Итоговая оценка знаний студентов по дисциплине
Примечание:Пункт 1. 7 «Контроль и оценка результатов обучения» подготовленсогласно процедуре ПРО АИНГ 704-13 Оценка знаний. Издание третье. Программа обучения по дисциплине (Syllabus) для студента разработана на основе рабочей учебной программы дисциплины «Переходные процессы в энергетике» (название дисциплины)
Зав кафедрой: __________ Джумамухамбетов Н.Г. д.ф-м.н., профессор (подпись) ф.и.о. (звание, степень) Разработали:__________ Кабдешова Г.К. (подпись) ф.и.о. (звание, степень) ЛЕКЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС
Лекция 1. Введение. Переходные процессы в электроэнергетических системах Основные понятия и определения Цель лекции:Изучить теоретическую часть темы Переходные процессы в электроэнергетических системах (ЭЭС) оказывают существенное влияние на выбор структуры ЭЭС, выявление условий работы их при аварийных режимах, выбор средств управления, регулирования, защиты и противоаварийной автоматики. Поэтому изучение переходных процессов является неотъемлемой частью фундаментальной подготовки инженеров-электриков. ЭЭС является совокупностью устройств, связанных одновременностью процесса производства, распределения и потребления электрической энергии. Это налагает на все режимы работы ЭЭС и персонал особую ответственность по качественному управлению ЭЭС для бесперебойного энергоснабжения потребителей в нормальных (установившихся) и переходных режимах работы. Переходные процессы возникают в ЭЭС как при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных частей ЭЭС), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание (КЗ), выпадение машины из синхронизма и т. д.). Любой рабочий режим электроустановки можно рассматривать как установившийся. Он характеризуется определенными установившимися параметрами, такими как рабочее напряжение, рабочий ток, частота сети питания, частота вращения и другие. При необходимости изменения режима работы, например в регулировочном режиме, параметры можно изменить, управляя режимом работы. При этом новый режим работы также установившийся, но уже с другими параметрами. Например, регулирование скорости двигателя изменит режим работы технологической установки на другой. Изменение не может произойти мгновенно и займет некоторое время, в течение которого и произойдет изменение скорости в силу электромагнитной и электромеханической природы происходящих процессов. Изменение режима работы может произойти и в результате аварий. Произойдет переход от рабочего режима к аварийному, что также изменит параметры электроустановки в течении некоторого времени. Переходной процесс – это процесс перехода от одного установившегося режима электроустановки к другому. Любой переходной процесс в электроустановке, например генераторе, сопровождается изменением электромагнитного состояния и соответственно происходит нарушение баланса между моментом на валу вращающейся машины и электромагнитным моментом. Поэтому переходной процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и электромеханических изменений в электроустановке. Электромагнитный переходный процесс в электроустановке — переходный процесс, характеризуемый изменением значений только электромагнитных величин электроустановки. Электромеханический переходный процесс в электроустановке — переходный процесс, характеризуемый одновременным изменением значений электромагнитных и механических величин, определяющих состояние электроустановки. При переходе от одного режима к другому изменяется электромагнитное состояние элементов системы и нарушается баланс между механическим и электромагнитным моментами на валах генераторов и двигателей. Это означает, что переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе, которые взаимно связаны и представляют собой единое целое. Тем не менее, очень часто переходный процесс делят на две стадии. На первой стадии из-за большой инерции вращающихся машин в ЭС преобладают электромагнитные изменения. Эта стадия длится от нескольких сотых до 0.1... 0.2 с и называется электромагнитным переходным процессом. На второй стадии проявляются механические свойства системы, которые оказывают существенное влияние на переходные процессы. Эта стадия называется электромеханическим переходным процессом. Наиболее частой причиной возникновения аварийных переходных процессов является короткое замыкание. Коротким замыканием называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, в системах с заземленной нейтралью – также замыкание одной или двух фаз на землю. В системах с изолированной нейтралью замыкание одной фазы на землю называется простым. В местах замыкания часто образуется электрическая дуга, сопротивление которой имеет нелинейный характер. Учет влияния дуги на ток КЗ представляет собой сложную задачу. Режим работы системы - это совокупность процессов, характеризующих работу электрической системы и ее состояние в любой момент времени. Параметры режима: напряжения, мощности и т.п. - связаны между собой параметрами системы. Параметры системы: сопротивления, проводимости, коэффициенты трансформации, постоянные времени и т.п. - определяются физическими свойствами элементов. Для электроустановок характерны четыре режима работы: установившиеся, нормальный, аварийный, послеаварийный, причем аварийный режим является кратковременным, а остальные - продолжительными. По режиму КЗ электрооборудование проверяется на электродинамическую и термическую стойкость и невозгораемость, а коммутационные аппараты - на коммутационную способность и износостойкость. При этом предварительно нужно правильно определить расчетные условия КЗ, учитываемые параметры электрооборудования, выбрать модель расчета токов КЗ и выбора электрооборудования, оценить методы и средства ограничения токов КЗ. Нормальные режимы возникают при нормальной эксплуатации системы (включение и отключение каких-либо элементов системы, изменение нагрузки, несинхронное включение синхронных машин (СМ) и т.п.). Нормальные переходные процессы сопровождают текущую эксплуатацию ЭЭС, так как возникают при обычных эксплуатационных операциях – включении и отключении трансформаторов и отдельных ЛЭП, нормальных эксплуатационных изменениях схемы системы, включении и отключении отдельных генераторов и нагрузок или изменениях их мощности. Установившийся режим - состояние системы, когда параметры режима изменяются в небольших пределах, позволяющих считать эти параметры неизменными. Аварийные переходные режимы возникают в ЭС при таких возмущениях (авариях), как: короткие замыкания, внезапные отключения элементов ЭС, повторные включения и отключения этих элементов, несинхронные включения СМ и т.п. Аварийные переходные процессы возникают вследствие резких и существенных изменений параметров системы или режима – при КЗ и их отключении, при аварийном изменении схемы соединения ЭЭС, аварийном отключении генераторов, ЛЭП и т. д. Таким образом, наиболее часто встречающимися причинами возникновения переходных процессов являются: 1. Включение и отключение двигателей и других крупных приемников электроэнергии, ЛЭП, трансформаторов, автотрансформаторов и др. 2. КЗ в системе. 3. Отключение или обрыв одной или двух фаз. Послеаварийные установившиеся режимы наступают после отключения поврежденных элементов ЭС. При этом параметры послеаварийного режима могут быть как близкими к параметрам нормального (исходного) режима, так и значительно отличными от них.
|
