Общий подход к построению компьютерной модели электроэнергетической системы танкеров типа Suezmax для режимов металлического и дугового коротких замыканий
Компьютерное моделирование аварийных режимов судовой электроэнергетической системы. Правильный выбор устройств и их установок, выполняющийся на стадии проектирования, его непосредственное влияние на безопасность экипажа, груза, судна и экологию.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.03.2018 |
| Размер файла | 81,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Общий подход к построению компьютерной модели электроэнергетической системы танкеров типа Suezmax для режимов металлического и дугового коротких замыканий
Федоренко Вячеслав Александрович
Баранов Александр Потапович
За последние годы значительно увеличилось количество судов, построенных на российских судоверфях. Крупные судостроительные предприятия восстанавливаются после событий девяностых годов и получают заказы на постройку новых современных высокоавтоматизированных судов. В начале 2008 года правительство объявило о приоритете транспорта в развитии экономики страны. Однако создание транспорта, в частности постройка новых судов, не может быть реализована без грамотного проектирования. Россия, как страна, обладающая огромными интеллектуальными ресурсами, должна иметь все эффективные и современные средства проектирования любых сложных технических комплексов без помощи иностранных компаний. Одним из указанных средств, в настоящее время, является компьютерное моделирование судовых комплексов. Особый интерес представляет компьютерное моделирование судовой электроэнергетической системы танкеров типа Suezmax, ввиду огромного спроса на эти суда из-за их высокой эффективности и доходности.
Компьютерное моделирование аварийных режимов судовой электроэнергетической системы (СЭЭС), в частности режимов металлического и дугового короткого замыканий (КЗ), очень важно не только при выборе коммутационной аппаратуры и устройств распределения электроэнергии, но и при определении установок защиты. Правильный выбор указанных устройств и их установок, выполняющийся на стадии проектирования, непосредственно влияет на безопасность экипажа, груза, судна и экологию. Последнее очень актуально для танкеров, как особо опасных морских транспортных средств.
Стандарт [3] допускает замещение силовой сети судна одним эквивалентным источником электроэнергии (синхронный генератор) и двумя эквивалентными потребителями (асинхронные двигатели). Статическую нагрузку можно не брать в расчет, если в составе этой нагрузки, установленной на борту танкера, отсутствуют мощные конденсаторы фильтров гармоник и статических компенсаторов. Эквивалентная схема судовой сети, составленная с учетом этих факторов, показана на рис. 1.
Рис. 1. Эквивалентная схема СЭЭС для режима КЗ.
Асинхронные двигатели (АД) составляют до 80% всей электрической нагрузки судна. При этом асинхронную нагрузку можно разделить на две основные группы, представленные эквивалентными группами М 1 и М 2. Первая группа, подключенная к распределительному щиту (РЩ), обозначена эквивалентным асинхронным двигателем М 1, является двигателями приводов обслуживающих главную энергетическую установку, судовую электростанцию и небольшой ряд механизмов различного назначения. Вторая группа, в качестве эквивалентного двигателя М 2, обозначает мощные приводы балластных насосов, станций гидравлики и грузовых насосов. Электродвигатели второй группы значительно отличаются от двигателей первой группы по своим параметрам.
Чтобы построить компьютерную модель по приведенной схеме необходимо иметь:
- математические модели основных отдельных элементов электроэнергетической системы, а именно: синхронных генераторов (СГ) с автоматическими регуляторами напряжения (АРН), приводных двигателей (ПД) с автоматическими регуляторами частоты (АРЧ), кабельных линий, асинхронных электродвигателей и уравнений связи. Здесь следует отметить, что классический вид уравнений перечисленных элементов не позволяет использовать их для построения компьютерной модели. Лучшим вариантом являются преобразованные уравнения Парка-Горева в осях dq. Подход к построению математических моделей источников, приемников и устройств распределения энергии в осях dq подробно описан в [1];
- параметры элементов СЭЭС;
- среду для моделирования. Могут применяться как языки программирования высокого уровня, так и математические программы, например MATLAB;
- практические навыки построения, настройки и отладки модели.
Модель СЭЭС танкера типа Suezmax в осях dq построенная по эквивалентной схеме, показана на рис. 2.
Рис. 2. Модель в осях dq СЭЭС танкера Suezmax, построенная по эквивалентной схеме.
Практика расчетов и моделирования режимов кз в электроустановках подтвердила допустимость принятия следующих условий и допущений, перечисленных в [2, 3], а именно:
- элементы системы (источники, устройства распределения электрической энергии и потребители) работают с изолированной нейтралью; моделирование судовой электроэнергетический компьютерный
- электрическая емкость электроэнергетической системы не учитывается;
- состояние электрической изоляции принимается идеальным;
- отсутствуют качания генераторов;
- насыщение асинхронных двигателей не учитывается;
- все элементы схемы - симметричны;
- СГ СЭЭС работают в перевозбужденном режиме;
- для режима металлического КЗ в точке аварии напряжение принимается равным нулю;
- для режима дугового КЗ в точке аварии напряжение принимается равным половине номинального напряжения.
Таким образом, наличие отдельных моделей для источников, потребителей и устройств распределения электрической энергии позволяет создавать компьютерные модели СЭЭС судов. Компьютерное моделирование СЭЭС позволяет определять параметры системы в аварийных режимах судовой сети для выбора оборудования и установок по условиям металлического и дугового коротких замыканий.
Литература
1. Баранов А.П., Раимов М.М. Моделирование судового электрооборудования и средств автоматизации. СПб.: Элмор, 1997.-232 с.
2. Крючков И.И., Неклепаев Б.Н., Старшинов В. А, Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. -М.:Издательский центр "Академия", 2005.-416 с.
3. Отраслевой стандарт. ОСТ 5Р.6181-81. Судовые электроэнергетические системы. Методы расчета переходных процессов.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные понятия компьютерного моделирования. Функциональная схема робота. Системы компьютерной математики. Исследование поведения одного звена робота с использованием системы MathCAD. Влияние значений изменяемого параметра на амплитуду угла поворота.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.03.2013Анализ существующих алгоритмов распознавания режимов работы газотурбинного двигателя. Метод группового учета аргументов, метод Байеса. Применение технологий системного моделирования на этапе проектирования интеллектуальной системы распознавания режимов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.04.2012Понятие и условие устойчивости бистабильной системы. Исследование модели "нагреватель - охлаждающая жидкость", построение фазового портрета стационарных состояний нагревателя. Компьютерное моделирование данной системы в пакете model vision studium.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.06.2013Разработка компьютерной системы для считывания данных по последовательному порту и вывода обработанной информации на LCD индикатор. Выбор и обоснование режимов работы узлов микроконтроллера. Проектирование программного обеспечения микропроцессора.
курсовая работа [380,5 K], добавлен 14.10.2010Направления развития компьютерного моделирования нормирования труда, уровни укрупнения. Индивидуально-динамическое укрупнённое нормирование. Старение средств автоматизации. Баланс внутреннего и внешнего субъективизма. Жизненные циклы существования модели.
статья [194,2 K], добавлен 29.10.2013Моделирование термодинамической системы с распределенными параметрами, случайных процессов и систем. Статистическое (имитационное) моделирование физических процессов, его результаты. Компьютерное моделирование систем управления с помощью пакета VisSim.
методичка [2,7 M], добавлен 24.10.2012Компьютерное моделирование - вид технологии. Анализ электрических процессов в цепях второго порядка с внешним воздействием с применением системы компьютерного моделирования. Численные методы аппроксимации и интерполяции и их реализация в Mathcad и Matlab.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.12.2013Создание математической модели бистабильной системы "нагреватель-охлаждающая жидкость". Решение задачи Коши для дифференциального уравнения второго порядка. Обзор особенностей компьютерного построения модели динамической системы развития двух популяций.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 20.10.2014Построение концептуальной модели системы и ее формализация. Алгоритмизация модели системы и ее машинная реализация. Построение логической схемы модели. Проверка достоверности модели системы. Получение и интерпретация результатов моделирования системы.
курсовая работа [67,9 K], добавлен 07.12.2009Моделирование системы разгрузки, поступления в хранилище и переработки нефти. Исследование начальных условий имитации работы флота, состоящего из 15 танкеров. Разработка библиотеки функциональных блоков. Анализ результатов имитационных экспериментов.
курсовая работа [376,0 K], добавлен 28.10.2013Процесс функционирования системы массового обслуживания (СМО) на примере конвейера по изготовлению шестерен. Моделирование СМО на ЭВМ с помощью специализированного языка моделирования систем общего назначения GPSS. Улучшение показателей эффективности СМО.
курсовая работа [459,9 K], добавлен 23.06.2011Понятие компьютерной модели и преимущества компьютерного моделирования. Процесс построения имитационной модели. История создания системы GPSS World. Анализ задачи по прохождению турникета на стадион посредством языка имитационного моделирования GPSS.
курсовая работа [291,3 K], добавлен 11.01.2012Понятие и цели моделирования информационных систем, классификация их видов. Современные технологии в горной инженерии. Изучение создания двумерных и трехмерных проектов различной степени сложности с помощью системы автоматизированного проектирования.
реферат [1022,2 K], добавлен 15.02.2014Компьютерное моделирование и анализ схемотехнических решений устройства для изучения принципов работы p-n-перехода полупроводниковых устройств. Исследование статических вольтамперных характеристик биполярного транзистора в программе Electronic Workbench.
дипломная работа [361,0 K], добавлен 11.01.2015Моделирование имитационной модели системы управления, состоящей из ПИ-регулятора и инерционного объекта второго порядка. Прогон и оптимизация модели на системе имитационного моделирования ИМОДС. Оценка параметров системы до и после оптимизации.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 17.02.2013Написание программы на языке SAS для построения модели скалярной динамической дискретной стохастической системы, анализ этой системы. Особенности использования фильтра Ф.К.1 с резервированием. Построение схемы резервирования датчиков для матрицы.
контрольная работа [32,7 K], добавлен 28.09.2013Сущность концепции ГРИД-системы как типа суперкомпьютера, ее проектирование и эксплуатация, обзор существующих разработок. Подход к моделированию, описание образов состояний в пространстве признаков. Оценка отказоустойчивости, надежности и эффективности.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 16.05.2017Построение модели вычислительного центра: постановка задачи, выбор метода моделирования и составление моделирующей программы на языке GPSS. Исследование трехфазной одноканальной системы и определение значений параметров и размеров буферных устройств.
курсовая работа [276,8 K], добавлен 25.06.2011Обзор устройств защиты, теоретические основы и основные этапы проектирования локальных сетей. Подбор топологии и технологии компьютерной сети, оборудования, поддерживающего технологию, планирование сетевой адресации. Конфигурация сервера безопасности.
дипломная работа [499,4 K], добавлен 14.10.2010Разработка компьютерной системы для работы в дизайн-студии. Требования к компонентам компьютерной системы для использования ее в качестве дизайн-студии. Выбор процессора с учетом его производительности. Выбор материнской платы. Видеокарта и ее параметры.
реферат [1,3 M], добавлен 03.01.2009
