23 Boguslaw Karolews.. - Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów

23 Boguslaw Karolews.. - Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów

Nr 63
Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych
Politechniki Wrocławskiej
Nr 63
Studia i Materiały
Nr 29
2009
modelowanie, dynamika, zakłócenia, zwarcie,
stan nieustalony, system elektroenergetyczny,
sieć zakładowa, program obliczeniowy
Bogusław Karolewski *
TWORZENIE MODELU SIECI ZAKŁADOWEJ W PROGRAMIE
EMTP
Przyjęto przykładowy układ rozbudowanej sieci zakładowej, zasilanej z systemu oraz przez 4
własne generatory. Opisano sposób tworzenia modelu tej sieci z wykorzystaniem pakietu EMTP-RV i
podstawowe zasady posługiwania się programem. Podano przyjęte sposoby modelowania poszczególnych elementów układu. Przedstawiono uzyskany model całej badanej sieci.
1. WPROWADZENIE
Obliczenia wykonano wykorzystując pakiet EMTP-RV [2], który jest komercyjną
wersją programu EMTP. Wykorzystuje te same modele i mechanizmy, jak bezpłatna
wersja nazywana ATP [1, 4], jednak jest lepiej dopracowany i przyjazny dla użytkownika. Ma bardziej zwartą budowę. Uproszczono proces przygotowywania niektórych danych. Ulepszono metody całkowania równań, co ma znaczący wpływ na działanie programu. Rzadziej występują kłopoty ze stabilnością rozwiązywania równań.
Program w wersji RV umożliwia uwzględnienie większej liczby rozbudowanych modeli elementów systemu - np. równań obwodowych silników indukcyjnych. W programie ATP bezpośrednio można było wykorzystać tylko 3 pełne modele silnika indukcyjnego [3] (choć jest możliwe zwiększenie ich liczby). Program EMTP-RV
umożliwia uwzględnienie wielokrotnie większej liczby takich modeli bez utraty stabilności rozwiązania.
2. UKŁAD PRZYKŁADOWEJ SIECI
__________
*
Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław, [email protected]
2
Na rysunku 1 przedstawiono układ linii i transformatorów WN, łączących przyjętą
przykładową sieć dużego zakładu z systemem el-en na poziomie 400 i 220 kV. Przyjęto wartości mocy zwarciowych w obu stacjach zasilających Szw1 = 22 000 MVA i
Szw2 = 40 000 MVA. Dane autotransformatorów AT1 i AT2 230/110 przyjęto jako:
Uk% = 10,0 %, ∆PCu = 350 kW, a transformatora T-1 400/110: Uk% = 15,5 %, ∆PCu =
950 kW. Wartości te pozwalają wyznaczyć parametry schematów zastępczych transformatorów, które stanowią dane do obliczeń.
Dalszą część sieci do zamodelowania przedstawiono na rys. 2. Opracowywany
model będzie obejmował połączenie układów z rys. 1 i 2. Sieć wykorzystuje pośredni
poziom napięcia 30 kV. Każda z 4 sekcji głównego punktu zasilającego (GPZ) zasilana jest poza napięciem systemu również przez własny generator wraz z transformatorem blokowym 10,5/30 kV. Sekcję A w rozdzielni GPZ-1 oznaczono symbolem A,
sekcję B w GPZ-1 symbolem B, sekcję A w GPZ-2 symbolem C, a sekcję B w GPZ-2
symbolem D. Te litery A, B, C, D oraz kolejny numer zastosowano do opisu kolejnych rozdzielni głównych RG, silników (silnik A1, A2, … , A6, B1 – B7, C1 – C7 i
D1 – D6) oraz do opisu transformatorów, kabli, amperomierzy i woltomierzy związanych z poszczególnymi torami zasilającymi. W przypadku torów B6 oraz C1 model
obejmuje również kable do stacji niższego rzędu, czyli rozdzielni oddziałowych RO i
odbiorniki zasilone z tych stacji. Przykładowo silniki zasilone z rozdzielni oddziałowych w torze B6 oznaczono numerami B61, B62 i B63. Obciążenia pozostałych rozdzielni oddziałowych – łączne z odbiornikami n.n., uwzględniono powiększając moce
zastępczych silników i odbiorników impedancyjnych, przyłączonych do poszczególnych rozdzielni RG.
Rys. 1. Schemat układu łączącego sieć zakładową z systemem
Fig. 1. Diagram of system connecting the industrial supply network with electric power system
Zastępcze silniki indukcyjne, reprezentujące grupę silników zasilanych za pośrednictwem danej rozdzielni, mają moce 1, 5 lub 10 MW. Moce te podano na rys 2. pod
3
symbolami silników. Modele silników o mocy 2 MW realizowano jako układ dwu
silników po 1 MW. W przypadku pozostałych odbiorników podano pobieraną moc
czynną i pozorną. Sieć pracuje obciążona mocą czynną o wartości około 240 MW
(172 MW to silniki, 66,8 MW obciążenie impedancyjne czynne i 33,4 Mvar-a impedancyjne bierne).
Rys. 2. Schemat zamodelowanej sieci zakładowej
Fig. 2. Diagram of modelling the industrial supply network
4
3. OPIS TWORZENIA MODELU
Przystępując do komputerowej symulacji elektromagnetycznych stanów przejściowych, całość problemu można podzielić na zadania:
1. Opracowanie modelu
• wybór modeli poszczególnych elementów analizowanego układu,
• przygotowanie danych,
• określenie parametrów symulacji,
• wybór wielkości wyjściowych.
2. Wykonanie symulacji
• pojedyncza symulacja,
• seria symulacji ze zmianą określonych parametrów.
3. Analiza i wykorzystanie wyników
• prezentacja wyników w postaci wykresów funkcji w czasie,
• analiza wpływu zmian wybranych parametrów czy zakłóceń na uzyskiwane
przebiegi,
• interpretacja badanych zagadnień.
Pierwszym problemem do rozwiązania jest dobór właściwych modeli elementów.
Dobór tych modeli zależy od rozmiarów układu do obliczeń i zakresu tych obliczeń.
Np. inne modele są wymagane w przypadku zmian częstotliwości w szerokich granicach, zaś inne gdy częstotliwość będzie się zmieniała w niewielkim zakresie.
Drugim ważnym zagadnieniem jest skompletowanie wartości parametrów opisujących modelowane elementy. Następnym etapem jest uruchomienie obliczeń w prostych układach, pozwalających na sprawdzenie poprawności zachowania wybranego
modelu i wartości jego parametrów oraz korekta tych wartości tak, aby uzyskać zgodność zachowania modelu z posiadanymi o nim informacjami. Przykładowo w przypadku transformatora zasila się go ze źródła napięcia i bada zachowanie na biegu
jałowym (czy jest zachowana wartość prądu biegu jałowego i napięcia w uzwojeniu
wtórnym), a następnie obciąża znamionowo i znowu bada się napięcia i prądy pierwotne i wtórne. Badania takie są szczególnie istotne w przypadku skomplikowanych
modeli, wymagających znajomości wielu, często trudnych do ścisłego określenia parametrów. W takim przypadku badania mają doprowadzić do korekty przyjętych wartości tak, aby model zachowywał się poprawnie. Jest to również okazja do wykrycia
nieprawidłowości, których przy tak rozbudowanych modelach i programie niestety
autorom programu nie udało się uniknąć.
Kolejnym etapem jest sformułowanie modelu całego układu. Uruchomienie takiego modelu daje możliwość prześledzenia współpracy elementów i kolejnej korekty
modeli cząstkowych.
Po uruchomieniu programu i wybraniu nowego projektu (File-New) otwiera się
okno, przeznaczone do budowania schematu. Po prawej stronie dostępna jest bibliote-
5
ka elementów – z modelami źródeł, gałęzi RLC jednofazowych i trójfazowych, generatorów, silników, transformatorów, linii, łączników, mierników, elementów układów
sterowania itp. Po wybraniu danego elementu, jego symbol pojawia się w niewielkim
oknie w prawym górnym rogu ekranu. Stamtąd można go przeciągnąć myszką na pulpit po lewej i łączyć z innymi elementami układu.
Po podwójnym kliknięciu na symbol elementu, pojawia się okno z jego parametrami. Każdy element ma wczytane dane przykładowe, które można modyfikować.
Kolejne zakładki okna z danymi pozwalają wybrać opcje dotyczące ewentualnych
warunków początkowych, obserwacji czy zapamiętywania wyników obliczeń przebiegów związanych z tym elementem czy wreszcie wyświetlania większej lub mniejszej liczby napisów związanych z elementem. Ostatnią opcją okna z danymi jest
HELP – czyli możliwość wyświetlenia pliku z opisem danego elementu w języku
angielskim.
W przypadku konieczności dołączenia elementu jednofazowego (np. woltomierza)
do układu trójfazowego, trzeba na przewodzie kliknąć prawym klawiszem myszy,
wybrać opcję Line type i zmienić charakter przewodu z 3 Phase Signal na 3 Phase
Bus. Do tak przygotowanego miejsca można podłączyć element jednofazowy. Należy
zwrócić uwagę, że w przypadku amperomierzy, włączenie przyrządu w jedną fazę
powoduje zmianę rozpływu prądów – jest modelowana impedancja amperomierza.
Trzeba mierniki włączać we wszystkie fazy, ewentualnie nie zapamiętując wyników z
dwu niepotrzebnych faz.
Po zbudowaniu schematu, należy ustalić warunki symulacji. W górnym menu wybiera się EMTP – Simulation options. Głównymi parametrami, które trzeba podać są
krok obliczeń, czas trwania symulacji i częstotliwość podstawowa sieci. W podoknie
Adwanced można wybrać metodę całkowania, w opcji Output – co który wynik zapamiętywać do wydruku (np. co 100), natomiast parametry w oknie Memory najlepiej
pozostawić na typowym poziomie.
Symulację uruchamia się wybierając Start EMTP z górnego Menu. Jeśli obliczenia
przebiegły pomyślnie, wybiera się z menu EMTP – View Scopes, co uruchamia program do wykreślania wyników. W górnym oknie wybiera się przebiegi do wizualizacji i przyciskiem Plot Signals powoduje się ich wykreślenie w funkcji czasu.
Należy pamiętać, że wpisując dane do modelu dla oddzielenia części ułamkowej
trzeba się posługiwać kropką, a nie przecinkiem.
Test poprawności działania utworzonego modelu sieci polega na sprawdzeniu czy:
model działa,
wyniki symulacji są zgodne z logiką, a zatem ocenia się przykładowo:
przebiegi prędkości, momentu, prądu i napięcia na zaciskach ruszającego silnika,
przebiegi mocy pobieranej z systemu i z generatora,
przebieg prądu generatora, jego prędkości, kąta mocy i prądu wzbudzenia, przebiegi napięć w charakterystycznych punktach układu.
6
4. SPOSOBY MODELOWANIA PODSTAWOWYCH ELEMENTÓW UKŁADU
W celu sprawdzenia poprawności przyjętych danych i zachowania elementów modelu, wykonano próby modelowania ważniejszych elementów - takich jak generatory,
transformatory czy silniki, pracujących w prostych wyodrębnionych układach. Postępowanie takie jest niezbędne, gdyż modelowanie stanów nieustalonych jest na tyle
skomplikowane, a stosowane modele wymagają wprowadzenia dużej liczby często
trudnych do określenia parametrów, że samo wstawienie przyjętych wartości do modelu często nie wystarcza do jego poprawnej pracy. Na podstawie zachowania urządzenia w prostym układzie można dokonać wyboru pomiędzy wariantami modelu,
skorygować wartości parametrów i upewnić się czy uzyskiwane wyniki są poprawne.
4.1. MODELOWANIE GENERATORÓW
p2
SM1
Out
i(t)
p1
SM
IN
10.5kV
5|5.2|0
+
+
R2 SW2
AVR_Gov_1
v(t)
Są to generatory o mocy pozornej 68,75 MVA i napięciu 10,5 kV. Prąd znamionowy wynosi 3780 A, napięcie wzbudzenia 81-280 V, a prąd wzbudzenia 234-665A.
Mechaniczna stała czasowa Tm = 7,6 s, co po przeliczeniu na moment bezwładności
daje 10600 kgm2.
Przyjmując moment bezwładności turbiny jako 0,33 JG, całkowity moment bezwładności układu wynosi J = 14100 kgm2. Założono sztywność połączenia pomiędzy
turbiną i generatorem, a zatem potraktowano układ jako jednomasowy.
N
obciążenie
Start EMTP
ScopeView
1
100M
R1 +
AVR&Gov 68.75MVA
(pu)
SW1
RL1
+
+
0.2|1E15|0
zwarcie
Rys. 3. Schemat układu do badania modelu generatora
Fig. 3. Diagram of system to generator's model study
Model generatora zasila obciążenie rezystancyjne złożone z trzech rezystorów w
układzie gwiazdowym po R = 4 Ω. Schemat do badania modelu przedstawiono na
rys. 3. Po uruchomieniu modelu, generator pracuje na biegu jałowym. Po 0,2 s załączane jest obciążenie. W chwili t = 5 s modelowane jest zwarcie na zaciskach generatora przez rezystor 0,5 Ω, które zostaje wyłączone po upływie 0,2 s. Czas symulacji
7
wynosił 10 s. Wykorzystano blok oznaczony w programie symbolem SM1. Generator
współpracuje z układem regulacji wzbudzenia i turbiny oznaczonym AVR&Gov.
4.2. MODELOWANIE SILNIKÓW
W przypadku silnika indukcyjnego modelowano jego rozruch. Na podstawie uzyskanych przebiegów można określić, czy czas rozruchu ma sensowną wartość, czy
krotność prądu rozruchowego i momentu krytycznego są zgodne z oczekiwaniami,
jaki uzyskuje się pobór prądu przy pracy na biegu jałowym, czy po zakończeniu rozruchu znamionowemu momentowi obciążenia odpowiada znamionowy moment elektromagnetyczny i znamionowy prąd itp. W zasadzie program EMTP - RV jest wyposażony w specjalny podprogram, tzw. kalkulator, który pozwala wyznaczyć parametry
schematu zastępczego silnika. Jednak po podstawieniu uzyskanych wartości parametrów do modelu, często wyniki rozbiegają się lub silnik wcale nie rusza. Dopiero po
odpowiednich korektach udaje się model doprowadzić do logicznie poprawnego zachowania.
Na rys. 4. przedstawiono model silnika 1 MW i jego główne parametry. Jest to silnik dwuklatkowy o napięciu 6 kV i prędkości 990 obr/min. Moment bezwładności J =
200 kgm2 jest sumą momentu bezwładności wirnika i maszyny napędzanej. Wykorzystano moduł programu oznaczony symbolem ASM1.
T
DEV1
Speed ASM1
Tm
i(t)
ScopeView
ASM
S
10.39kV
1MW
6.0kVRMSLL /_0
p1
+
Start EMTP
S
Silnik klatkowy 1 MW, 6 kV, J =200 kgm2, czas rozruchu około 3 s,
obciążenie wg funkcji Mo = 7250*Wr/Ws +2400 przykładane po 0,1s,
moment obciążenia rośnie od 25%Mn do Mn, jako liniowa funkcja prędkości
Ws = 104,7 rad/s, Mn = 9650 Nm, In = 118 A
AC1
Rys. 4. Schemat układu do badania modelu silnika
Fig. 4. Diagram of system to motor's model study
4.3. MODELOWANIE TRANSFORMATORÓW
Zachowanie modelu transformatora badano na przykładzie TS-1 o mocy 75 MVA
i grupie połączeń YNd11w układzie modelowym przedstawionym na rys. 5. Wykorzystano typowy model z biblioteki programu EMTP-RV oznaczony YgD -30. Trans-
8
p4
v(t)
p3
YgD_1
1
2
p2
i(t)
SW1
RL1
+
+
30ms|1000ms|0
?s
?s
117/31.5
R1
115kVRMSLL /_0
Start EMTP
+
100M
p1
i(t)
+
AC1
?s
?s
v(t)
formator pracował przez 30 ms na biegu jałowym a potem, przez zamknięcie wyłącznika SW1 załączano obciążenie rezystancyjne o wartości 13,23 Ω, które stanowi obciążenie znamionowe badanego transformatora.
ScopeView
Rys. 5. Schemat układu do badania modelu transformatora
Fig.5. Diagram of system to transformer's model study
4.4. MODELOWANIE SYSTEMU
Do zamodelowania napięcia systemu i jego reaktancji zaplanowano wykorzystanie
modelu oznaczonego symbolem VwZ1 i przedstawionego na rysunku 6.
112kVRMSLL /_0
+
VwZ1
Rys. 6. Schemat układu do badania modelu systemu
Fig. 6. Diagram of system to power system's model study
4.5. MODELOWANIE KABLI
Model linii kablowej typu PI przedstawiono na rys. 7.
PI
1.576 km
4xHAKnY
PI1 3x1x240
+
Rys. 7. Schemat układu do badania modelu kabla
Fig. 7. Diagram of system to cable's model study
9
4.6. MODELOWANIE ODBIORNIKÓW IMPEDANCYJNYCH
LF
Load1
Model odbiornika oznaczony LF przedstawiono na rys. 8. Jego parametrami są pobierane moce - czynna i bierna - przy czym w danych wpisuje się moce pobierane
przez jedną fazę. Kolejnym parametrem jest napięcie znamionowe, przy którym odbiornik pobiera podaną moc. Przy zmianach tego napięcia, pobór mocy zmienia się w
funkcji kwadratu napięcia. A zatem, pomimo podawania jako danych mocy znamionowych, jest to odbiornik o stałej impedancji.
60MW
30MVAR
Rys. 8. Schemat układu do badania modelu odbiornika impedancyjnego
Fig. 8. Diagram of system to receiver's model study
5. MODEL UKŁADU SIECI
AT1_do_TS3
AT2_do_TS2
T1_do_TS1
100|101|0
+
+
VwZ2
System 2
400 kV
W400
+
PI
15,960 km
AFL 240
Page
-1|150|0
+
L_do_TS4
400.9kVRMSLL /_0
-1|150|0
+
+
PI
Page
-1|150|0
+
11.110 km
AFL 240
L_do_TS1
T1
+
Page
-1|150|0
+
10,060 km
AFL 240
L_do_TS2
PI
AT2
400/113.6
2
1
YgYg_np2
220/115.9
2
1
YgYg_np1
+
220/115.9
Page
-1|150|0
+
7,036 km
AFL 180 i
1,189 km
AFL 240
L_do_TS3
PI
AT1
korektor
+
100M
2
1
YgYg_np3
System 1
220 kV
-1|150|0
+
korektor
+
100M
100|101|0
+
+
VwZ1
216.7kVRMSLL /_0
Na rys. 9., 10. i 11., przedstawiono kolejne części (strony) modelu sieci wykonanego z zastosowaniem programu EMTP – RV. Model obejmuje wszystkie zaplanowane elementy. Pomiędzy poszczególnymi stronami modelu istnieją połączenia, reprezentowane przez bloczki z napisem Page. Połączenia są identyfikowane przez
nazwę sygnału, podaną przy poszczególnych bloczkach. Model można w prosty sposób modernizować, uzupełniać i rozbudowywać.
T1_do_TS4
Rys. 9. Strona 1 modelu sieci – zasilanie zakładu z systemu
Fig. 9. The side 1 model of net - the supply industrial plant with power system
Rys. 10. Strona 2 modelu – części A i B sieci zakładowej
Fig. 10. The side 2 model of net - A and B parts of supply industrial network
T1_do_TS1 i(t)
Page
p_i_S1
We
DEV_S1
U_rms_S1
TS-1
YgD_TS1
1
2
korektor
+
100M
123.16/31.5
i(t)
ScopeView
A_do_C
Page
zwarcie
RZ1f
+
0.2
korektor1 00M
+
korektor
+
100M
RZ3f 0.2
+
WZ1f jednofazowe
+
a
Start EMTP
pomiar mocy czynnej
i biernej 3 faz
+
pomiar wart. skutecznej prądu
+
-1|150|0
WS1
1.202 km
4xHAKnY
3x1x240
kabelPI K_A6
pomiar wart. chwilowej prądu
DEV_TS1
Wy
i_rms_TS1
We
IC
PQ_TS1
AT2_do_TS2
Page
i(t)
p_i_S2
We
U_rms_S2
TS-2
YgD_TS2
1
2
korektor
+
100M
123.16/31.5
i(t)
B
p_i_TS2
Wy
i_rms_TS2
DEV_TS2
We
+
-1|150|0
WS2
GPZ-1 sek B 30 kV
IC
+
1
B_do_D
Page
2
YgD_TB2
+
10
p_i_G2
50Hz
?s PQ
PQ_TS2
kabel
PI k_B7
2
1
YD_B7
33/10.5
TB-2
korektor
+
100M
v (t)
p_U_G2_za_wyl
p_U_G2
v (t)
R_G2
+
100M
WG2
?s
50Hz
PQ
DEV_S2
IC
p_U_TS2
kabel
PI k_B6
RG-B730/6.3
s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQm_B7
v(t)
0.816 km
2xXRUHKXS
3x1x240
LF
+
2.380 km
3xXRUHKXS
3x1x240
Load_B7
WSB7
220uF
N
30/6.3
2
1
YD_B6
p_U_B7
v(t)
2MW p_i_B7
1MVAR
+
0.06|1E15|0
kabel
PI k_B5
2
1
YD_B5
RG-B6 s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_B6
+
1
0.402 km
4xHAKnY
3x1x240
Load_B5
IC
1.229 km
2xXnRUHKXS
3x1x300
440uF
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_B5
LF
-1|100|0
+
SM
kabel
PI k_B4
2
RG-B5
s. B
31.5/6.6
v(t)
p_i_B5
IC
+
31.5/6.6
+
v(t)
p_U_S2
kabel
PI k_B3
2
1
YgD_B3
YD_B4
Tm
S
30/6.3
+
1.650 km
2xHAKnFtA
3x1x240
Load_B4
p_U_B5
+
0.675 km
2xHAKnY
3x1x240
Load_B3
IC
1.550 km
3xXRUHKXS
3x1x240
Load_B2
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_B4
LF
4MW
2MVAR
2
1
YgD_B2
pomiar wart. chwilowej napięcia fazowego
p_i_TS1
A
GPZ-1 sek A 30 kV
+
kabel
PI k_B2
RG-B4 s. B
v(t)
4MW p_i_B4
2MVAR
PQ_G2 i(t)
IC
10.5kV
68.75MVA
TB-1
WZ3f gen
korektor
+
100M
Load_B1
440uF
IN
AVR&Gov
(pu)
G-2
Generator
Out
zwarcie
trójfazowe
+
p_U_G1_za_wyl
v (t)
p_U_G1
WG1
220uF
+
AVR_Gov_G2
WSZR
Load_B63
44uF
1MW
0.501MVAR
1.780 km
2xHAKnY
3x1x240
WSA6
220uF
p_U_B4
+
korektor
+
100M
SM_G2
PI
5.500 km
2xHAKnY
3x1x185
Load_A5
RG-B2 s. B
220uF
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_B3
IC
-1|100|0
+
S
10.329kV
5MW
kabelk_B63
+
LF
DEV_B7
-1|100|0
+
3.100 km
3xXRUHKXS
3x1x240
Load_A4
440uF
Load_A6
+
Tm
31.5/6.3
RG-B3 s. B
v(t)
p_i_B3
LF
-1|100|0
+
SpeedASM_B7
ASM
1.480 km
3xK2YRN50
3x1x240
Load_A3
440uF
v (t)
R_G1
+
100M
DEV_B5
Tm
S
1.573 km
4xHAKnY
3x1x240
Load_A2
44uF
G-1
2MW
1MVAR
S
10.329kV
10MW
IC
p_U_B3
+
Tm
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_B2
p_i_B6
T
p_U_TS1
kabel
PI k_B1
2
1
YD_B1
RG-B2 s. B
v(t)
p_i_B2
LF
-1|100|0
+
S
SpeedASM_B5
ASM
2MW
1MVAR
Tm
10.329kV
10MW
IC
p_U_B2
+
v(t)
+
S
10.329kV
1MW
ASM
RG-B130/6.3
s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_B1
LF
LF
+
Page
100|1000|0
ROsA_do_ROsB
ASM
S
SpeedASM_B4
p_U_B6
+
0.410 km
3xXRUHKXS
3x1x240
ASM_B63b
Speed
S
p_U_B1
v(t)
2MW p_i_B1
1MVAR
-1|100|0
+
S
44uF
S
DEV_B63b
T
T
RG-A6 s. A
-1|100|0
+
SpeedASM_B3
ASM
+
Tm
10.329kV
5MW
S
PI
ASM
v(t)
50Hz
?s PQ
kabelPI K_A5
2
1
YgD_A5
IC
-1|100|0
+
SpeedASM_B2
DEV_B4
ASM
S
30/6.3
+
v(t)
p_U_S1
Tm
S
10.329kV
5MW
T
RG-A5 s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_A5
LF
+
kabelPI K_A4
2
1
YgD_A4
IC
p_U_A5
v(t)
4MW p_i_A5
2MVAR
1MW
0.501MVAR
Tm
10.329kV
1MW
S
T
kabelk_B62
+
Load_B62
ASM_B63a
Speed
44uF
S
DEV_B63a
T
-1|100|0
+
S
10.329kV
1MW
ASM
DEV_B3
Tm
SpeedASM_B1
DEV_B2
ASM
+
T
RG-A430/6.3
s. A
i(t)
?s PQ
PQ_A4
-1|100|0 p_U_A6
ASM S
+
10.39kV
v(t)
4MW +
10MW
p_i_A6
31.5/6.6
2MVAR -1|100|0
i(t) 50Hz
+
?s PQ
LF
korektor
PQ_A6
+
2
1
IC
100M
YgD_A6
SM_G1
PQ_G1 i(t)
33/10.5
IC
p_i_G1
+
SM
PQ ?s
0.04|1E15|0
50Hz
2
1
N
50Hz
10.5kV
YgD_TB1
68.75MVA
10.329kV
5MW
0.420 km
3xXRUHKXS
3x1x240
ASM_B62b
Speed
44uF
DEV_B62b
S
-1|100|0
+
S
IN
DEV_B1
Tm
10.329kV
1MW
T
+
+
Out
AVR&Gov
(pu)
S
220uF
S
+
Tm
2
1
YD_A3
IC
LF
+
kabelPI K_A3
p_U_A4
-1|100|0
+
SpeedASM_A6
30/6.3
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_A3
LF
v(t)
0.399MWp_i_A4
0.201MVAR
S
10.329kV
10MW
T
+
2
1
YD_A2
RG-A3 s. A
v(t)
p_i_A3
+
kabelPI K_A2
IC
-1|100|0
+
Tm
30/6.3
p_U_A3
2MW
1MVAR
S
ASM
RG-A2 s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_A2
LF
+
Tm
10.329kV
1MW
AVR_Gov_G1
ASM
PI
SpeedASM_A5
ASM
DEV_A6
ASM_B62a
Speed
kabelk_B61
SpeedASM_A4
DEV_A5
S
DEV_A4
T
p_U_A2
-1|100|0
+
S
kabelPI K_A1
2
1
YD_A1
IC
v(t)
4MW p_i_A2
2MVAR
Tm
10.329kV
5MW
Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV
DEV_B62a
S
-1|100|0
+
44uF
10.329kV
1MW
T
0.410 km
2xXRUHKXS
3x1x240
Tm
S
ASM
+
440uF
S
DEV_A3
Generator
R4 0.2
ASM
S
31.5/6.6
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_A1
LF
-1|100|0
+
SpeedASM_A3
RG-A1 s. A
v(t)
2MW p_i_A1
1MVAR
Tm
10.329kV
10MW
T
Ruszający silnik
+
WZ3f sil
+
DEV_B61
ASM_B61
Speed
ASM
p_U_A1
-1|100|0
+
+
Load_A1
S
T
S
Tm
S
SpeedASM_A2
DEV_A2
T
S
T
ASM
10.329kV
5MW
T
RO-B61 do B63 s. B
SpeedASM_A1
220uF
Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV
S
DEV_A1
T
Rys. 11. Strona 3 modelu – części C i D sieci zakładowej
Fig. 11. The side 3 model of net - C and D parts of supply industrial network
40/60
AT1_do_TS3
i(t)
p_i_S3
TS-3
YgD_TS3
1
2
i(t)
p_i_TS3
DEV_TS3
Wy
i_rms_TS3
We
+
-1|150|0
WS3
?s
i(t)
p_i_S4
TS-4
YgD_TS4
1
2
v(t)
i(t)
Wy
i_rms_TS3
+
-1|150|0
WS4
+
DEV_TS1
IC
We
TB-4
korektor
+
100M
v (t)
100M
v (t)
R_G4
+
p_U_G4
2
1
YgD_TB4
D
1
YD_D6
33/10.5
50Hz
?s PQ
PQ_TS4
kabel
PI k_D6
2
p_U_TS4
p_i_TS4
30/6.3
+
40/60
T1_do_TS4
Page
B_do_D
kabel
PI k_D5
Mete r
Freq
rv rc
czest_D
+
GPZ-2 sek B 30 kV
?s
korektor
+
100M
PQ
50Hz
123.16/31.5
+
0.1|1E15|0
WG4
N
p_i_G4
We
IC
p_U_G4_za_wyl
SM
30/6.3
2
1
YD_D5
RG-D6 s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_D6
U_rms_S4
LF
DEV_S4
4MW
2MVAR
Page
p_U_D6
v(t)
p_i_D6
kabel
PI k_D4
2
1
YgD_D4
2.000 km
3xK2YRN50
3x1x240
440uF
Load_D6
WSD6
+
31.5/6.3
+
v(t)
p_U_S4
kabel
PI k_D3
2
1
YgD_D3
RG-D5 s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_D5
IC
-1|100|0
+
S
rv rc
A_do_C
C
GPZ-2 sek A 30 kV
LF
31.5/6.6
2.940 km
3xXRUHKXS
3x1x240
Load_D5
220uF
v(t)
2MW p_i_D5
1MVAR
1
2.272 km
2xHAKnY
3x1x240
p_U_D5
+
1.817 km
4xHAKnY
3x1x240
Load_D4
440uF
+
Tm
2
RG-D4 s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_D4
IC
-1|100|0
+
S
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_D3
+
kabel
PI k_D2
YgD_D2
p_U_D4
LF
31.5/6.6
RG-D3 s. B
IC
v(t)
4MW p_i_D4
2MVAR
kabel
PI k_D1
1.049 km
4xHAKnY
3x1x185
Load_D3
220uF
LF
Page
korektor
+
100M
123.16/31.5
+
5.150 km
2xHAKnY
3x1x185
IC
2MW
1MVAR
30/6.3
2
1
YD_D1
RG-D2 s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_D2
p_U_D3
v(t)
p_i_D3
Meter
czest_C
We
U_rms_S3
DEV_S3
kabel
PI k_C7
TB-3
korektor
+
100M
Load_D2
440uF
LF
PQ_G4 i(t)
IC
10.5kV
68.75MVA
IC
PQ_TS3
1.868 km
2xHAKnY
3x1x240
p_U_G3_za_wyl
Load_D1
44uF
G-4
Generator
AVR_Gov_4
IN
AVR&Gov
(pu)
30/6.3
50Hz
?s PQ
+
2
1
YgD_C7
33/10.5
RG-D1 s. B
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_D1
p_U_D2
v(t)
4MW p_i_D2
2MVAR
+
Tm
korektor
+
100M
SM_G4
Out
v (t)
p_U_G3
ASM
10.39kV
10MW
kabel
PI k_C6
2
1
YD_C6
p_U_TS3
2
1
YgD_TB3
IC
-1|100|0
+
S
SpeedASM_D6
DEV_D6
S
p_i_G3
?s
LF
+
Tm
10.329kV
5MW
T
WG3
ASM
+
31.5/6.6
p_U_D1
-1|100|0
+
S
SpeedASM_D5
DEV_D5
S
+
Tm
SpeedASM_D4
ASM
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_C7
50Hz
-1|100|0
+
SpeedASM_D3
ASM
PQ
kabel
PI k_C5
2
1
YD_C5
RG-C7 s. A
IC
v(t)
0.399MW p_i_D1
0.201MVAR
S
10.329kV
10MW
T
220uF
v (t)
R_G3
3.1 km +
100M
3xXRUHKXS
3x1x240
ASM
DEV_D4
S
LF
-1|100|0
+
+
Tm
10.329kV
5MW
T
v(t)
p_i_C7
v(t)
Tm
S
SpeedASM_D2
DEV_D3
Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV
S
p_U_C7
2MW
1MVAR
+
0.08|1E15|0
N
10.329kV
10MW
T
+
31.5/6.6
RG-C6 s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_C6
IC
Load_C7
WSC7
SM
10.5kV
68.75MVA
ASM
DEV_D2
S
LF
PQ_G3 i(t)
10.329kV
1MW
T
v(t)
4MW p_i_C6
2MVAR
IC
SpeedASM_D1
DEV_D1
S
G-3
Generator
AVR_Gov_3
IN
AVR&Gov
(pu)
p_U_C6
-1|100|0
+
S
korektor
+
100M
SM_G3
Out
IC
+
v(t)
p_U_S3
kabel
PI k_C4
2
1
YD_C4
RG-C5 s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_C5
+
0.427 km
4xHAKnY
3x1x240
Tm
10.329kV
5MW
T
Load_C6
ASM
+
440uF
DEV_C7
S
LF
30/6.3
Freq
+
kabel
PI k_C3
1
YgD_C3
p_U_C5
v(t)
4MW p_i_C5
2MVAR
30/6.3
2
RG-C4 s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_C4
IC
-1|100|0
+
S
SpeedASM_C7
RO-C11 do C13 s. A
LF
+
Tm
10.329kV
10MW
T
p_U_C4
v(t)
2MW p_i_C4
1MVAR
kabel
PI k_C2
2
1
YgD_C2
RG-C3 s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_C3
IC
Load_C5
SpeedASM_C6
ASM
LF
-1|100|0
+
S
440uF
+
v(t)
2MW p_i_C3
1MVAR
+
Page
Tm
10.329kV
10MW
p_U_C3
31.5/6.3
1.380 km
2xXRUHKXS
3x1x240
ASM
IC
1.740 km
3xXRUHKXS
3x1x240
SpeedASM_C5
RG-C2 s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_C2
+
1.030 km
2xHAKnY
3x1x240
S
+
Load_C4
T
LF
-1|100|0
+
S
10.329kV
5MW
S
0.410 km
3xXRUHKXS
3x1x240
LF
ASM
+
Tm
220uF
kabel
1MW
0.501MVAR
Load_C13
44uF
+
PIk_C13
SpeedASM_C4
Load_C3
S
v(t)
2MW p_i_C2
1MVAR
-1|100|0
+
S
220uF
T
T
-1|100|0
+
Tm
10.329kV
5MW
DEV_C6
Tm
ASM
Load_C2
+
S
10.329kV
1MW
LF
+
-1|100|0
+
S
ASM_C13b
Speed
ASM
Tm
44uF
S
DEV_C13b
T
kabel
1MW
0.501MVAR
S
+
kabel
PI k_C1 -1|100|0
2
1
YD_C1
p_U_C2
-1|100|0
+
SpeedASM_C3
DEV_C5
ASM
10.329kV
1MW
PIk_C12
0.420 km
3xXRUHKXS
3x1x240
ASM_C13a
Speed
+
Load_C12
DEV_C13a
S
-1|100|0
+
44uF
10.329kV
1MW
T
Tm
S
T
RG-C130/6.3
s. A
i(t) 50Hz
?s PQ
PQ_C1
IC
S
10.329kV
5MW
DEV_C4
ASM
+
ASM
Tm
220uF
ASM_C12b
Speed
44uF
S
DEV_C12b
T
-1|100|0
+
S
S
SpeedASM_C2
DEV_C3
ASM
10.329kV
1MW
T
Tm
p_i_C1
v(t)
+
Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV
ASM_C12a
Speed
+
PIk_C11
kabel
DEV_C2
DEV_C12a
S
-1|100|0
+
44uF
10.329kV
1MW
T
ROsA_do_ROsB p_U_C1
Page
Tm
S
WRG-C1
ASM
?s
SpeedASM_C11
2.250 km
3xXRUHKXS
3x1x240
S
DEV_C11
T
11
12
6. PODSUMOWANIE
Ważnym etapem wykonania obliczeń przebiegu stanów nieustalonych występujących w przykładowej sieci zakładowej jest stworzenie modelu tej sieci. Wykorzystanie programu EMTP-RV umożliwia zamodelowanie nawet rozbudowanych układów
sieciowych. Model ma postać pliku komputerowego, zawierającego implementację
przyjętego układu sieciowego wraz z konfiguracją sieci i danymi elementów. Stosując
pakiet EMTP-RV, można ten plik uruchamiać, korygować i wykorzystywać do dokonywania symulacji różnych przypadków pracy sieci.
Wyniki przykładowej symulacji pracy sieci przedstawiono w kolejnym artykule.
LITERATURA
[1] ATP-EMTP Rule Book, Canadian/American EMTP User Group, 1987-92
[2] Mahseredijan J., Dewhurst C.: Using EMTP-RV. Hydro-Quebec Canada 2007
[3] Uracz P., Karolewski B.: Modelowanie stanów przejściowych w sieciach energetycznych z wykorzystaniem programu ATP/EMTP. Pr. Nauk. Inst. Masz., Nap. i Pom. El. PWr 2005, nr 58, Studia i
Materiały nr 25, s. 413-424
[4] . Wiater J.: Kurs praktycznego wykorzystania programu ATP-EMTP. Elektro-Info, kolejne odcinki od
nr 5/2007 (przynajmniej do 6/2009)
USING PROGRAM EMTP TO CREATE THE MODEL OF INDUSTRIAL SUPPLY
NETWORK
The example of industrial network system, supply from system and through 4 own generators was accepted. Creating of this net model from using the packet the EMTP-RV and basic principles of the programme service was described. The received ways of modelling the individual elements of the system
were passed. The model of whole supply net was presented.