- •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
3.6.4. Определение сопротивления реактора p1 для пуска двигателя э2
Схема замещения режима приведена на рис. 3.6.5.

Рис. 3.6.5. Схема замещения
Эквивалентное сопротивление нагрузки, подключенной к трансформатору,
=
=15,2.
При прямом пуске электродвигателя Э2 общее сопротивление, включенное на трансформатор,
=
=2,4.
Остаточное напряжение при прямом пуске Э2
=
=0,82.
Так как Uшо < 0,85, то устанавливается реактор, сопротивление которого
=
=2,89,
=
о.е.,
=
Ом.
По каталогу выбираем реактор
РБГ10-630-0,25, Iном = 630 А, xр = 0,25 Ом.
Напряжение на зажимах электродвигателя
=![]()
Пусковой момент электродвигателя
mпуск
= mэа(n=0)Uэо2
=![]()
Проверка условия успешного разгона двигателя
mпуск > 1,1mн(n=0),
0,32 > 1,1 · 0,1 = 0,11.
Условие выполняется, следовательно, разгон обеспечен.
3.6.5. Проверка правильности выбора реактора рc1 по пуску асинхронного электродвигателя э3
Схема замещения режима представлена на рис. 3.6.6.

Рис. 3.6.6. Схема замещения при пуске двигателя Э3
Сопротивление плеч реактора для схемы рис. 3.6.7,а
Х0= – Кс Х0,5
ХI =ХII =(1+Кс)х0,5=(1+0,5)0,64=0,96.
Коэффициенты токораспределения
=
=8,8;
=0,114.
Сопротивления ветвей реактора для схемы рис. 3.6.7,б
=
=0,6;
=
-2,2.
Эквивалентное сопротивление нагрузки трансформатора (рис. 3.6.6)
=
=14,7,
где Yэн = Y1ном+Y2ном+Yвн1 – суммарная проводимость эквивалентной нагрузки;

а) б)
Рис. 3.6.7. Схемы замещения
=
=0,01;
=
=0,026;
=
=0,032.
Общее сопротивление при пуске ЭЗ
=![]()
Остаточное напряжение при пуске Э3
=
.
Условие Uшо > 0,85 соблюдается.
Напряжение на зажимах электродвигателя при пуске
=![]()
Пусковой момент
=0,70,72=0,34,
где mэа(n=0) – вращающий момент на валу двигателя при n = 0 (рис. 3.6.2).
Разгон двигателя обеспечивается, поскольку
0,34
>
1,10,1,
где mн(n=0) – момент сопротивления на валу двигателя при n = 0 (рис. 3.6.2).
3.6.6. Определение возможности группового самозапуска всех двигателей секции 1
Схема замещения приведена на рис. 3.6.8.
Механические постоянные времени приводов
=
с;
с,
где GDм2 – маховый момент вращающихся частей приводного механизма, т м2;
Рэ ном – номинальная мощность электродвигателя, МВт.

Рис. 3.6.8. Схема замещения
Эквивалентная постоянная времени группы приводов
=
с.
Эквивалентный момент сопротивления приводов
=![]()
где Кзi – коэффициент загрузки электродвигателей, определяемый по графикам рис. 3.6.2 для значения n=nном.
Скольжение группы электроприводов через 1,5 секунды
=![]()
Токи электродвигателей при s0 = 0,23 определяются по рис. 3.6.2
Iэ1= Iэ2=Iэ3 =4,7.
Предварительно по графику Iэ(s) для значения s0 определяются токи IэS, а затем реактивные сопротивления электродвигателей Э1, Э2, Э3 при s0:
,
X1S0=![]()
X2S0=
х3S0=![]()
Общее сопротивление группы электродвигателей секции 1 при самозапуске в момент включения секционного выключателя равно
=
,
где YS0=
=
.
Сопротивление синхронного электродвигателя
=![]()
Коэффициенты токораспределения для реактора РС2
=
![]()
.
Сопротивление ветвей реактора
=
;
=
Общее сопротивление нагрузки секции 2 для рис. 3.6.9,а
=
,
где
=
Полное сопротивление нагрузки на секции 2 с момента включения выключателя ВС для рис. 3.6.9,б
=![]()
Общее сопротивление источников питания для рис. 3.6.9,в
=
,
где XсТ2=Xс+XТ2; X4В1=X4+XВ1.

а) б) в)
Рис. 3.6.9. Схемы замещения
Остаточное напряжение на шинах при групповом самозапуске
=![]()
Напряжение на зажимах электродвигателя ЭЗ
=![]()
Вращающие моменты электродвигателей секции 1 для s0 = 0,23
=
;
=
;
=
Возможность самозапуска электродвигателей определяется условием
![]()
для двигателей Э1, Э2 условие выполняется (0,82 > 1,1·0,64 = 0,7); для двигателя ЭЗ условие не выполняется (0,6 < 0,7); этот двигатель в групповом самозапуске не будет участвовать; его самозапуск возможен после самозапуска электродвигателей Э1 и Э2, когда восстановится напряжение на шинах.
