Рабочая программа (объем дисциплины 180 часов)

Введение (2 часа)

Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе. Основные понятия, определенияи нормы. Сведения о современном состоянии и развитии теории и расчетов переходных процессов в электроэнергетических системах. Классификация переходных процессов. Характеристика основных разделов и тем дисциплины.

Раздел 1. Переходные электромагнитные процессы (88 часов)

Тема 1.1. Расчеты и анализ токов трехфазных коротких замыканий (32 часа)

[1], с. 53-75; [2], с. 22-115; [4], с. 25-73

Переходный процесс при симметричном коротком замыкании трехфазной цепи с источником ЭДС постоянной частоты и амплитуды.

Составление дифференциальных уравнений процесса, допущения, начальные условия. Составляющие тока короткого замыкания и их изменение во времени в зависимости от параметров цепи и момента нарушения режима. Характерные (максимальные и действующие) значения тока короткого замыкания.

Расчет периодической и апериодической составляющих тока короткого замыкания в сложной цепи; определение эквивалентной ЭДС и постоянной времени. Расчет токов короткого замыкания при проектировании систем электроснабжения.

Система относительных единиц. Составление схемы замещения.

Параметры синхронных генераторов, электродвигателей и обобщенной нагрузки в начальный момент короткого замыкания. Точный и приближенный учеты коэффициентов трансформации в схемах замещения. Уровни токов короткого замыкания.

Преобразование схем замещения. Принцип наложения. Приближенный учет системы. Выбор силовых выключателей по отключающей способности. Расчет токов короткого замыкания с использованием компьютеров.

Способы ограничения токов короткого замыкания. Оптимизация и координация уровней токов короткого замыкания.

Особенности расчета токов короткого замыкания в электроустановках до 1000 В.

 

Тема 1.2. Расчет несимметричных режимов (24 часа)

[1], с. 84-108; [2], с. 116-190; [4], с. 272-384

Основные положения метода симметричных составляющих. Связь между векторами несимметричной системы и векторами симметричных систем прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Двухфазное короткое замыкание. Комплексная схема замещения. Векторные диаграммы токов и напряжений.

Однофазное короткое замыкание. Комплексная схема замещения. Векторные диаграммы токов и напряжений.

Двухфазное короткое замыкание на землю. Комплексная схема замещения. Векторные диаграммы токов и напряжений.

Соотношения между токами различных коротких замыканий.

Замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью. Компенсация емкостных токов замыкания на землю.

 

Тема 1.3. Выбор оборудования по условиям токов КЗ (9 часов)

[2], с. 191-193; [7], с. 99-141

Основные положения по выбору электрооборудования. Связь с надежностью электроснабжения.

Электродинамическое действие тока короткого замыкания.

Термическое действие тока короткого замыкания. Интеграл Джоуля.

Отключающая способность коммутационных аппаратов.

 

Тема 1.4. Переходные процессы в трансформаторах и двигателях (9 часов)

[2], с. 298-346; [4] с.74-90

Включение трансформатора на холостой ход. Принимаемые допущения. Дифференциальное уравнение переходного процесса. Построение зависимости тока трансформатора от времени.

Внезапное трёхфазное короткое замыкание трансформатора. Составляющие тока короткого замыкания и их изменение во времени.

Пуск и самозапуск синхронного и асинхронного электродвигателей от шин трансформаторной подстанции. Расчёт снижения напряжения на шинах.

Пуск электродвигателя от генератора соизмеримой мощности. Снижение напряжения на шинах генератора.

 

Тема 1.5. Переходные процессы в синхронной машине (14 часов)

[1] с.79-83; [2] c. 257-297; [4] с. 191-229

Принимаемые допущения. Дифференциальные уравнения переходных процессов в цепях ротора и статора. Переход к вращающейся системе координат. Преобразование исходных дифференциальных уравнений в уравнения Парка-Горева.

Внезапное короткое замыкание синхронной машины без демпферных контуров. Приближенный учет активного сопротивления цепи статора. Составляющие токов в отдельных цепях машины. Влияние регулирования возбуждения и его приближенный учет. Понятие о взаимном влиянии контуров машины на характер изменения токов при переходном процессе.

Включение обмотки возбуждения на постоянное напряжение. Гашение магнитного поля машины при фиксированном разрядном сопротивлении. Оптимальные условия гашения поля. Применение дугогасящей решётки. Гашение поля в тиристорных системах возбуждения. Форсировка возбуждения в системах возбуждения прямого и косвенного действий. Влияние форсировки возбуждения на протекание переходного процесса.

Раздел 2. Переходные электромеханические процессы (88 часов)

Тема 2.1. Статическая устойчивость синхронных машин (16 часов)

[1] с. 169-203; [3], с. 35-41, с. 45-55; [5], с. 22-40; [6], с. 231-293

Основные понятия, определения и допущения, принимаемые при анализе устойчивости. Задачи расчёта устойчивости электроэнергетических систем.

Структурная схема энергосистемы и схемы замещения. Векторные диаграммы и моментно-угловые характеристики синхронных машин. Основные режимы работы синхронных машин.

Анализ статической устойчивости синхронных машин. Предел передаваемой мощности. Критерии статической устойчивости. Коэффициент запаса. Меры повышения статической устойчивости.

 

Тема 2.2. Динамическая устойчивость синхронных машин (12 часов)

[1] с. 216-230; [3], с. 41-44, с. 55-65; [5], 64-105; [6], 162-230

Моментно-угловая характеристика генератора. Оценка динамической устойчивости при отключении одной цепи линии электропередачи и различных видах коротких замыканий во внешней сети. Критерий динамической устойчивости. Средства повышения устойчивости.

Моментно-угловая характеристика синхронного электродвигателя. Оценка динамической устойчивости при перерывах питания. Критерии устойчивости. Влияние регулирования возбуждения на динамическую устойчивость электродвигателя. Асинхронные режимы. Условия ресинхронизации.