ВСТУП

Метою вивчення дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” є оволодіння теоретичними основами, методами й алгоритмами розрахунку електромагнітних перехідних процесів, що виникають при коротких замиканнях і при інших порушеннях нормального режиму роботи електроенергетичної системи, а також набуття навичок розрахунку струмів короткого замикання.

У результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:

– причини виникнення електромагнітних перехідних процесів та їх фізичну природу, як впливають координати перехідних процесів на роботу електроенергетичної системи;

– основу теорії електромагнітних перехідних процесів;

– математичні моделі основних силових елементів енергосистеми;

– методи розрахунку електромагнітних перехідних процесів;

– методи та алгоритми розрахунку струмів короткого замикання в розгалужених високовольтних мережах, в розподільних мережах та системах електропостачання;

– алгоритми розрахунку у фазових та симетричних координатах несиметричних коротких замикань та складних видів пошкоджень.

У процесі вивчення курсу студент повинен здобути вміння:

– визначати параметри елементів схеми;

– вибирати методи розрахунку, адекватні поставленій задачі;

– розраховувати електромагнітні перехідні процеси, передусім струми короткого замикання з використанням ЕОМ;

– аналізувати отримані результати та давати їм відповідну фізичну інтерпретацію.

Дисципліна базується на матеріалі базових курсів – математики, фізики, теоретичних основ електротехніки, електричних мереж і систем.

1 РОБОЧА ПРОГРАМА

1.1 Вступ

Мета, задачі вивчення перехідних процесів. Загальні відомості про електромагнітні перехідні процеси, їх фізичну природу, методи і способи дослідження. Припущення, що приймаються при аналізі перехідних процесів. Системи одиниць, що застосовуються при розрахунках сталих і перехідних аварійних режимів електричних систем. Схеми заміщення в іменованих і відносних одиницях.

1.2 Параметри і схеми заміщення основних елементів

електричної системи

Силові трансформатори й автотрансформатори. Повітряні і кабельні лінії. Реактори. Вузли навантаження.

1.3 Спрощені методи розрахунку струмів трифазних коротких замикань

Розрахункові умови: розрахункова схема, режими, що передують КЗ, місце, вид і моменти часу від початку перехідного процесу, для яких розраховують струми КЗ. Метод еквівалентних перетворень, метод накладення.

Спрощений режим, що передує КЗ. Фізична картина перехідного процесу при трифазному КЗ на шинах СГ без демпферних обмоток і без АРЗ. Перехідні ЕРС і опір СГ.

Вплив АРЗ. Вплив вузлів навантаження на параметри перехідних процесів при симетричних КЗ. Надперехідні, перехідні і сталі значення струмів при симетричних коротких замиканнях.

1.4 Уточнені методи розрахунку симетричних коротких

замикань

Математичні моделі елементів системи в аварійних режимах. Вузлові рівняння електричної мережі у формі балансу струмів із приведенням і без приведення до одного ступеня напруги. Формування вузлових рівнянь для спрощених і уточнених розрахунків струмів КЗ. Методи формування і рішення вузлових рівнянь.

1.5 Розрахунки струмів кз у складних електричних мережах

на ЕОМ

Еквівалентні перетворення схем електричних мереж на ЕОМ. Склад вихідних даних. Загальний алгоритм розрахунку. Еквівалентування складних схем електричних мереж на ЕОМ. Характеристика програмного забезпечення сучасних ЕОМ, призначеного для розрахунків і аналізу аварійних режимів при симетричних ушкодженнях в електричних мережах.

1.6 Аварійні перехідні і сталі режими при несиметричних

ушкодженнях

Загальна характеристика несиметричних аварійних режимів і методів їхнього розрахунку. Методи фазних координат і симетричних складових. Основні положення методу симетричних складових.

Параметри і схеми заміщення основних елементів електричної мережі у фазних величинах і в симетричних складових. Схеми заміщення електричної мережі в симетричних складових.

Фізичне і математичне моделювання в задачах аналізу електромагнітних перехідних процесів.

Вплив режиму нейтралі на параметри аварійних режимів мережі. Особливості перехідних процесів при замиканнях на землю в розподільних мережах і методів їх розрахунку.

2 Список рекомендованої літератури

1. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 1970. – 520 с.

2. Ульянов С. А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам. - М.: Энергия, 1968.

3. Горев А. А. Переходные процессы синхронной машины. - Л., 1985.

4. Расчет токов короткого замыкания электроэнергетических систем / Н. В. Букович; Под ред. Г. И. Денисенко - Львов : Выща шк. Изд-во Львов. ун-та, 1988. - 248 с.

5. Лосев С. Б., Чернин А. Б. Вычисление электрических величин в несимметричных режимах электрических систем. -М., Энергоатомиздат, 1983. - 527 с.

6. Переходные процессы в системах электроснабжения: Учебник / В. Н. Винославский, Г. Г. Пивняк, Л. И. Несен и др.; Под ред. В. Н. Винославского. - К.: Выща шк. 1989. - 422 с.

7. ГОСТ 27514 - 87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 40 с.

3 Контрольні завдання

Навчальним планом для студентів заочної форми навчання передбачене виконання однієї контрольної роботи з курсу "Електромагнітні перехідні процеси" на тему "Розрахунок аварійних режимів електричної мережі при трифазних коротких замиканнях".

Під час роботи над контрольними завданнями варто ознайомитися з методичними вказівками і рекомендованою літературою.

Номер варіанта контрольної роботи для студента зазначається кафедрою.

Для виконання контрольної роботи необхідно скласти схему заміщення, визначити її параметри і розрахувати струм трифазного короткого замикання при точному приведенні в іменованих одиницях. При розв’язанні знехтувати активними опорами елементів і навантаженнями.

Вихідні дані для схеми 1:

Генератори G₁, G₂ :

Р₁ = 300 МВт, cos = 0,8, U_Н = 15,75 кВ, = 0,214.

Трансформатор T₁ :

S_H = 125 МВА, U_К = 11 %, K_T = 15,75/330.

Трансформатор T₂ :

S_H = 250 МВА, U_Кв-с = 10 %, U_Кв-н = 34 % ,U_Кс-н = 22,5 %.

ЛЕП W: l = 100 км

Трансформатор Т₃:

S_H = 80 МВА, U_К = 10,5 %, K_T = 115/10,5

Генератор G3 :

S_Н = 50МВА, = 0,2, U_Н = 10,5 кВ, cos = 0,85.

Схема 1

Таблиця 3.1 - Вихідні умови для схеми 1

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8
Точка КЗ	К1	К1	К1	К1	К2	К2	К2	К2
Основний ступінь	I	II	ІІІ	IV	I	IІ	ІІI	IV

Варіант	9	10	11	12	13	14	15	16
Точка КЗ	К3	К3	К3	К3	К4	К4	К4	К4
Основний ступінь	I	IІ	ІІI	IV	I	IІ	ІІI	IV

Вихідні дані для схеми 2:

Генератори G₁, G₂ :

= 0,16, Р_г = 165 МВт, cos = 0,8, U_Н = 15,75 кВ.

Трансформатори T₁, T₂ :

S_H = 200 МВА, U_К = 10,5 %, К_Т =15,75/230.

Трансформатор T₃ :

S_H = 150 МВА, U_К = 11 %, К_Т = 10,5/230.

ЛЕП W1 : l=150 км, ЛЕП W2 : l=100 км.

Генератор G₃ :

= 0,12, Р_г = 120 МВт, cos = 0,8, U_Н = 10,5 кВ.

Система :реактивний опір X_C* = 0,2, напруга U_С=230 кВ, потужність S_С = 1000 МВА.

Схема 2

Таблиця 3.2 - Вихідні умови для схеми 2

Варіант

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Точка КЗ

К1

К1

К1

К2

К2

К2

К3

К3

К3

К4

К4

К4

Основний ступінь

I

IІ

III

I

II

III

I

IІ

III

I

ІІ

ІІІ