 |
Перечень лабораторных работ
|
|
|
|
ПРОГРАММА, ЗАДАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»
Для студентов направления 100400.62
«Электроэнергетика и электротехника»
факультета заочного обучения
Иваново 2012
Составители: А.А. БРАТОЛЮБОВ,
А.Е. АРЖАННИКОВА,
Н.Н. ПАРФЕНЫЧЕВА
Редактор А.А. БРАТОЛЮБОВ
Методические указания содержат программу дисциплины «Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах» («Переходные процессы в электроэнергетических системах», ч. 1 и «Методы анализа несимметричных режимов»), задания к курсовой работе и методические указания по ее выполнению.
Предназначены для студентов-заочников, обучающихся по направлению 100400.62 «Электроэнергетика и электротехника».
Утверждены цикловой методической комиссией ЭЭФ
Рецензент
кафедра электрических систем ‒ ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
ПРОГРАММА, ЗАДАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»
Для студентов направления 100400.62 «Электроэнергетика
и электротехника» факультета заочного обучения
Составители: БРАТОЛЮБОВ Александр Александрович,
АРЖАННИКОВА Александра Евгеньевна,
ПАРФЕНЫЧЕВА Наталия Николаевна
Редактор М.А. Иванова
Подписано в печать Формат 60´84 1/16.
Печать плоская. Усл. печ. л. 1,62. Тираж 200 экз. Заказ №
ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический
университет им. В.И. Ленина»
Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ
|
|
|
153003, Иваново, ул. Рабфаковская, 34.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Методические указания предназначены для студентов факультета заочного обучения направления 100400.62 «Электроэнергетика и электротехника», изучающих дисциплину «Электромагнитные перехо́дные процессы в электроэнергетических системах», которая состоит из двух частей ‒ «Перехо́дные процессы в электроэнергетических системах», ч. 1 и «Методы анализа несимметричных режимов».
В указаниях приведены программа дисциплины, задание по курсовой работе «Расчёт режимов короткого замыкания в электроэнергетической системы», а также методические указания по проведению расчётов.
Целью выполнения курсовой работы является приобретение студентами навыков расчёта режимов симметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в электроэнергетических системах (ЭЭС) с напряжением как выше, так и ниже 1 кВ, частным случаем которых является система электроснабжения предприятия.
Указания написаны в целях улучшения организации самостоятельной работы студентов-заочников по дисциплине «Электромагнитные перехо́дные процессы в электроэнергетических системах» («Перехо́дные процессы в электроэнергетических системах», ч. 1 и «Методы анализа несимметричных режимов»).
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«эЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ
ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ»
(«Переходные процессы
В электроэнергетических системах», ч. 1,
«Методы анализа несимметричных режимов»)
Содержание дисциплины
1.1.1. Введение. Основные понятия и определения
Особенности электромагнитных переходных процессов, причины их возникновения. Назначение расчетов электромагнитных переходных процессов и требования, предъявляемые к расчетам. Виды коротких замыканий. Уровни токов короткого замыкания и динамика их изменения в электрических сетях. Основные допущения, принимаемые при исследованиях и расчетах переходных процессов.
|
|
|
Составление схемы замещения электроэнергетической системы при расчетах переходных процессов. Определение параметров схемы замещения в относительных и именованных единицах. Использование принципа наложения для расчетов режимов электроэнергетических систем.
Литература [1, 2, 7].
Вопросы для самопроверки:
1. Дайте определение электроэнергетической системы.
2. Какие требования предъявляются к электроэнергетической системе?
3. Какие бывают режимы работы электроэнергетической системы?
4. Что такое короткое замыкание в электроэнергетической системе? Каковы их причины и последствия?
5. На какие виды подразделяются короткие замыкания?
6. Дайте определение схемы замещения электроэнергетической системы.
7. Какие допущения используются при составлении схемы замещения? Как определяются ее параметры в именованных и относительных единицах?
8. Назначение расчетов КЗ?
1.2.2. Симметричный установившийся режим
работы электроэнергетической системы
при коротком замыкании
Режимы работы генераторов с АРВ при установившемся процессе короткого замыкания. Критический ток и критическая удаленность короткого замыкания. Влияние и учет нагрузки.
Литература [1].
Вопросы для самопроверки:
1. Что понимается под установившимся режимом короткого замыкания?
2. На какие режимы работы подразделяется режим работы генератора с АРВ при коротком замыкании?
3. Дайте понятия критического тока и критического сопротивления при работе генераторов с АРВ в установившимся режиме короткого замыкания.
4. Как влияет нагрузка на величину тока при установившемся режиме короткого замыкания?
1.2.3. Основные положения по исследованию
несимметричных режимов
Продольная и поперечная несимметри́я в схеме электрической сети. Применение метода симметричных составляющих для исследования несимметричных режимов. Схемы замещения электроэнергетической системы для режимов прямой и обратной последовательности. Определение параметров элементов схем замещения. Результирующая ЭДС и результирующие сопротивления схем замещения прямой и обратной последовательности.
|
|
|
Схема замещения электроэнергетической системы нулевой последовательности. Особенности распределения и трансформации токов нулевой последовательности. Особенности определения сопротивлений нулевой последовательности для элементов схемы замещения. Основные положения по составлению схемы замещения нулевой последовательности для сложной электроэнергетической системы. Результирующее сопротивление схемы.
Методы преобразования схем замещения к простейшему виду с одной результирующей ЭДС и одним результирующим сопротивлением.
Граничные условия для основных видов однократной поперечной и продольной несимметри́и. Комплексные схемы замещения и эквивалентная схема прямой последовательности для основных видов однократной поперечной и продольной несимметри́и в электроэнергетической системе. Правило эквивалентности прямой последовательности.
Сравнение видов короткого замыкания по предельным соотношениям между величинами аварийных токов. Построение векторных диаграмм токов и напряжений при режимах несимметричного короткого замыкания. Определение полных значений токов и напряжений в месте короткого замыкания.
Определение составляющих токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательности, а также полных значений токов и напряжений в заданном месте схемы электроэнергетической системы.
Понятия о сложных видах повреждения (многократная несимметри́я) и методах их расчета.
Применение для расчетов ЭВМ.
Литература [1, 2, 7].
Вопросы для самопроверки:
1. Что понимается под продольной и поперечной несимметрией в электроэнергетической системе?
2. На какие три режима раскладывается несимметричный режим электроэнергетической системы?
3. Как составляются схемы замещения электроэнергетической системы для прямой и обратной последовательности?
4. В чем состоят особенности составления схемы замещения электроэнергетической системы для нулевой последовательности?
5. Какие существуют методы преобразования схем замещения к простейшему виду с одним результирующим сопротивлением и одной результирующей ЭДС?
|
|
|
6. Какие существуют граничные условия для различных видов короткого замыкания и неполнофазных режимов?
7. Как составляется эквивалентная схема замещения прямой последовательности?
8. Как читается правило эквивалентности прямой последовательности?
9. Как определяются полные значения токов и напряжений в месте повреждения и в сечении?
10. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.
Примечание. Данный раздел может выделяться в самостоятельную дисциплину «Методы анализа несимметричных режимов».
1.2.4. Переходные процессы в электрических машинах
Дифференциальные уравнения переходных процессов синхронной машины в фазных координатах.
Системы координат, используемые при анализе переходных процессов. Обобщенный вектор трехфазной системы. Связь фазных величин с другими координатами. Уравнения Горева ‒ Парка.
Представление синхронных машин через сверхпереходные, переходные и синхронные параметры. Качественная оценка протекания переходного режима при внезапном коротком замыкании на выводах синхронной машины. Изменение периодической составляющей тока статора генератора с учетом демпферных контуров и АРВ. Приближенный учет апериодической составляющей тока статора. Наибольшее действующее значение тока КЗ. Ударный ток короткого замыкания.
Переходные процессы в синхронных и асинхронных двигателях.
Литература [1, 3, 6].
Вопросы для самопроверки:
1. Какие существуют системы координат при изучении переходных процессов в электрических машинах?
2. Что такое обобщенный вектор трехфазной системы?
3. Какими параметрами может быть представлен генератор?
4. Как определяются ударный ток и наибольшее действующее значение тока короткого замыкания?
5. Каково влияние АРВ на ток короткого замыкания?
6. Каково влияние демпферных контуров машины на ток короткого замыкания?
7. Каковы особенности протекания переходных процессов в двигателях?
1.2.5. Практические методы расчета токов
короткого замыкания в электроэнергетической системе
Метод типовых кривых. Основные положения метода. Применение метода типовых кривых к расчету симметричных и несимметричных коротких замыканий.
Определение начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ и ударного тока короткого замыкания с учетом влияния синхронных, асинхронных двигателей и комплексной нагрузки в сложной электроэнергетической системе. Приближенный учет примыкающейэнергосистемы.
Особенности расчета токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1 кВ.
|
|
|
Литература [1, 2, 4, 5, 7].
Вопросы для самопроверки:
1. Какие существуют практические методы расчета токов короткого замыкания?
2. В чем заключаются основные положения метода типовых кривых?
3. В чем заключается особенность использования типовых кривых при несимметричных коротких замыканиях?
4. В чем заключается особенность расчета токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1 кВ?
5. Как учитывается подпитка места короткого замыкания от электродвигателей?
Перечень лабораторных работ
1.2.1. Исследование на ЭВМ явления ударного тока короткого замыкания.
1.2.2. Исследование на ЭВМ изменения периодической составляющей тока КЗ синхронного генератора с АРВ.
1.2.3. Моделирование на ЭВМ режима несимметричного короткого замыкания по комплексной схеме замещения электроэнергетической системы.
Курсовая работа
В работе рассчитываются режимы симметричного и несимметричного КЗ в электроустановках напряжением как выше 1 кВ, так и до 1 кВ с учетом подпитки двигателями.
КУРСОВАЯ РАБОТА
«РАСЧЕТ РЕЖИМА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»
В объем работы входит выполнение двух разделов на основе заданной на рис. 2.1 схемы электроэнергетической системы.
К электроэнергетической системе (рис. 2.1) подключается новая подстанция с трансформатором Т, предназначенная для электроснабжения предприятия, оборудованного как высоковольтными синхронными двигателями, так и низковольтными асинхронными двигателями. На схеме они представлены своими эквивалентами в виде единичных машин. Для выбора электрооборудования и настройки защит требуется рассчитать режимы КЗ как на шинах с напряжением свыше 1 кВ (точка К), так и на стороне с напряжением до 1 кВ (точки К1 и К2).
|
|
|
