Компьютерное моделирование длинной линии с потерями в установившемся гармоническом режиме при активной нагрузке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование: Реализация проектов по созданию энергосистем большой протяженности требует максимально большего исследования не только технической реализуемости длинных линий, но и особенностей передачи энергии по этим линиям. Подобные исследования могут проводиться в полевых условиях, с применением физического эксперимента или с помощью компьютерного моделирования. Первое ограничено сложностью выполнения эксперимента, отсутствием доступа к реальным измерениям. В отличие от физического эксперимента компьютерное моделирование лишено данных проблем: оно позволяет достаточно легко не только смоделировать длинную линию, но и исследовать ее при различных режимах работы. Практическая значимость – возможность применения предлагаемого метода в учебном процессе при выполнении студентами энергетических специальностей транспортных ВУЗов исследований линий с распределенными параметрами для решения последующих задач в рамках развития или разработки новых энергетических систем большой протяженности.

Цель: Построение компьютерной модели длинной линии и разработка метода с исследования различных режимов ее работы при различных нагрузках, в том числе в режиме холостого хода и короткого замыкания.

Методы: компьютерное моделирование.

Результаты: Построена компьютерная модель линии с распределенными параметрами, которая позволяет выполнить ее исследование при различных режимах.

Выводы: В рамках развития энергетических систем актуальность разработки и моделирования новых методов исследования различных режимов в таких цепях многократно возрастает. При этом, вновь разрабатываемые методы должны быть применимы в учебном процессе. В статье описывается компьютерное моделирование и исследование длинной линии при различных активных нагрузках распределения действующего значения напряжения вдоль линии при ее передаче, равной половине длины волны (полуволновая линия). Исследования в данном направлении имеют не только научную значимость, но и практическую, поскольку можно обоснованно разрабатывать новые модели длинных линий, а также решать задачи в области исследования нестационарных (переходных) режимах работы длинных линий.

Об авторах

Виктория Викторовна Криворотова

Иркутский государственный университет путей сообщения

Автор, ответственный за переписку.
Email: vvk_xapga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0801-9112
SPIN-код: 6566-5620

кандидат физико-математических наук, доцент

Россия, Иркутск

Список литературы

  1. Волощенко П.Ю., Волошенко Ю.П., Мальков С.Б. Моделирование композиции сигналов в одномерной электронной цепи // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – №11 (172). – С. 10–18. [Voloshchenko PYu, Voloshenko YuP, Malkov SB. Modeling of Signal Composition in a One-Dimensional Electronic Circuit. Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2015;11(172):10-18. (In Russ.)]. Ссылка активна на 16.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25607279
  2. Баламетов А.Б., Халилов Э.Д. Моделирование режимов электрических сетей на основе уравнений установившегося режима и теплового баланса // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2020. – №1. – С.66–80. [Balametov AB, Khalilov ED. Modeling of Electric Grid Modes Based on Steady-state Equations and Thermal Balance. Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. 2020;1:66-80. (In Russ.)]. doi: 10.21122/1029-7448-2020-63-1-66-80
  3. Рахимов О.С., Мирзоев Д.Н. Определение потерь электроэнергии моделированием низковольтных сельских электрических сетей // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2020. – №4. – С. 440–449. [Rakhimov OS, Mirzoev DN. Determination of Electricity Loss by Modeling Low Voltage Rural Electric Networks. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskiye nauki. 2020;4:440-449. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42926618
  4. Варганова А.В., Ирихов А.С. Оценка надежности внешнего электроснабжения сетей 6-10 кВ с источниками распределенной генерации // Электротехнические системы и комплексы. – 2021. – №3 (52) . – С.22–27. [Varganova AV, Irikhov AS. Assessment of Reliability of External Power Supply of 6-10 kV Networks with Distributed Generation Sources. Electrotechnical systems and complexes. 2021;3(52):22-27. (In Russ.)]. doi: 10.
  5. Илюшин П.В. Комплексное моделирование электрических режимов в сетях внешнего и внутреннего электроснабжения предприятий с собственной генерацией // Вестник ИрГТУ. – 2018. – №4 (135) . – С.122–135. [Ilyushin PV. Complex Modeling of Electrical Modes in External and Internal Power Supply Networks of Enterprises with Their Own Generation. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;4(135):122-135. (In Russ.)]. doi: 10.21285/1814-3520-2018-4-122-13518503/2311-8318-2021-3(52)-22-28
  6. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи: учебное пособие для вузов. Изд. 10-е, стер. – СПб.; Лань, 2021. – 592 с. [Atabekov GI. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki. Lineynyye elektricheskiye tsepi: uchebnoe posobiye dlay vuzov. 10th ed., erase. St. Petersburg: Lan, 2021. 592 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/155669
  7. Атабеков Г.И. Основы теории цепей: учебник. Изд. 6-е, стер. – СПб: Лань, 2021. – 424 с. [Atabekov GI. Osnovy teorii tsepey: uchebnik. Ed. 6rd, erase. St. Petersburg: Lan, 2021; 424 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/155668
  8. Ласый П.Г., Мелешко И.Н. Приближенное решение смешанной задачи для телеграфного уравнения с однородными краевыми условиями первого рода с помощью специальных функций // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2021. – №2. – С.152–163. [Lasy PG, Meleshko IN. Approximate Solution of a Mixed Problem for a telegraphic equation with homogeneous boundary conditions of the first kind using Special Functions. Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. 2021;2:152-163. (In Russ.)]. doi: 10.21122/1029-7448-2021-64-2-152-163
  9. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей: учеб. пособ. для электротехн., радиотехн. специальностей вузов. 4-е изд., переб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 544 с. [Shebes MR, Kablukova MV. Zadachnik po teorii lineynykh elektricheskikh tsepey: ucheb. posob. dlya elektrotekhn.. radiotekhn. spetsialnostey vuzov. 4th ed., Pereb. and additional. Moscow: Vysh. shk., 1990. 544 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: http://library.tuit.uz/knigiPDF/tex/1-743.pdf
  10. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: учебник. – 3-е изд., стер. СПб.: Лань, 2022. 544 с. [Beleczkij A.F.. Teoriya lineynykh elektricheskikh tsepey: uchebnik. 3th ed., St. Petersburg: Lan, 2022. 544 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/209825
  11. Козлова Е.А. Задача граничного управления для телеграфного уравнения // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер: Физ.-мат. науки. – 2012. – №2 (27) . – С.174–177. [Kozlova EA. Boudary Control Problem for the Telegraph Equation. Journal of Samara State Technical University, Ser. Physical and Mathematical Sciences. 2012;2(27):174-177. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17829832
  12. Кожанов А.И. Сафиуллова Р.Р. Определение параметров в телеграфном уравнении // Уфимский математический журнал. – 2017. – №1. – С.63–74. [Kozhanov AI, Safiullova RR. Determination of Parameters in Telegraph Equation. Ufa Mathematical Journal. 2017;1:63-74. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29009896
  13. Профессиональная и образовательная среда схемотехнического проектирования [Professionalnaya i obrazovatelnaya sreda skhemotekhnicheskogo proyektirovaniya [Internet] (In Russ.)]. Ссылка активна на: 30.01.2022. Доступно по: http://russia.ni.com/multisim
  14. Криворотова В.В. Теория линейных электрических цепей: учеб. пособ. – Иркутск: ИрГУПС, 2017. – 180 с. [Krivorotova VV. Teoriya lineynykh elektricheskikh tsepey: ucheb.posob. Irkutsk: IrGUPS, 2017. 180 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/134693
  15. Воронина Е.В., Хлебникова М.В., Хлебникова Н.В. Особенности расчета потерь электроэнергии в кабельных электрических сетях // Молодой исследователь Дона. – 2018. – № 4 (13). – С. 40–45. [Voronina EV, Khlebnikova MV, Khlebnikova NV. Features of calculating electricity losses in cable electric networks. Young Don Researcher. 2018;4(13):40-45. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35412234

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Г-образная схема замещения однородной длинной линии

Скачать (72KB)
3. Рис. 2. Компьютерная модель длинной линии в 1 м

Скачать (98KB)
4. Рис. 3. Осциллограмма входного и выходного напряжений при 

Скачать (167KB)
5. Рис. 4. Зависимость напряжения U2 от расстояния до конца линии

Скачать (64KB)

© Криворотова В.В., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».