Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Математичні моделі елементів системи електропередачі

Предмет: 
Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
27
Мова: 
Українська
Оцінка: 
Національний університет «Львівська політехніка»
 
Горячко Всеволод Іванович
 
УДК 621. 3. 011. 72
 
МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ЕЛЕМЕНТІВ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ
 
05. 09. 05 – теоретична електротехніка
 
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
 
Львів-2002
 
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Національному університеті «Львівська політехніка» Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник – доктор технічних наук, професор Перхач Володимир Степанович. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Матвійчук Ярослав Миколайович, професор Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки Національного університету “Львівська політехніка”; кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Романишин Ігор Михайлович, старший науковий співробітник Фізико-механічного інституту ім. Г. В. Карпенка Національної академії наук України (м. Львів).
Провідна установа – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, кафедра теоретичної електротехніки
Захист відбудеться “ 22 ” червня 2002 р. о 11 годині 00 хвилин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35. 052. 02 у Національному університеті «Львівська політехніка» (79013, Львів-13, вул. С. Бандери, 12, ауд. 114 головного корпусу).
 
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
 
Актуальність теми. Наявні математичні моделі електромагнетних апаратів (ЕМА) й електромеханічних перетворювачів (ЕМП) не завжди відповідають вимогам математичного забезпечення сучасних проблемно-орієнтованих автоматизованих систем наукових досліджень і проектування.
Враховуючи складні електромагнетні зв’язки таких електротехнічних пристроїв, як синхронний турбогенератор (СТГ), автотрансформатор (АТ) і трансформатор, їх економні математичні моделі на підставі теорії кіл передбачають велику кількість припущень, що не дозволяє отримати під час симулювання процесів високоточні висліди. Сучасний стан обчислювальної техніки та чисельних методів і труднощі, пов’язані з визначенням граничних умов, не можуть забезпечити високу адекватність високовимірних математичних моделей, розроблених на підставі теорії електромагнетного поля. Крім цього, більшість таких моделей дозволяють моделювати поле електромагнетних апаратів і електромеханічних перетворювачів лише в двовимірному просторі для заданих струмів і фіксованих положень рухомих частин. Тому актуальною задачею є розроблення високоефективних (за адекватністю та економністю) математичних і цифрових моделей елементів електропередачі як складних нелінійних динамічних електромагнетних систем. Саме вирішенню цієї проблеми присвячена дана дисертація, в якій описано математичні та цифрові моделі АТ, трифазного трансформатора та СТГ на підставі єдиного магнетного потоку (без розділення його на основний і потік розсіяння) з деталізацією магнетної системи та її апроксимацією планарним колом.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до координаційного плану НАН України науково-дослідних робіт з комплексної проблеми “Наукові основи електроенергетики” за науковим напрямом “Математичне моделювання й оптимізація динамічних електро-магнетних кіл і електричних систем” кафедри теоретичної та загальної електротехніки Національного університету “Львівська політехніка”.
Мета й задачі дослідження. Метою дисертації є розроблення високоефективних (за точністю, чисельною стійкістю й економністю) математичних моделей аналізу перехідних процесів і усталених режимів елементів системи електропередачі.
Для досягнення поставленої мети розв’язано наступні задачі:
• магнетні системи АТ, трансформатора та СТГ подано у вигляді двовимірних планарних схем нелінійних магнетних кіл зі зосередженими елементами;
• визначено параметри лінійних елементів й оптимально апроксимовано характеристики нелінійних елементів магнетних кіл цих систем;
• розроблено математичні моделі АТ, трансформатора та СТГ з використанням єдиного магнетного потоку (без розділення його на основний і потік розсіяння) ;
• на підставі математичних моделей розроблено алгоритми формування відповідних цифрових моделей вказаних об’єктів і їх реалізовано;
• розроблено математичні та цифрові моделі пришвидшеного пошуку усталених режимів об’єктів з аналітичним і чисельним визначенням фун-даментальної матриці;
• проведено тестові математичні експерименти на сформованих цифрових моделях аналізу перехідних процесів і усталених режимів з метою підтвердження їх ефективності.
Об’єктом дослідження є перехідні процеси й усталені режими елементів системи електропередачі.
Предметом досліджень є математичне моделювання цих процесів.
Методи досліджень. Виконані в дисертації дослідження ґрунтуються на методах аналізу нелінійних магнетних і електричних кіл, чисельних методах інтегрування диференційних рівнянь (неявний метод формул диференціювання назад – ФДН), розв’язання нелінійних скінченних рівнянь (метод Ньютона), розв’язання лінеаризованих скінченних рівнянь (узагальнений метод Ґавсса). Апроксимацію нелінійних залежностей у розроблених моделях здійснено на основі теорії сплайнів, у поєднанні з табличним диференціюванням характеристик.
Наукова новизна одержаних результатів
• Розроблено математичні та цифрові моделі з диференційними магнетними параметрами (ДМП) однофазного автотрансформатора, трифазного трансформатора та синхронного турбогенератора на підставі їх геометричної функції та фізичних параметрів, єдиного магнетного потоку (без розділення його на основний і потік розсіяння), з апроксимацією магнетних систем планарним колом.
• Отримано в порівнянні з відомими моделями ефективніші, передовсім за адекватністю (щодо точності та чисельної стійкості), моделі аналізу перехідних процесів елементів системи електропередачі.
• Удосконалено на підставі запропонованого підходу математичні та цифрові моделі елементів електропередачі з диференційними електромагнетними параметрами (ДЕМП).
• Отримало подальший розвиток моделювання усталених режимів складних нелінійних електромагнетних систем – ЕМА й ЕМП, на основі їх пришвидшеного пошуку шляхом розв’язання крайової задачі з періодичними умовами.
• Запропоновано обчислення фундаментальної матриці аналітичним і чисельним способом за допомогою розроблених моделей аналізу перехідних процесів, що дало змогу отримати високоефективні математичні та цифрові моделі аналізу усталених режимів елементів системи електропередачі.
Фото Капча