Электромеханические переходные процессы

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Курс лекций. Часть 2

Для студентов специальности

100100, д/о, з/о

Киров, 2007

ЛИТЕРАТУРА

1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М., «Высшая школа», 1970 г., 472 с. с илл.

2. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. М., Энергия, 1979 г., 456 с. с илл.

3. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.-Л., 1964 г., 704 с. с илл.

4. Электроэнергетические системы в примерах и иллюстрациях. Под. ред. Веникова В.А. М., Энергоиздат, 1983 г., 456 с. с илл.

5. Пособие для изучения «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей». Под ред. Устинова П.И. М.-Л., Энергия, 1965 г., 552 с. с илл.

6. Кононенко Е.В., Сипайлов Г.А., Хорьков К.А. Электрические машины. М., «Высшая школа», 1975 г., 279 с. с илл.

7. Соколов М.М. и др. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе. М., Энергия, 1967 г., 200 с. с илл.

8. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных электродвигателей. М., Госэнергоиздат, 1984 г., 528 с. с илл.

9. Слодарж М.И. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных электродвигателей. М., Энергия, 1977 г., 216 с. с илл.

10. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1969 г., 576 с. с илл.

11. Чесноков И.П. Устойчивость узлов нагрузки электрических систем. Учебное пособие. г. Киров, 2006г., 68с. с илл.

12. Чесноков И.П., Петрухин А.Н. Рабочий режим, пуск и самозапуск асинхронных и синхронных машин в вопросах и ответах. Методические указания. г. Киров, 2007г., 61 с. с илл.

Электромеханические переходные процессы

В данном курсе изучаются процессы, появляющиеся в электрической системе при изменении условий ее работы, т.е. переходные процессы. Напомним, что электрической системой называется часть электроэнергетической системы, в которой генерируется, преобразуется, передается и потребляется электрическая энергия.

Все элементы системы связаны единством процессов генерирования, передачи, распределения и потребления электроэнергии и процессов, появляющихся при изменении состояния системы. При изучении работы электрических систем необходимо рассматривать не только электрические процессы, но и затрагивать связанные с ними механические процессы в элементах системы: процессы в первичных двигателях (турбинах) и их автоматических регуляторах, в двигателях нагрузки, где электрическая энергия, преобразуется в механическую. Таким образом, необходимо рассматривать электромеханические процессы в электрической системе.

Следует отметить, что процессы, происходящие в системе, могут существенно отличаться от процессов происходящих в отдельных ее элементах. Совокупность процессов, существующих в системе и определяющих её состояние в любой момент времени или на некотором интервале времени, называется режимом системы. Режим зависит от схемы соединения и характера работы элементов системы. Режим характеризуется параметрами режима, к которым следует отнести: мощность, напряжение, ток, угол сдвига векторов ЭДС, напряжений, токов, частоты и т.д. Параметры режима тесно связаны с параметрами системы.

К параметрам системы относятся полные, активные и реактивные сопротивления, проводимости элементов, собственные и взаимные сопротивления, коэффициенты трансформации, постоянные времени и т.д.

Режим электрической системы может быть установившимся или переходным (неустановившимся).

В установившемся режиме реальной электрической системы параметры режима не постоянны: они непрерывно изменяются, но эти изменения, происходящие около некоторого среднего значения, могут быть настолько малыми, что режим практически допустимо считать установившимся.

Различают следующие основные виды режимов электрических систем:

а) нормальные установившиеся режимы, применительно к которым проектируется электрическая система и определяются основные технико-экономические показатели характеристики;

б) нормальные переходные режимы, во время которых система переходит от одного рабочего состояния к другому;

в) аварийные установившиеся и переходные режимы, для которых определяются технические характеристики, связанные с необходимостью ликвидации аварии и выяснения условий дальнейшей работы системы;

г) послеаварийные установившиеся режимы с изменением нормальной схемы системы, например, отключением какого-либо элемента системы или ряда элементов. В послеаварийном режиме система может работать с несколько ухудшенными технико-экономическими характеристиками по сравнению с нормальным режимом.

При решении инженерных задач рассматривают не всё многообразие процессов, составляющих данный режим, а только нормальные и аварийные переходные электромеханические процессы.

Нормальные переходные процессы связаны с изменениями нагрузки системы и реакций на них регулирующих устройств. Эти процессы возникают при обычных эксплуатационных операциях: включении и отключении трансформаторов и ЛЭП; нормальных эксплуатационных изменениях схемы коммутации системы; включении и отключении отдельных генераторов и нагрузок или изменениях их мощности. Действия регулирующих устройств происходят непрерывно, т.е. строго неизменного режима в системе не существует, и, говоря об установившемся режиме, всегда имеют в виду режим малых возмущений. Предполагая, что отклонения параметров режима происходят около некоторого условно принятого исходного равновесного состояния. При этих малых возмущениях система должна быть устойчива, т.е. она должна обладать статической устойчивостью.

Статическая устойчивость - это способность системы восстанавливать исходный режим или режим, весьма близкий к исходному, после малого его возмущения.

Нормальные переходные процессы при больших возмущениях и аварийные переходные процессы возникают вследствие резких изменений режима система: при коротких замыканиях всистеме и последующем их отключении; при соответствующем изменении схемы соединения системы (например, при аварийном отключении генераторов или ЛЭП несущих значительную нагрузку); при включении генераторов методом самосинхронизации. По отношению к большим возмущениям вводят понятие динамической устойчивости системы.

Динамическая устойчивость - это способность системы восстанавливать исходный режим или близкий к исходному при резких его возмущениях.

Если после большого возмущения синхронная работа системы сначала нарушается, а затем после некоторого допустимого по условиям эксплуатации перерыва восстанавливается, то система считается имеющей результирующую устойчивость. Этот вид устойчивости иногда считают разновидностью динамической устойчивости, различая синхронную динамическую устойчивость и результирующую динамическую устойчивость.

Т.о., предметом изучения являются переходные взаимосвязанные электромагнитные и механические, т.е. электромеханические процессы в электрических системах.