Итоговая оценка знаний студентов по дисциплине

Оценка по буквенной системе	Баллы	%-ное содержание	Оценка по традиционной системе
А	4	95-100	Отлично
А-	3,67	90-94
В+	3,33	85-89	Хорошо
В	3,0	80-84
В-	2,67	75-79
С+	2,33	70-74	Удовлетворительно
С	2,0	65-69
С-	1,67	60-64
D+	1,33	55-59
D	1,0	50-54
F	0	0-49	Неудовлетворительно

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)

3. 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.