44

Введение

Одной из важнейших задач электроэнергетики является обеспечение устойчивости параллельной работы электростанций и энергосистем. Нарушения их устойчивости могут приводить к обесточиванию большого числа потребителей электроэнергии, повреждению оборудования электростанций и сетей и другим тяжелым последствиям.

Исследования устойчивости выполняются как на различных этапах проектирования энергосистем, так и при их эксплуатации: при выборе структуры энергосистемы, определении пропускной способности линий электропередачи, выборе средств управления, регулирования, защиты и противоаварийной автоматики.

Неотъемлемой частью общей задачи устойчивости является задача устойчивости нагрузки. В энергосистемах возможны случаи, когда нарушение устойчивости генераторов может приводить к нарушениям работы электроприемников, в то же время возможны системные ситуации, которые вызывают торможение и последующее отключение больших групп двигателей при сохранении параллельной работы генераторов, например, при затяжных коротких замыканиях в распределительной сети.

В некоторых случаях возможны тяжелые системные аварии, когда нарушается нормальная работа и генераторов и больших масс электроприемников, причем обычно в таких случаях процессы нарушения устойчивости генераторов и электроприемников оказываются взаимосвязанными. Поэтому обеспечение устойчивости двигателей требует к себе такого же внимания, как и обеспечение устойчивости генераторов.

При проектировании и эксплуатации систем электроснабжения возникает ряд проблем, для решения которых необходимо провести анализ переходных процессов в узле нагрузки. К таким вопросам относятся определение условий и выбор схемы пуска мощных электродвигателей, определение условий и способов обеспечения успешного самозапуска и ряд других.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальностей 140205, 140211, изучающих курс «Переходные процессы в электроэнергетических системах», и для студентов специальности 140610, изучающих курс «Высоковольтное электрооборудование и переходные процессы», и выполняющих в соответствии с учебными планами курсовую работу « Расчет и анализ переходных процессов в электрических системах».

Целью курсовой работы является систематизация и углубление теоретических знаний по дисциплине «Переходные процессы в электрических системах», а также освоение упрощенных методов расчета устойчивости.

1. Задание на курсовую работу

Расчет и анализ переходных процессов выполняется применительно к различным схемам электрической системы, в которых электрическая станция связана электропередачей с шинами системы бесконечной мощности. В электрической системе имеется промежуточный отбор мощности для электроснабжения узла нагрузки. Состав узла нагрузки принимается в соответствии с рис.1.1. Трансформаторы Т1 и Т2 связывают узел нагрузки с питающей системой.

Рис.1.1. Расчетная схема исследуемой системы

1.1. Программа работы

Курсовая работа «Расчет и анализ переходных процессов в электрических системах» состоит из двух частей: первая часть посвящена расчету электромагнитных переходных процессов, а именно расчету токов короткого замыкания в различных точках схемы электроснабжения (К1 – К7). Выполнение этой части расчетов осуществляется согласно рекомендациям, приведенным в [1, 2, 3, 4].

Вторая часть курсовой работы посвящена расчету и анализу электромеханических переходных процессов. В настоящем методическом пособии рассматриваются вопросы именно этой части курсовой работы.

Перечень вопросов, предложенный для изучения электромеханических переходных процессов, включает

- расчет параметров исходного режима системы, определение напряжений в узлах сети, э.д.с. эквивалентного генератора и соответствующих им взаимных фазовых углов при различных типах автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) генераторов электрических станций, определение модулей собственных и взаимных проводимостей системы и углов потерь, расчет и построение характеристик мощности электропередачи, определение предела передаваемой мощности и коэффициентов запаса устойчивости для случаев:

а) отсутствия АРВ на генераторах электрической станции;

б) генератор снабжен АРВ пропорционального действия;

в) генератор снабжен АРВ сильного действия.

- анализ статической устойчивости эквивалентного асинхронного двигателя. С этой целью определяются параметры эквивалентного асинхронного двигателя и параметры его схемы замещения, строится характеристика мощности, определяется запас устойчивости эквивалентного асинхронного двигателя.

- расчет времени пуска асинхронного двигателя.

- расчет и анализ процессов самозапуска.

- анализ динамической устойчивости системы при коротком замыкании в начале линии, связывающей станцию с системой, определение предельного угла отключения и предельного времени отключения короткого замыкания.

Перечень рассматриваемых вопросов может быть изменен по заданию преподавателя.