Розробка моделей складних схем релейного захисту в програмному комплексі MATLAB

Анотація

У сучасному навчальному процесі активно застосовуються інформаційні технології, які дозволяють реалізувати процес набуття знань на якісно новому рівні, що є особливо важливим для дистанційної форми навчання. Рівень їх розвитку дозволяє розробляти математичні моделі будь-яких процесів та явищ. В якості предмета дослідження обрано схеми релейного захисту. На основі їх роботи в програмному комплексі MATLAB розроблено віртуальні стенди, що дозволяють користувачеві наблизитись до реальних умов проведення лабораторних робіт. Програма «Дослідження максимального струмового захисту» дозволяє досліджувати роботу елементів схеми у результаті виникнення двофазного короткого замикання в електричній мережі, що складається з генератору, лінії електропередавання та навантаження. Для створення математичної моделі короткого замикання використано метод симетричних складових. При запуску моделі автоматично з’являються вікна, в яких у вигляді анімації будуються графіки залежності струмів, що протікають у кожній фазі та стан елементів від часу. На основі попередньо розроблених алгоритмів роботи реле струму РТ-40 та реле напрямку потужності РБМ-178 розроблено схему «Дослідження максимального спрямованого струмового захисту». У віртуальному стенді розглядається мережа з двостороннім живленням, до якої входять симетричні трифазні джерела змінної напруги, лінії електропередавання, високовольтні вимикачі, споживачі та направлений струмовий захист. Для забезпечення більшої функціональності передбачено введення необхідних параметрів елементів. За допомогою групи вимикачів можна в схемі промоделювати дво- та трифазне коротке замикання. При запуску моделі розраховуються струми, які протікають в лінії у нормальному, аварійному та післяаварійному режимах. Після закінчення моделювання з’являються графіки залежності струмів, що протікають у кожній фазі, та стан елементів від часу. Програма «Дослідження дистанційного захисту» використовує алгоритми розрахунків струмів дво- та трифазних коротких замикань, що розроблені у попередніх стендах. Під час моделювання для спостереження за результатами та їх фіксування передбачено панель, де вказано основні характеристики реле. На стенді присутній графік, де відображаються кутові характеристики та значення опорів в різних точках короткого замикання. На стендах присутня світлова індикація – колір ламп – та візуальна – стан контактів.