Основные понятия и определения

Рубцовский индустриальный институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего образования

«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

(РИИ АлтГТУ)

 

 

А.Н. татарникова, Н.А. Парфенова

Переходные процессы

В электроэнергетических системах

 

 

Часть 1

Электромагнитные переходные процессы

 

Учебное пособие для студентов подготовки «Электроэнергетика

и электротехника» всех форм обучения

 

 

Рекомендовано Рубцовским индустриальным институтом (филиалом) ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет

Им. И.И. Ползунова» в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Электроэнергетика

И электротехника»

 

 

Рубцовск 2016

УДК 621.311

Татарникова А.Н., Парфенова Н.А. Переходные процессы в электроэнергетических системах. Часть 1: Электромагнитные переходные процессы: Учебное пособие для студентов направление подготовки «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения /Рубцовский индустриальный институт. – Рубцовск, 2016.- 75 с.

 

Рассмотрены электромагнитные переходные процессы. Пособие может служить руководством на занятиях и при самостоятельной работе студентов.

 

Рассмотрено и одобрено на

заседании НМС РИИ.

Протокол № 4 от 08.06.16 г.

 

 

Рецензент: гл. инженер ЗАО «Контакт-108»      И.А. Оборовский

 

© Рубцовский индустриальный институт, 2016

СОДЕРЖАНИЕ

 

Часть 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ 4

 

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ.. 4

1.1. Основные понятия и определения. 4

1.2. Причины возникновения переходных процессов. 5

1.3. Виды коротких замыканий. 6

1.4. Причины и последствия коротких замыканий. 7

1.5. Назначение расчетов коротких замыканий. 8

1.6. Допущения при расчетах токов короткого замыкания. 9

 

Глава 2. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К РАСЧЕТАМ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ.. 10

2.1. Расчетные схемы.. 10

2.2. Параметры элементов расчетных схем.. 11

2.3. Составление схем замещения. 13

2.4. Преобразование схем замещения. 14

2.5. Система относительных единиц. 20

2.6. Приведение параметров схемы к основной ступени напряжения. 20

2.7. Переходные процессы в неразветвленной цепи. 26

2.8. Короткое замыкание на зажимах генератора без автоматического регулирования возбуждения 30

2.9. Короткое замыкание на зажимах генератора с автоматическим регулированием возбуждения 32

2.10. Короткое замыкание в цепи, питающейся от системы.. 34

2.11. Расчет начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания. 35

2.12. Способы определения ударного коэффициента и ударного тока короткого замыкания. 37

2.13. Определение тока короткого замыкания в произвольный момент времени по расчетным кривым 41

2.14. Расчет тока короткого замыкания по его общему и индивидуальному изменениям.. 46

2.15. Учет электродвигателей при расчете токов короткого замыкания. 47

2.16. Расчеты токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В...... 50

 

Глава 3. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 57

3.1. Метод симметричных составляющих. 57

3.2. Основные соотношения между симметричными составляющими токов и напряжений. 59

3.3. Сопротивления элементов токам отдельных последовательностей. 61

3.4. Правила составления схем замещения отдельных последовательностей. 64

3.5. Токи и напряжения в месте несимметричного короткого замыкания. 65

3.5.1. Двухфазное короткое замыкание. 65

3.5.2. Однофазное короткое замыкание. 67

3.5.3. Двухфазное короткое замыкание на землю.. 69

3.6. Правило эквивалентности прямой последовательности. 71

3.7. Применение метода расчетных кривых для расчета    несимметричных КЗ. 73

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 75

Часть 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ

 

Основные понятия и определения

Электроэнергетическая система представляет собой совокупность электрических станций, электрических и тепловых сетей и узлов потребления, объединенных процессом производства, передачи и распределения электрической и тепловой энергии и связанных общим оперативным и хозяйственным управлением.

Электрическая система (ЭС) – это условно выделенная часть электроэнергетической системы, в которой осуществляется выработка, преобразование, передача и потребление электрической энергии. В результате аварийных ситуаций в системе возникают переходные процессы, в течение которых происходит переход от одного режима к другому.

Режим работы системы – это совокупность процессов, характеризующих работу электрической системы и ее состояние в любой момент времени.

Для электрических систем характерны четыре режима работы: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причем аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные – продолжительными режимами.

Переходные процессы возникают в электрических системах как при нормальной эксплуатации (включение, отключение нагрузок, источников питания; отдельных цепей, производство испытаний и пр.), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание, выпадение машины из синхронизма и т.д.).

При любом переходном процессе происходит в той или иной мере изменение электромагнитного состояния системы и нарушение баланса между моментом на валу каждой вращающейся машины и электромагнитным моментом. 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 делится 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.

В результате этого нарушения соответственно изменяются скорости вращения машин, т.е. у одних скорости увеличиваются, другие тормозятся. Такое положение существует до тех пор, пока регулирующее устройство не восстановит нормальное состояние, если это вообще осуществимо при изменившихся условиях.