Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический Университет

“Переходные процессы в электро-

энергетических системах”.ч.1

Конспект лекций

для студентов специальностей 1-43 01 01 “Электрические станции” 1-43 01 03 “Электроснабжение”

Учебное электронное издание

Минск ◊ БНТУ ◊ 2010

УДК 621.311.018.782.3

Автор:

В.А. Булат

Рецензенты:

Е.В. Калентионок, доцент, канд. техн. наук;

А.Г. Губанович, доцент, канд. техн. наук

Конспект лекций по дисциплине “Переходные процессы в электроэнер-

гетическихсистемах” для студентов спец. 1-43 01 01 “Электрические станции” и

1-43 01 03 “Электроснабжение” дневной и заочной форм обучения. / В.А. Булат.-

Мн.: БНТУ, 2010.-

Настоящий конспект лекций составлен в соответствии с программой дисциплины “Переходные процессы в электроэнергетических системах”.

Рассмотрены электромагнитные переходные процессы при трехфазных коротких замыканиях, несимметричных режимах и сложных повреждениях в электрических системах. Излагаются физические явления, обусловленные переходными процессами, приведены методы их анализа и расчета.

Конспект может быть использован также студентами других энергетических специальностей, магистрантами, аспирантами и инженерно-техническими работниками занятыми проектированием и эксплуатацией электроэнергетических систем.

Автор выражает благодарность студентам Энергетического факультета БНТУ гр. 106116 Алешкевичу Р.К. и Шляпику А.А. за техническую помощь в компьютерном наборе и оформлении настоящего пособия.

Белорусский национальный технический университет

пр-т Независимости, 65, г. Минск, Республика Беларусь

Тел.(017) 292-71-63

Регистрационный №_________

Светлой памяти моего учителя

Александра Ивановича Руцкого

посвящается

БНТУ, 2010

Булат В.А., 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные сведения и понятия……………………………….

2. Виды коротких замыканий…………………………………….

2.1. Распределение КЗ по видам повреждений, по данным аварийной статистики

3.Причины возникновения переходных процессов……………..

4. Причины возникновения КЗ……………………………….

5. Последствия коротких замыканий…………………………..

6. Необходимость расчетов токов короткого замыкания……..

7. Допущения при расчетах токов КЗ………………………..

8. Система относительных единиц…………………

9. Составление схемы замещения и приведение электрической схемы к одной ступени напряжения……………………………………

10. Составление схемы замещения и приведения электрической схемы к одной ступени напряжения……………………………………

11. Основные принципы расчета…………………………………..

12. Методы преобразования сложных схем……………………..

13. Метод эквивалентных ЭДС………………………………

14. Метод наложения или суперпозиции………………………..

15. Метод рассечения точки приложения ЭДС…………………..

16. Метод рассечения точки КЗ…………………………………..

17. Метод коэффициентов токораспределения………………….

18. Распределение токов КЗ в отдельных ветвях……………….

19. Определение остаточного напряжения……………………..

20. Установившийся режим 3-х фазного КЗ……………………

21. Основные характеристики синхронной машины (СМ) в установившемся режиме 3-х фазного КЗ………………………………………………………………..

22. Аналитический расчет установившегося режима……………

22.1. Генератор без АРВ………………………………………………………………………

22.2. Генератор с АРВ……………………………………………

22.3 Условные эпюры напряжений для 3-х характерных режимов...

23. Расчет установившегося режима КЗ в сложных схемах (несколько генераторов с АРВ)………………………………………………..

24. Влияние и учет нагрузки при установившемся режиме 3-х фазного КЗ……

25. Внезапное 3-х фазное КЗ в простейшей электрической цепи….

26. Действующее значение тока КЗ……………………………….

27. Внезапное трехфазное КЗ цепи с трансформатором………….

28. Переходный процесс при включении трансформатора на холостой ход

29. Переходный процесс при внезапном КЗ в подвижных магнитосвязанных цепях

29.1. СМ без успокоительной обмотки…………………………….

29.2. СМ с успокоительной обмоткой ……………………………..

30. Параметры синхронной машины…………………………………

31. Переходной процесс в СМ без успокоительной обмотки………………

32. Переходный процесс в СМ с успокоительной обмоткой………………

33. Влияние и учет нагрузки при внезапном КЗ……………………….

34. Учет системы бесконечной мощности………………………………

35. Практические методы расчета токов КЗ………………………….

36. Метод расчетных кривых………………………………………..

37. Расчет по общему изменению. Порядок расчета.………………

38. Расчет по индивидуальному изменению…………………………

39. Метод расчета токов КЗ по методу типовых кривых…………..

40. Расчет переходных процессов при несимметричных КЗ……….

41. Магнитное поле генератора при несимметричном КЗ………..

42. Особенности несимметричных КЗ……………………………..

43. Образование высших гармоник………………………………..

44. Электрические параметры схем обратной и нулевой последовательностей

45.1 Сопротивление отдельных последовательностей для СМ……

43.2 Обобщенная нагрузка

43.3 Реакторы

43.4 Сопротивление нулевой последовательности для воздушных ЛЭП

43.5 Кабельные линии

43.6 Сопротивление нулевой последовательности двухобмоточных трансформаторов

43.7 Сопротивление нулевой последовательности трехобмоточных трансформаторов

44. Влияние конструкции трансформаторов на токи нулевой последовательности

45.Учет сопротивления заземления нейтрали в схемах нулевой последовательности

46. Составление схем замещения для различных последовательнотей

47. Примеры составления схемы замещения нулевой последовательности

48. Однократная поперечная несимметрия. Токи и напряжения при различных видах КЗ

48.1. Двухфазное короткое замыкание

48.2. Однофазное короткое замыкание

48.3. Двухфазное КЗ на землю

49. Соотношения между токами 3-х фазного и несимметричного КЗ

50. Учет переходных сопротивлений в месте повреждения при несимметричных КЗ

51. Правило эквивалентности прямой последовательности (правило Щедрина) и его применение в расчетах

52. Аналитический расчет несимметричного КЗ

53. Расчет несимметричных КЗ по расчетным кривым

54. Распределение и трансформация токов и напряжений различных последовательностей при несимметричном КЗ

55. Комплексные схемы замещения для исследования несимметричных КЗ

56. Расчет переходного процесса при продольнойнесимметрии

57. Разрыв в одной фазе

58. Обрыв в двух фазах

59. Порядок расчета однократной продольной несимметрии

60. Общий порядок расчета сложных видов повреждений

61. Простое замыкание в сети с изолированной нейтралью

62. Расчет токов КЗ в установках до 1 кВ

63. Расчет переходного процесса с учетом качания синхронных машин