Беляев Андрей Николаевич
доктор технических наук, профессор

© Беляев А.Н., кафедра «Электрические системы и сети», СПбГПУ, 2012 г.

О себе

Курсы лекций

Переходные процессы в электроэнергетических системах (часть I)

Основная литература

Курс лекций «Основы переходных процессов электроэнергетических систем» состоит из трех частей и изучается в течение трех семестров. Первые две части читаются студентам четвертого курса в рамках подготовки бакалавров по направлению 551700 «Электроэнергетика». Учебным планом предусмотрено выполнение курсовой работы, которая входит составной частью в выпускную работу, представляемую для получения степени бакалавра. Третья часть читается на пятом году обучения для инженеров (специалистов) по специальности 100200 и магистров по направлению 551702. Данный курс лекций (особенно две первые части) является базовым, который формирует основы инженерного мышления специалиста в области электроэнергетических систем и электроэнергетики.

 

В рамках данного семестра рассматриваются вопросы расчета токов коротких замыканий электрической системы и методы их ограничения, даны предварительные понятия об устройствах релейной защиты и регулирования возбуждения. Значительное внимание уделено параметрам и схемам замещения синхронных машин, подробно рассмотрены уравнения идеализированной синхронной машины, которые впоследствии используются для анализа устойчивости параллельной работы синхронных машин в электрической системе.

Дополнительная литература

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

 

2. ВНЕЗАПНОЕ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ В ПРОСТЕЙШЕЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ

2.1. Влияние начальной фазы возникновения КЗ

 

3. ДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ТОКА КЗ

 

4. РАСЧЕТ ТОКА КЗ В СЛОЖНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМАХ (ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТОКОВ КЗ)

 

5. ПРИВЕДЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ К ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ЕДИНИЦАМ

 

6. МЕТОД КРИВЫХ ЗАТУХАНИЯ (РАСЧЕТНЫХ КРИВЫХ)

6.1. Определение периодической слагающей тока КЗ с помощью кривых затухания

6.2. Алгоритм расчета тока КЗ с помощью кривых затухания

 

7. МЕТОДЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

 

8. РАСЧЕТ ТОКОВ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КЗ

8.1. Основные положения метода симметричных составляющих

8.2. Комплексные схемы замещения

8.3. Сопоставление различных видов несимметричных КЗ

 

9. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

9.1. Основные определения

9.2. Реле

9.3. Требования к устройствам релейной защиты

9.4. Токовая отсечка на линии с односторонним питанием

9.5. Максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени

9.6. Принцип действия дифференциальной защиты

 

10. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

10.1. Классификация систем возбуждения

 

11. УРАВНЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

11.1. Допущения, положенные в основу идеализированной модели СМ

 

12. ПЕРЕХОД ОТ КООРДИНАТНОЙ СИСТЕМЫ abc К КООРДИНАТНОЙ СИСТЕМЕ 0qd

 

13. УРАВНЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СТАТОРНЫХ КОНТУРОВ СМ

13.1. Запись уравнений переходных процессов статорных контуров СМ в относительных единицах

13.2. Выражения для потокосцеплений статорных контуров и основные параметры СМ

13.2.1. Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси

13.2.2. Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси

13.2.3. Переходное индуктивное сопротивление по продольной оси

13.2.4. Сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси

13.2.5. Сверхпереходное индуктивное сопротивление по поперечной оси

13.2.6. Индуктивное сопротивление обратной последовательности

13.2.7. Электромагнитные постоянные времени СМ

13.2.8. Выражения для потокосцеплений контуров ротора СМ

13.2.9.  Выражения для потокосцеплений контуров статора в именованных и относительных единицах

 

14. УРАВНЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ КОНТУРОВ РОТОРА СМ

14.1. Запись уравнений переходных процессов роторных контуров с помощью относительных единиц взаимного типа

14.2. Базисный ток контура возбуждения во взаимной системе относительных единиц (система «Xad»)

 

15. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ Э.Д.С. И СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ СМ

 

16. УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ РОТОРА СМ

 

17. УСТАНОВИВШИЙСЯ РЕЖИМ РАБОТЫ СМ

 

18. ВНЕЗАПНОЕ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

18.1. Причины возникновения составляющей двойной частоты при КЗ СМ

Теоретическая часть

I. Внезапное короткое замыкание в простейшей трехфазной цепи

Задание 1. Обработка кривой переходного процесса

Задание 2. Ударные токи короткого замыкания

 

II. Приемы преобразования расчетных величин к относительным единицам

Задание 3. Приведение параметров схемы к относительным единицам

Задание 4. Сверхпереходные токи трехфазного короткого замыкания

 

III. Расчет тока короткого замыкания для заданного момента времени

Задание 5. Практические методы расчета токов короткого замыкания

Задание 6. Метод типовых кривых

 

IV. Несимметричные режимы работы электроэнергетических систем

Задание 7. Метод симметричных составляющих

Задание 8. Эквивалентирование расчетной модели ЭЭС

Задание 9. Расчет токов и напряжений несимметричных коротких замыканий

Задание 10. Расчет режимов с продольной несимметрией

Задание 11. Расчет токов несимметричного короткого замыкания методом типовых кривых

 

V. Основные параметры и установившийся режим работы синхронной машины

Задание 12. Расчетные параметры синхронной машины

Задание 13. Установившийся режим работы синхронной машины

Практические занятия

Лабораторный практикум

Экзамен в весеннем семестре по двум частям

Материалы по курсу «Основы переходных процессов, часть 1»