Режимы различных видов коротких замыканий в системах электроснабжения (СЭС) являются аварийными режимами, задача ограничения которых решается как на стадии проектирования СЭС, так и разработкой, и внедрением токоограничивающих мероприятий в процессе эксплуатации [1, 2].
При реализации цифровой трансформации электроэнергетической отрасли и использовании инновационного оборудования цифровых подстанций возникает потребность поверочных расчетов аварийных режимов. Для контроля нормальных и аварийных токов на цифровых подстанциях применяются оптические трансформаторы тока без магнитопровода, обеспечивая требуемую работу защит и точность измерений [3, 4].
Теория расчетов режимов коротких замыканий достаточно развита, однако для оперативных расчетов при изменении параметров СЭС целесообразно пользоваться математическими моделями, реализуемыми специализированными программными продуктами, например, MatLAB с приложением Simulink. Одним из направлений разработки энерго- и ресурсосберегающих мероприятий является моделирование соответствующих режимов с последующей их технической реализацией.
Для типовой одно трансформаторной подстанции распределительной сети, разработана компьютерная модель, позволяющая моделировать короткие замыкания в СЭС при вариации параметров системы электроснабжения (рис. 1).
Рисунок 1 – Моделируемая система типовой подстанции
Исследования на данной модели проводятся с использованием программного обеспечения MatLAB, сначала путем моделирования СЭС задавая параметры линий передач, трансформаторов, источников питания и коммутационных аппаратов. Затем имитируются аварийные режимы с фиксацией процесса короткого замыкания аналогами электронных осциллографов Scope и Scope1.
Используя режим симуляции аварийных режимов имеется возможность при помощи Scope и Scope1 оценить график поведения токов при межфазных коротких замыканиях на стороне 10 кВ (Scope) и 0,4 кВ (Scope 1). Сравнение аналитических расчетов с результатами моделирования в реальном диапазоне вариации параметров СЭС показал схождение результатов с погрешностью 4,5%.
Разработанная математическая модель трансформаторной подстанции, позволяет учитывать и изменять при моделировании параметры электрической сети при исследовании электромеханических процессов, демонстрирует адекватное отражение протекания режима короткого замыкания.
