
- •М инистерство образования и науки республики казахстан атырауский институт нефти и газа
- •Кафедра «Электроэнергетика»
- •Содержание
- •Введение
- •Программа обучения по дисциплине (syllabus) для студента
- •2.Цели и задачи изучаемой дисциплины
- •3. Содержание и план изучения учебной дисциплины
- •Контрольные вопросы для подготовки к экзамену
- •5. Рекомендуемая литература
- •5.1 Основная литература (ол)
- •5.2.Дополнительная литература (дл)
- •Методические указания (му)
- •5.4. Технические средства
- •График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
- •6.1 Тематический план и сроки сдачи заданий по срсп
- •Задание для срс
- •7. Контроль и оценка результатов обучения
- •Итоговая оценка знаний студентов по дисциплине
- •3. Лекционный комплекс Лекция 1. Введение. Переходные процессы в электроэнергетических системах Основные понятия и определения
- •Термины и определения
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 2 Тема: Токи короткого замыкания. Причины возникновения и последствия коротких замыканий. Назначение расчетов коротких замыканий и общие сведения о расчетных условиях
- •Природа возникновения коротких замыканий
- •Виды повреждений в трехфазных сэс
- •Последствия коротких замыканий
- •Возникновения различных видов кз в % в зависимости от напряжения сети
- •Основные причины, вызывающие электромагнитные переходные процессы:
- •Для предотвращения коротких замыканий и уменьшение и последствие необходимо:
- •Назначение расчетов коротких замыканий
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 3. Тема: Трехфазное короткое замыкание в электрической цепи
- •Методы расчета тока трехфазного короткого замыкания
- •Ударный ток короткого замыкания
- •Действующее значение тока кз и его составляющих
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 4 Тема: Составление расчетной схемы и схемы замещения
- •Применение системы относительных единиц
- •«Преобразование схем замещения»
- •Точное приведение элементов схемы замещения в именованных единицах
- •Приближенное приведение схемы замещения в именованных единицах
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 5 Тема: Несимметричные переходные процессы
- •Метод симметричных составляющих
- •Схемы отдельных последовательностей
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 6 Тема: Установившийся режим короткого замыкания
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 7 Тема: Расчет коротких замыкании в электроустановках переменного тока напряжением до 1кВ
- •Дополнительные факторы, подлежащие учету при расчете токов кз
- •Особенности выбора расчетных условия
- •Расчет начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 8 Тема: Расчет коротких замыкании в электроустановках переменного тока напряжением выше 1кВ
- •Расчет начального действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания от электрических машин
- •Расчет апериодической составляющей тока короткого замыкания в произвольной схеме
- •Существует несколько методов ее определения.
- •Способы определения ударного коэффициента и ударного тока короткого замыкания
- •Учет комплексной нагрузки при расчете токов короткого замыкания
- •Типовой состав комплексной нагрузки
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 9 Тема: Учет синхронных и асинхронных электродвигателей при расчете токов короткого замыкания
- •Учет комплексной нагрузки при расчетах коротких замыканий
- •Учет сопротивления электрической дуги
- •Особенности расчета коротких замыканий в электроустановках постоянного тока с аккумуляторными батареями
- •Параметры аккумулятора типа ск-1
- •Расчет токов короткого замыкания в установках до 1000в
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 10 Тема: Статическая устойчивость. Основные понятия и определения устойчивости
- •Допущения, принимаемые при анализе устойчивости
- •Задачи расчета устойчивости электрических систем
- •Статическая устойчивость нагрузки
- •Статическая устойчивость простейшей системы
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 11 Тема: Динамическая устойчивость. Основные понятия и определения устойчивости
- •Динамическая устойчивость двигателей нагрузки
- •Динамическая устойчивость при к.З. На линии
- •Мероприятия по улучшению устойчивости электрических систем
- •Мероприятия, основанные на улучшении параметров элементов электрической системы
- •А) последовательное; б) параллельное включение;
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 12 Тема: Расчет термического и электродинамического воздействия токов короткого замыкания на проводники и электрооборудования
- •Термическое действие токов короткого замыкания
- •Определение интеграла Джоуля и термически эквивалентного тока короткого замыкания
- •Термическое воздействие токов короткого замыкания на проводники
- •Электродинамические действие токов короткого замыкания
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 13 Тема: Выбор и проверка электрических аппаратов и проводников
- •Выбор по условиям рабочих продолжительных режимов
- •Проверка на термическую стойкость. Проверка проводников. Проверка электрических аппаратов
- •Предельно допустимые температуры нагрева проводников при кз
- •Проверка электрических аппаратов
- •Проверка на электродинамическую стойкость
- •Расчетные схемы шинных конструкции
- •Основные характеристики материалов шин
- •Проверка гибких проводников линии электропередачи и распределительных устройств на возможность их опасного сближения и схлестывания при коротких замыканиях
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 14 Тема: Ограничение токов короткого замыкания. Постановка задачи. Методы и средства ограничения токов короткого замыкания
- •Методы и средства ограничения токов короткого замыкания
- •Классификация методов и средств ограничения токов короткого замыкания
- •Схемные решения
- •А) продольное разделение сетей; б) поперечное разделение сетей;
- •Деления сети
- •А) исходная схема; б) деление ру на две части; в) схема с удлиненными блоками;
- •А) исходная схема; б) деление ру на две части; в) схема с удлиненными блоками;
- •А) исходная схема; б) разрыв автотрансформаторных связей между двумя или тремя ру повышенных напряжений;
- •Общие требования к токоограничивающим устройствам
- •Токоограничивающие реакторы
- •Реакторы с линейной характеристикой
- •Реакторы с нелинейной характеристикой
- •Токоограничивающие коммутационные аппараты
- •Токоограничивающие устройства трансформаторного типа
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 15 Тема: Однократная поперечная и продольная несимметрия
- •Однофазное короткое замыкание
- •Двухфазное короткое замыкание
- •Двухфазное короткое замыкание на землю
- •Учет переходного сопротивления в месте замыкания
- •Разрыв одной фазы трехфазной цепи.
- •Контрольные вопросы
- •4. Практические занятия Практическая работа № 1 Тема: Определение мощности нагрузки
- •Практическая работа № 2 Тема: Расчет токов короткого замыкания
- •Практическая работа № 3 Тема: Расчет начального действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания
- •3.1. Расчет составляющей тока трехфазного короткого замыкания за блоком генератор-трансформатор
- •Методика расчета
- •Практическая работа № 4
- •4.1. Расчет составляющей тока трехфазного короткого замыкания синхронного генератора
- •Методика расчета
- •Практическая работа № 5 Тема: Учет изменения параметров в цепи при расчете токов короткого замыкания
- •Практическая работа № 6 Тема: Расчет токов короткого замыкания для ад и сд
- •Практическая работа № 7 Тема: Проверка электрооборудования на термическую стойкость при коротких замыканиях
- •7.1. Проверить на термическую стойкость при кз выключатель типа вмпэ-10-630-20 уз
- •7.2. Проверить на термическую стойкость при кз выключатель типа вмт-110б-20/1000у1
- •Практическая работа № 8 Тема: Проверка электрооборудования на электродинамическую стойкость при коротких замыканиях
- •8.1. Проверить на электродинамическую стойкость при кз изолятора
- •Методика расчета
- •8.2. Проверить на электродинамическую стойкость при кз трехфазную шинную конструкцию - изолятора
- •Методика расчета
- •Практическая работа № 9 Тема: Эквивалентная электрическая схема замещения
- •Схемы замещения трансформаторов, автотрансформаторов и сдвоенных реакторов. Определение их индуктивных сопротивлений
- •Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений
- •Формулы для определения реактивных сопротивлений элементов сэс
- •Практическая работа № 10 Тема: Ограничение токов короткого замыкания
- •А) несекционированное; б) секционированное;
- •Общие требования к токоограничивающим устройствам
- •Практическая работа № 11 Тема: Выбор токоограничивающих реакторов
- •Токоограничивающие реакторы
- •Методика расчета
- •Технические данные реактора
- •Практическая работа № 12 Тема: Выбор токоведущих частей и аппаратов Расчетные условия для выбора проводников и аппаратов по продолжительным режимам работы
- •12.1. Выбор сечения шин
- •Параметры отдельных элементов:
- •Методика расчета
- •12.2. Выбор сборных шин 110 кВ
- •Методика расчета
- •Выбор допустимого сечения кабелей, питающих местных потребителей электроэнергии, с учетом установленных типов линейных реакторов
- •Практическая работа № 13 Тема: Выбор кабелей
- •Кабели, рекомендуемые для прокладки в земле и воздухе
- •Методика расчета
- •13.1. Выбор сечение кабеля
- •Методика расчета
- •Решение Расчетный ток нагрузки на ру-10 кВ тп
- •Проверка сечения кабеля асб2л 3х70 по экономической плотности тока
- •Проверка сечения кабеля на термическую устойчивость к действию токов короткого замыкания
- •Проверка по потере напряжения
- •Практическая работа № 14 Тема: Схемы электрических соединений на стороне 6-10 кВ
- •14.1. Схема с одной системой сборных шин
- •А) несекционированных выключателем; б) секционированных выключателем;
- •14.2. Схема с двумя системами сборных шин
- •14.3. Схемы электрических соединений на стороне 35 кВ и выше Упрощенные схемы ру
- •А) без выключателя вн; б) с отделителем вн; в) с выключателем вн;
- •14.4. Кольцевые схемы
- •А) схема треугольника; б) схема четырехугольника; в) схема шестиугольника;
- •Практическая работа № 15 Тема: Схемы электроснабжения собственных нужд подстанции
- •А) с оперативным переменным током; б) с оперативным постоянным током;
- •Методика расчета
- •15.1. Выбрать мощность трансформаторов на узловой подстанции
- •Методика расчета
- •Контрольные задания
- •Темы курсовых проектов по электрически сети и системам
- •Исходные данные к курсовому проекту
- •7. Требования к оформлению расчетных работ
3. Содержание и план изучения учебной дисциплины
№ |
Наименование темы и ее содержание |
Количество часов |
Рекомендуемая литература |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Модуль 1. Переходные процессы в электроэнергетических системах |
10 |
|
||
|
Лекция 1. Введение. Переходные процессы в электроэнергетических системах. Основные понятия и определения |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Лекция 2. Токи короткого замыкания. Причины возникновения и последствия коротких замыканий. Назначение расчетов коротких замыканий и общие сведения о расчетных условиях |
2 |
ОЛ2 ОЛ4 ОЛ5 ДЛ1 |
|
|
Лекция 3. Трехфазное короткое замыкание в электрической цепи |
2 |
ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Лекция 4. Составление расчетной схемы и схемы замещения |
2 |
ОЛ4 ОЛ5 |
|
|
Лекция 5. Несимметричные переходные процессы |
2 |
ОЛ1 ОЛ2 |
|
Практические занятия |
3 |
|
||
|
Тема1. Определение мощности нагрузки |
1 |
ОЛ2 ДЛ1 МУ1 |
|
|
Тема 2. Расчет токов короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ4 МУ1 |
|
|
Тема3. Расчет начального действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
Самостоятельная работа СРСП |
7 |
|
||
|
Однофазное короткое замыкание. Однофазное короткое замыкание на землю |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 |
|
|
Двухфазное короткое замыкание. Двухфазное короткое замыкание на землю |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ОЛ3 |
|
|
Схемы замещения и параметры трансформаторов и автотрансформаторов |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ4 |
|
|
Применение метода симметричных составляющих к исследованию переходных процессов |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ3 |
|
|
Распределение т трансформация токов и напряжений |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ4 |
|
|
Практический расчет начального сверхпереходного и ударного токов короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ОЛ4 |
|
|
Переходные процессы в сетях с изолированной нейтралью и электроустановках до 1кВ |
1 |
ОЛ1 ОЛ2 ДЛ3 |
|
|
Самостоятельная работа СРС |
15 |
|
|
1. |
Симметричные короткие замыкания в электрических сетях, подключенным к мощным источникам синусоидального напряжения |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ОЛ4 |
|
2. |
Определение параметров элементов расчетной схемы |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ОЛ4 |
|
3. |
Начальная стадия переходного процесса при трехфазном коротком замыкании в цепи синхронной машины |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
4 |
Переходные процессы в неразветвленных цепях |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
5. |
Короткие замыкания в распределительных сетях 6-35кВ |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
6. |
Короткое замыкание на зажимах генераторов без автоматического регулирования возбуждения и с автоматическим регулированием возбуждения |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
7. |
Установившиеся режим трехфазного короткого замыкания |
3 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
Модуль 2. Переходные процессы в системах электроснабжения, распределительных сетях и установках до 1000В |
8 |
|
||
|
Лекция 6. Установившиеся режимы короткого замыкания |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Лекция 7. Расчет коротких замыкании в электроустановках переменного тока напряжением до 1кВ |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ОЛ4 |
|
|
Лекция 8. Расчет коротких замыкании в электроустановках переменного тока напряжением выше 1кВ |
2 |
ОЛ1 ОЛ2 |
|
|
Лекция 9. Учет синхронных и асинхронных электродвигателей при расчете токов короткого замыкания |
2 |
ОЛ1 ОЛ2 |
|
Практические занятия |
5 |
|
||
|
Тема 4. Расчет составляющей тока трехфазного короткого замыкания синхронного генератора |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Тема 5. Учет изменения параметров в цепи при расчете токов короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Тема 6. Расчет токов короткого замыкания для АД и СД |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Тема 7. Проверка электрооборудования на термическую стойкость при коротких замыканиях |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Тема 8. Проверка электрооборудования на электродинамическую стойкость при коротких замыканиях |
1 |
ОЛ1 ОЛ2 |
|
Самостоятельная работа СРСП |
5 |
|
||
|
Общая характеристика распределительных сетей |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Простое замыкание на землю |
1 |
ОЛ3 ОЛ4 ДЛ3 |
|
|
Метод симметричных составляющих |
1 |
ОЛ3 ОЛ4 ДЛ4 |
|
|
Однофазное короткое замыкание с разрывом фазы |
1 |
ОЛ5 ОЛ6 ДЛ4 |
|
|
Двойное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ3 |
|
|
Самостоятельная работа СРС |
18 |
|
|
1. |
Расчет начального значения тока короткого замыкания |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
2. |
Расчет токов короткого замыкания при точном и приближенном приведении параметров элементов схемы электрической системы |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
3. |
Однофазное замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью |
2 |
ОЛ3 ДЛ1 |
|
4. |
Управление режимом нейтрали 6кВ при замыкании фазы на землю |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
5. |
Основные причины короткого замыкания и возгорания в бытовых условиях |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
6. |
Схемы замещения нулевой последовательности трансформаторов и автотрансформаторов
|
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
7. |
Внезапное короткое замыкание двухобмоточного трансформатора |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
8. |
Начальный сверхпереходный ток короткого замыкания |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
9. |
Переходные процессы при различных режимах работы нейтрали |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
Модуль 3. Переходные процессы и устойчивость электрических систем |
8 |
|
||
|
Лекция 10. Статическая устойчивость. Основные понятия и определения устойчивости |
2 |
ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Лекция 11. Динамическая устойчивость. Основные понятия и определения устойчивости |
2 |
ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Лекция 12. Расчет термического и электродинамического воздействия токов короткого замыкания на проводники и электрооборудования |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Лекция 13. Выбор и проверка электрических аппаратов и проводников |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 |
|
|
Практические занятия |
4 |
|
|
|
Тема 9. Эквивалентная электрическая схема замещения |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Тема 10. Ограничение токов короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Тема 11. Выбор токоограничивающих реакторов |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Тема 12. Выбор токоведущих частей и аппаратов |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
Самостоятельная работа СРСП |
6 |
|
||
|
Мероприятия по улучшению устойчивости и качества переходного процесса |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Электродинамическое и термическое действие токов короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Влияние нагрузки на устойчивость энергосистемы |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Статическая устойчивость генератора с автоматическим регулированием возбуждения |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Динамическая устойчивость при коротком замыкании на линии |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Динамическая устойчивость двигателей нагрузки |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Самостоятельная работа СРС |
18 |
|
|
1. |
Устойчивость оборудования к короткому замыканию |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
2. |
Индуктивное сопротивление обратной и нулевой последовательности |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
3. |
Особенности переходных процессов в электродвигателе |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
4. |
Напряжения относительно земли при замыкании фазы на землю |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
5. |
Однофазное короткое замыкание с разрывом фазы
|
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
6. |
Компенсация емкостного тока в сетях с изолированной нейтралью |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
7. |
Схемы замещения синхронной машины для определения переходных и сверхпереходных реактивностей |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
8. |
Основные уравнения электромагнитного переходного процесса синхронной машины |
2 |
ОЛ2 ДЛ1 |
|
9. |
Параметры трансформаторов и автотрансформаторов при несимметричных режимах |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
Модуль 4. Ограничение токов короткого замыкания |
4 |
|
||
1 |
Лекция 14. Ограничение токов короткого замыкания. Постановка задачи. Методы и средства ограничения токов короткого замыкания |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
2 |
Лекция 15. Однократная поперечная и продольная несимметрия |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 |
|
|
Практические занятия |
3 |
|
|
1 |
Тема 13. Выбор кабелей |
1 |
ОЛ2 МУ1 |
|
2 |
Тема 14. Схемы электрических соединений на стороне 6-10 кВ |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
3 |
Тема 15. Схемы электроснабжения собственных нужд подстанции |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 МУ1 |
|
|
Самостоятельная работа СРСП |
5 |
|
|
1. |
Применение технических средств ограничения токов короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
2. |
Токоограничивающие устройства со сверхпроводниками |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
3. |
Оценка влияния деления электрических сетей на надежность режимов работы энергосистемы |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
4. |
Взаимное влияние электрических сетей при ограничении токов короткого замыкания |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
5. |
Мероприятия по уменьшению токов короткого замыкания и повышению устойчивости |
1 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Самостоятельная работа СРС |
17 |
|
|
1. |
Защита электронного оборудования на предприятии от электромагнитных помех
|
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
2. |
Дугогасящие катушки. Настройка дугогасящих катушек |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
3. |
Переходные процессы при пробое фазы на землю и обрыве дуги |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
4. |
Ограничения токов короткого замыкания на землю |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
5. |
Особенность расчетов токов короткого замыкания в собственных нуждах электрических станции |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
6. |
Система относительных единиц |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
7. |
Двухфазное короткое замыкание |
2 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
8. |
Периодическая и апериодическая составляющие тока трехфазного короткого замыкания |
3 |
ОЛ2 ОЛ3 ДЛ1 |
|
|
Всего |
135 |
|