ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ MATLAB SIMULINK Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ MATLAB SIMULINK Файзиев М.М.1, Джураев Ш.И2, Ибрагимов И.И.3, Мухаммадиев А.В.4

Файзиев Махманазар Мансурович - кандидат технических наук, доцент заведующей кафедрой; 2Ибрагимов Искандар Исроилович - ассистент; 3Джураев Шухрат Ихтиёрович - ассистент; 4Мухаммадиев Абдиманноф Вахоб угли -магистрант, кафедра электроэнергетика, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан

Аннотация: в этой статье рассмотрено электрический расчёт линий электропередач 220 кВ, протяжённостью 40 км и частотой 50 Гц. С помощью программы Matlab (Simulink) создана модель электрической сети и рассчитать сопротивление и потери напряжения по линии.

Ключевые слова: имитационного моделирования, пассивные и активные электротехнические элементы, активное, индуктивное и полное сопротивление, комплексными числами, процесс длительности расчётов, определить напряжение и мощность.

DETERMINATION OF TRANSMISSION LINE PARAMETERS USING MATLAB

SIMULINK SOFTWARE Faiziev M.M.1, Juraev Sh.I.2, Ibragimov I.I.3, Muhammadiev A.V.4

1Fayziev Makhmanazar Mansurovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department;

2Ibragimov Iskandar Isroilovich - assistant; 3Dzhuraev Shukhrat Ikhtiyorovich -assistant; 4Mukhammadiev Abdimannof Vahob ugli - undergraduate,

DEPARTMENT OF ELECTRICITY, KARSHI ENGINEERING AND ECONOMIC INSTITUTE, KARSHI CITY, REPUBLIC OF UZBEKISTAN

Abstract: this article discusses the electrical calculation of220 kV power lines, 40 km long and 50 Hz frequency. Using the Matlab (Simulink) program, a model of the electrical network was created and the resistance and voltage losses along the line were calculated.

Keywords: simulation modeling, passive and active electrical elements, active, inductive and total resistance, complex numbers, calculation duration process, determine voltage and power.

УДК 621.3.017

Введение. Библиотека Sim Power Systems программы Матлаб является дополнительной библиотекой пакета Simulink для моделирования конкретных устройств. B Sim Power Systems имеются блоки для имитационного моделирования электротехнических установок [4]. В составе библиотеки имеются пассивные и активные электротехнические элементы, источники энергии, электродвигатели, трансформаторы, линии электропередач и другие модели. Там есть раздель, в котором имеют блоков предназначенные для моделирования устройств электроники и их системы управления [5]. Используя специальные возможности Simulink и SimPowerSystems можно выполнять следующие операции:

• Имитация работы установок;

• Расчет режимов систем;

• Расчет (полного сопротивления) импеданс участка цепи;

• Получение частотных характеристик;

• Исследование устойчивости;

• Исследование гармоник тока и напряжений.

Кроме этого, можно использовать моделирование сложных электротехнических систем. Библиотека Sim Power Systems состоит из семи разделов:

■ Electrical Sources -источники электричество энергии;

■ Connectors - соединители;

■ Measurements - приборы измерения и контроля;

■ Elements-электротехнические элементы;

■ Power Electronics -установки силовой электроники;

■ Machines-электрические машины;

■ Powerlib Extras-епециальные электротехнические установки.

Применяя выше указанные блоки за маленький промежуток времени можно создать полноценную модель сложной электротехнической системы и исследовать режимы работы модели [2].

При расчёте электрических сетей мы сталкиваемся с некоторыми сложностями, такие как, решение сложных систем линейных уравнений, решение комплексными числами, процесс длительности расчётов. [1]

Чтобы упросить этот процесс мы рассмотрели расчёт параметров электрической сети в Matlab (Simulink) и смоделировали электрические сети с помощью блока Power Gui.

Пример расчёта была принята линия электропередач напряжением 220 кВ, 50 Гц, с протяжённостью 40 км требуется определить напряжение и мощность.

Активное сопротивления для одного км линии составляем:

Д=0,15 П

Активное сопротивления для 40 км линии составило:

Д=0,15 х 40П=6 П. Индуктивное сопротивление для 1 км линии:

L = 1,3263 • 10-3 Гн. Индуктивное сопротивление для 40 км линии составило:

L = 1,3263 • 10-3 х 40 = 0,053052 Гн. Полное сопротивление линии для 40 км:

Z=(r + wxi)xl Z = (0,15 +; х 2 х / + 1,3263 х 10-3) х 40, Z = (6 + у'20)П.

Полная мощность линии составляет:

5(3ф) = 381 МВА. Рассчитываем активную и реактивного мощность.

5й(3ф) = 381 МВА/. cos-1(0,8) = 381 х (cos(36,87) + ; sin(36,87)), 5й(3ф) = (304,8 МВт + у'228,6 МВАр). Рй(3ф) = 304,8 МВт. СД(3ф) = ;228,6 МВАр.

Определяем ток и напряжение на линии: Напряжение на каждой фазе:

Уй = 220 кВ. Уй = 220/V3 = 127 кВ.

Определяем ток на каждой фазе:

S*(bb) 381 X 106Z - 36,87° 381x103Z- 36,87°

= =--=-=1000z. - 36,87° А

R 3хУй 3х127х103 3x127

Определяем напряжение фазах и на линии напряжение на фазах

US=US +/й xZ=127Z0°KB+(1000Z - 36,87°)х(6 + ;20),

Us=127000^0°В+(1000 X (cos(36,87°)) + sin(-36,87°))x(6 + ;20)

Us = 144,33^4,93°кВ

Определяем напряжение на линии:

у5(Л) = V3 X их(Ф) = V3 X 144,33^4,93°кВ = 250 кВ.

Определяем ток на линии:

/5 =/й = 1000Z- 36.87° А На линии передаваемый ток равен текущему току. Определение передаваемой полной активной и реактивной мощности:

Ss=3 X их(Ф) X //=3x144,33 X 103z4,93°x1000z36,87° Ss=322,8 МВт + у'288,6 МВАр = 433^41,8° МВА, Р5(з-ф) = 322,8 МВт. &(з-ф) = 288,6 МВАр. Ss(3-b)=433z41,8° МВА.

Определение потери напряжения:

Uc - Уй 250 - 220 %УП = а д x100=-—--x100=13,6 %

{-'д 22 0

Определение эффективность линии электропередача:

Рй(3-ф) 304,8

V = ъ^3-^ X 100 = —— X 100 = 94,4 %

"s(3-b) 322,8

Исходя из выше приведённых расчётов создана имитационная схема линии электропередач с помощью блока Sim Power Systems в программе Matlab Simulink [6].

Рис. 1. Модель электрической линии электропередач в программе Matlab (Simulink.

В модели созданной при помощи блоков Sim Power Systems и других блоков библиотек пакета Simulink, также можно применять функции МайаЬ в результате можно получить безграничные возможности моделирования. Библиотека Sim Power Systems очень большая [7]. Но несмотря на это, в библиотеках не найдётся блоков, то пользователь может сам создать его. Тогда, основаюсь блоки которые существуют в библиотеке можно использовать возможности создания систем Simulink или в основных блоках библиотеки Simulink можно использовать управляемые источники тока и напряжения. Поэтому Sim Power Systems в составе Simulink является самым лучшим средством для моделирования электротехнических установок и систем [8].

Созданную имитационную схему усовершенствуем с помощью дополнительных блоков и получим следующие результаты:

Рис. 2. Расчетные результаты программы Matlab (Simulink).

Заключение

В ходе данной работы была имитационная схема линии электропередач с помощью блока Sim Power Systems в программе Matlab Simulink и рассчитана линия электропередач напряжением 220 кВ, 50 Гц, с протяжённостью 40 км требуется определить напряжение и мощность с помощью уравнений и разработана модель в Simulink [9]. В результате сравнения значений полученной в Matlab (Simulink) и рассчитанными данными выявлено что расхождение результатов пренебрежимо мало. Преимущество Simulink является позволяет гладко видеть результатов и увеличивает эффективность инженерной деятельности.

Список литературы /References

1. Чёрных И.В. Моделирование электрических устройств в Matlab, Sim Power Systems и симулинк, 2008 -изд. Питер-288 с.

2. Дадажонов Т. MATLAB асослари, Дарслик -598 бет, Фаргона - Техника нашриёти, 2008.

3. И. Черных. Simulink: среда создания инженерных приложений. Диалог-МИФИ. 2003.

4. Файзиев Махманазар Мансурович, Курбанов Нажмиддин Абдихамидович, Имомназаров Азизбек Бoтирович, Бекишев Аллаберган Эргашевич Моделирование пуска асинхронных двигателей в Matlab // Вестник науки и образования. 2017. №3 (27). [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-puska-asinhronnyh-dvigateley-v-matlab/ (дата обращения: 06.02.2023).

5. Fayziev M.M. et al. Modeling of start-up of asynchronous motors in MATLAB //Bulletin of Science and Education. - 2017. - Т. 3. - №. 27. - С. 42-47.

6. Fayziev M.M., et al. "Modelirovanie neyavnopolyusnnogo sinxronnogo generatora v Matlab." Moskva. Vestnik nauki i obrazovaniya 5.29 (2017): 10-14.

7. Гойибов Т., Саъдуллаев А., Умиров А., & Ибрагимов И. (2022). ОПТИМАЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ КРАТКОСРОЧНЫХ РЕЖИМОВ ЭНЕРГОСИСТЕМ ГЕНЕТИЧЕСКИМИ АЛГОРИТМАМИ. Innovatsion Texnologiyalar, 1(4), 21-25. Retrieved from https://ojs.qmii.uz/index.php/it/article/view/99

8. Файзиев М.М., Имомназаров А.Б., Ибрагимов И.И., Раджабов М.К. СТАБИЛИЗАТОР ТОКА // Наука, техника и образование. 2022. №1 (84). [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/stabilizator-toka/ (дата обращения: 06.02.2023).

9. Shouket H.A. et al. Study on industrial applications of papain: A succinct review //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2020. - Т. 614. - №. 1. - С. 012171.