Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів




Скачать 167.33 Kb.
НазваниеПрограма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів
Дата конвертации26.02.2013
Размер167.33 Kb.
ТипДокументы
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


Програма курсу, завдання і методичні вказівки

щодо виконання контрольної роботи з дисципліни

“Електромагнітні перехідні процеси”

для студентів

спеціальності 6.000008 "Енергоменеджмент"

профілізації "Електроенергетичні системи"

заочної форми навчання


Суми

Вид-во СумДУ

2008

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


До друку та в світ

дозволяю на підставі

“Єдиних правил”, п. 2.6.14

Заст. першого проректора - В.Б. Юскаєв

начальник організаційно-

методичного управління


Програма курсу, завдання і методичні вказівки

щодо виконання контрольної роботи з дисципліни

“Електромагнітні перехідні процеси”

для студентів

спеціальності 6.000008 "Енергоменеджмент"

профілізації "Електроенергетичні системи"

заочної форми навчання


Усі цитати, цифровий, фактичний

матеріал і бібліографічні

відомості перевірені, написання

одиниць відповідає стандартам


Укладач Сергій Миколайович Лебедка


Відповідальний за випуск Ігор Леонідович Лебединський


Декан ФТФ Геннадій Савелійович Воробйов


Суми

Вид-во СумДУ

2008

Ключові слова:

коротке замикання,

перехідні процеси,

струм короткого замикання,

схема заміщення


С.М. Лебедка


Навчальне видання


Програма курсу, завдання і методичні вказівки

щодо виконання контрольної роботи з дисципліни

“Електромагнітні перехідні процеси”

для студентів

спеціальності 6.000008 "Енергоменеджмент"

профілізації "Електроенергетичні системи"

заочної форми навчання


Відповідальний за випуск І.Л. Лебединський


Редактор Н.В. Лисогуб


Комп‘ютерне верстання С.М. Лебедки


Підп. до друку 16.09.08, поз.

Формат 60х84/16. Папір офс. Гарнітура Times Nev Roman. Cyr. Друк офс.

Ум.друк.арк. Обл.-вид.арк.

Тираж 80 пр. Собівартість вид.

Зам. №


Видавництво СумДУ при Сумському державному університеті

40007, Суми, вул. Р.-Корсакова, 2.

Свідоцтво про внесення суб‘єкта видавничої справи до Державного реєстру

ДК № 3062 від 17.12.2007.

Надруковано у друкарні СумДУ

40007, Суми, вул. Р.-Корсакова, 2.

Програма курсу, завдання і методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” / Укладач С.М. Лебедка. – Суми, Вид-во СумДУ, 2008. – 23 с.


Кафедра електроенергетики


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, cosj = 0,8, UН = 15,75 кВ, = 0,214.

Трансформатор T1 :

SH = 125 МВА, UК = 11 %, KT = 15,75/330.

Трансформатор T2 :

SH = 250 МВА, UКв-с = 10 %, UКв-н = 34 % ,UКс-н = 22,5 %.

ЛЕП W: l = 100 км

Трансформатор Т3:

SH = 80 МВА, UК = 10,5 %, KT = 115/10,5

Генератор G3 :

SН = 50МВА, = 0,2, UН = 10,5 кВ, cosj = 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



ІІI

IV



Варіант

9

10

11

12

13

14

15

16

Точка КЗ

К3

К3

К3

К3

К4

К4

К4

К4

Основний ступінь

I



ІІI

IV

I



ІІI

IV



Вихідні дані для схеми 2:


Генератори G1, G2 :

= 0,16, Рг = 165 МВт, cosj = 0,8, UН = 15,75 кВ.

Трансформатори T1, T2 :

SH = 200 МВА, UК = 10,5 %, КТ =15,75/230.

Трансформатор T3 :

SH = 150 МВА, UК = 11 %, КТ = 10,5/230.

ЛЕП W1 : l=150 км, ЛЕП W2 : l=100 км.

Генератор G3 :

= 0,12, Рг = 120 МВт, cosj = 0,8, UН = 10,5 кВ.

Система :реактивний опір XC* = 0,2, напруга UС=230 кВ, потужність SС = 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



III

I

II

III

I



III

I

ІІ

ІІІ



4 Методичні вказівки


При проектуванні та експлуатації електроенергетичних систем (ЕЕС) у цілому і окремих електроустановок для вирішення багатьох технічних питань необхідно провести розрахунки електромагнітних перехідних процесів.

Під розрахунком електромагнітного перехідного процесу звичайно розуміють обчислення струмів і напруг у системі електропостачання при заданих умовах. Залежносто від призначення такого розрахунку знаходять зазначені величини для необхідного моменту часу або їх зміну протягом усього процесу.

Припущення, прийняті в розрахунках перехідного процесу при коротких замиканнях (КЗ):

1) не враховують насичення магнітних систем;

2) нехтують струмами намагнічування трансформаторів;

3) припускають, що всі елементи ЕЕС симетричні, а порушення симетрії відбувається тільки в місці КЗ;

4) навантаження враховують приблизно;

5) не враховують активні опори елементів схеми, якщо відношення результуючих опорів від джерела до точки КЗ

Rрез / Xрез < 1/3.

При розв’язанні задачі визначення струмів КЗ виділяють основні етапи:

1) вибір розрахункових умов;

2) визначення параметрів елементів розрахункової схеми. Параметри елементів розрахункової схеми установлюються відповідно до їх паспортних даних. За відсутності останніх параметри можна вибирати з довідкової літератури;

3) складання схеми заміщення. Схеми заміщення виконують в однолінійному зображенні, при цьому усі елементи і прикладені ЕРС доцільно позначати порядковими номерами і вказувати їх величини;

4) розрахунок режиму КЗ. Після складання схеми заміщення розрахунок режиму КЗ являє собою звичайну задачу визначення струмів і напруг у схемі з відомими для неї опорами і прикладеними ЕРС. Розв’язання такої задачі у загальному випадку можна виконати за допомогою законів Кірхгофа.

Відповідно до цільового призначення проведеного на практиці розрахунку електромагнітного перехідного процесу установлюють вихідні розрахункові умови. До розрахункових умов відносять вибір розрахункової схеми, виду КЗ, вибір моменту часу від початку КЗ, вибір місця розміщення точки КЗ.

Складена розрахункова схема повинна включати генератори, що беруть участь у живленні КЗ, і всі елементи їх зв’язків як з місцем КЗ, так і між собою – лінії, кабелі, трансформатори, реактори. Додаткові джерела – синхронні компенсатори, великі двигуни, дрібні станції варто зводити в схему тільки в тих випадках, коли вони порівняно близько розташовані до місця КЗ. Дуже великі джерела (суміжні системи й ін.) часто можна заміняти джерелами необмеженої потужності, тобто вважати, що напруги в точках їхнього приєднання в схемі залишаються незмінними протягом усього процесу КЗ.

При обліку навантажень їх можна об'єднати в досить великі групи: навантаження району мережі, підстанції, секції шин і т.д.

До елементів ЕЕС, опору яких враховуються при розрахунках струмів КЗ, відносяться: генератори, силові трансформатори, повітряні і кабельні лінії, реактори і навантаження. Значення опорів визначаються або по каталожним даним (генератори, трансформатори, реактори), або по питомих параметрах (повітряні і кабельні лінії).

Формули для зведення опорів елементів ЕЕС у відносні одиниці при прийнятих базисних умовах подані в табл. 4.1.

Після складання схеми заміщення, визначення опору всіх елементів і зведення опорів до одного ступеня трансформації схема перетворюється до простого вигляду, показаного на рис. 4.1.




Рисунок 4.1 – Результуюча схема заміщення


Таблиця 4.1 – Формули для визначення реактивних опорів елементів СЕС

Найменування

Схема заміщення

Реактивні опори елементів

Відносні номінальні одиниці

Іменовані одиниці

Синхронний генератор (система)







Двохобмотковий трансформатор



Uк, %



Триобмотковий трансформатор







ЛЕП:

повітряна або кабельна



Хо, Ом/км

Xо L

Струмообмежувальний реактор



ХР %




При перетвореннях схем у ході виконання розрахунків потрібно враховувати деякі специфічні особливості:

1. Першочерговою задачею розрахунку КЗ є визначення струму безпосередньо в аварійній вітці або в місці КЗ. Тому перетворення схеми потрібно вести так, щоб аварійна вітка по можливості була збережена до кінця перетворення або, у крайньому випадку, брала участь у ньому на останніх етапах.

2. Для перетворення схем використовуються методи, відомі з ТОЕ. Так, послідовні опори безпосередньо додаються, паралельні – додаються через провідності і т.д.

Якщо схема містить замкнуті контури, для перетворення її до найпростішого виду необхідно використовувати більш складні прийоми.

Перетворення трикутника в зірку:





Перетворення зірки в трикутник:




Заміна декількох джерел одним еквівалентним:





При двох вітках: .

Еквівалентна заміна генераторних віток одним еквівалентним генератором можлива, якщо:

1) генератори, що живлять точку КЗ, однотипні (турбогенератори або гідрогенератори);

2) генератори, що живлять точку КЗ, порівнянної потужності і мають порівнянну віддаленість від точки КЗ.

3. Коефіцієнти розподілу струмів. Часто виникає необхідність у визначенні взаємних опорів між точкою КЗ і окремими джерелами. Для цієї мети використовуються коефіцієнти розподілу.





Рисунок 4.2 – Перетворення схеми за допомогою коефіцієнтів розподілу


Наприклад, коли два джерела позв’язані з точкою КЗ через загальний опір (рис. 4.2 а), параметри схеми заміщення (рис. 4.2 б) визначаються в такий спосіб:



,

де С1 і С2 – коефіцієнти розподілу, тобто відносні значення струмів КЗ, якими кожен генератор бере участь у живленні точки КЗ.

Справедлива перевірка:

С1 + С2 = 1.

Величини опорів схеми заміщення складуть:

.


5 Приклад розрахунку струмів короткого

замикання


Для схеми електричної мережі 1 скласти схему заміщення, розрахувати параметри в іменованих одиницях для точного зведення та визначити струм трифазного короткого замикання.

Вихідні дані схеми:


Точка трифазного короткого замикання – К3(3) .

Ступінь основної напруги – II.


1. Складаємо схему заміщення заданої мережі:





Рисунок 5.1 – Схема заміщення заданої електричної мережі


2 Розрахуємо параметри схеми заміщення. Зводимо параметри до напруги основного ступеня (II).

Опір генераторів G1 та G2:

.

Опір генератора G3:

.

Опір трансформатора Т1:

.

Опір трансформатора Т3:

.

Для трансформатора Т2:



Опори трансформатора Т2:

,

,

.

Опір лінії W:

.

Для визначення ЕРС генераторів знайдемо їх опори в точках підключення (на генераторній напрузі):

Опір генераторів G1 та G2:

.

Опір генератора G3:

.

Розраховуємо струми генераторів:

;

.

Визначаємо надперехідні ЕРС генераторів в точках підключення:

,

.

Зводимо знайдені значення ЕРС до напруги основного ступеня (II)




3 Спрощуємо схему заміщення мережі:





Рисунок 5.2 – Схема заміщення мережі


На рисунку 5.2 позначено:

X1 = XG1,

X2 = XG2 + XH,

X3 = XG3 + XТ3 + XL ,

X4 = XT1 + XB.

Перетворюємо схему на рис. 5.2 з допомогою коефіцієнтів розподілу.




Рисунок 5.3 – Схема заміщення мережі


Опори Х2' та Х3' визначаються так:

– знаходимо еквівалентний опір

;

– знаходимо результуючий опір

Xрез = Xекв + X4

– розраховуємо коефіцієнти розподілення:

;

(перевіряємо: С1 + С2 = 1)

– визначаємо потрібні опори:

.


4 Знаходимо струми у вітках схеми на рис. 5.3:



Розраховуємо результуючий струм трифазного короткого замикання в точці КЗ, зведений до напруги основного ступеня:



Дійсний струм короткого замикання в точці КЗ:




ЗМІСТ С.


Вступ 3

1 Робоча програма 5

2 Список рекомендованої літератури 7

3 Контрольні завдання 8

4 Методичні вказівки 12

5 Приклад розрахунку струмів короткого замикання 18

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconРобоча програма та методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни
Вміщують робочу програму, контрольні питання для перевірки знань, методичні вказівки до виконання контрольної роботи та приклад її...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconКонтрольної роботи
Методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни «Вантажні перевезення» для студентів IV курсу підготовки напрямку...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconСхідноукраїнський національний університет імені володимира даля інститут після
Завдання І методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни «Регіональна економіка» (для студентів спеціальностей...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconМетодичні рекомендації до виконання контрольної роботи з навчальної дисципліни
Методичні рекомендації до виконання контрольної роботи з навчальної дисципліни «Сучасні технології в сфері документознавства та інформаційної...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconМетодичні вказівки щодо виконання контрольних робіт з дисципліни
Методичні вказівки щодо виконання контрольних робіт з навчальної дисципліни „Моделі І методи прийняття рішень в аналізі І аудиті...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconМетодичні вказівки для виконання курсової роботи з дисципліни
Методичні вказівки для виконання курсової роботи з дисципліни “Маркетинг”( для студентів заочної форми навчання напряму підготовки...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconМіністерство освіти І науки україни
Методичні вказівки до самостійної роботи студентів та виконання науково-дослідного завдання з дисципліни «Технологія наукових досліджень»...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічного завдання з дисципліни „Ефективні комунікації” з дидактичним забезпеченням...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconМіністерство освіти І науки україни харківський національний університет радіоелектроніки методичні вказівки до самостійної роботи студентів з дисципліни
Методичні вказівки до самостійної роботи студентів з дисципліни „Охорона праці в галузі” для студентів інституту радіотехніки та...

Програма курсу, завдання І методичні вказівки щодо виконання контрольної роботи з дисципліни “Електромагнітні перехідні процеси” для студентів iconДержавний вищий навчальний заклад «донецький національний технічний університет» Методичні вказівки до лабораторних робіт за курсом
Методичні вказівки до лабораторних робіт за курсом «Електромагнітні перехідні процеси в електричних системах» (для студентів денної...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница