- •140211.65 – Электроснабжение
- •1.Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •Раздел 1. Переходные электромагнитные процессы (88 часов)
- •Тема 1.1. Расчеты и анализ токов трехфазных коротких замыканий (32 часа)
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень практических занятий и видов контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем дисциплины 180 часов)
- •Тема 1.2. Расчет несимметричных режимов (24 часа)
- •Тема 1.3. Выбор оборудования по условиям токов кз (9 часов)
- •Тема 1.4. Переходные процессы в трансформаторах и двигателях (9 часов)
- •Тема 1.5. Переходные процессы в синхронной машине (14 часов)
- •Раздел 2. Переходные электромеханические процессы (88 часов)
- •Тема 2.1. Статическая устойчивость синхронных машин (16 часов)
- •Тема 2.2. Динамическая устойчивость синхронных машин (12 часов)
- •Тема 2.3. Статическая устойчивость асинхронных двигателей
- •Тема 2.4. Переходные процессы в узлах нагрузки
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины Переходные процессы в электроэнергетических системах
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационных технологий
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторный практикум
- •2.5.2.1. Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.2.2. Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций по дисциплине Введение
- •Раздел 1. Переходные электромагнитные процессы
- •1.1. Расчеты и анализ токов трехфазных коротких замыканий
- •1.1.1. Внезапное короткое замыкание в простейшей схеме
- •Значения Ку для различных элементов сети
- •1.1.2. Исходные данные для расчета токов кз
- •1.1.3. Расчет сопротивлений схемы замещения
- •Трансформаторы
- •Линии электропередачи
- •Реакторы
- •1.1.4. Преобразование разветвленных схем
- •1.1.5. Особенности расчёта токов кз в электроустановках до 1000 в
- •Вопросы для самопроверки
- •1.2. Расчёт несимметричных режимов
- •1.2.1. Метод симметричных составляющих
- •1.2.2. Двухфазное короткое замыкание
- •1.2.3. Однофазное короткое замыкание
- •1.2.4. Двухфазное короткое замыкание на землю
- •1.2.5. Расчет токов несимметричных кз
- •Характеристики различных кз
- •1.2.6. Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью
- •Вопросы для самопроверки
- •1.3. Выбор оборудования по условиям токов кз
- •1.3.1. Электродинамическое действие токов кз
- •1.3.2. Термическое действие токов кз
- •1.3.3. Отключающая способность коммутационных аппаратов
- •Вопросы для самопроверки
- •1.4. Переходные процессы в трансформаторах и двигателях
- •1.4.1. Включение трансформатора в сеть
- •1.4.2. Внезапное кз трансформатора
- •1.4.3. Переходные процессы при включении в сеть мощных электродвигателей
- •Суммарное сопротивление схемы замещения равно
- •Вопросы для самопроверки
- •1.5. Переходные процессы в синхронной машине
- •1.5.1. Исходные положения
- •1.5.2. Преобразование координат
- •1.5.3. Уравнения статорных контуров синхронной машины
- •1.5.4. Сопротивления и эдс синхронной машины
- •1.5.5. Постоянные времени машины
- •1.5.6. Уравнения переходных процессов контура ротора см
- •1.5.7. Уравнения переходных процессов см
- •1.5.8. Процесс ударного начального возбуждения
- •1.5.9. Трёхфазное кз синхронной машины в режиме холостого хода
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Переходные электромеханические процессы
- •2.1. Статическая устойчивость синхронных машин
- •2.1.1. Основные понятия и определения
- •2.1.2. Статическая устойчивость простейшей системы
- •2.1.3. Характер нарушения статической устойчивости
- •2.1.4. Уравнение движения ротора
- •Вопросы для самопроверки
- •2.2. Динамическая устойчивость синхронных машин
- •2.2.1. Понятие о динамической устойчивости системы
- •2.2.2. Предельный угол отключения кз
- •2.2.3. Предельное время отключения кз
- •2.2.4. Решение уравнения движения ротора
- •2.2.5. Динамическая устойчивость сложных систем
- •2.2.6. Результирующая устойчивость
- •Вопросы для самопроверки
- •2.3. Статическая устойчивость асинхронных двигателей и узлов нагрузки
- •2.3.1. Статическая устойчивость асинхронных двигателей
- •2.3.2. Характеристики нагрузки
- •2.3.4. Влияние режима электрической системы на режим нагрузки
- •2.3.3. Характеристики приводимых механизмов
- •2.3.5. Практические критерии статической устойчивости нагрузки
- •Вопросы для самопроверки
- •2.4. Переходные процессы в узлах нагрузки при больших возмущениях
- •2.4.1. Влияние больших возмущений на режим нагрузки
- •2.4.2. Пуск асинхронных двигателей
- •2.4.3. Пуск синхронных двигателей
- •2.4.4. Самозапуск электродвигателей
- •2.4.5. Резкие изменения режима в системах электроснабжения
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •3.4. Технические средства обеспечения дисциплины
- •3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ Общие указания
- •Работа №1. Исследование процесса кз в простейшей сети
- •Исходные данные
- •Зависимость токов кз от фазы напряжения источника
- •Зависимость токов кз от постоянной времени Тк
- •Работа №2. Исследование токов кз в электроэнергетической системе
- •Исходные данные
- •(Компенсированной) нейтралью
- •Исходные данные
- •Результаты экспериментов
- •3.6. Методические указания к выполнению заданий практических занятий Общие указания
- •3.6.1. Постановка задания и исходные данные
- •3.6.2. Параметры схемы замещения
- •3.6.3. Проверка пуска асинхронного электродвигателя э1
- •3.6.4. Определение сопротивления реактора p1 для пуска двигателя э2
- •3.6.5. Проверка правильности выбора реактора рc1 по пуску асинхронного электродвигателя э3
- •3.6.6. Определение возможности группового самозапуска всех двигателей секции 1
- •3.6.7. Определение возможности выпадения из синхронизма и вхождения в синхронизм синхронного двигателя
- •3.6.8. Определение возможности группового самозапуска всех двигателей секции 2
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Общие указания
- •1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •2. Задание на курсовую работу и методические указания к ее выполнению
- •3. Блок тестов текущего контроля
- •4. Блок итогового контроля за первый семестр (раздел 1)
- •5. Блок итогового контроля за второй семестр (раздел 2)
- •4.2. Задания на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •Исходные данные
- •Технические данные турбогенераторов
- •Трансформаторы с высшим напряжением 35-330 кВ
- •Трансформаторы с высшим напряжением 10 кВ
- •Асинхронные электродвигатели серии 2азм/6000
- •Методические указания к выполнению контрольной работы
- •Схемы замещения и их приведение к базисным условиям
- •Расчет периодической составляющей тока в начальный момент кз
- •Расчет ударного тока кз
- •Расчет тока, отключаемого выключателем
- •Расчет тока при несимметричном кз
- •Результаты расчетов (пример заполнения таблицы)
- •4.3. Задания на курсовую работу и методические указания к ее выполнению Общие указания
- •4.3.1. Задание на курсовую работу и исходные данные
- •4.3.2. Схема замещения и ее параметры
- •4.3.3. Проверка пуска асинхронного двигателя э1
- •Форма проведения расчетов
- •4.3.5. График разгона электродвигателя
- •4.3.4. Определение необходимости и сопротивления реактора для пуска электродвигателя э2
- •4.3.5. Проверка правильности выбора сдвоенного реактора по условию разгона асинхронного электродвигателя э3
- •4.3.6. Определение возможности группового самозапуска всех электродвигателей секции 1
- •4.3.7. Определение возможности выпадения из синхронизма и вхождения в синхронизм синхронного электродвигателя
- •4.3.8. Определение возможности группового самозапуска всех электродвигателей секции 2
- •4.4. Промежуточный контроль Тренировочные тесты
- •1. Простейшая трёхфазная сеть – это
- •Правильные ответы на тестовые вопросы текущего контроля
- •4.5. Итоговый контроль за первый семестр Вопросы для подготовки к экзамену по разделу «Переходные электромагнитные процессы»
- •4.6. Итоговый контроль за второй семестр Вопросы для подготовки к экзамену по разделу «Переходные электромеханические процессы»
- •Содержание
- •1. Информация о дисциплине 3
- •1.1. Предисловие 3
- •Раздел 1. Переходные электромагнитные процессы 20
- •Раздел 2. Переходные электромеханические процессы 71
- •Переходные процессы в электроэнергетических системах
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
Вопросы для самопроверки
1. Приведите примеры больших возмущений в системах электроснабжения.
2. Каков порядок пусковых токов асинхронных двигателей?
3. Дайте характеристику легких условий пуска асинхронного двигателя.
4. Дайте характеристику нормальных условий пуска асинхронного двигателя.
5. Дайте характеристику тяжелых условий пуска асинхронного двигателя.
6. Дайте характеристику прямого пуска асинхронного двигателя.
7. Дайте характеристику реакторного пуска асинхронного двигателя.
8. Дайте характеристику автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя.
9. Дайте характеристику частотного пуска двигателя.
10. Приведите алгоритм пуска синхронного двигателя.
11. Приведите характерные отличия самозапуска двигателей от пуска.
12. Дайте характеристику периодической составляющей тока самозапуска двигателей в начальный момент времени после восстановления напряжения.
13. Приведите соотношение между моментом двигателя и моментом сопротивления механизма, при котором самозапуск будет успешным.
14. Каково должно быть напряжение на зажимах двигателя для его успешного самозапуска?
15. Как изменяется скольжение асинхронного двигателя при изменении напряжения на его зажимах?
16. Как изменяется скольжение асинхронного двигателя при изменении механического момента механизма?
17. Приведите примеры (рисунки) наброса нагрузки на синхронный двигатель и изменения напряжения питающей сети.
18. Приведите примеры (рисунки) наброса нагрузки на асинхронный двигатель и изменения напряжения питающей сети.
Заключение
При изучении дисциплины рассматриваются только основы теории переходных процессов в электроэнергетических системах и системах электроснабжения.
В инженерных исследованиях переходных процессов находят все большее применение:
- методы кибернетического моделирования переходных процессов;
- методы виртуального моделирования переходных процессов;
- теория электроэнергетических расчетов на основе прямого (второго) метода Ляпунова;
- теория катастроф и др.
Поэтому в современных условиях становление грамотного специалиста в области электроэнергетики потребует самостоятельного творческого изучения новых подходов и, возможно, новых, более совершенных теорий и их практических приложений.
3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
|
Термин |
Что обозначает |
|
Апериодическая составляющая тока |
Составляющая тока, изменяющаяся по экспоненциальному закону |
|
Асинхронный режим синхронной машины |
Режим синхронной машины при частоте вращения ротора, отличающейся от синхронной |
|
Глухозаземленная нейтраль |
Нейтраль источника, непосредственно соединенная с землей |
|
Демпферная обмотка |
Дополнительная обмотка на роторе синхронной машины |
|
Динамическая устойчивость |
Способность системы восстанавливать исходный режим после большого возмущения, например после короткого замыкания |
|
Изолированная нейтраль |
Нейтраль источника, не имеющая соединения с землей |
|
Интеграл Джоуля |
Параметр, характеризующий термическое действие тока |
|
Компенсированная нейтраль |
Нейтраль источника, соединенная с землей через индуктивность |
|
Короткое замыкание |
Внезапное резкое уменьшение сопротивления цепи, подключенной к источнику напряжения |
|
Комплексная схема замещения |
Схема, включающая в себя схемы прямой, обратной и нулевой последовательностей |
|
Лавина напряжения |
Глубокое снижение напряжения в результате нарушения устойчивости работы асинхронных двигателей |
|
Нулевая последовательность |
Система, состоящая из трех одинаковых векторов, совпадающих но направлению друг с другом |
|
Обобщённая нагрузка |
Совокупность различных электроприемников, подключенных к шинам источника питания |
|
Обратная последовательность |
Система трех равных векторов, сдвинутых по фазе на 120, с обратным порядком чередования векторов, чем в несимметричной системе |
|
Опрокидывание электродвигателя |
Останов двигателя по причине снижения напряжения на его зажимах |
|
Относительное значение величины |
Отношение этой величины к заранее принятой базисной величине |
|
Периодическая составляющая тока |
Составляющая тока, изменяющаяся по синусоидальному закону |
|
Преобразование координат |
Переход от одной системы координат к другой системе координат |
|
Поперечная ось синхронной машины |
Ось синхронной машины, направленная между полюсами ротора |
|
Продольная ось синхронной машины |
Ось синхронной машины, направленная по полюсам ротора |
|
Простейшая трёхфазная схема |
Симметричная трёхфазная цепь с сосредоточенными параметрами при отсутствии трансформаторных связей |
|
Прямая последовательность |
Система трех равных векторов, сдвинутых по фазе на 120, с тем же порядком чередования векторов, что и в несимметричной системе |
|
Реакторный пуск двигателя |
Пуск двигателя через реактор, включенный между шинами и двигателем |
|
Ресинхронизация |
Автоматическая или самопроизвольная ликвидация асинхронного режима синхронной машины |
|
Самозапуск электродвигателей |
Пуск группы двигателей после кратковременного перерыва питания, за который двигатели успели затормозиться |
|
Сопротивление переходное |
Сопротивление синхронной машины в начальный момент КЗ при отсутствии на роторе демпферных обмоток |
|
Сопротивление сверхпереходное |
Сопротивление синхронной машины в начальный момент КЗ при наличии на роторе демпферных обмоток |
|
Сопротивление синхронное |
Сопротивление синхронной машины в установившемся режиме работы |
|
Статическая устойчивость |
Способность системы восстанавливать исходный режим после малого возмущения |
|
Ударный ток |
Максимальное мгновенное значение тока КЗ |
|
Шунт несимметричного короткого замыкания |
Сопротивление, включаемое между началом и концом схемы замещения прямой последовательности и определяемое величинами результирующих сопротивлений схем замещения обратной и нулевой последовательностей |
|
ЭДС синхронная |
ЭДС синхронной машины в установившемся режиме работы |
|
ЭДС переходная |
ЭДС синхронной машины в начальный момент КЗ при отсутствии на роторе демпферных обмоток |
|
ЭДС сверхпереходная |
ЭДС синхронной машины в начальный момент КЗ при наличии на роторе демпферных обмоток |