Программный комплекс по расчету минимального тока короткого замыкания и максимальных рабочих токов фидеров контактной сети

ФАЖТ

 

Иркутский  государственный университет  путей сообщения

 

 

 

 

 

                                                                                                        Кафедра ”ЭЖТ”

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

 по дисциплине  “Программные комплексы для расчета систем электроснабжения”

 

“Программный комплекс по расчету минимального тока короткого замыкания и максимальных рабочих токов фидеров контактной сети ”

 

 

 

 

 

                                                                  Выполнил :

                                                                                     Студент гр.ЭНС-05-2

                                                                          Табанаков П.В.

 

                                                                   Проверил :

                                                                   Профессор

                                                                         Бардушко В.Д.

   

 

 

 

 

Иркутск 2009

Содержание:

 

1. Введение……………………………………………………………………………………….3
2. Теория разработки программы………………………………………………………………4
3. Математическая формулировка задания…………………………………………………….5
4. Описание языка программирования……………………………………………………..….7
5. Этапы разработки программы……………………………………………………………….9
6. Пример расчета………………………………………………………………………………13
7. Список литературы………………………………………………………………………….15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В процессе эксплуатации системы электроснабжения в результате некоторых повреждений  и ошибок обслуживающего персонала в тяговой сети могут образоваться гальванические соединения контактной сети с рельсами короткие замыкания(к.з.). Короткие замыкания происходят и на электроподвижном составе. В зависимости от места к. з. и от того, произошло ли непосредственное «металлическое» к. з. или через дугу, ток короткого замыкания будет иметь б6льшие или меньшие значения. По большим токам к. з. должны быть проверены или выбраны устройства и аппаратура.

Однако в тяговой сети могут  возникать токи к. з., близкие к  наибольшим токам нормальных нагрузок или даже меньшие их. Между тем малые токи к. з. должны быть также по возможности быстро отключены. Малые токи к. з. трудно отличить от токов нормальной нагрузки. В этом заключается трудность защиты от них.

Применение компьютерных технологий на ж.д. транспорте позволило значительно упростить решения различных математических и эксплуатационных задач.  В данном курсовом проекте разработан программный комплекс, облегчающий задачу вычисления необходимых из выше перечисленных токов, предшествующую выбору устройств защиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Теория разработки прораммы

 

Создание программы  - довольно трудоемкий процесс. При  разработке программы программисту  приходится  преодолевать несколько  этапов, называемых этапами решения  задачи на ЭВМ.

К этим этапам относят:

1. Постановка задачи.

2. Математическая формулировка  и выбор метода решения.

3. Разработка Алгоритма  решения.

4. Составление программы  для ЭВМ.

5. Отладка и тестирование  программы.

6. Решение задачи (счет) на ЭВМ.

 

Алгоритмом  называется система формальных правил преобразования данных, однозначно приводящих к решению задачи.

Алгоритм, программа, план решения – это  в сущности одно и тоже. Первое слово принято употреблять, когда речь идет об описании плана  решения на обычном языке –  с помощью текста и формул. Второе  - используется для описаний, предназначенных для ввода в ЭВМ, то есть составленных в виде последовательности команд машины или на специальном языке программирования.

Хороший алгоритм должен обладать следующими свойствами:

1.Дискретность.

2.Детерминированность.

3. Массовость.

4.Результативность.

В данном курсовом проекте  применено структурное программирование . В нем наибольшее внимание уделяется этапу проектирования программы, при выполнении которого придерживаются следующих основных принципов( называемых принципами структурного программирования  ): модульность, низходящая разработка программы, простая структура программы.

В частности, принцип  простой структуры программы  означает, что всякая программа должна содержать три основных элемента простой структуры:

 

• Следование ( когда все действия выполняются последовательно, одно за другим);
• Ветвление (когда нужно выполнить одно из двух возможных действий  или групп действий в зависимости от некоторого условия;  при этом допускается, что одна ветвь может быть пустой., то есть не содержать каких-либо действий);
• Цикл (когда выполнение одного или нескольких действий может повторяться более одного раза). 

 

 

Каждому элементу  простой  структуры соответствует блок-схема, то есть условное изображение элемента структуры в виде определенных геометрических фигур, соединенных стрелками:

 

Следование                                    Ветвление                                 Цикл

 

Рисунок№1

 

В каждой программе присутствует хотя бы один из этих элементов(в этом курсовом проекте используются два первых элемента).На основе блок-схем элементов  простых структур строятся блок-схемы программ.

 

Рисунок№2

Кроме того, в блок-схеме  должны быть предусмотрены ввод данных и вывод результатов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Математическая  формулировка задания

 

 

Расчёт минимальных токов коротких замыканий и максимальных рабочих  токов двух схем питания. Производится с целью выбора схемы защит контактной сети от токов коротких замыканий и расчет уставок защит.

 

Ток короткого замыкания может быть определён: 

 

, А

где    Uнк = 25 кВ – номинальное  напряжение контактной сети; 

          lкз  – расстояние от тяговой подстанции  до места короткого замыкания,  км;

         x и ra –  индуктивное и активное сопротивления одного километра тяговой сети, Ом/км;      

Максимальный ток фидера определим  в предположении что ток фидера составляет сумму тока трогания одного ЭПС и отнесённого к этому  фидеру средних токов других ЭПС.             

При раздельном питании:      

Iф max = Iтр + (nф1 - 1) × I1 , А;

где    Iтр – ток трогания по тяговым расчётам, А;

При узловой схеме питания:      

Iфmax = Iтр + (nф1 - 1)× + nф2 × , А;

где    nф1, nф2 – максимальное число ЭПС, которое может находится в фидерной зоне

                          четного и нечетного путей.      

 

 

Для реализации данной задачи выбран язык программирования

Microsoft Visual Basic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание  языка программирования

 

 

Microsoft Visual Basic — средство разработки программного обеспечения, разрабатываемое корпорацией Microsoft и включающее язык программирования и среду разработки. Язык Visual Basic унаследовал дух, стиль и отчасти синтаксис своего предка — языка Бэйсик, у которого есть немало диалектов. В то же время Visual Basic сочетает в себе процедуры и элементы объектно-ориентированных и компонентно-ориентированных языков программирования. Среда разработки VB включает инструменты для визуального конструирования пользовательского интерфейса.

Visual Basic считается хорошим средством быстрой разработки прототипов программы, для разработки приложений баз данных и вообще для компонентного способа создания программ, работающих под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows.

Первое признание серьёзными разработчиками Visual Basic получил после выхода версии 3 — VB3. Окончательное признание как полноценного средства программирования для Windows — при выходе версии 5 — VB5. Версию VB6, входящую в состав Microsoft Visual Studio 6.0, стала по-настоящему зрелым и функционально богатым продуктом. После этого разработчики из Microsoft существенно изменили направление развития данной технологии

Основные разновидности Visual Basic

[Классический Visual Basic (версии 5-6)

Visual Basic Classic

Этот язык очень сильно привязан к своей среде разработки и  к операционной системе Windows, являясь  исключительно инструментом написания Windows-приложений. Привязка к среде заключается в том, что существует большое количество средств, предназначенных для помощи и удобства программирования: встроенный отладчик, просмотр переменных и структур данных на лету, окно отладки, всплывающая подсказка при наборе текста программы .Все эти преимущества делают бесполезным и даже невозможным использование Visual Basic вне среды разработки, например в обычном текстовом редакторе.

Visual Basic for Applications (VBA)

Это средство программирования, практически  ничем не отличающееся от классического Visual Basic, которое предназначено для написания макросов и других прикладных программ для конкретных приложений. Наибольшую популярность получил благодаря своему использованию в пакете Microsoft Office. Широкое распространение Visual Basic for Applications в сочетании с изначально недостаточным вниманием к вопросам безопасности привело к широкому распространению макровирусов.

Visual Basic Scripting Edition (VBScript)

Скриптовый язык, являющийся несколько усечённой версией обычного Visual Basic. Используется в основном для автоматизации администрирования систем Windows, а также для создания страниц ASP и сценариев для Internet Explorer.

 

 

 

Внешний вид Visual Basic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этапы разработки программы

 

1. Формирование интерфейса
2. Редактирование элементов
3. Написание кода с привязкой к нему элементной части
4. Компиляция

 

 

 

Внешний вид  программы (пользовательский интерфейс).

 

 

 

 

 

 

Алгоритм решения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Текст программы (код)

 

Private Sub Cmd1_Click()//Начало событийной процедуры Click(нажатие на кнопку Cmd1, Вычислить)//

Text9.Enabled = True // Активизация текстовых полей при помощи свойства Enabled (ему присваивается значение «Истина»)//

Text10.Enabled = True

Text11.Enabled = True

// Далее оператор If открывает условие проверяющее присутствие во всех текстовых полях формы каких-либо значений через свойство text//

If (Text1.Text = "") Or (Text2.Text = "") Or (Text3.Text = "") Or (Text4.Text = "") Or (Text5.Text = "") Or (Text6.Text = "") Or (Text7.Text = "") Or (Text8.Text = "") Or (Text12.Text = "") Or (Text13.Text = "") Or (Text14.Text = "") Or (Text15.Text = "") Then

MsgBox ("Введите в поля значения! ") // Если хотя бы одно поле пустое то появляется эелемент MsgBox с предупреждением //

Else // В противном случае активизируется следующее условие проверяющее выбор схемы питания, а именно какой из элементов Option активен и далее вычисление значений //

If Option2.Value = True Then

Text9.Text = Text4.Text + (Text5.Text - 1) * Text8.Text // Text9 – поле соответствующее максимальному току в четном направлении. Его свойству text т.е. тексту, который будет в нем отображен соответствует формула со ссылками на другие поля (Text4.Text + (Text5.Text - 1) * Text8.Text) каждому из которых отведен исходный параметр (напряжение сети и т.д.) //

Text10.Text = Text4.Text + (Text5.Text - 1) * Text7.Text

Text11.Text = ((Text12.Text) / ((((2 * ((Text12.Text) ^ 2)) * ((10 ^ 5) / (Text13.Text) + (Text15.Text / Text14.Text) * 10 ^ 3) / 100 + (Text2.Text) * (Text1.Text)) ^ 2 + (Text3.Text * Text1.Text) ^ 2) ^ (1 / 2))) * 1000// Формула расчета минимального тока к.з.//

Else //В противном случае расчет ведется для узловой схемы//

Text9.Text = Text4.Text + (Text5.Text - 1) * ((Text8.Text) / 2) + (Text5.Text) * (Text7.Text / 2)

Text10.Text = Text4.Text + (Text5.Text - 1) * ((Text7.Text) / 2) + Text5.Text * (Text8.Text / 2)

Text11.Text = ((Text12.Text) / ((((2 * ((Text12.Text) ^ 2)) * ((10 ^ 5) / (Text13.Text) + (Text15.Text / Text14.Text) * 10 ^ 3) / 100 + (Text2.Text) * (Text1.Text)) ^ 2 + (Text3.Text * Text1.Text) ^ 2) ^ (1 / 2))) * 1000

End If // Закрытие второго условия //

End If // Закрытие первого условия //

End Sub // Закрытие процедуры //

Private Sub Command2_Click()// Процедура для кнопки «Сброс», очистка всех полей//

Text1.Text = ""

Text2.Text = ""

Text3.Text = ""

Text4.Text = ""

Text5.Text = ""

Text6.Text = ""

Text7.Text = ""

Text8.Text = ""

Text9.Text = ""

Text10.Text = ""

Text11.Text = ""

Text12.Text = ""

Text13.Text = ""

Text14.Text = ""

Text15.Text = ""

End Sub

Private Sub Option1_Click()// Активация полей и кнопок при выборе схемы питания, т.е нажатия на элемент Option1( Раздельная) //

Text1.Enabled = True

Text2.Enabled = True

Text3.Enabled = True

Text4.Enabled = True

Text5.Enabled = True

Text6.Enabled = True

Text7.Enabled = True

Text8.Enabled = True

Text12.Enabled = True

Cmd1.Enabled = True

Text13.Enabled = True

Text14.Enabled = True

Text15.Enabled = True

End Sub

Private Sub Option2_Click() // Активация полей и кнопок при выборе схемы питания, т.е нажатия Option2 //