Программа предназначена для выполнения расчетов разветвленных электрических цепей и трехфазных симметричных электрических цепей. Расчет однофазных электрических цепей и трехфазных несимметричных электрических цепей будет реализован в следующих версиях программы.

Создание схемы цепи осуществляется с помощью встроенного графического редактора путем добавления элементов и узлов. У каждого элемента имеется набор параметров, которые необходимо указать в свойствах элемента в графическом редакторе или в таблице элементов. Расчет схемы выполняется с помощью метода узловых потенциалов путем составления и решения системы линейных уравнений, а также выполнения других дополнительных расчетов. В некоторых случаях (при наличии нагрузки, мощность которой не зависит от напряжения, нагрузки с ЭДС или источников с заданной мощностью) создается система нелинейных уравнений, которая решается простым итерационным методом. Показатель сходимости и максимальное количество итераций можно изменять. Расчет выполняется с использованием комплексных чисел.

В программу включен разрабатываемый параллельно модуль оптимизации схемы электроснабжения. Данный модуль позволяет выбрать наиболее оптимальный режим работы схемы. Показатели оптимизации следующие: суммарные потери активной мощности, уровни напряжения в контролируемых узлах схемы. В дальнейшем планируется добавить к данным показателям оптимизации показатели надежности схемы электроснабжения. Оптимизация происходит перебором всех возможных вариантов состояний источников и переключающих элементов, таких как, например, секционирующие выключатели. Количество рассматриваемых вариантов сокращается за счет использования принципа приоритетного подключения источников.

В общих настройках схемы указываются единицы измерения напряжения (В, кВ, МВ), тока (А, кА), активной мощности (Вт, кВт, МВт), реактивной мощности (вар, квар, Мвар) и полной мощности (В·А, кВА, МВ·А). В общих настройках схемы также указывается базисное напряжение, которое характерно для всех элементов, у которых не указано дополнительно реальное напряжение. Таким образом в программе имеется возможность приведения результатов расчета (тока и напряжения) в элементах, которые находятся за повысительным или понизительным трансформатором, к их реальному напряжению, которое отличается от напряжения в основной части схемы.

Элементами схемы могут являться:

• R, L, C элементы и их сочетания;
• источники ЭДС с R, L, C элементами;
• источники тока;
• нагрузка с мощностью зависимой/независимой от напряжения;
• нагрузка с ЭДС, например асинхронные и синхронные двигатели;
• источники с бесконечной или заданной мощностью;
• элемент заземления;
• кабельные и воздушные ЛЭП;
• коммутационные аппараты (разъединители, автоматические выключатели, высоковольтные выключатели);
• трансформаторы двухобмоточные и трехобмоточные, автотрансформаторы.

Такие элементы, как трансформаторы, воздушные и кабельные ЛЭП могут иметь поперечные ветви, параметры которых также учитываются при расчете схемы.

Результатами расчета схемы являются:

• токи в продольных и поперечных ветвях всех элементов;
• напряжения в узлах;
• напряжения на элементах и его дополнительных ветвях (если элемент представлен, как состоящих из нескольких ветвей);
• напряжения в началах и концах элементов;
• мощности приемника в элементе;
• мощности источника в элементе;
• мощности в поперечных ветвях элемента;
• потоки мощности в продольных ветвях элемента.

Просмотр результатов расчета схемы возможен как для отдельного элемента при просмотре его свойств в графическом редакторе, так и в виде таблицы для всех элементов сразу. Результаты расчета схемы могут быть экспортированы в файл формата SCSV, который можно открыть в любом редакторе электронных таблиц, например MS Excel. Точность представления результатов измерения (количество знаков после запятой) может быть изменена в настройках программы.

Сохранение созданной схемы можно выполнить в файл формата XML, который не зависит от версии программы. Схему также можно сохранить в файл с расширением .nvs, такой файл может не открыться в другой версии программы.

Программа позволяет добавлять в схему коммутационные элементы (разъединители, выключатели и пр.), с помощью которых можно изменять режим работы схемы, при этом необходимо повторно выполнять расчет. В свойствах элементов и в результатах расчетов хранятся результаты только последнего расчета.

Программа позволяет осуществлять расчет токов короткого замыкания (данная функция будет реализована в следующих версиях).

В следующих версиях программы планируется добавить возможность автоматического заполнения параметров элементов (сопротивления, ЭДС и др.) из баз данных кабельных и воздушных ЛЭП, трансформаторов, источников, автоматических выключателей, предохранителей, трансформаторов тока и др.

Программа написана на языке Python 2.7 и является кроссплатформенной, т.е. может быть использована в операционных системах Linux, MacOS/X, Windows XP и более поздние версии. В программе использованы следующие модули, не входящие в стандартный набор интерпретатора Python 2.7:

• NumPy (http://www.numpy.org), который используется для выполнения расчета системы уравнений;
• PyQt4 (http://www.riverbankcomputing.co.uk), который использован для создания графического интерфейса программы.

Автор программы: Волгунов Андрей Дмитриевич.

Это пробная публикация программы. Первая версия будет выпущена позднее, когда будут устранены все явные ошибки и недочеты.

Ссылка на Python версию. Запускать файл __main__.py. Перед запуском необходимо установить NumPy и PyQt4.

Ссылка на Windows версию со встроенным интерпретатором Python - см. сверху "Скачать с сервера".

Описание программы.

Просьба оставлять свои комментарии об использовании программы. Обсуждение можно вести на странице NodeVolt Google+.