Міністерство освіти і науки України

Криворізький технічний університет

кафедра електропостачання та ресурсозбереження

Конспект лекцій

з дисципліни "Перехідні процеси в

системах електропостачання"

для студентів спеціальності 6.050701.

"Електротехнічні системи електроспоживання"

для усіх форм навчання

м. Кривий Ріг

2010 р

Конспект лекцій з дисципліни: "Перехідні процеси в системах електропостачання" для студентів спеціальності 6.050701 «Електротехнічні системи електропостачання»

Укладач: старший викладач кафедри ЕЕ Харитонов О.О.

Відповідальній за випуск: т.в.о. завідувача кафедрою ЕПР Щокін В.П.

Рецензент: к.т.н., доц. Гузов Е.С.

Створення та експлуатація СЕП пов'язані із значними витратами мате­ріальних ресурсів. Тому таку велику роль відіграє підвищення економічнос­ті СЕП з високим рівнем надійності роботи в різних умовах і режимах екс­плуатації, включаючи аварійні та після аварійні режими. У цьому зв'язку до СЕП, їхніх режимів роботи і якості електроенергії, що можна оцінити на основі досліджень перехідних процесів, ставляться підвищені вимоги.

Розглянуто Схвалено

на засіданні на вченій раді

кафедри електропостачання електротехнічного

та ресурсозбереження факультету

Протокол №_______ Протокол №_______

від ________ 200__ р. від ________ 200__ р.

Зміст

1. Лекція 1: Короткі замикання. Основні допущення при розрахунку коротких замикань …………………………………………………………………………... 3

2. Лекція 2: Система відносних одиниць ………………………………………….10

3. Лекція 3: Перетворення і складання схем заміщення………………………….14

4. Лекція 4: Перехідні процеси при короткому замиканні………………………20

5. Лекція 5: Змушені і вільна складові струму короткого замикання…………....24

6. Лекція 6: Трифазне КЗ, що живиться від джерела кінцевої потужності…...…28

7. Лекція 7: Порівняння реактивностей синхронної машини ……………………33

8. Лекція 8: Практичні методи розрахунків перехідних процесів при коротких замиканнях……………………………………………..………………………….38

9. Лекція 9: Особливості розрахунку перехідних процесів при трифазному короткому замиканні в системах електропостачання……………...………………..42

10. Лекція 10: Перехідні процеси в навантаженнях при трифазному короткому замиканні………………………………………………………………. ……….......46

11. Лекція 11: Електромагнітні перехідні процеси при порушенні симетрії ланцюга …………………………………………………………………………………...50

12. Лекція 12: Параметри ліній для струмів різної послідовності……………........63

13. Лекція 13: Практичні методи розрахунку несиметричних коротких замикань………………………………………………………………………………...68

14. Лекція 14: Перехідні процеси в навантаженнях при несиметричних коротких замиканнях………………………………………………………………………...73

15. Лекція 15: Повздовжня несиметрія……………………………………………...80

16. Лекція 16: Статична та динамічна стійкість у системі…………………………86

ПЕРЕДМОВА

Необхідність удосконалення систем електропостачання (СЕП) визна­чена розвитком промисловості, транспорту, будівництва, агропромисло­вого комплексу. Підприємства цих галузей у складній інфраструктурі промислових центрів і міст - основні споживачі електричної енергії та обу­мовлюють високу щільність електричного навантаження з його перетворен­ням на інші види енергії за різних значень напруги і струму.

Їхні СЕП ха­рактеризуються:

• багаторівневими ступенями розподілу електроенергії;

• великими вузлами навантаження з різними видами перетворення параме­трів електромагнітної енергії, складом електроприймачів;

• джерелами жи­влення від електроенергетичної системи (ЕЕС), місцевих теплових елект­ростанцій (ТЕС), синхронних компенсаторів, джерел реактивної потужності (ДРП), а в аварійних режимах - від двигунів, що перейшли на генераторний режим;

• значною розгалуженістю розподільчих електричних мереж;

• зворотним впливом електротехнологічних процесів та великих електроприймачів на функціонування СЕП в аварійних режимах.

Створення та експлуатація СЕП пов'язані із значними витратами мате­ріальних ресурсів. Тому таку велику роль відіграє підвищення економічнос­ті СЕП з високим рівнем надійності роботи в різних умовах і режимах екс­плуатації, включаючи аварійні та після аварійні режими. У цьому зв'язку до СЕП, їхніх режимів роботи і якості електроенергії, що можна оцінити на основі досліджень перехідних процесів, ставляться підвищені вимоги.

У країнах СНД і далекого зарубіжжя багато уваги приділяється роз­робці методів досліджень та розрахунку перехідних процесів, спрямованих на створення СЕП нового технічного рівня, збереження стійкості їх режи­мів з необхідним рівнем економічності, якості електроенергії, надійності і безпеки експлуатації. Вирішенню завдань, що виникають при аналізі та розрахунку перехідних процесів, значною мірою сприяє широке викорис­тання методів моделювання СЕП і засобів обчислювальної техніки, що дає можливість вибирати найбільш прийнятні схемні рішення й електрич­ні характеристики елементів СЕП, а також досягати вищих значень пока­зників економічності та надійності не тільки в нормальних, а й у перехі­дних режимах.

Лекція 1: Короткі замикання. Основні допущення при розрахунку КЗ

Вступ

Перехідні процеси (ПП) - це процеси переходу від одного сталого режиму до іншого. ПП виникають в енергосистемах, як при нормальній експлуатації (включення і відключення навантажень, ланцюгів і т.д.) так і в аварійних ситуаціях таких як: короткі замикання, випадання синхронної машини із синхронізму та ін. При будь-якому ПП відбувається зміна електромагнітного стану елементів системи і порушення балансу між механічним моментом на валові кожної обертової машини і її електромагнітним моментом. У результаті цього порушення відповідно змінюються швидкості обертання машин, тому що деякі машини зазнають гальмування, у той час, як інші - прискорення. Таке положення існує доти, поки регулюючі пристрої не відновлять нормальний стан, якщо це можливо. Таким чином, ПП характеризуються сукупністю електромагнітних і механічних змін у системі. Останні взаємозалежні і являють собою електромеханічні ПП. Проте, завдяки великій інерційній масі обертових машин початкова стадія ПП (0,1-0,2 сек.) характеризується переважно електромагнітними змінами. У плині аварії швидкості обертання машин помітно змінитися не встигають, тому електромагнітні ПП розраховуються врахування електромеханічних.