RU2469394C1 - Device to model three-phase power transmission line with distributed parameters - Google Patents

Device to model three-phase power transmission line with distributed parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2469394C1
RU2469394C1 RU2011146618/08A RU2011146618A RU2469394C1 RU 2469394 C1 RU2469394 C1 RU 2469394C1 RU 2011146618/08 A RU2011146618/08 A RU 2011146618/08A RU 2011146618 A RU2011146618 A RU 2011146618A RU 2469394 C1 RU2469394 C1 RU 2469394C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
block
equations
analog
outputs
Prior art date
Application number
RU2011146618/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Боровиков
Алмаз Омурзакович Сулайманов
Иван Сергеевич Гордиенко
Александр Сергеевич Гусев
Сергей Владимирович Свечкарев
Михаил Владимирович Андреев
Николай Юрьевич Рубан
Алексей Федорович Прутик
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2011146618/08A priority Critical patent/RU2469394C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2469394C1 publication Critical patent/RU2469394C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device is composed of the following components: a unit of a power transmission line model, a microprocessor unit, a unit of multichannel analog-digital conversion, units of longitudinal-transverse switching, a unit to implement a system of equations of zero sequence components, a unit to implement a system of equations, units of voltage-current conversion units.
EFFECT: realisation of possibilities of continuous modelling of processes in a three-phase power transmission line with distributed parameters, automated and automatic modification of parameters of a modelled line and display of modelling results using computer equipment.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения в реальном времени непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем.The invention relates to the field of modeling objects of electrical systems and can be used to reproduce in real time a continuous spectrum of normal and abnormal processes in a three-phase power line with distributed parameters in specialized multiprocessor software and hardware systems of a hybrid type, designed for real-time simulation of electrical power systems.

Известно устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами [авторское свидетельство СССР №600570, МПК2 G06G 7/62, опубл. 30.08.78], содержащее блок задания граничных условий, сумматоры, инвертор, дифференцирующее звено, блоки моделирования волнового сопротивления, блоки задания граничных условий на конце и блок коррекции. Выход блока задания граничных условий подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через блоки моделирования гармоник соединен с входами второго сумматора. Вход блока коррекции соединен с выходом третьего сумматора, а выход - с входом первого сумматора, выход которого через инвертор подключен к первому входу четвертого сумматора, второй вход которого через дифференцирующее звено соединен с выходом второго сумматора. Выход четвертого сумматора через первые блоки моделирования волнового сопротивления и задания граничных условий на конце подключен к входам пятого и шестого сумматоров, другие входы которых через вторые блоки моделирования волнового сопротивления и задания граничных условий на конце соединены с выходом седьмого сумматора. Выход пятого сумматора подключен к входу третьего блока моделирования волнового сопротивления. Выходы блоков моделирования гармоник соединены с входами третьего и седьмого сумматоров.A device is known for modeling a three-phase power line with distributed parameters [USSR copyright certificate No. 600570, IPC G06G 7/62, publ. 08/30/78], containing a block for specifying boundary conditions, adders, an inverter, a differentiating link, blocks for modeling wave impedance, blocks for specifying boundary conditions at the end, and a block for correction. The output of the boundary condition setting unit is connected to the first input of the first adder, the output of which is connected to the inputs of the second adder via harmonic modeling blocks. The input of the correction unit is connected to the output of the third adder, and the output to the input of the first adder, the output of which through the inverter is connected to the first input of the fourth adder, the second input of which is connected through the differentiating link to the output of the second adder. The output of the fourth adder through the first blocks of wave resistance modeling and setting the boundary conditions at the end is connected to the inputs of the fifth and sixth adders, the other inputs of which are connected to the output of the seventh adder through the second blocks of wave resistance modeling and setting the boundary conditions at the end. The output of the fifth adder is connected to the input of the third wave impedance modeling unit. The outputs of the harmonic modeling blocks are connected to the inputs of the third and seventh adders.

Недостатком данного устройства является сложность его совместного использования с другими модельными элементами энергосистемы, а также невозможность использования компьютерной техники для автоматизированного и автоматического управления параметрами моделируемого элемента и отображения результатов моделирования.The disadvantage of this device is the difficulty of its joint use with other model elements of the power system, as well as the inability to use computer equipment for the automated and automatic control of the parameters of the simulated element and the display of simulation results.

Известно устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами [авторское свидетельство СССР №429436, МПК2 G06G 7/62, опубл. 25.05.74], содержащее блоки преобразования, блоки моделей однопроводных линий, шину нулевого потенциала. Блоки преобразования выполнены в виде n-групп трансформаторов по n трансформаторов в каждой группе. Первичные обмотки трансформаторов в каждой группе первого блока преобразования соединены параллельно и подключены к соответствующим входам устройства и к шине нулевого потенциала, а вторичные обмотки трансформаторов, по одной из каждой группы, соединены последовательно и подключены к входам блоков моделей однопроводных линий и к шине нулевого потенциала. Вторичные обмотки трансформаторов в каждой группе второго блока преобразования соединены параллельно и подключены к соответствующим выходам устройства и к шине нулевого потенциала, а первичные обмотки трансформаторов, по одной из каждой группы, соединены последовательно и подключены к выходам блоков моделей однопроводных линий и к шине нулевого потенциала.A device is known for modeling a three-phase power line with distributed parameters [USSR copyright certificate No. 429436, IPC G06G 7/62, publ. 05.25.74], containing conversion blocks, blocks of models of single-wire lines, a bus of zero potential. The conversion blocks are made in the form of n-groups of transformers with n transformers in each group. The primary windings of transformers in each group of the first conversion unit are connected in parallel and connected to the corresponding inputs of the device and to the zero potential bus, and the secondary windings of transformers, one from each group, are connected in series and connected to the inputs of the blocks of single-wire line models and to the zero potential bus. The secondary windings of transformers in each group of the second conversion unit are connected in parallel and connected to the corresponding outputs of the device and to the bus of zero potential, and the primary windings of transformers, one of each group, are connected in series and connected to the outputs of the blocks of models of single-wire lines and to the bus of zero potential.

Недостатком этого устройства является невозможность непрерывного моделирования воспроизводимого частотного спектра процессов, обусловленная дискретным заданием параметров в устройстве цепочечной схемы замещения линии с распределенными параметрами, а также невозможность использования компьютерной техники для автоматизированного и автоматического управления параметрами моделируемого элемента и отображения результатов моделирования.The disadvantage of this device is the impossibility of continuous modeling of the reproducible frequency spectrum of processes, due to the discrete setting of parameters in the device of the chain circuit circuit of the line with distributed parameters, as well as the inability to use computer technology for the automated and automatic control of the parameters of the simulated element and display simulation results.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи [авторское свидетельство СССР №1383412, МПК4 G06G 7/62, опубл. 23.03.88], содержащее модель линии электропередач и 3n моделей короны. Модель линии содержит элементы индуктивности, трансформаторы связи, группы накапливающих конденсаторов, элемент индуктивности нейтральной шины. Причем модель линии электропередачи включает n последовательно соединенных участков линии, каждый из которых содержит три индуктивных элемента, четыре группы из трех накапливающих конденсаторов. Первый и второй выводы первого накапливающего конденсатора первой и второй групп подключены соответственно к первой и второй фазам питания устройства. Первый и второй выводы второго накапливающего конденсатора первой и второй групп соединены соответственно со второй и третьей фазами питания устройства. Выводы накапливающих конденсаторов третьей и четвертой групп соединены соответственно с первой, второй и третьей фазами питания устройства. Первый и второй выводы третьего накапливающего конденсатора первой и второй групп подключены соответственно к первой и третьей фазам питания устройства. Одни выводы накапливающих конденсаторов третьей и четвертой групп соединены соответственно с первой, второй и третьей фазами питания устройства. Первые выводы первого, второго и третьего элементов индуктивности подключены соответственно к первой, второй и третьей фазам питания устройства. Второй вывод первого элемента индуктивности через последовательно соединенные первичные обмотки первого и второго трансформаторов связи подключен к первой фазе питания устройства. Второй вывод второго элемента индуктивности через последовательно соединенные вторичную обмотку первого трансформатора связи и первичную обмотку третьего трансформатора связи соединен с второй фазой устройства. Второй вывод третьего элемента индуктивности через последовательно соединенные вторичные обмотки второго и третьего трансформаторов связи подключен к третьей фазе питания устройства. Другие выводы накапливающих конденсаторов третьей группы объединены и через элемент индуктивности нейтральной шины соединены с объединенными другими выводами накапливающих конденсаторов четвертой группы.The closest adopted for the prototype is a device for simulating a three-phase power line [USSR copyright certificate No. 1383412, IPC4 G06G 7/62, publ. 03.23.88], containing a model of power lines and 3n models of the crown. The line model contains inductance elements, communication transformers, groups of accumulating capacitors, an inductance element of a neutral bus. Moreover, the model of the power line includes n series-connected sections of the line, each of which contains three inductive elements, four groups of three accumulating capacitors. The first and second terminals of the first storage capacitor of the first and second groups are connected respectively to the first and second phases of the device power. The first and second terminals of the second storage capacitor of the first and second groups are connected respectively to the second and third phases of the power supply of the device. The findings of the accumulating capacitors of the third and fourth groups are connected respectively to the first, second and third phases of the power supply of the device. The first and second terminals of the third storage capacitor of the first and second groups are connected respectively to the first and third phases of the power supply of the device. Some conclusions of the accumulating capacitors of the third and fourth groups are connected respectively to the first, second and third phases of the power supply of the device. The first conclusions of the first, second and third inductance elements are connected respectively to the first, second and third phases of the power supply of the device. The second output of the first inductance element through a series-connected primary windings of the first and second communication transformers is connected to the first phase of the power supply of the device. The second terminal of the second inductance element is connected in series through the secondary winding of the first communication transformer and the primary winding of the third communication transformer to the second phase of the device. The second output of the third inductance element through a series-connected secondary windings of the second and third communication transformers is connected to the third phase of the power supply of the device. The other terminals of the accumulating capacitors of the third group are combined and connected through the inductance element of the neutral bus to the combined other terminals of the accumulating capacitors of the fourth group.

Модель короны содержит нагрузочный резистор, накапливающий конденсатор, блок выделения модуля, делитель напряжения, компаратор и два ключевых элемента. В каждом блоке модели короны выходы блока выделения модуля и делителя напряжения соединены с одним входом компаратора, другой вход которого подключен к шине нулевого потенциала. Выход компаратора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, информационные входы которых объединены и подключены к одним выводам накапливающего конденсатора и нагрузочного резистора. Вход блока выделения модуля и другие выводы накапливающего конденсатора и нагрузочного резистора соединены с соответствующей фазой питания устройства.The corona model contains a load resistor, a storage capacitor, a module isolation unit, a voltage divider, a comparator, and two key elements. In each block of the corona model, the outputs of the module separation unit and the voltage divider are connected to one input of the comparator, the other input of which is connected to the zero potential bus. The output of the comparator is connected to the control inputs of the first and second key elements, the information inputs of which are combined and connected to one terminal of the storage capacitor and load resistor. The input of the module isolation unit and other terminals of the storage capacitor and load resistor are connected to the corresponding phase of the device power supply.

Недостатком данного устройства является то, что используемая цепочечная схема замещения линии не позволяет непрерывно моделировать воспроизводимый частотный спектр процессов в линии. К другим недостаткам данного устройства относятся технологическая сложность и громоздкость реализации, сложность точного задания параметров схемы замещения, реализуемых физическими элементами, а также невозможность автоматизированного и автоматического управления параметрами моделируемого объекта и отображения результатов моделирования с использованием компьютерных средств.The disadvantage of this device is that the used chain line equivalent circuit does not allow continuous modeling of the reproducible frequency spectrum of processes in the line. Other disadvantages of this device include technological complexity and cumbersome implementation, the difficulty of accurately setting the parameters of the equivalent circuit implemented by physical elements, as well as the inability to automatically and automatically control the parameters of the simulated object and display simulation results using computer tools.

Задачей изобретения является реализация возможностей: непрерывного моделирования процессов в трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами; автоматизированного и автоматического изменения параметров моделируемой линии и отображения результатов моделирования с использованием компьютерной техники.The objective of the invention is the realization of capabilities: continuous modeling of processes in a three-phase power line with distributed parameters; automated and automatic changes in the parameters of the simulated line and the display of simulation results using computer technology.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, так же как в прототипе, содержит модель линии электропередачи.The problem is solved due to the fact that the device for modeling a three-phase power line with distributed parameters, as in the prototype, contains a model of a power line.

Согласно изобретению устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, содержащее модель линии электропередачи, отличающееся тем, что в качестве модели линии электропередачи использован блок модели линии электропередачи, который соединен с микропроцессорным блоком, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, с первым и вторым блоками продольно-поперечной коммутации, при этом микропроцессорный блок подключен к компьютеру/серверу, а фазные выходы блока модели линии электропередачи подключены к входам блоков преобразования напряжение-ток и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, причем аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами; выходы первого, второго и третьего преобразователей напряжение-ток подключены к входам первого блока продольно-поперечной коммутации, а выходы четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам второго блока продольно-поперечной коммутации, при этом входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации являются фазными входами-выходами устройства, а выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам блока модели линии электропередачи и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования; блок модели линии электропередачи содержит блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности и блок реализации системы уравнений, выходы которого являются фазными выходами блока модели линии электропередачи и подключены к соответствующим входам блоков преобразования напряжение-ток, а также к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, а выходы блоков преобразования напряжение-ток соединены с входами блока реализации системы уравнений, с входами блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности, с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, при этом аналоговые выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности соединены с входами блока реализации системы уравнений, а аналоговые выходы и входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности являются аналоговыми выходами и входами блока модели линии электропередачи; блок реализации системы уравнений и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности связаны с микропроцессорным блоком.According to the invention, a device for simulating a three-phase power line with distributed parameters, comprising a power line model, characterized in that a power line model unit is used as a power line model, which is connected to a microprocessor unit, with a multi-channel analog-to-digital conversion unit, with the first and second units of longitudinal-transverse switching, while the microprocessor unit is connected to a computer / server, and the phase outputs of the block model of the electric line the transmitters are connected to the inputs of the voltage-current conversion units and to the analog inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion unit, the analog outputs and inputs of the power-line model block are connected to the analog inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion, and the analog outputs and inputs of the power line model block can be connected to the inputs of blocks of a model of a power line n similar devices for modeling a three-phase power line with distributed parameters; the outputs of the first, second and third voltage-current converters are connected to the inputs of the first longitudinal-transverse switching unit, and the outputs of the fourth, fifth and sixth voltage-current converters are connected to the inputs of the second longitudinal-transverse switching unit, while the inputs and outputs of the first and second blocks longitudinal-transverse switching are the phase inputs and outputs of the device, and the outputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth voltage-current converters are connected to the inputs of the block of the line model of the electric transmissions to the analog inputs of a multi-channel analog-to-digital conversion unit; the power line model block contains a block for implementing the system of equations of the zero sequence components and a block for implementing the system of equations, the outputs of which are the phase outputs of the power line model block and are connected to the corresponding inputs of the voltage-current conversion blocks, as well as to the analog inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion block, and the outputs of the voltage-current conversion units are connected to the inputs of the implementation unit of the system of equations, with the inputs of the implementation unit of the system of equations components of the zero sequence, with analog inputs of the multichannel analog-to-digital conversion unit, while the analog outputs of the implementation block of the system of equations of the components of the zero sequence are connected to the inputs of the implementation block of the system of equations, and the analog outputs and inputs of the implementation block of the system of equations of the components of the zero sequence are analog outputs and the inputs of the power line model block; the implementation unit of the system of equations and the implementation unit of the system of equations of components of the zero sequence are connected to the microprocessor unit.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами.Figure 1 presents a block diagram of a device for modeling a three-phase power line with distributed parameters.

На фиг.2 приведена структурная схема используемого в заявленном устройстве блока модели линии электропередачи.Figure 2 shows the structural diagram used in the claimed device block model of the power line.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами (фиг.1) содержит блок модели линии электропередачи 1 (БМЛ), цифровой вход которого соединен с цифровым входом-выходом микропроцессорного блока 2 (МПБ), с цифровым входом-выходом блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП), с цифровыми входами первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2). Микропроцессорный блок 2 (МПБ) подключен по компьютерной сети к персональному компьютеру/серверу (на фиг.1 не показан). Фазные выходы блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ) подключены к входам блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Аналоговые выходы и входы блока модели линии 1 (БМЛ) связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) и могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами. Выходы преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТЗ) подключены к входам первого блока продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1), а выходы преобразователей напряжение-ток 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) подключены к входам второго блока продольно-поперечной коммутации 5 (БППК2). Также выходы преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3) и 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) связаны с входами блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ) и аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2) являются фазными входами-выходами устройства.A device for modeling a three-phase power line with distributed parameters (Fig. 1) contains a power line model block 1 (BML), the digital input of which is connected to the digital input-output of microprocessor unit 2 (MPB), with a digital input-output of a multi-channel analog-to-digital unit conversion 3 (BMACP), with digital inputs of the first and second blocks of longitudinal-transverse switching 4 (BPPK1) and 5 (BPPK2). The microprocessor unit 2 (MPB) is connected via a computer network to a personal computer / server (not shown in FIG. 1). The phase outputs of the power line model 1 (BML) block are connected to the inputs of the voltage-current conversion blocks 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), 9 (BPNT4), 10 (BPNT5), 11 (BPNT6) and to the analog the inputs of the block multi-channel analog-to-digital conversion 3 (BMACP). The analog outputs and inputs of the block model of line 1 (BML) are connected to the analog inputs of the block of multi-channel analog-to-digital conversion 3 (BMATsP) and can be connected to the inputs of the blocks of the model of the power line n of similar devices for modeling a three-phase power line with distributed parameters. The outputs of the voltage-current converters 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNTZ) are connected to the inputs of the first longitudinal-transverse switching unit 4 (BPPK1), and the outputs of the voltage-current converters 9 (BPNT4), 10 (BPNT5), 11 (BPNT6) connected to the inputs of the second block of longitudinal-transverse switching 5 (BPPK2). Also, the outputs of the voltage-current converters 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3) and 9 (BPNT4), 10 (BPNT5), 11 (BPNT6) are connected to the inputs of the power line model block 1 (BML) and the analog inputs of the block multi-channel analog-to-digital conversion 3 (BMACP). The inputs and outputs of the first and second blocks of longitudinal-transverse switching 4 (BPPK1) and 5 (BPPK2) are the phase inputs and outputs of the device.

Блок модели линии электропередачи 1 (БМЛ) устройства (фиг.2) содержит блок реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп). Выходы блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ) являются фазными выходами блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ), подключены к соответствующим входам блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6), к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Выходы блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТЗ), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) соединены с входами блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), входами блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Аналоговые выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) связаны с входами блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) и могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами. Аналоговые входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) и могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами. Цифровые входы блоков реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) соединены с цифровым входом-выходом микропроцессорного блока 2 (МПБ).The block model of the power line 1 (BML) of the device (Fig.2) contains a block for implementing the system of equations 12 (BRSU) and a block for implementing the system of equations of the components of the zero sequence 13 (BRSUnp). The outputs of the implementation block of the system of equations 12 (BRSU) are the phase outputs of the block model of the power line 1 (BML), connected to the corresponding inputs of the voltage-current conversion blocks 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), 9 (BPNT4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6), to the analog inputs of the multichannel analog-to-digital conversion unit 3 (BMACP). The outputs of the voltage-current conversion units 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNTZ), 9 (BPNT4), 10 (BPNT5), 11 (BPNT6) are connected to the inputs of the implementation block of the system of equations 12 (BRSU), the inputs of the implementation block the system of equations of the components of the zero sequence 13 (BRSUnp), the analog inputs of the block of multi-channel analog-to-digital conversion 3 (BMACP). The analog outputs of the implementation block of the system of equations of the zero sequence components 13 (BRSUNp) are connected to the inputs of the implementation block of the system of equations 12 (BRSU), to the analog inputs of the block of multi-channel analog-to-digital conversion 3 (BMACP) and can be connected to the inputs of the blocks of the n transmission line model n devices for modeling a three-phase power line with distributed parameters. The analog inputs of the implementation block of the system of equations of the zero sequence components 13 (BRSUNp) are connected to the analog inputs of the block of multi-channel analog-to-digital conversion 3 (BMACP) and can be connected to the inputs of the blocks of the power line model n of similar devices for modeling a three-phase power line with distributed parameters. The digital inputs of the blocks of the implementation of the system of equations 12 (BRSU) and the block of the implementation of the system of equations of the components of the zero sequence 13 (BRSUnp) are connected to the digital input-output of the microprocessor block 2 (MPB).

Микропроцессорный блок 2 (МПБ) реализован с помощью микропроцессоров LPC2368FBD100, блок многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) - с помощью аналого-цифровых преобразователей МАХ1324ЕСМ+. Все преобразователи напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) реализованы микроэлектронными преобразователями напряжение-ток AD534KDZ. Блоки продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2) реализованы с помощью цифроуправляемых аналоговых ключей, варьируя положением которых можно осуществлять все виды продольных и поперечных коммутаций, а также цифроуправляемых сопротивлений, с помощью которых реализуются сопротивления шунтов выключателей и переходные сопротивления замыканий. В качестве цифроуправляемых аналоговых ключей использованы интегральные микросхемы МАХ4661, а в качестве цифроуправляемых сопротивлений применены интегральные микросхемы AD5443. Блок реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) имеют цифроаналоговую структуру, позволяющую осуществлять неявное непрерывное интегрирование дифференциальных уравнений трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, приведенными ниже. В частности, упомянутые блоки реализованы с помощью следующих микроэлектронных компонентов: цифроаналоговых преобразователей AD 5443, операционных усилителей ОР 2177, цифроуправляемых аналоговых ключей МАХ4661.Microprocessor unit 2 (MPB) is implemented using microprocessors LPC2368FBD100, the multi-channel analog-to-digital conversion unit 3 (BMACP) is implemented using analog-to-digital converters MAX1324ESM +. All voltage-current converters 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) are implemented by AD534KDZ microelectronic voltage-current converters. The longitudinal-transverse switching units 4 (BPPK1) and 5 (BPPK2) are implemented using digital-controlled analog keys, varying the position of which it is possible to carry out all types of longitudinal and transverse switching, as well as digital-controlled resistances, by which the resistances of the shunts of the circuit breakers and the transient resistance of closures are realized. The integrated microcircuits MAX4661 were used as digital-controlled analog keys, and the integrated integrated circuits AD5443 were used as digital-controlled resistances. The unit for implementing the system of equations 12 (BRSU) and the unit for implementing the system of equations for the zero sequence components 13 (BRSNp) have a digital-analog structure that allows for the implicit continuous integration of the differential equations of the three-phase power line with the distributed parameters listed below. In particular, the said blocks are implemented using the following microelectronic components: AD 5443 digital-to-analog converters, OP 2177 operational amplifiers, and MAX-4661 digital-controlled analog keys.

Схемотехнические решения всех блоков устройства ориентированы на применение исключительно интегральной микроэлектронной элементной базы и возможность их дальнейшей более глубокой интеграции.Circuit solutions of all units of the device are focused on the use of exclusively integrated microelectronic element base and the possibility of their further deeper integration.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами работает следующим образом.A device for modeling a three-phase power line with distributed parameters works as follows.

При включении напряжения питания с цифрового входа-выхода микропроцессорного блока 2 (МПБ) поступают управляющие сигналы, которые формируют непосредственно в нем или передают через этот блок с персонального компьютера по компьютерной сети, на цифровой вход-выход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП), на цифровые входы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2), на цифровые входы блока реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), входящих в состав блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ).When the supply voltage is turned on, control signals are received from the digital input-output of the microprocessor unit 2 (MPB), which form directly in it or transmit through this unit from a personal computer via a computer network, to the digital input-output of the multi-channel analog-to-digital conversion 3 (BMACP ), to the digital inputs of the first and second blocks of longitudinal-transverse switching 4 (BPPK1) and 5 (BPPK2), to the digital inputs of the block for implementing systems of equations 12 (BRSU) and the block for implementing the system of equations of components of zero The sequence 13 (BRSUnp) included in the transmission line pattern block 1 (WLL).

Реализацию математической модели трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами выполняют в блоке реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и блоке реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) в системе несимметричных составляющих α, β, 0. Математическая модель линии выполнена в системе несимметричных составляющих α, β, 0 для учета магнитного и электростатического взаимовлияния параллельных линий, а также грозозащитных тросов.The implementation of the mathematical model of a three-phase power line with distributed parameters is performed in the block of implementation of systems of equations 12 (BRSU) and the block of implementation of the system of equations of zero sequence components 13 (BRSUnp) in the system of asymmetric components α, β, 0. The mathematical model of the line is made in the system of asymmetric components α , β, 0 for taking into account the magnetic and electrostatic interference of parallel lines, as well as lightning protection cables.

В блоке реализации системы уравнений 12 (БРСУ) при включении питания выполняют решение системы уравнений (1-14) составляющих α, β, 0When the system of equations 12 (BRSU) is implemented, when the power is turned on, they solve the system of equations (1-14) of the components α, β, 0

Figure 00000001
Figure 00000001

где H и K - индексы условного начала и конца линии;where H and K are the indices of the conditional beginning and end of the line;

α, β, 0 - индексы составляющих системы α, β, 0;α, β, 0 — indices of the components of the system α, β, 0;

τα, τβ, τ0 - постоянные изменения фазы волны соответствующих составляющих системы α, β, 0 в идеализированной линии;τ α , τ β , τ 0 - constant changes in the phase of the wave of the corresponding components of the system α, β, 0 in an idealized line;

σα, σβ, σ0 - параметры затухания соответствующих составляющих системы α, β, 0, обусловленные потерями в реальной линии;σ α , σ β , σ 0 are the attenuation parameters of the corresponding components of the system α, β, 0, due to losses in the real line;

uα, uβ, u0 - мгновенные значения напряжений соответствующих составляющих системы α, β, 0 в идеализированной линии;u α , u β , u 0 - instantaneous voltage values of the corresponding components of the system α, β, 0 in an idealized line;

iα, iβ, i0 - мгновенное значение тока соответствующей составляющей системы α, β, 0 в идеализированной линии;i α , i β , i 0 - instantaneous current value of the corresponding component of the system α, β, 0 in an idealized line;

zα, zβ, z0 - волновые сопротивления соответствующих составляющих системы α, β, 0 в идеализированной линии;z α , z β , z 0 - wave impedances of the corresponding components of the system α, β, 0 in an idealized line;

uA, uB, uC - мгновенные значения фазных напряжений;u A , u B , u C - instantaneous values of phase voltages;

iA, iB, iC - мгновенные значения фазных токов;i A , i B , i C - instantaneous values of phase currents;

f(t-τ) - функция запаздывания.f (t-τ) is the delay function.

При этом в микропроцессорном блоке 2 (МПБ) осуществляют формирование управляющих сигналов для задания параметров модели линии: zα, zβ, z0, τα, τβ, τ0, σα, σβ, σ0, которые поступают с цифрового входа-выхода микропроцессорного блока 2 (МПБ) на цифровые входы блока реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп).At the same time, in microprocessor unit 2 (MPB), control signals are generated to set the parameters of the line model: z α , z β , z 0 , τ α , τ β , τ 0 , σ α , σ β , σ 0 , which are received from the digital the input-output of microprocessor unit 2 (MPB) to the digital inputs of the unit for implementing systems of equations 12 (BRSU) and the unit for implementing the system of equations of components of the zero sequence 13 (BRSUnp).

Функция запаздывания f(t-τ) представлена системой дифференциальных уравнений (15-16)The delay function f (t-τ) is represented by a system of differential equations (15-16)

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где ξ=α, β, 0 - индекс составляющих системы α, β, 0.where ξ = α, β, 0 is the index of the components of the system α, β, 0.

Реализация функции запаздывания выполнена в блоке реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и в блоке реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) путем неявного непрерывного интегрирования дифференциальных уравнений (15-16) для составляющих системы α, β, 0 соответственно.The delay function was implemented in the block of implementation of the systems of equations 12 (BRSU) and in the block of the implementation of the system of equations of the zero sequence components 13 (BRSUnp) by implicit continuous integration of differential equations (15-16) for the components of the system α, β, 0, respectively.

В блоке реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) при включении питания выполняют решение системы уравнений (17-28)In the implementation block of the system of equations of the components of the zero sequence 13 (BRSUNp) when the power is turned on, the system of equations is solved (17-28)

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
,
Figure 00000006
,
Figure 00000007
- мгновенные значения токов составляющих нулевой последовательности системы α, β, 0 при учете поверхностного эффекта в земле для частоты 70 Гц, 200 Гц и 800 Гц соответственно;Where
Figure 00000005
,
Figure 00000006
,
Figure 00000007
- instantaneous values of the currents of the components of the zero sequence of the system α, β, 0, taking into account the surface effect in the ground for frequencies of 70 Hz, 200 Hz and 800 Hz, respectively;

Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
- сопротивления нулевой последовательности системы α, β, 0 при учете поверхностного эффекта в земле для соответствующих частот;
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
- zero sequence resistance of the system α, β, 0, taking into account the surface effect in the earth for the corresponding frequencies;

Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000013
- постоянные изменения фазы волны нулевой последовательности системы α, β, 0 в идеализированной линии при учете поверхностного эффекта в земле для соответствующих частот;
Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000013
- constant changes in the phase wave of the zero sequence system α, β, 0 in an idealized line, taking into account the surface effect in the ground for the corresponding frequencies;

Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
- параметры затухания нулевой последовательности системы α, β, 0, обусловленные потерями в реальной линии при учете поверхностного эффекта в земле для соответствующих частот;
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
- the zero-sequence attenuation parameters of the system α, β, 0, due to losses in the real line when the surface effect in the earth is taken into account for the corresponding frequencies;

uH01, uH0i, uH0j, uH0n, uK01, uK0i, uK0j, uK0n - напряжения нулевой последовательности системы α, β, 0 1-й, i-й, j-й, n-й параллельных линий.u H01 , u H0i , u H0j , u H0n , u K01 , u K0i , u K0j , u K0n - zero sequence voltage of the system α, β, 0 1st, i-th, j-th, n-th parallel lines .

При этом с фазных выходов блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), являющихся также фазными выходами блока модели линии 1 (БМЛ), подают напряжения, пропорциональные фазным токам устройства iAH, iBH, iCH, iAK, iBK, iCK, на соответствующие входы блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6), на аналоговые входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). С выходов блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) физические фазные токи также поступают на входы блоков продольно-поперечной коммутации (БППК1) и (БППК2), входы-выходы которых являются фазными входами-выходами устройства. Также данные физические фазные токи поступают на входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), в котором их преобразуют в пропорциональные данным токам напряжения и используют для решения системы уравнений (17-28).In this case, from the phase outputs of the block implementing the system of equations 12 (BRSU), which are also the phase outputs of the block model of line 1 (BML), voltages are proportional to the phase currents of the device i AH , i BH , i CH , i AK , i BK , i CK , to the corresponding inputs of the voltage-current conversion blocks 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), 9 (BPNT4), 10 (BPNT5), 11 (BPNT6), to the analog inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 3 ( BMACP). From the outputs of the voltage-current conversion units 6 (BPNT1), 7 (BPNT2), 8 (BPNT3), 9 (BPNT4), 10 (BPNT5), 11 (BPNT6), the physical phase currents also arrive at the inputs of the longitudinal-transverse switching units (BPPK1 ) and (BPPK2), the inputs and outputs of which are the phase inputs and outputs of the device. Also, these physical phase currents are supplied to the inputs of the implementation block of the system of equations of the zero sequence components 13 (BRSUNp), in which they are converted into voltage proportional to these currents and used to solve the system of equations (17-28).

Формируемые в узлах Ан, Вн, Сн, Ак, Вк, Ск напряжения uАН, uBH, uCH, uAK, uBK, uCK подают на входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) для решения системы уравнений (17-28), на аналоговые входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП).The voltages u AN , u BH , u CH , u AK , u BK , u CK formed at the nodes An, Bn, Sn, Ak, Bk, Ck are applied to the inputs of the implementation block of the system of equations of the zero sequence components 13 (BRPSUnp) to solve the system of equations (17-28), to the analog inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 3 (BMACP).

С выходов блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) поступают сформированные в результате решения системы уравнений (17-28) значения токов i0H, i0K на входы блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), на аналоговые входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП).From the outputs of the block for the implementation of the system of equations of the zero sequence components 13 (BRSNp), the values of the currents i 0H , i 0K generated as a result of the solution of the system of equations (17-28) are received at the inputs of the block for the implementation of the system of equations 12 (BRSU), at the analog inputs of the block of multi-channel analog digital conversion 3 (BMACP).

При параллельной работе n-го количества аналогично реализованных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) связаны с соответствующими входами 1-го, i-го, j-го, n-го блоков реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности (БРСУнп1), (БРСУнпi), (БРСУнпj), (БРСУнпn) соответственно 1-го, i-го, j-го, n-го устройств для моделирования линии электропередачи с распределенными параметрами (не показаны). Тогда с выходов блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности (БРСУнп) значения токов i0H, i0K поступают также на входы 1-го, i-го, j-го, n-го блоков реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности (БРСУнп1), (БРСУнпi), (БРСУнпj), (БРСУнпn). С выходов 1-го, i-го, j-го, n-го блоков реализации системы уравнений (БРСУнп1), (БРСУнпi), (БРСУнпj), (БРСУнпn) значения напряжений uH01, uH0i, uH0j, uH0n, uK01, uK0i, uK0j, uK0n подают на входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), чем обеспечивают учет взаимодействия n-го числа параллельных линий.In parallel operation of the nth number of similarly implemented devices for modeling a three-phase power line with distributed parameters, the outputs of the block for implementing the system of equations of the zero sequence components 13 (BRPSUnp) are connected with the corresponding inputs of the 1st, i-th, j-th, n-th blocks implementations of the system of equations of the zero sequence components (BRSUNp1), (BRSUNpn), (BRSUNpj), (BRSUNpn), (BRSUNpn), respectively, of the 1st, ith, jth, and nth devices for modeling a power line with distributed parameters (not according azans). Then, from the outputs of the implementation block of the system of equations of the zero sequence components (BRSUnp), the values of the currents i 0H , i 0K also go to the inputs of the 1st, i-th, j-th, n-th blocks of the implementation of the system of equations of the components of the zero sequence (BRSUNp1), (БРСУнпi), (БРСУнпj), (БРСУнпn). From the outputs of the 1st, i-th, j-th, n-th blocks of the implementation of the system of equations (BRSUnp1), (BRSUnpi), (BRSUNpj), (BRSUNpn) voltage values u H01 , u H0i , u H0j , u H0n , u K01 , u K0i , u K0j , u K0n are fed to the inputs of the block for the implementation of the system of equations of the components of the zero sequence 13 (BRSUnp), which ensures that the interaction of the nth number of parallel lines is taken into account.

С цифрового входа-выхода блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) сигналы поступают на цифровой вход-выход микропроцессорного блока 2 (МПБ), где производится их обработка, и далее по компьютерной сети в персональный компьютер.From the digital input-output of the multi-channel analog-to-digital conversion unit 3 (BMACP), the signals are fed to the digital input-output of the microprocessor unit 2 (MPB), where they are processed, and then through a computer network to a personal computer.

В устройстве, так же как и в прототипе, учтена модель короны. Реализацию модели короны выполняют путем коррекции параметров уравнений (1-28) следующим образом.In the device, as well as in the prototype, the crown model is taken into account. The implementation of the corona model is performed by correcting the parameters of equations (1-28) as follows.

При включении питания устройство функционирует согласно представленному описанию, при этом в микропроцессорном блоке 2 (МПБ) непрерывно производится перерасчет параметров gξ и Cξ согласно уравнениям (29-30)When the power is turned on, the device operates as described, while in the microprocessor unit 2 (MPB), the parameters g ξ and C ξ are continuously recalculated according to equations (29-30)

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

где gξ - поперечная активная проводимость;where g ξ is the transverse active conductivity;

Cξ - емкость провода фазы относительно земли;C ξ is the capacitance of the phase wire relative to the earth;

Сг - геометрическая емкость линии;With g is the geometric capacity of the line;

f - частота;f is the frequency;

um - мгновенное значение фазного напряжения линии;u m is the instantaneous value of the phase voltage of the line;

H - высота провода над землей;H is the height of the wire above the ground;

m=(0,82÷0,94) - коэффициент гладкости провода;m = (0.82 ÷ 0.94) - wire smoothness coefficient;

δ - относительная плотность воздуха.δ is the relative density of air.

Задание параметров уравнений (29-30) в микропроцессорный блок 2 (МПБ) выполняют автоматизированно по компьютерной сети с персонального компьютера/сервера.Setting parameters of equations (29-30) in microprocessor unit 2 (MPB) is performed automatically on a computer network from a personal computer / server.

В соответствии с результатом перерасчета переменных "gξ" и "Cξ" в микропроцессорном блоке 2 (МПБ) осуществляют перерасчет величин соответствующих волновых сопротивлений Zξ, постоянных изменения фазы волны τξ и параметров затухания, обусловленных потерями в реальной линии σξ по уравнениям (31-33)In accordance with the result of the recalculation of the variables "g ξ " and "C ξ " in the microprocessor unit 2 (MPB), the corresponding wave impedances Z ξ , the constant changes in the phase of the wave τ ξ and the attenuation parameters due to losses in the real line σ ξ according to the equations (31-33)

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
Figure 00000021

где gξ - проводимость провода фазы относительно земли для соответствующей составляющей системы α, β, 0;where g ξ is the conductivity of the phase wire relative to the ground for the corresponding component of the system α, β, 0;

Lξ - собственная индуктивность провода фазы для соответствующей составляющей системы α, β, 0;L ξ is the intrinsic inductance of the phase wire for the corresponding component of the system α, β, 0;

rξ - активное сопротивление провода фазы для соответствующей составляющей системы α, β, 0;r ξ is the active resistance of the phase wire for the corresponding component of the system α, β, 0;

l - длина линии или ее участка.l is the length of the line or its section.

В результате перерасчета значений zξ, τξ, σξ на цифровом входе-выходе микропроцессорного блока 2 (МПБ) формируют соответствующие управляющие сигналы, которые поступают на цифровые входы блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), в результате чего осуществляется автоматическая корректировка параметров уравнений (1-28), обеспечивающая учет влияния короны в реализуемой математической модели.As a result of the recalculation of the values of z ξ , τ ξ , σ ξ at the digital input-output of microprocessor unit 2 (MPB), the corresponding control signals are generated that are fed to the digital inputs of the implementation block of the system of equations 12 (BRSU) and the block of the implementation of the system of equations of the zero sequence components 13 (BRSUNp), as a result of which the automatic adjustment of the parameters of equations (1-28) is carried out, which takes into account the influence of the corona in the implemented mathematical model.

За счет предложенной конструкции заявленное устройство позволяет повысить точность моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, так как: 1) осуществляет непрерывное моделирование всего частотного спектра процессов в трехфазной линии электропередач с распределенными параметрами из-за применения неявного непрерывного интегрирования дифференциальных уравнений математической модели линии, это исключает методическую ошибку, определяющую точность моделирования; 2) использование современной прецизионной микроэлектронной элементной базы минимизирует инструментальную погрешность, также влияющую на точность моделирования, и обуславливает компактность устройства.Due to the proposed design, the claimed device allows to increase the accuracy of modeling a three-phase power line with distributed parameters, since: 1) it continuously models the entire frequency spectrum of processes in a three-phase power line with distributed parameters due to the use of implicit continuous integration of the differential equations of the mathematical model of the line, this eliminates a methodological error that determines the accuracy of modeling; 2) the use of modern precision microelectronic element base minimizes the instrumental error, which also affects the modeling accuracy, and determines the compactness of the device.

Устройство по сравнению с прототипом имеет более широкие возможности моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, которые заключаются в следующем: 1) применяемая в устройстве универсальная математическая модель трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами позволяет моделировать линии любой конфигурации, в том числе с учетом электромагнитного взаимодействия параллельных линий и грозозащитных тросов; 2) за счет автоматического и автоматизированного управления с использованием компьютерных средств обеспечивают удобство точного задания параметров моделируемой линии; 3) в устройстве предусмотрено отображение и сохранение результатов моделирования с использованием компьютерных средств.Compared with the prototype, the device has wider possibilities of modeling a three-phase power line with distributed parameters, which are as follows: 1) the universal mathematical model of a three-phase power line with distributed parameters used in the device allows you to simulate lines of any configuration, including taking into account the electromagnetic interaction of parallel lines and lightning protection cables; 2) due to automatic and automated control using computer tools provide the convenience of accurately setting the parameters of the simulated line; 3) the device provides for the display and storage of simulation results using computer tools.

Claims (1)

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, содержащее модель линии электропередачи, отличающееся тем, что в качестве модели линии электропередачи использован блок модели линии электропередачи, который соединен с микропроцессорным блоком, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, с первым и вторым блоками продольно-поперечной коммутации, при этом микропроцессорный блок подключен к компьютеру/серверу, а фазные выходы блока модели линии электропередачи подключены к входам блоков преобразования напряжение-ток и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, причем аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами; выходы первого, второго и третьего преобразователей напряжение-ток подключены к входам первого блока продольно-поперечной коммутации, а выходы четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам второго блока продольно-поперечной коммутации, при этом входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации являются фазными входами-выходами устройства, а выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам блока модели линии электропередачи и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования; блок модели линии электропередачи содержит блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности и блок реализации системы уравнений, выходы которого являются фазными выходами блока модели линии электропередачи и подключены к соответствующим входам блоков преобразования напряжение-ток, а также к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, а выходы блоков преобразования напряжение-ток соединены с входами блока реализации системы уравнений, с входами блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности, с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, при этом аналоговые выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности соединены с входами блока реализации системы уравнений, а аналоговые выходы и входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности являются аналоговыми выходами и входами блока модели линии электропередачи; блок реализации системы уравнений и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности связаны с микропроцессорным блоком. A device for simulating a three-phase power line with distributed parameters, comprising a power line model, characterized in that the power line model block is a power line model unit that is connected to a microprocessor unit, with a multi-channel analog-to-digital conversion unit, with the first and second blocks longitudinally transverse switching, while the microprocessor unit is connected to the computer / server, and the phase outputs of the unit model of the power line are connected to the voltage-current conversion blocks and to the analog inputs of the multichannel analog-to-digital conversion block, the analog outputs and inputs of the power line model block are connected to the analog inputs of the multichannel analog-digital conversion block, and the analog outputs and inputs of the power line model block can be connected to the inputs power line model blocks n similar devices for modeling a three-phase power line with distributed parameters; the outputs of the first, second and third voltage-current converters are connected to the inputs of the first longitudinal-transverse switching unit, and the outputs of the fourth, fifth and sixth voltage-current converters are connected to the inputs of the second longitudinal-transverse switching unit, while the inputs and outputs of the first and second blocks longitudinal-transverse switching are the phase inputs and outputs of the device, and the outputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth voltage-current converters are connected to the inputs of the block of the line model of the electric transmissions to the analog inputs of a multi-channel analog-to-digital conversion unit; the power line model block contains a block for implementing the system of equations of the zero sequence components and a block for implementing the system of equations, the outputs of which are the phase outputs of the power line model block and are connected to the corresponding inputs of the voltage-current conversion blocks, as well as to the analog inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion block, and the outputs of the voltage-current conversion units are connected to the inputs of the implementation unit of the system of equations, with the inputs of the implementation unit of the system of equations components of the zero sequence, with analog inputs of the multichannel analog-to-digital conversion unit, while the analog outputs of the implementation block of the system of equations of the components of the zero sequence are connected to the inputs of the implementation block of the system of equations, and the analog outputs and inputs of the implementation block of the system of equations of the components of the zero sequence are analog outputs and the inputs of the power line model block; the implementation unit of the system of equations and the implementation unit of the system of equations of components of the zero sequence are connected to the microprocessor unit.
RU2011146618/08A 2011-11-16 2011-11-16 Device to model three-phase power transmission line with distributed parameters RU2469394C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146618/08A RU2469394C1 (en) 2011-11-16 2011-11-16 Device to model three-phase power transmission line with distributed parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146618/08A RU2469394C1 (en) 2011-11-16 2011-11-16 Device to model three-phase power transmission line with distributed parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2469394C1 true RU2469394C1 (en) 2012-12-10

Family

ID=49255880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011146618/08A RU2469394C1 (en) 2011-11-16 2011-11-16 Device to model three-phase power transmission line with distributed parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2469394C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624614C2 (en) * 2013-04-27 2017-07-04 Стейт Грид Сичуань Электрик Пауэр Корпорейшн Электрик Пауэр Рисерч Инститьют Test system of dynamic modeling of electromagnetic transition process of thunderstorm
RU2694014C1 (en) * 2018-10-16 2019-07-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for simulating dc transmission in power system
RU2695501C1 (en) * 2018-11-06 2019-07-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for simulation of multiterminal transmission of direct current in power system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU429436A1 (en) * 1972-04-28 1974-05-25 Ю. П. Шкарин Всесоюзный научно исследовательский институт электроэнергетики DEVICE FOR MODELING A p-WIRE ASYMMETRIC ELECTRICAL TRANSMISSION LINE
SU600570A1 (en) * 1975-09-08 1978-03-30 Институт Горной Механики Им. Г.А. Цулукидзе Ан Грузинской Сср System for simulating lines with distributed parameters
SU1383412A1 (en) * 1986-04-14 1988-03-23 Отделение Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина В Г.Истре Device for simulating aerial power line
US20080270090A1 (en) * 2005-10-07 2008-10-30 Dspace Digital Signal Propcessing And Control- Engineering Gmbh Method and Device for Simulating an Electrical/Electronic Load
US20110251732A1 (en) * 2010-04-10 2011-10-13 Schweitzer Iii Edmund O Systems and method for obtaining a load model and related parameters based on load dynamics

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU429436A1 (en) * 1972-04-28 1974-05-25 Ю. П. Шкарин Всесоюзный научно исследовательский институт электроэнергетики DEVICE FOR MODELING A p-WIRE ASYMMETRIC ELECTRICAL TRANSMISSION LINE
SU600570A1 (en) * 1975-09-08 1978-03-30 Институт Горной Механики Им. Г.А. Цулукидзе Ан Грузинской Сср System for simulating lines with distributed parameters
SU1383412A1 (en) * 1986-04-14 1988-03-23 Отделение Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина В Г.Истре Device for simulating aerial power line
US20080270090A1 (en) * 2005-10-07 2008-10-30 Dspace Digital Signal Propcessing And Control- Engineering Gmbh Method and Device for Simulating an Electrical/Electronic Load
US20110251732A1 (en) * 2010-04-10 2011-10-13 Schweitzer Iii Edmund O Systems and method for obtaining a load model and related parameters based on load dynamics

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624614C2 (en) * 2013-04-27 2017-07-04 Стейт Грид Сичуань Электрик Пауэр Корпорейшн Электрик Пауэр Рисерч Инститьют Test system of dynamic modeling of electromagnetic transition process of thunderstorm
RU2694014C1 (en) * 2018-10-16 2019-07-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for simulating dc transmission in power system
RU2695501C1 (en) * 2018-11-06 2019-07-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for simulation of multiterminal transmission of direct current in power system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gonen Modern power system analysis
Jung et al. Wavelet and neuro-fuzzy based fault location for combined transmission systems
Weens et al. Modeling and simulation of unshielded and shielded energy cables in frequency and time domains
SE469361B (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR REDUCTION OF DIFFICULTIES IN THE POWER
Wei et al. Waveform matching approach for fault diagnosis of a high-voltage transmission line employing harmony search algorithm
RU2469394C1 (en) Device to model three-phase power transmission line with distributed parameters
CN109283432A (en) A kind of method and device based on spectrum sequence kurtosis analysis fault section location
Pilo et al. A simulation tool for the design of the electrical supply system of high-speed railway lines
Schindler et al. Secondary arc current during DC auto reclosing in multisectional AC/DC hybrid lines
Ohno et al. Derivation of theoretical formulas of the frequency component contained in the overvoltage related to long EHV cables
Vadim et al. Features of transient research in three-phase high-voltage power transmission cable lines
CN104597308A (en) Method for predicting loop current of crossing interconnection type single-core four-loop high voltage cable sheath
CN108153946B (en) Automatic export method of prefabricated cabin cable list based on standard wiring
Li et al. A new simplification scheme for crosstalk prediction of complex cable bundles within a cylindrical cavity
CN103745054A (en) Modeling and signal crosstalk analysis method for cables and cable bundles in electromagnetic compatibility
Popovic Practical methods for analysis and design of HV installation grounding systems
SE469360B (en) PROCEDURE AND DEVICE IN A POWER TO REDUCE NOISES WITH A CONTROLLABLE ACTIVE FILTER
Moyo et al. Line impedance measurement to improve power systems protection of the gautrain 25 kV autotransformer traction power supply system
CN107037321B (en) Single-phase grounding steady-state calculation method of small-current grounding power system
RU2469393C1 (en) Device to model three-phase power transmission line with focused parameters
Andreev et al. Universal mathematical model of three-phase electrical transmission lines
CN204632563U (en) A kind of platform district test flexible current mutual inductor
Trotsenko et al. Experimental Laboratory Equipped with Voltage Dividers for Power Quality Monitoring
Mohagheghi et al. A laboratory setup for a substation scaled model
Netto et al. On the use of smart meter data to estimate the voltage magnitude on the primary side of distribution service transformers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131117