( Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина)
Источник:Материал научной конференции
В течение ряда последних лет на кафедре «электрические станции» при выполнении курсовых и дипломных проектов, расчетных и лабораторных работ стал применяться пакет MathCAD. Основные его преимущества перед алгоритмическими языками высокого уровня – легкость освоения, наглядность алгоритма решения, самодокументируемость, эффективность визуализации результатов расчетов – предопределили переход к решению основных задач по специальным дисциплинам кафедры на базе MathCAD. Среди этих задач, как показано на рис.1:
- расчет токов симметричных и несимметричных КЗ в схемах главных электрических соединений (Kz_ms) электрических станций и сетей;
- расчет режимов пусков и самозапусков асинхронных электродвигателей (АД) в одно- (Sz_1u) и многоузловых (Sz_nu) схемах электроснабжения с источниками большой и ограниченной мощности;
- расчет напряжения прикосновения (U_prksn) к заземленным конструкциям ОРУ и системах собственных нужд (Kz_sn_k, Kz_sn_qt);
- выбор и проверка оборудования и токопроводов в системе собственных нужд (Kabel, Kru, tt);
- выбор устройств релейной защиты и расчет их уставок;
- расчет параметров математических моделей асинхронных и синхронных двигателей и других.
Рисунок 1 - Общая структурная схема учебной подсистемы САПР главной схемы и системы собственных нужд ЭС
Как видно из рис. 1 расчеты в программе MathCAD могут быть выполнены для разных типов электростанций. Для удобства выполнения многовариантных расчетов исходные по проектируемым электростанциям помещаются в базу данных проектов с условно-переменной информацией. Существуют такие электростанции, у которых собственные нужды могут находиться на двух классах напряжений. В связи с этим самозапуск АД и групповой выбег будет рассчитываться как для одного узла, так и для многоузловых схем. При этом самозазапуск АД рассчитывается по алгебраическим, а групповой выбег - по дифференциальным уравнениям. Это даёт возможность получить кривые напряжения биения, которые необходимы на электростанциях для отстройки от включения электродвигателей в противофазу.
Наибольшим многообразием типов отличаются АД привода механизмов собственных нужд электростанций. Московским ОРГРЭС были собраны данные о более чем 1000 АД изготавливаемых различными заводами страны и применяемых в системах собственных нужд различных типов ЭС. Указанная информация была положена в основу база данных (БД) АД. БД была создана вначале в электронной таблице Excel. Для удобства поиска данных отдельные виды данных и их группы были размещены на отдельных листах книги, а затем оттуда конвертированы в массивы MathCAD.
Также на кафедре уже созданы в MathCAD БД для кабелей и трансформаторов (KAB, T604). Электродвигатели, кабели и трансформаторы представляют собой условно-постоянные справочные данные электротехнического оборудования.
Использование Cad-технологий в уровень как компьютерной, как и общепрофессиональной подготовки учебном процессе по специализации «электроэнергетика» позволило повысить будущих специалистов и магистров.