Вычислить параметры RLC воздушной линии электропередачи по характеристикам ее проводника и геометрии башни
Приложение Power Line Parameters предоставляет инструмент для вычисления параметров линии RLC для блоков линии распределенных параметров и линии секции PI и частотно-зависимых параметров блока линии распределенных параметров (частотно-зависимых). Инструмент использует power_lineparam для вычисления параметров линии на основе геометрии линии и типа проводников.
powergui Block Parameters (Параметры блока питания): на вкладке Tools (Инструменты) нажмите кнопку Power Line Parameters (Параметры линии электропитания).
командная строка MATLAB ®: EnterpowerLineParameters
Comments - Пользовательские комментарииЭто текстовое поле используется для ввода комментариев, которые необходимо сохранить с параметрами линии, например, уровнем напряжения, типами и характеристиками проводника и т.д.
Load > Typical parameters - Типовые параметры нагрузкиОткрывает окно браузера, где Вы можете выбрать примеры конфигураций линии, которым предоставляют программное обеспечение Simscape™ Electrical™ Specialized Power Systems. Выберите требуемый .mat файл.
Выбор «Загрузить типовые параметры» позволяет загрузить одну из следующих конфигураций линий:
| Line_25kV_4wires.mat | 25-kV, трехфазный распределительный фидер с доступным нейтральным проводником. |
| Line_315kV_2circ.mat | 315-kV, трехфазная, двухконтурная линия с использованием жгутов двух проводников. Нумерация фаз устанавливается для получения параметров RLC двух отдельных цепей (шестифазной линии). |
| Line_450kV.mat | Биполярная линия постоянного тока +/− 450 кВ с использованием жгутов из четырёх проводников. |
| Line_500kV_2circ.mat | 500-kV, трехфазная, двухконтурная линия с использованием жгутов из трех проводников. Нумерация фаз устанавливается для получения параметров RLC цепи трехфазной линии, эквивалентных двум цепям, подключенным параллельно. |
| Line_735kV.mat | 735-kV, трехфазная линия с использованием жгутов из четырех проводников. |
Load > User parameters - Загрузить пользовательские параметрыОткрывает окно браузера, в котором можно выбрать собственные данные строки. Выберите требуемый .mat файл.
Save - Сохранить данные строкиСохранение данных линии путем создания .mat файл, содержащий информацию GUI и данные строки.
Report - Создание отчетаСоздает файл, содержащий входные параметры линии и вычисленные параметры RLC. Откроется редактор MATLAB для отображения содержимого файла.
Units - Единицы диаметра проводника, GMR и диаметра пучкаenglish (по умолчанию) | metricВыбрать metric для указания диаметра проводника, GMR и диаметра пучка в сантиметрах и положения проводника в метрах. Выбрать english для задания диаметра проводника, GMR и диаметра пучка в дюймах и положения проводника в футах.
Ground Resistivity — Задайте удельное сопротивление земли в Ом-метрах. Допускается нулевое значение (идеально проводящая земля).
Nominal Frequency - Частота оценки параметров RLCУкажите частоту в герцах для оценки параметров RLC.
Phase conductors (bundles) - Количество фазных проводников (жгутов)Укажите количество фазных проводников (одиночных проводников или пучков подпроводников).
Ground conductors (bundles) - Количество проводов заземления (жгутов)Укажите количество проводов заземления (одиночных проводников или пучков подпроводников). Провода заземления обычно не связываются.
Label - идентификаторы проводников или пучков;Список идентификаторов проводника или пучка. Фазные проводники обозначаются как p1, p2,..., pn. Провода заземления обозначаются как g1, g2,..., gn.
Phase, Phase Number - Номер фазыУкажите номер фазы, к которой принадлежит проводник. Несколько проводников могут иметь один и тот же номер фазы. Все проводники, имеющие одинаковое фазовое число, объединяются вместе и рассматриваются как один эквивалентный проводник в матрицах R, L и C. Например, если требуется вычислить параметры линии трехфазной линии, эквивалентной линии с двойной цепью, такой как линия, представленная на рисунке «Конфигурация линии с трехфазной двойной цепью», для проводников p1, p2, p3 задаются номера фаз 1, 2, 3. (цепь 1) и номера фаз 3, 2, 1 для проводников p4, p5, p6 (цепь 2) соответственно. Если вы предпочитаете моделировать эту линию как две отдельные цепи и иметь доступ к шести фазным проводникам, вы указываете номера фаз 1, 2, 3, 6, 5, 4 соответственно для проводников p1, p2, p3, p4, p5 и p6.
В трехфазных системах три фазы обычно помечены как A, B и C. Соответствие с номером фазы:
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,.... = A, B, C, A, B, C, A, B, C,...
Можно также использовать номер фазы для размыкания проводников асимметричного пучка.
Для проводов заземления номер фазы принудительно обнуляется. Все провода заземления соединяются с землей и не вносят вклад в размеры матрицы R, L и C. Если необходимо получить доступ к соединениям проводов заземления в модели, необходимо указать эти провода заземления как нормальные фазные проводники и вручную соединить их с землей.
X - Горизонтальное положение проводникаУкажите горизонтальное положение проводника в метрах или футах. Расположение нулевой опорной позиции является произвольным. Для симметричной линии обычно выбирается X = 0 в центре линии.
Y tower - Вертикальное положение проводника на башнеУкажите вертикальное положение проводника (в башне) относительно земли, в метрах или футах.
Y min - Вертикальное положение проводника на среднем пролетеУкажите вертикальное положение проводника относительно земли на среднем пролете, в метрах или футах.
Средняя высота проводника (см. рисунок Конфигурация трехфазной двухконтурной линии) определяется следующим уравнением:
Ytower3
| Ytower = высота проводника в башне |
| Yмин = высота проводника на среднем пролете |
| sag = Ytower − Ymin |
Вместо указания двух различных значений Ytower и Ymin можно указать одно и то же значение Yaverage.
Conductor type - Номера проводников или пучковУкажите один из номеров типа проводника или пучка, перечисленных в первом столбце таблицы характеристик проводника.
Conductor types - Количество типов проводников Укажите количество типов проводников (одиночный проводник или пучок подпроводников). Этот параметр определяет количество строк в таблице проводников. Фазные проводники и заземляющие проводники могут быть либо одиночными проводниками, либо пучками субпроводников. Для уровней напряжения 230 кВ и выше фазные проводники обычно соединяют в пучки для уменьшения потерь и электромагнитных помех из-за коронного эффекта. Провода заземления обычно не связываются.
Для простой трехфазной линии переменного тока, одно- или двухцепочечной, обычно существует два типа проводников: один тип для фазных проводников и один тип для проводов заземления. Требуется более двух типов для нескольких линий в одном коридоре, биполярных линий постоянного тока или распределительных фидеров, где представлены нейтраль и оболочки ТВ и телефонных кабелей.
Internal conductor inductance evaluated from - Метод расчета внутренней индуктивности проводникаT/D ratio (по умолчанию) | Geometric Mean Radius (GMR) | Reactance Xa at 1-foot spacing | Reactance Xa at 1-meter spacingВыберите один из следующих трех параметров, чтобы указать способ вычисления внутренней индуктивности проводника: T/D ratio, Geometric Mean Radius (GMR), или Reactance Xa at 1-foot spacing (или Reactance Xa at 1-meter spacing если параметр Units имеет значение metric).
При выборе T/D ratioвнутренняя индуктивность вычисляется на основании значения T/D, указанного в таблице проводников, предполагая наличие полого или сплошного проводника. D - диаметр проводника, а T - толщина проводящего материала (см. рисунок Конфигурация трехфазной двухконтурной линии). Самоиндуктивность и сопротивление проводника вычисляют по диаметру проводника, соотношению T/D, сопротивлению постоянному току и относительной проницаемости проводящего материала и заданной частоте.
При выборе Geometric Mean Radius (GMR), проводник GMR оценивает внутреннюю индуктивность. Когда индуктивность проводника оценивается по GMR, указанная частота не влияет на индуктивность проводника. Необходимо предоставить GMR производителя для требуемой частоты (обычно 50 Гц или 60 Гц). При использовании T/D ratio соответствующий проводник GMR на заданной частоте отображается в таблице Проводники (Conductors).
Выбор Reactance Xa at 1-foot spacing (или Reactance Xa at 1-meter spacing) использует реактивное сопротивление положительной последовательности на заданной частоте трехфазной линии, имеющей расстояние 1 фут (или 1 метр) между тремя фазами для вычисления внутренней индуктивности проводника.
Include conductor skin effect - Включить влияние частоты на сопротивление переменного тока проводника и индуктивностьУстановите этот флажок, чтобы включить влияние частоты на сопротивление переменного тока проводника и индуктивность (эффект кожи). Если этот параметр сброшен, сопротивление поддерживается постоянным при значении, заданном параметром сопротивления постоянного тока проводника, и индуктивность поддерживается постоянным при значении, вычисленном в постоянном токе, используя D out (внешний диаметр проводника) и параметры отношения T/D таблицы проводников. Если включен эффект кожи, сопротивление переменного тока проводника и индуктивность оцениваются с учетом полого проводника с отношением T/D (или твердого проводника, если T/D = 0,5). Отношение T/D оценивает сопротивление переменного тока, даже если индуктивность проводника оценивается из GMR или из реактивного сопротивления на расстоянии 1 фут или 1 метр. Поверхностный эффект кожи всегда учитывается и зависит от удельного сопротивления земли.
D out - Наружный диаметр проводникаУкажите наружный диаметр проводника в сантиметрах или дюймах.
T/D ratio - Отношение T/D проводника0 и 0.5Задайте отношение T/D полого проводника. Т - толщина проводящего материала, а D - наружный диаметр. Этот параметр может варьироваться между 0 и 0.5. A T/D значение 0.5 обозначает сплошной проводник. Для проводников, армированных алюминиевым кабелем (ACSR), можно игнорировать стальной сердечник и рассматривать полый алюминиевый проводник (типичные соотношения T/D находятся между 0.3 и 0.4). Отношение T/D используется для вычисления сопротивления переменного тока проводника, когда выбран параметр Включить эффект кожи проводника. Он также используется для вычисления собственной индуктивности проводника, когда параметр Внутренняя индуктивность проводника, оцененная из, установлен в T/D ratio.
GMR - Средний геометрический радиусЭтот параметр доступен, только если для параметра Внутренняя индуктивность проводника, вычисленная из, установлено значение Geometric Mean Radius (GMR). Укажите GMR в сантиметрах или дюймах. GMR при частоте 60 Гц или 50 Гц обычно обеспечивается производителями проводников. Если для параметра Внутренняя индуктивность проводника, вычисленная из, установлено значение T/D ratio, отображается значение соответствующего GMR, дающего ту же индуктивность проводника. Если для параметра Внутренняя индуктивность проводника, вычисленная из, установлено значение Reactance Xa at 1-foot spacing или Reactance Xa at 1-meter spacingзаголовок столбца изменяется на Xa.
Xa - Реактивное сопротивление Xa на расстоянии 1 метр или 1 футЭтот параметр доступен только в том случае, если для параметра Внутренняя индуктивность проводника, вычисленная из, установлено значение Reactance Xa at 1-meter spacing или Reactance Xa at 1-foot spacing. Задайте значение Xa в омах/км или омах/миля на указанной частоте. Значение Xa при 60 Гц или 50 Гц обычно обеспечивается производителями проводников.
DC res - Сопротивление постоянного тока проводникаЗадайте сопротивление постоянного тока проводника в Ом/км или Ом/миля.
mu_r - Относительная проницаемость проводникаУкажите относительную проницаемость мкr проводящего материала. мкr = 1,0 для немагнитных проводников (таких как алюминий или медь). Этот параметр недоступен, если снят флажок Включить эффект темы оформления проводника (Include conductor skin effect).
Nb_cond - Количество проводников на жгутУкажите количество подпроводников в пучке или 1 для одиночных проводников.
Db - Диаметр пучкаУкажите диаметр пучка в сантиметрах или дюймах. Этот параметр недоступен, если для Nb_cond установлено значение 1. При указании пучков проводников предполагается, что они равномерно расположены по окружности. Если это не так, необходимо ввести отдельные положения подпроводников в таблицу Геометрия линии (Line Geometry) и объединить эти подпроводники, присвоив им один и тот же параметр Номер фазы (Phase Number).
Angle - Угол проводника 1Задайте угол в градусах, определяющий положение первого проводника в пучке относительно горизонтальной линии, параллельной земле. Этот угол определяет ориентацию пучка. Этот параметр недоступен, если для Nb_cond установлено значение 1.
Frequency range logspace - Частотный диапазон для расчета параметровУкажите диапазон частот для вычисления параметров. Введите вектор из трех элементов, [X1,X2,N]. Этот параметр определяет частотный вектор N логарифмически равноудаленные точки между десятилетиями 10^X1 и 10^X2.
Line Length - Длина линииУкажите длину линии в км.
RLC Line Parameters - Вычислить параметры линии RLCВычисляет параметры RLC. После завершения вычисления параметров результаты отображаются в разделе Вычисленные параметры (Computed Parameters).
Примечание
Параметры R, L и C всегда отображаются соответственно в омах/км, хенриях/км и фарадах/км, даже если входные параметры задаются в английских единицах.
Если число фазных проводников равно 3 или 6, отображаются также параметры симметричных компонентов:
Для трехфазной линии (одна схема) векторы R10, L10 и C10 двух значений отображаются для значений RLC с положительной последовательностью и нулевой последовательностью.
Для шестифазной линии (две связанные трехфазные цепи) R10, L10 и C10 являются векторами пяти значений, содержащими следующие параметры RLC-последовательности: положительная последовательность и нулевая последовательность схемы 1, взаимная нулевая последовательность между схемой 1 и схемой 2, положительная последовательность и нулевая последовательность схемы 2.
Frequency Dependent Model Parameters - Вычислять частотно-зависимые параметрыВычисляет зависящие от частоты параметры. После завершения вычисления параметров результаты отображаются в разделе Вычисленные параметры (Computed Parameters).
Block - Выбранный блокВыберите блок линии распределенных параметров (для установки матриц или параметров последовательности RLC), блок линии Pi-сечения или блок линии трехфазного PI-сечения в модели, затем нажмите кнопку для подтверждения выбора блока. Имя выбранного блока появится в левом окне.
Send RLC matrices to block - Загрузка матриц RLC в блокЗагружает матрицы RLC в выбранный блок. Эта кнопка не отображается, если выбранный блок является блоком линии распределенных параметров (зависящей от частоты).
Send Sequences to block - Загрузка параметров последовательности RLC в блокЗагрузка параметров последовательности RLC в выбранный блок. Эта кнопка не отображается, если выбранный блок является блоком линии распределенных параметров (зависящей от частоты).
Send to workspace - Отправка матриц и параметров компонентов в рабочее пространство MATLABОтправляет матрицы R, L и C, а также параметры симметричных компонентов в рабочую область MATLAB. В рабочей области создаются следующие переменные: R_matrix, L_matrix, C_matrix, и R10, L10, C10 для симметричных компонентов.
Send Frequency-Dependent Parameters to block - Загрузить зависящие от частоты параметры в блокЗагружает зависящие от частоты параметры в выбранный блок. Эта кнопка не отображается, если блок не является блоком линии распределенных параметров (зависящей от частоты).