Электромагнитные ПП: к.т.н, доц. Армеев Денис Владимирович Кафедра: Автоматизированных электроэнергетических систем (АЭЭС II-211) Часть 1 1 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Рейтинговая система Суммарный бал за экзамен:40 Суммарный бал за семестр:60 Лабораторные работы - 12 Практические занятия: Посещения-8 Работа на занатиях-14 Контрольное задание-10 Контрольные работы-12 В сумме максимум 100 баллов Отлично от 87, Хорошо от 70 до 86, Удовлетворительно от 50 до 69 Курсовой проект 2 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Литература Основная: o Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Москва, «Энергия», 1970, 520 с. o Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. Учебник для электроэнергетических специальностей вузов. Изд. 4-е перераб. и доп. М г. o Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах: Учебное пособие. - Новосибирск: Изд – во НГТУ, с. o Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: сб.задач / Гусев Е.П., Чебан В.М., Долгов А.П., Пушкарева Л.И., Коновалов А.В., Чекмазов Э.М.; Под ред. В.М.Чебана.- Новосибирск: Из-тво НГТУ, с. o Электронный учебник по Электромагнитным переходным процессам: Дополнительная: o Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т.1.- «Энергия», – 522 с. o Теоретические основы электротехники: Учебник для вузов./Под общ. ред. К.М. Поливанова. Т.1. – М.: «Энергия», – 240 с.; ил. o Левинштейн М.Л. Операционное исчисление в задачах электротехники. – Л.: «Энергия», 1972.– 360 c. ; ил. 3 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Электромагнитные переходные процессы Переходные процессы возникают при переходе электрической системы (ЭС) от одного режима к другому. Под режимом системы понимают совокупность процессов, характеризующих работу электрической системы и ее состояние в любой момент времени. Параметры режима это напряжения, токи, мощности и т. п. Параметры режима связаны между собой параметрами системы. Параметры системы это сопротивления, проводимости, коэффициенты трансформации, постоянные времени и т. п. определяются физическими свойствами элементов. 4 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Принято различать несколько видов режимов электрических систем: Нормальный установившийся режим Нормальные переходные режимы Аварийные режимы Послеаварийные установившиеся режимы 5 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Под расчетом электромагнитного переходного процесса обычно понимают вычисление токов и напряжений в рассматриваемой схеме и при заданных условиях. Задачи решаемые в результате расчета ПП: Сопоставление и выбор схем эс; Выявление условий работы потребителей при аварийных режимах; Выбор аппаратов и проводников; Проектирование и настройка РЗА; Анализ аварий и т.д. 6 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Основные допущения Отсутствует насыщение магнитных систем (это допущение приводит эл. схемы к линейным); Отсутствуют намагничивающие токи у трансформаторов; Отсутствует несимметрия трехфазной системы; Пренебрегаем емкостной проводимостью (за исключением особых случаев, например, простого замыкания на землю, и т.п.); Приближенный учет нагрузок. Нагрузки характеризуют постоянными сопротивлениями; В основных звеньях высоковольтной части ЭС пренебрегаем активными сопротивлениями; Отсутствуют качания генераторов. Рассматривается начальная стадия ПП ( с) 7 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Основные сведения об электромагнитных переходных процессах Наиболее распространенные причины возникновения ПП: Короткое замыкание (КЗ) – всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, (а в системах с заземленными нейтралями) также замыкание одной или нескольких фаз на землю; Возникновение местной несимметрии в системе; Действие форсировки возбуждения синхронных машин, развозбуждение или гашение поля их ротора. 8 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Короткие замыкания В системах с НЕ заземленными нейтралями, или заземленными через спец. компенсирующие устройства, замыкание одной из фаз на землю называется простым замыканием. При этом прохождение тока обусловлено главным образом емкостью фаз относительно земли. В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают: Трехфазное КЗ (симметричное)вероятность 5% Двухфазное КЗвероятность 10% Однофазноевероятность 65% Двухфазное КЗ на землювероятность 20% 9 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Обозначения различных видов КЗ K (3) K (2) K (1) K (1,1) 10 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Порядок расчетов ПП: I. Составление схем замещения II. Вычисление параметров элементов схемы замещения III. Эквивалентирование схемы замещения IV. Собственно расчет ПП (токов и напряжений для заданных условий) 11 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

I. Составление схем замещения 12 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Параметры элементов схем замещения электрической системы могут определяться в именованиях единицах; относительных единицах. В обоих случаях могут учитываться: - действительные коэффициенты трансформаторов (точное приведение); - определенные по средненоминальным напряжениям (приближенное приведение). Средненоминальные напряжения (Uср) нормируются для каждой ступени трансформации: Для генераторов: 11; 13,8; 15,75; 18; 20; 24 кВ; Для электрических сетей: 6,3; 10,5; 37; 115; 230; 515; 750;1150; кВ. 13 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

При определении параметров элементов схем замещения необходимо учитывать преобразование параметров схемы трансформаторами; По этой причине параметры схем приводят к одному напряжению, выбранному за основное (Uосн) или базисным условиям с целью заменить в трансформаторах и автотрансформаторах магнитные связи электрическими и существенно упростить дальнейшие расчеты. При приведении схемы замещения к одной ступени напряжения (Uосн.) расчет проще провести в именованных единицах. Относительные единицы дают преимущества: Простая структура расчетных выражений; Численное совпадений фазных и линейных величин; Возможность быстро ориентироваться в порядке определяемых величин. 14 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Система относительных единиц Под относительным значением физической величины понимают ее отношение к другой одноименной физической величине, выбранной за единицу измерения. Задают две (могут быть взяты даже произвольно) из четырех физических величин. Часто это U б S б, величины остальные определяют из выражений: 15 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Базисная мощность (Sб) принимается одна для всей схемы любой сложности. Число базисных напряжений (U б ) и соответственно базисных токов (I б ) равно числу ступеней напряжения в исходной схеме, по которой составлена схема замещения. Параметры ЭС и режима в относительных базисных единицах вычисляются так: U *б =U/U б, I *б =I/I б, S *б =S/S б, Z *б =Z/Z б =Z S б /U б 2. Частный случай относительных базисных единиц – относительные номинальные единицы, когда за базисные приняты номинальные единицы какого-либо элемента, например, в паспортных данных генератора или трансформатора. В этом случае преобразование величин к базисным условиям расчета можно выполнить так: U *б =U *ном U ном /Uб, Z *б =Z *ном (S б U ном 2 )/(S ном U б 2 ), 16 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Приведение параметров схемы При наличие в схеме трансформаторов, возникает необходимость приведения параметров схемы и режима к одной ступени трансформации, принятой за основную: 17 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011