В этом примере показана работа двух моделей дельта-гексагонального фазосдвигающего трансформатора (PST) с использованием переключателей отводов при нагрузке (OLTC).
Гилберт Сибилле (Гидро-Квебек)
Две сети 120 кВ 1000 МВА соединены между собой фазосдвигающим трансформатором (PST). Фазовый сдвиг может изменяться при нагрузке с помощью переключателей отводов при нагрузке (OLTC).
Управление передачей мощности по разомкнутому контуру
Для наблюдения влияния фазового сдвига на передачу мощности фазовый сдвиг увеличивают с нуля до 32,2 градуса отставания (отвод + 5), затем фазовый сдвиг уменьшают до нуля и снова увеличивают до 32,2 градуса опережения. Это выполняется путем отправки 5 импульсов на вход "Up", а затем 10 импульсов на вход "Down" ". Поскольку выбор отводов является относительно медленным механическим процессом (3 с на отвод, как указано в параметре «Время выбора отводов» блочных меню), время остановки моделирования устанавливается равным 50 с.
Запустить моделирование и наблюдать за работой PST в Области. Результаты, полученные с двумя моделями, накладываются на пять трасс.
Трассировка 1 показывает положение отвода.
Дорожка 2 показывает наложение напряжений положительной последовательности, измеренных на шине B1 (желтая) и шине B3 (пурпурная).
Дорожка 3 показывает фазовые сдвиги напряжений положительной последовательности, измеренных на выходных клеммах (abc) относительно входных клемм (ABC).
Trace 4 сравнивает активную мощность, измеренную на шине B1 (желтая) и шине B3 (пурпурная).
Трасса 5 сравнивает фазовые токи на шине B1 (желтая) и шине B3 (пурпурная).
При запуске моделирования OLTC находятся в положении 0 (нулевой фазовый сдвиг). Поскольку две сети симметричны с обоими внутренними углами, установленными на 0 градусов, ток не течет. Затем фазовый сдвиг увеличивается, и шина B2 (или B4) является запаздывающей шиной B1 (или B3). Поскольку B2 отстает от внутреннего напряжения источника, расположенного справа, мощность течет справа налево. Поэтому мощность, измеренная слева направо, является отрицательной для положительных положений отводов. Максимальная мощность получается при отводе + 5 или -5, когда фазовый сдвиг составляет соответственно -32,2 градуса и + 32,2 градуса. Активная мощность может быть вычислена из P = V1.V2 * sin (psi )/( X1 + X2 + Xpst), где: V1 = V2 = внутренние напряжения = 1,0 pu; X1 = X2 = реактивность сети = 1pu/1000 MVA Xpst = реактивность утечки PST на отводе 5. Реактивное сопротивление утечке PST изменяется в зависимости от положения отводов (от нуля при нулевом отводе до 0,15 pu при максимальном отводе (10)). Импеданс положительной последовательности фазорной модели доступен в виде сигнала на его измерительном выходе «m». Реакционное сопротивление, полученное на отводе 5, составляет Xpst = 0,1067 pu/300 МВА. Общее реактивное сопротивление, выраженное в pu/100 МВА, составляет X = 0,1 + 0,1 + 0,1067/3 = 0,2356 МВА/100 МВА. Ожидаемая активная мощность на отводе 5 составляет P = 1 * sin (32,2deg )/0,2356 = 2,26 pu/100 MVA или 226 МВт, что хорошо соответствует измеренному значению на следе 4 (224 МВт). Из-за напряжения, развивающегося на реактивности утечки PST, фазовый сдвиг, измеренный между входным и выходным напряжениями PST (след 3), ниже ожидаемого значения. Например, 27,2 градуса получается на отводе 5 вместо 32,2 градуса теоретического значения, вычисленного без нагрузки. Изменение фазового сдвига зависит от тока нагрузки.
Инициализация модели фазора
Для начала инициализации фазорной модели при t = 0 используемые в модели источники тока должны быть инициализированы текущими значениями, соответствующими установившемуся состоянию. Предположим, что вы хотите начать с начальной позиции 5. Сначала в двух блочных меню установите параметр «Initial tap» равным 5. Затем отсоедините сигналы, подключенные к входам «Вверх» и «Вниз» двух моделей, чтобы отводы оставались в положении 5. При запуске моделирования будет замечен переходный процесс в сигналах фазорной модели при t = 0, поскольку модель не инициализирована. Используйте опцию «Steady-State Voltages and Currents» блока питания для получения начального тока, протекающего в детализированной модели при B4 шины. Выходной ток фазы А, идентифицированный как «B2/Ia», равен 1129,4 А среднеквадратичного значения, 169 градусов. Этот ток, преобразованный в единицу на основе номинального значения PST, составляет 1129/1443 = 0,7824 ед./ 300MVA. Укажите [0.7824 169] в поле "Initial pos. seq. выходной ток ". При перезапуске моделирования не следует наблюдать переходные процессы при t = 0.
Работа в несбалансированных условиях
Модель фазора действительна для несбалансированных условий. При проверке «Phase A Fault» (отказ фазы A) в двух выключателях отказов однофазный отказ будет применен при t = 5 с. Токи, измеренные на шинах B1 и B3, должны быть идентичными. (Например, в положении отвода + 5: Ia = 3,48 pu, Ib = 2,25 pu Ic = 2,10 pu).
Моделирование только с фазорной моделью
Чтобы оценить увеличение скорости моделирования, обеспечиваемое фазорной моделью, удалите подробную модель PST и замените ее дубликатом фазорной модели. Повторно подключите управляющие сигналы к входам «Up» и «Down». Перезапустите моделирование. Модель работает примерно в 5 раз быстрее, главным образом потому, что переключатели OLTC детализированной модели не моделируются.