Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах [Электронный ресурс] (200,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 621.311.018(075.8) ББК 31.27я73 Х95 Хрущев Ю.В. Х95 Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах: учебное пособие / Ю.В. Хрущев, К.И. Заподовников, А.Ю. Юшков; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 154 с. ISBN 978-5-4387-0125-5 В пособии изложены наиболее важные положения учебного курса: основные принципы и определения; практические методы анализа статической и динамической устойчивости параллельной работы синхронных электрических машин и нагрузки; средства обеспечения устойчивости. Освещены основы метода малых колебаний, примеры его применения при анализе апериодической и колебательной устойчивости электроэнергетических систем. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» (квалификация «бакалавр»). УДК 621.311.018(075.8) ББК 31.27я73 Рецензенты Доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки заведующий кафедрой «электроэнергетические системы и электротехника» Новосибирской государственной академии водного транспорта В.П. Горелов Заместитель главного инженера Томского предприятия «Магистральные электрические сети», филиала ОАО «ФСК ЕЭС» А.М. Старцев ISBN 978-5-4387-0125-5 © ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 2012 © Хрущев Ю.В., Заподовников К.И., Юшков А.Ю., 2012 © Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2012 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................... 6 1. Основные понятия и определения .................................................................. 6 2. Основные положения, принимаемые при анализе ....................................... 9 ГЛАВА 1. СТАТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЭНЕРГОСИСТЕМ ................ 11 1.1. Уравнение движения ротора генератора .................................................. 11 1.2. Понятие о статической устойчивости ....................................................... 15 1.3. Обобщенные параметры схемы замещения одномашинной энергосистемы ............................................................................................. 21 1.4. Угловые характеристики мощности одномашинной энергосистемы ... 24 1.5. Влияние промежуточных подключений на статическую устойчивость генератора ............................................................................ 28 1.5.1. Влияние активной нагрузки ............................................................... 29 1.5.2. Влияние шунтирующего реактора ..................................................... 31 1.5.3. Влияние конденсаторной батареи ...................................................... 33 1.6. Метод малых колебаний для анализа статической устойчивости энергосистем ............................................................................................... 34 1.6.1. Линеаризация уравнений и ее назначение ........................................ 34 1.6.2. Анализ статической устойчивости одномашинной энергосистемы ...................................................................................... 39 1.7. Статическая устойчивость регулируемого генератора ........................... 41 1.7.1. Векторные диаграммы нерегулируемого и регулируемого генераторов ........................................................................................... 41 1.7.2. Угловые характеристики регулируемого генератора ...................... 44 1.7.3. Упрощенные математические модели регулируемого генератора ............................................................................................. 45 1.8. Понятие о самораскачивании ротора генератора .................................... 48 1.8.1. Самораскачивание при наличии большого активного сопротивления в статорной цепи ....................................................... 48 1.8.2. Самораскачивание при наличии зоны нечувствительности и запаздывания сигналов в системе автоматического регулирования возбуждения генератора ........................................... 50 1.8.3. Самораскачивание при неправильной настройке автоматического регулятора возбуждения ....................................... 53 1.9. Статическая устойчивость двухмашинной энергосистемы .................... 54 1.9.1. Исходные уравнения ........................................................................... 54 1.9.2. Уравнения малых колебаний и критерий статической устойчивости ........................................................................................ 55 1.9.3. Угловые характеристики, пределы мощности и пределы статической устойчивости двухмашинной энергосистемы ............ 58 1.10. Основы практических расчетов статической устойчивости сложных энергосистем ............................................................................. 60 3

Стр.3

ГЛАВА 2. ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЭНЕРГОСИСТЕМ ........... 64 2.1. Понятие о динамической устойчивости ................................................... 64 2.2. Учет элементов энергосистемы при расчетах динамической устойчивости ............................................................................................... 67 2.2.1. Учет турбин .......................................................................................... 67 2.2.2. Учет синхронных генераторов ........................................................... 68 2.2.3. Учет электрической сети .................................................................... 71 2.2.4. Учет нагрузки ....................................................................................... 72 2.3. Правило площадей и критерий динамической устойчивости ................ 72 2.4. Определение предельного угла отключения поврежденной цепи линии электропередачи ..................................................................... 76 2.5. Метод последовательных интервалов ...................................................... 78 2.6. Динамическая устойчивость одномашинной энергосистемы при полном сбросе мощности .................................................................... 82 2.7. Проверка устойчивости при наличии автоматического повторного включения ............................................................................... 85 2.8. Процессы при отключении части генераторов ........................................ 87 2.9. Процессы при форсировке возбуждения .................................................. 89 2.10. Условия успешной синхронизации генератора ..................................... 93 2.11. Динамическая устойчивость энергосистем с дефицитом мощности .. 97 2.12. Динамическая устойчивость двухмашинной энергосистемы ............ 100 ГЛАВА 3. СТАТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ НАГРУЗКИ ......................... 105 3.1. Статические характеристики нагрузки ................................................... 105 3.1.1. Осветительная нагрузка .................................................................... 106 3.1.2. Реактор и батарея статических конденсаторов .............................. 107 3.1.3. Синхронный компенсатор ................................................................ 108 3.1.4. Синхронный двигатель ..................................................................... 109 3.1.5. Асинхронный двигатель ................................................................... 111 3.1.6. Статические характеристики комплексной нагрузки по напряжению................................................................................... 114 3.1.7. Статические характеристики комплексной нагрузки по частоте ........................................................................... 115 3.1.8. Коэффициенты крутизны и регулирующие эффекты нагрузки .............................................................................. 116 3.2. Статическая устойчивость асинхронного двигателя ............................. 118 3.2.1. Критерий статической устойчивости .............................................. 118 3.2.2. Предельные по статической устойчивости параметры двигателя ......................................................................... 119 3.2.3. Влияние внешних условий на статическую устойчивость двигателя .................................................................... 121 3.2.4. Вторичный признак (критерий) статической устойчивости асинхронного двигателя ................................................................... 123 4

Стр.4

3.3. Вторичные признаки (критерии) статической устойчивости комплексной нагрузки .............................................................................. 126 3.3.1. Влияние компенсирующих устройств на статическую устойчивость нагрузки ...................................................................... 130 ГЛАВА 4. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В УЗЛАХ НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМ ПРИ БОЛЬШИХ ВОЗМУЩЕНИЯХ ................................. 133 4.1. Возмущающие воздействия и большие возмущения в узлах нагрузки ........................................................................................ 133 4.2. Динамические характеристики нагрузки ............................................... 134 4.2.1. Осветительная нагрузка .................................................................... 135 4.2.2. Асинхронный двигатель ................................................................... 136 4.2.3. Синхронный двигатель ..................................................................... 137 4.3. Динамическая устойчивость синхронного электродвигателя .............. 141 4.4. Условия самозапуска асинхронного электродвигателя .......................... 143 4.5. Процессы при пуске двигателей .............................................................. 144 4.5.1. Общая характеристика условий пуска ............................................ 144 4.5.2. Схемы пуска ....................................................................................... 146 4.5.3. Расчет времени пуска ........................................................................ 148 4.6. Самоотключения электроустановок и восстановление нагрузки ........ 150 4.7. Мероприятия по снижению больших возмущений ............................... 151 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................... 153 5

Стр.5