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 II)

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.

 

Главным содержанием второй части курса является определение понятий устойчивости параллельной работы электроэнергетических систем и рассмотрение методов анализа устойчивости. Рассматривается влияние устройств автоматического регулирования возбуждения на статическую и динамическую устойчивость и вопросы устойчивости нагрузки. Приводится материал по теории статической устойчивости ЭЭС и рассматривается методика выбора закона регулирования возбуждения генератора и соображения по определению настроечных параметров регулятора возбуждения.

Дополнительная литература

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЭС

1.1. Статическая и динамическая устойчивость

 

2. СТАТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОСТЕЙШЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

2.1. Угловые характеристики мощности простейшей электропередачи

2.2. Простейший критерий статической устойчивости

2.3. Линеаризованное уравнение движения ротора

2.4. Характер изменения напряжения на зажимах генератора при изменении передаваемой в систему активной мощности

2.5. Особенности устройств регулирования тока возбуждения

2.6. Характеристика мощности ЛЭП при постоянстве напряжения на зажимах генератора

2.7. Расчет пределов передаваемых мощностей при различных видах регулирования возбуждения

2.8. Характеристика мощности генератора при произвольном характере связи с приемной системой

2.9. Критерии устойчивости для двух электрических станций соизмеримой мощности, работающих параллельно

 

3. ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И ПРОСТЕЙШИЕ КРИТЕРИИ ЕЕ ОЦЕНКИ

3.1. Устойчивость простого перехода

3.2. Использование правила площадей для определения предельного угла и предельного времени отключения короткого замыкания

3.3. Динамическая устойчивость системы, состоящей из двух электрических станций соизмеримой мощности

3.4. Метод последовательных интервалов

3.5. Понятие о мерах повышения динамической устойчивости

 

4. УСТОЙЧИВОСТЬ УЗЛОВ НАГРУЗКИ И ВЛИЯНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НАГРУЗКИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ЭЭС

4.1. Зависимости активной и реактивной мощности асинхронного электродвигателя от скольжения ротора и напряжения питания

4.2. Аппроксимация зависимости Рмех(s)

4.3. Статическая устойчивость АД

4.4. Динамическая устойчивость АД

4.5. Статические характеристики нагрузки

4.6. Влияние переходных процессов нагрузки на динамическую устойчивость

 

5. ПАРАМЕТРЫ МОЩНЫХ СИНХРОННЫХ МАШИН

Теоретическая часть

I. Угловые характеристики мощности простейшей электропередачи

 

II. Влияние регулирования возбуждения на статическую устойчивость

 

III. Динамическая устойчивость и ее практические критерии

 

IV. Исследование устойчивости двухмашинной энергосистемы

Практические занятия

Лабораторный практикум

1. Внезапное короткое замыкание в простейшей трехфазной цепи.

2. Ударный ток короткого замыкания и ударный коэффициент.

3. Влияние начальной фазы возникновения короткого замыкания.

4. Положения, определяющие расчет тока короткого замыкания в сложных электроэнергетических системах.

5. Приведение параметров схем замещения к относительным единицам.

6. Метод кривых затухания. Случай с одним источником / Случай с несколькими источниками.

7. Основные положения метода симметричных составляющих.

8. Расчет токов несимметричных коротких замыканий.

9. Комплексные схемы замещения.

10. Сопоставление различных видов несимметричных коротких замыканий.

11. Системы возбуждения.

12. Допущения, положенные в основу идеализированной модели синхронной машины.

13. Преобразование координат.

14. Уравнения переходных процессов статорных контуров синхронной машины в относительных единицах.

15. Выражения для потокосцеплений статорных контуров в именованных и относительных единицах.

16. Индуктивные сопротивления синхронной машины.

17. Выражения для потокосцеплений контуров ротора синхронной машины.

18. Уравнения переходных процессов контуров ротора.

19. Система «Xad».

20. Электромагнитные постоянные времени синхронной машины.

21. Уравнение обмотки возбуждения синхронной машины в системе относительных единиц Горева. Постоянство ЭДС E'q.

22. Схемы замещения синхронной машины.

23. Эквивалентные ЭДС синхронной машины (результат, физический смысл).

24. Уравнение движения ротора синхронной машины.

25. Механическая инерционная постоянная времени синхронной машины.

26. Установившийся режим работы синхронной машины. Векторная диаграмма для генераторного и двигательного режимов работы.

27. Внезапное короткое замыкание синхронной машины (результат, выражения для токов, физический смысл).

 

1. Статическая и динамическая устойчивость электроэнергетических систем.

2. Угловые характеристики мощности простейшей электропередачи.

3. Простейший критерий статической устойчивости.

4. Получение критерия устойчивости из линеаризованного уравнения движения ротора.

5. Характер изменения напряжения на зажимах генератора при изменении передаваемой в сеть активной мощности.

6. Характеристика мощности при постоянстве напряжения на зажимах генератора.

7. Расчет пределов передаваемых мощностей при различных видах регулирования возбуждения.

8. Характеристика мощности генератора при произвольном характере связи с приемной системой.

9. Характеристики мощности двухмашинной электрической системы в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах.

10. Критерии устойчивости для двух электрических станций соизмеримой мощности, работающих параллельно.

11. Устойчивость простого перехода.

12. Правило площадей.

13. Использование правила площадей для определения предельного угла и предельного времени отключения короткого замыкания.

14. Динамическая устойчивость системы, состоящей из двух электрических станций соизмеримой мощности.

15. Метод последовательных интервалов.

16. Понятие о мерах повышения динамической устойчивости.

17. Зависимости активной и реактивной мощности асинхронного двигателя от скольжения ротора и напряжения питания.

18. Критическое скольжение и максимальная электромагнитная мощность асинхронного двигателя.

19. Статическая и динамическая устойчивость асинхронного двигателя.

20. Статические характеристики нагрузки.

21. Влияние переходных процессов в узлах нагрузки на динамическую устойчивость.

Вопросы к экзамену (части 1 и 2)

Материалы по курсу «Основы переходных процессов, часть 2»