Многополюсники. Общие положения. Воздушная ЛЭП. Трансформатор. Двухцепная линия

2 МНОГОПОЛЮСНИКИ

2.1 Общие положения

2.1.1 Статус МП

Для МП любого типа должен быть указан его статус. Статус задается одним из четырёх возможных кодов:

" " – новый МП (его код – пробел);

"@" – старый;

“Y” – вне схемы;

"U" – нелинейный.

Новый МП добавляется к расчётной схеме, его матрица Y вычисляется и помещается в Y-файл.

Старый МП лишь добавляется к схеме; для него используется матрица Y, которая уже имеется в Y-файле. Используя "старые" МП-копии, например, можно получить несколько МП, с общей матрицей Y; её корректировка будет эквивалентна синхронному изменению параметров всех этих МП.

Для МП вне схемы лишь фомируется матрица Y. Для каждого полюса такого МП задаётся не номер узла, к которому он подключён, а число его фаз.

Нелинейный – это такой включаемый в схему МП, матрица Y которого зависит от напряжений на его полюсах. Эту матрицу можно вычислить окончательно лишь после расчёта режима, а режим нельзя рассчитать, не имея матрицы. Поэтому матрица Y уточняется в ходе итерационного процесса по расчёту режима. Это ухудшает надежность сходимости процедуры и резко увеличивает время счёта, ведь для сети в целом матрицы Y и, возможно, Z (в факторизованном виде) приходится вычислять каждый раз заново.

После чтения описания нелинейного МП из ведущего файла программа формирует начальное приближение для его матрицы Y по стартовым значениям напряжений узлов, к которым МП подключён. Поэтому описание этих узлов должно предшествовать описанию нелинейного МП.

2.1.2 Внутренние разъёмы

В общем случае полюс может подключаться к узлу не через один, а через два разъёма: внутренний и внешний, как показано на рисунке ниже.

Сразу после чтения из вводного файла данных об очередном МП программа формирует его матрицу узловых проводимостей Y. Далее учитывается наличие пакета внутренних разъёмов, и матрица Y пересчитывается в соответствии с сопоставленными разъёмам матрицами преобразования:

                  (2.1)

M – это блочно-диагональная матрица преобразования для пакета внутренних разъёмов, её диагональные блоки – матрицы M для отдельных разъёмов. Полученная таким образом матрица Y записывается на диск в Y-файл.

Расчёт режима начинается с чтения матриц Y каждого МП с диска и учёта внешних разъёмов по формуле (2.1). Но эта матрица Y на диск уже не записывается. На диске хранится матрица Y, учитывающая только внутренние разъёмы.

Формирование матрицы Y некоторых типов МП, например, воздушных линий может потребовать очень большого объёма расчётов, и, конечно лучше один раз её сформировать, а в последующей серии расчётов читать с диска. С помощью внутреннего разъёма можно выбрать удобную систему координат для хранимого описания. Например, можно, рассчитав параметры линии в фазных координатах, перейти к симметричным составляющим и в таком виде хранить матрицу Y. Наличие внешних разъёмов позволит непосредственно перед расчётом режима осуществить стыковку систем координат узлов и полюсов.

2.1.3 Предельная сложность модели

Предельные возможности программы относительно МП таковы: число МП в схеме – 120, число матриц Y в Y-файле – 120, фаз в одном МП – 50, фаз в одном полюсе – 50, полюсов в одном МП – 33, полюсов во всех МП вместе взятых – 360.

2.2 Воздушная ЛЭП

2.2.1 Характеристика модели

МП типа ВЛ (воздушная линия) позволяет моделировать воздушные ЛЭП различной геометрической конструкции, в том числе и нетиповой, с произвольным числом цепей, фаз, составляющих в фазах, с различными схемами транспозиции фаз и тросов и различными режимами заземления тросов.

Модель линии имеет сложную структуру. Иерархия её компонентов такова: участок, цепь, фаза, провод, составляющая.

В начале и конце каждого участка заданной длины выполняется транспозиция фаз и тросов (возможно, фиктивная). Тросы заземляются на каждой опоре и по концам участков (проводимость заземления может быть равна нулю).

Линия содержит не менее двух цепей, каждая из которых имеет свое число фаз. На всех участках одной линии число цепей и фаз в каждой цепи одно и то же. Грозозащитные тросы считаются особыми фазами. Они образуют последнюю по счёту цепь – её наличие в линии обязательно.

Если каждая цепь состоит из фаз одинаковой конструкции, то линия считается типовой. Если же хотя бы в одной цепи имеются разные фазы, то это линия специальной конструкции.

Фаза также может быть типовой или специальной конструкции. У типовой фазы все составляющие расположены по вершинам правильного многоугольника, размеры которого должны быть значительно меньше междуфазных расстояний и много больше диаметра отдельных составляющих.