriia: Tekhnika ta enerhetyka APK, 194 (2), 82-90.
Guo, Y., G. Liu, J. Liang, L. Zhou, X. Jiang, Y. Xu, and J. Zhang. (2018). Simulation Analysis on Transient Overvoltage of Asymmetric Short Circuit in Cable Collector Networks of Offshore Wind Farm. Gaoya Dianqi. High Voltage Apparatus, 54 (5), 204-209 and 216. doi:10.13296/j.1001-1609.hva.2018.05.032.
K. Mahmud, A. K. Sahoo, E. Fernandez, P. Sanjeevikumar, J. B. Holm-Nielsen (2020). Computational Tools for Modeling and Analysis of Power Generation and Transmission Systems of the Smart Grid/ IEEE Systems Journal, vol. 14, no. 3, pp. 3641-3652, Sept. 2020, doi: 10.1109/JSYST.2020.2964436.
https://doi.org/10.1109/JSYST.2020.2964436
Kasikci, Ismail (2003). Short Circuits in Power Systems: A Practical Guide to IEC 60909, Second edition. Wiley VCH. DOI:10.1002/9783527803378
https://doi.org/10.1002/9783527803378
Khlopova, Anastasiya, Sarin, Leonid (2008). Transient processes in primary winding of voltage transformers under single-phase short circuits in 110 kV power grids with cable fixings. 2008 Power Quality and Supply Reliability Conference, Parnu, 2008, 175-178, doi: 10.1109/PQ.2008.4653756.
https://doi.org/10.1109/PQ.2008.4653756
Li, Y., Zhang, H., & Xu, J. (2019). Analysis of single-phase short-circuit current suppression measures at converter stations and their effects on power system reliability. Paper presented at the 2019 Asia Power and Energy Engineering Conference, APEEC 2019, 5-9. doi:10.1109/APEEC.2019.8720680.
https://doi.org/10.1109/APEEC.2019.8720680
Nazarčík, T., Benešová, Z. (2017). Transient analysis of multi-circuit overhead transmission lines with two voltage levels. Paper presented at the Proceedings of the 9th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering, ELEKTROENERGETIKA, 596-601.
Niculescu, T., Pasculescu, D., Stoica, I. O. (2014). Study of electro-dynamic forces in short circuit regime using matlab - simulink software. Paper presented at the International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM, 1(2), 339-346.
https://doi.org/10.5593/SGEM2014/B21/S7.043
Nowak, W., Szpyra, W. , Tarko, R., Benesz, M.. (2016). Calculation of Currents Flowing in the Towers Earthing System during Single-Phase Faults in High Voltage Overhead Lines. Przeglad Elektrotechniczny, 92 (6), 203-206. doi:10.15199/48.2016.06.40.
https://doi.org/10.15199/48.2016.06.40
Program Elplek. Avalaible at: http://pp.kpnet.fi/ijl.
Toader, D., Haragus, S., Blaj, C. (2008). Currents closing via the copper ribbon of MV cables at single-phase short-circuits on the HV side of a 110/20 kV station, 11th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, Brasov, 2008, 191-196. doi: 10.1109/OPTIM.2008.4602365.
https://doi.org/10.1109/OPTIM.2008.4602365
Turkia, N, Phipia, T, Bantsadze, V. (2017). The creation of a mathematical model for simultaneous asymmetric faults in electric systems. In: Information and computer technology, modeling and control: Proceedings of the international scientific conference devoted to the 85th anniversary of academician I. V. prangishvili, 139-150.
Valiullin, K. R. (2020). Detection of Faults on Power Line with Artificial Neural Networks, International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Sochi, Russia, 2020, 1-5. doi: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9111987.
https://doi.org/10.1109/ICIEAM48468.2020.9111987
Yang, D., Zhang, B., Ma, L., Xing, L., & Wu, C. (2018). Two-step optimization for limiting three-phase and single-phase short circuit current. Paper presented at the 2nd IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration, EI2 2018 - Proceedings, doi:10.1109/EI2.2018.8582568.
https://doi.org/10.1109/EI2.2018.8582568
Kozyrskyi, V. V., Gai, O. V. (2016). Perekhidni protsesy v enerhetytsi [Transients in energy]. Kyiv: TsP «Komprynt», 489.
Vdov, T. V., Dmytrenko, O. O. (2017). Doslidzhennia funktsionalnykh mozhlyvostei «ELPLEK»-prohramy dlia modeliuvannia avariinykh rezhyiv elektrychnoi merezhi [Research of functional possibilities of "Elplek" - programs for simulation of emergency modes of electrical network]. Mizhnarodnyi naukovo-tekhnichnyi zhurnal" Suchasni problemy elektroenerhotekhniky ta avtomatyky", 33-36.
Pivniak, H. H., Vynoslavskyi, V.M., Rybalko, A.Ya., Nesen, L.I. (2002). Perekhidni protsesy v systemakh elektropostachannia [Transients in power supply systems]. Dnipropetrovsk: Natsionalnyi hirnychyi univ, 597.
Gai, O. V., Husiatynskyi, D. O. (2020). Osoblyvosti predstavlennia deiakykh elementiv v prohramnomu produkti «Elplek». Enerhetyka i avtomatyka, 3, 34-44.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
