PNIMNiPE_nr63 - Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów
advertisement
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 Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław, [email protected] Elektrycznych, ul 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 3 2. pod 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 5 biblioteka 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 234665A. 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 7 generatora przez rezystor 0,5 Ω, które zostaje wyłączone po upływie 0,2 s. Czas symulacji 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 Rys. 4. Schemat układu do badania modelu silnika Fig. 4. Diagram of system to motor's model study 4.3. MODELOWANIE TRANSFORMATORÓW 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 8 p4 v(t) p3 YgD_1 1 2 p2 i(t) ?s SW1 RL1 + + 30ms|1000ms|0 117/31.5 R1 115kVRMSLL /_0 ?s Start EMTP + 100M p1 i(t) + AC1 ?s ?s v(t) 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. Transformator 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 9 Fig. 7. Diagram of system to cable's model study 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 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. AT1_do_TS3 AT2_do_TS2 T1_do_TS1 100|101|0 + + VwZ2 W400 15,960 km AFL 240 Page -1|150|0 + PI + 2 1 YgYg_np3 -1|150|0 + 400/113.6 + 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 System 2 400 kV L_do_TS4 korektor + 100M 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 400.9kVRMSLL /_0 System 1 220 kV -1|150|0 + korektor + 100M 100|101|0 + + VwZ1 216.7kVRMSLL /_0 10 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 44uF kabelPI K_A6 + 0.2 + R4 WZ3f sil Generator G-1 p_U_G1 R_G1 + 100M v (t) v (t) WG1 p_U_G1_za_wyl korektor + 100M zwarcie trójfazowe + RZ3f 0.2 + RZ1f + 0.2 1 00M korektor + korektor + 100M Page A_do_C Tm DEV_B2 DEV_B62a 44uF DEV_B4 440uF 44uF DEV_B62b DEV_B63a Load_B62 44uF IC 2.380 km 3xXRUHKXS 3x1x240 Load_B5 440uF 0.420 km 3xXRUHKXS 3x1x240 DEV_B5 Load_B4 + -1|150|0 WS2 0.402 km 4xHAKnY 3x1x240 Wy i_rms_TS2 + DEV_TS2 We 1.229 km 2xXnRUHKXS 3x1x300 B DEV_B61 DEV_B3 220uF p_U_TS2 p_i_TS2 GPZ-1 sek B 30 kV Load_B3 korektor + 100M 1.650 km 2xHAKnFtA 3x1x240 0.410 km 2xXRUHKXS 3x1x240 220uF 123.16/31.5 Load_B2 0.675 km 2xHAKnY 3x1x240 U_rms_S2 We + 1 YD_B4 i(t) + kabel PI k_B4 2 IC 50Hz ?s PQ kabel k_B5 PI 2 1 YD_B5 IC v(t) p_U_S2 v(t) kabel PI k_B3 RG-B4 s. B 31.5/6.6 i(t) 50Hz ?s PQ PQ_B4 RG-B5 s. B 31.5/6.6 i(t) 50Hz ?s PQ PQ_B5 30/6.3 i(t) 50Hz ?s PQ PQ_B6 TS-2 + YgD_TS2 1 2 Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV + p_i_S2 RG-B2 s. B 220uF kabel PI k_B1 kabel PI k_B2 IC DEV_S2 Load_B1 RG-B130/6.3 s. B i(t) 50Hz ?s PQ PQ_B1 i(t) LF RG-B2 s. B 31.5/6.3 i(t) 50Hz ?s PQ PQ_B2 30/6.3 2 1 YgD_B3 IC LF Page v(t) 2MW p_i_B1 1MVAR LF RG-B3 s. B i(t) 50Hz ?s PQ PQ_B3 p_U_B4 v(t) 4MW p_i_B4 2MVAR v(t) 4MW p_i_B5 2MVAR LF PQ_TS2 kabel PI k_B6 + 44uF DEV_B63b 220uF kabel PI k_B7 Load_B63 44uF Generator G-2 v (t) R_G2 + 100M v (t) korektor + 100M p_U_G2 2 1 YgD_TB2 TB-2 WG2 p_U_G2_za_wyl WSZR + 2 1 YD_B7 33/10.5 Page AVR_Gov_G2 IC p_i_G2 PQ ?s 50Hz B_do_D + Page 100|1000|0 ROsA_do_ROsB Load_B7 WSB7 0.410 km 3xXRUHKXS 3x1x240 2 1 YD_B6 IC RG-B7 s. B 30/6.3 i(t) 50Hz ?s PQ PQm_B7 0.816 km 2xXRUHKXS 3x1x240 DEV_B7 Tm + LF + 0.06|1E15|0 N 1.550 km 3xXRUHKXS 3x1x240 p_U_B1 -1|100|0 + S + Tm 2 1 YD_B1 IC p_U_B2 -1|100|0 + S + v(t) 2MW p_i_B2 1MVAR Tm + LF -1|100|0 + + 2 1 YgD_B2 p_U_B3 -1|100|0 + S v(t) 2MW p_i_B3 1MVAR Tm S + Tm p_U_B5 -1|100|0 + S SpeedASM_B7 p_U_B7 -1|100|0 + S v(t) 2MW p_i_B7 1MVAR PQ_G2 i(t) IC SM 10.5kV 68.75MVA AT2_do_TS2 DEV_B1 ScopeView TB-1 WZ3f gen a + AVR_Gov_G1 + zwarcie WZ1f jednofazowe 440uF Load_A6 WSA6 Ruszający silnik 440uF IC PQ_TS1 1.202 km 4xHAKnY 3x1x240 DEV_A6 220uF Load_A5 1.780 km 2xHAKnY 3x1x240 + -1|150|0 DEV_A5 440uF Load_A4 5.500 km 2xHAKnY 3x1x185 A Wy GPZ-1 sek A 30 kV Load_A3 3.100 km 3xXRUHKXS 3x1x240 korektor 100M+ 123.16/31.5 Load_A2 1.480 km 3xK2YRN50 3x1x240 U_rms_S1 We v(t) p_U_S1 p_U_TS1 i_rms_TS1 DEV_A4 + + + We Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV 220uF kabelPI K_A1 kabelPI K_A2 1 DEV_S1 Load_A1 31.5/6.6 30/6.3 2 v(t) kabelPI K_A3 + 50Hz ?s PQ + pomiar mocy czynnej i biernej 3 faz DEV_A3 p_U_A1 RG-A1 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_A1 IC 1.573 km 4xHAKnY 3x1x240 -1|100|0 + LF 2 1 YD_A1 RG-A2 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_A2 30/6.3 2 1 YD_A3 2 1 YgD_A4 30/6.3 kabelPI K_A5 2 1 YgD_A5 WS1 DEV_A2 Tm S v(t) 2MW p_i_A1 1MVAR LF IC kabelPI K_A4 IC Page ASM + Tm p_U_A2 v(t) 4MW p_i_A2 2MVAR YD_A2 RG-A3 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_A3 RG-A4 s. A 30/6.3 i(t) ?s PQ PQ_A4 IC 31.5/6.6 2 1 YgD_A6 33/10.5 2 1 YgD_TB1 DEV_TS1 DEV_A1 SpeedASM_A1 SpeedASM_A2 IC -1|100|0 + S + Tm p_U_A3 v(t) 2MW p_i_A3 1MVAR LF p_U_A4 LF RG-A5 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_A5 p_i_G1 p_i_TS1 S 10.329kV 5MW T ASM SpeedASM_A3 -1|100|0 + S + Tm + v(t) 0.399MWp_i_A4 0.201MVAR p_U_A5 v(t) 4MW p_i_A5 2MVAR LF PQ ?s 50Hz 50Hz i(t) S 10.329kV 10MW T ASM SpeedASM_A4 -1|100|0 + S + Tm RG-A6 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_A6 IC + 0.04|1E15|0 N ASM YgD_TS1 1 2 S 10.329kV 5MW T ASM Tm -1|100|0 + S SpeedASM_A6 -1|100|0 p_U_A6 ASM S + 10.39kV v(t) 4MW + 10MW p_i_A6 2MVAR -1|100|0 + LF korektor + 100M SM_G1 Out PQ_G1 i(t) IC SM 10.5kV 68.75MVA SpeedASM_B1 SpeedASM_B2 ASM SpeedASM_B3 ASM ASM p_i_S1 S 10.329kV 1MW SpeedASM_A5 ASM 10.329kV 10MW T S 10.329kV 5MW T S 10.329kV 5MW T S + Start EMTP PI SpeedASM_B4 SpeedASM_B5 ASM 10.329kV 10MW p_U_B6 T ASM PI T1_do_TS1 i(t) S T kabelk_B61 PI v(t) LF RG-B6 s. B p_i_B6 + S 10.329kV 5MW kabelk_B63 + pomiar wart. skutecznej prądu S T Tm -1|100|0 + S 10.329kV 5MW T S 10.329kV 10MW T S kabelk_B62 IN AVR&Gov (pu) T RO-B61 do B63 s. B ASM_B61 Speed ASM + + Tm + Tm -1|100|0 + S + + 1MW 0.501MVAR Tm -1|100|0 + S Tm -1|100|0 + S korektor + 100M SM_G2 Out pomiar wart. chwilowej prądu T ASM_B62a Speed -1|100|0 + S ASM_B62b Speed ASM ASM_B63a Speed ASM ASM_B63b Speed ASM 1MW 0.501MVAR IN AVR&Gov (pu) pomiar wart. chwilowej napięcia fazowego S 10.329kV 1MW T ASM 10.329kV 1MW T S 10.329kV 1MW T S 10.329kV 1MW T S 10.329kV 1MW LF TS-1 S 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 11 ROsA_do_ROsB p_U_C1 RG-C1 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_C1 IC 30/6.3 kabel PI k_C1 -1|100|0 + 44uF DEV_C12a 44uF DEV_C12b 44uF DEV_C13b DEV_C6 Load_C5 440uF Wy i_rms_TS3 DEV_TS3 We 0.427 km 4xHAKnY 3x1x240 C DEV_C5 DEV_C13a Load_C12 44uF 0.420 km 3xXRUHKXS 3x1x240 DEV_C4 p_U_TS3 Load_C13 44uF 0.410 km 3xXRUHKXS 3x1x240 IC PQ_TS3 220uF kabel PI k_C7 + Generator G-3 v (t) 3x1x240 R_G3 3.1 km + 100M 3xXRUHKXS v (t) p_U_G3 WG3 DEV_D1 kabel PI k_D1 DEV_D6 440uF IC PQ_TS4 kabel PI k_D6 G-4 R_G4 + 100M v (t) v (t) korektor + 100M p_U_G4 AVR_Gov_4 2 + 1 YD_D6 33/10.5 2 1 YgD_TB4 50Hz TB-4 WG4 p_U_G4_za_wyl Generator Load_D6 WSD6 2.000 km 3xK2YRN50 3x1x240 Load_D5 220uF Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV DEV_D5 Load_D4 440uF + -1|150|0 WS4 2.940 km 3xXRUHKXS 3x1x240 Wy i_rms_TS3 DEV_TS1 50Hz ?s PQ + We 2.272 km 2xHAKnY 3x1x240 D DEV_D4 Load_D3 p_U_TS4 p_i_TS4 + GPZ-2 sek B 30 kV + kabel PI k_D4 i(t) 220uF korektor + 100M 1.817 km 4xHAKnY 3x1x240 DEV_D3 Load_D2 440uF 1.049 km 4xHAKnY 3x1x185 U_rms_S4 We 123.16/31.5 TS-4 v(t) kabel PI k_D3 31.5/6.3 2 1 YgD_D4 30/6.3 kabel PI k_D5 2 1 YD_D5 v(t) p_U_S4 YgD_TS4 1 2 + 1 DEV_S4 DEV_D2 + kabel PI k_D2 2 p_i_S4 31.5/6.6 i(t) Load_D1 44uF 5.150 km 2xHAKnY 3x1x185 Page B_do_D Page T1_do_TS4 30/6.3 Freq rv rc czest_D IC IC 30/6.3 40/60 IC 31.5/6.6 2 1 YgD_D3 RG-D4 s. B i(t) 50Hz ?s PQ PQ_D4 RG-D5 s. B i(t) 50Hz ?s PQ PQ_D5 RG-D6 s. B p_i_G4 ?s Meter korektor + 100M TB-3 ?s p_U_G3_za_wyl AVR_Gov_3 Load_C7 WSC7 1.868 km 2xHAKnY 3x1x240 DEV_C7 Load_C6 440uF + -1|150|0 WS3 50Hz ?s PQ + p_i_TS3 GPZ-2 sek A 30 kV Load_C4 220uF korektor + 100M 1.380 km 2xXRUHKXS 3x1x240 Load_C3 220uF U_rms_S3 1.740 km 3xXRUHKXS 3x1x240 We 123.16/31.5 i(t) + + Freq v(t) kabel PI k_C4 kabel PI k_C5 v(t) p_U_S3 YgD_TS3 1 2 + DEV_S3 DEV_C3 + kabel PI k_C3 1 p_i_S3 Silniki i odbiorniki impedancyjne o napięciu 6 kV kabel PI k_C2 i(t) Load_C2 220uF 31.5/6.3 30/6.3 2 30/6.3 2 1 YD_C4 31.5/6.6 2 1 YD_C5 RG-C6 s. A 31.5/6.6 kabel PI k_C6 2 1 YD_C6 TS-3 IC IC IC 1.030 km 2xHAKnY 3x1x240 RG-C2 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_C2 2 1 YgD_C2 RG-C3 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_C3 YgD_C3 RG-C4 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_C4 RG-C5 s. A i(t) 50Hz ?s PQ PQ_C5 + 2 1 YD_C1 p_U_C2 LF LF LF LF Page -1|100|0 + v(t) 2MW p_i_C2 1MVAR p_U_C3 v(t) 2MW p_i_C3 1MVAR p_U_C4 v(t) 2MW p_i_C4 1MVAR p_U_C5 v(t) 4MW p_i_C5 2MVAR p_U_C6 A_do_C DEV_C2 Tm S + + IC Page ASM + Tm IC -1|100|0 + S + Tm -1|100|0 + S + Tm -1|100|0 + S Tm -1|100|0 + S i(t) 50Hz ?s PQ PQ_C6 WRG-C1 SpeedASM_C2 SpeedASM_C3 ASM SpeedASM_C4 ASM SpeedASM_C5 ASM SpeedASM_C6 ASM LF AT1_do_TS3 S 10.329kV 5MW T S 10.329kV 5MW T S 10.329kV 5MW T S S + v(t) 4MW p_i_C6 2MVAR RG-C7 s. A 30/6.3 2 1 YgD_C7 33/10.5 2 1 YgD_TB3 RG-D1 s. B i(t) 50Hz ?s PQ PQ_D1 2 1 YD_D1 RG-D2 s. B i(t) 50Hz ?s PQ PQ_D2 YgD_D2 RG-D3 s. B i(t) 50Hz ?s PQ PQ_D3 IC LF LF czest_C p_i_C1 v(t) + PIk_C12 + PIk_C13 kabel Tm p_U_C7 p_i_G3 ?s p_U_D1 -1|100|0 + LF LF LF v(t) 4MW p_i_D4 2MVAR v(t) 2MW p_i_D5 1MVAR rv rc PIk_C11 kabel T -1|100|0 + -1|100|0 + kabel LF + 10.329kV 10MW T + SpeedASM_C7 + PQ 50Hz Tm S v(t) 0.399MW p_i_D1 0.201MVAR v(t) 4MW p_i_D2 2MVAR v(t) 2MW p_i_D3 1MVAR + + + PQ 40/60 DEV_C11 Tm + Tm S + Tm S + 1MW 0.501MVAR Tm -1|100|0 + S Tm -1|100|0 + S 10.329kV 10MW T -1|100|0 + S i(t) 50Hz ?s PQ PQ_C7 IC PQ_G3 i(t) + 0.08|1E15|0 N ASM + Tm IC p_U_D2 -1|100|0 + S + Tm p_U_D3 -1|100|0 + S + Tm p_U_D4 -1|100|0 + S Tm p_U_D5 -1|100|0 + S Tm p_U_D6 -1|100|0 + S i(t) 50Hz ?s PQ PQ_D6 IC PQ_G4 i(t) + 0.1|1E15|0 N Meter ASM ASM -1|100|0 + S ASM_C12a Speed ASM_C12b Speed ASM_C13a Speed ASM 10.329kV 1MW ASM_C13b Speed ASM LF ASM v(t) 2MW p_i_C7 1MVAR LF IC SM 10.5kV 68.75MVA SpeedASM_D1 SpeedASM_D2 ASM SpeedASM_D3 ASM SpeedASM_D4 ASM SpeedASM_D5 ASM SpeedASM_D6 ASM v(t) 4MW p_i_D6 2MVAR LF IC SM 10.5kV 68.75MVA 2.250 km 3xXRUHKXS 3x1x240 SpeedASM_C11 Page ASM 10.329kV 1MW T S 10.329kV 1MW T S 10.329kV 1MW T S T S 10.329kV 1MW 1MW 0.501MVAR S 10.329kV 5MW RO-C11 do C13 s. A korektor + 100M SM_G3 Out IN AVR&Gov (pu) T S 10.329kV 1MW T S 10.329kV 10MW T S 10.329kV 5MW T S 10.329kV 10MW T S 10.329kV 5MW T S 10.39kV 10MW korektor + 100M SM_G4 Out IN AVR&Gov (pu) ?s T S 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 12 13 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.
