- •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. Информационные ресурсы дисциплины
3.1. Библиографический список
Основной:
1. Куликов, Ю.А. Переходные процессы в электрических системах: учеб. пособие / Ю.А. Куликов. – М.: Мир, 2003.
2. Мелешкин, Г.А. Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах / Г.А. Мелешкин. – СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2005.
3. Шабад, В.К. Переходные электромеханические процессы в электроэнергетических системах: учеб. пособие / В.К. Шабад. – М.: МГОУ, 2005.
Дополнительный:
4. Ульянов, С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: учебник для вузов / С.А. Ульянов. – М.: Энергия, 1970.
5. Жданов, П.С. Вопросы устойчивости электрических систем / под ред. Л.А. Жукова. – М.: Энергия, 1979.
6. Веников, В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: учебник для вузов / В.А. Веников. – М.: Высш. школа, 1985.
7. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / под ред. Б.Н. Неклепаева. – М.: НЦ ЭНАС, 2006.
3.2. Опорный конспект лекций по дисциплине Введение
Все режимы электроэнергетических систем и систем электроснабжения промышленных предприятий по характеру изменения процессов во времени делятся:
- на установившиеся, характеризующиеся постоянством параметров во времени или крайне малыми их отклонениями от установившихся значений;
- переходные (неустановившиеся), существующие в процессе перехода от одного установившегося режима к другому.
Переходные процессы в ЭЭС имеют двойственную природу. Они всегда содержат чисто электрические компоненты, изменение которых характеризуется скоростями распространения электромагнитных волн. В то же время параметры и характеристики переходных процессов определяются поведением электрических машин (синхронных, асинхронных), обладающих значительной механической и электромагнитной инерцией.
По скорости протекания переходные процессы делятся:
- на электромагнитные (быстрые) процессы, определяемые волновыми свойствами системы;
- электромеханические (медленные) процессы, определяемые колебаниями больших масс и большими постоянными времени контуров синхронных машин.
Наиболее частой причиной возникновения переходного процесса является короткое замыкание (КЗ). Другими причинами могут быть внезапные отключения источников, нагрузок, трансформаторов, линий, работа системной автоматики.
При проектировании и эксплуатации энергосистем важно обеспечить надежное электроснабжение потребителей и по возможности уменьшить ущерб от перерыва электроснабжения при различных аварийных ситуациях, а также обеспечить устойчивость параллельной работы энергосистем.
Для достижения указанных целей требуются предварительные расчеты электромагнитных и электромеханических переходных процессов, чаще всего процессов при внезапном КЗ. Это требуется:
- для выбора схем электрических соединений отдельных установок и системы в целом;
- выявления условий работы потребителей в аварийных режимах;
- выбора аппаратов и проводников по условиям токов КЗ;
- настройки уставок релейной защиты, технологической и системной автоматики;
- многого другого, о чём каждый из студентов должен будет ещё узнать в процессе будущей работы, так как инженер вынужден постоянно учиться и переучиваться в среднем каждые пять лет.
В настоящее время имеется большое количество специализированных программ для выполнения подобных расчётов, но это только повышает требования к тщательности задания исходных данных и пониманию физической сути рассчитываемых явлений. Поэтому особое внимание следует обратить на систему относительных единиц и методы эквивалентирования сложных схем.
Кроме того, если специализированные программы по каким-либо причинам недоступны, инженер должен уметь провести необходимые расчёты без таких программ.