Російська Українська English ДонНТУ Портал магістрів ДонНТУ
Магистр ДонНТУ Євтушенко Сергій Юрійович Євтушенко Сергій Юрійович

Електротехнічний факультет

Кафедра електричних систем

Спеціальність "Електричні системи та мережі"

Розробка електронного навчального посібника "Електромагнітні перехідні процеси в електричних системах"

Керівник: к.т.н. доц. Ларін Аркадій Михайлович

Резюме Біографія

РЕФЕРАТ

Содержание
1. ВСТУПНА ЧАСТИНА
  АКТУАЛЬНІСТЬ
  ЦІЛЬ ТА ЗАДАЧІ РОБОТИ
2. ОСНОВНА ЧАСТИНА
  ТЕОРЕТИЧНИЙ АНАЛІЗ
3. ЗАКЛЮЧНА ЧАСТИНА
  ВИСНОВКИ
  ЛІТЕРАТУРА

  АКТУАЛЬНІСТЬ

  Курс «Перехідні процеси в електричних системах» є однім з профілюючих для електроенергетичних спаціальностей та спеціалізацій.
  Перехідні процеси виникають в електричних системах як при нормальній експлуатації (включення та відключення навантажень, джерел живлення, окремих ланцюгів), так і аварійних умовах (обрив навантаженого ланцюга або окремої її фази,коротке замикання, випадіння машини із синхронізму і т.д.). Їх вивчення, не може бути самоцільно. Воно необхідне для чіткого представлення причин виникнення, а також для розробки практичних критеріїв та методів їх кількісної оцінки, щоб можно було передбачити і попередити жахливі наслідки таких процесів. Важко розуміти парехідні процеси, але ще важче вміти керувати їми.
  При будь-якому перехідному процесі проходять зміни електромагнітного стану елементів системи і порушення баланса між моментом на валу кожної обертаючої машини і електромагнітним моментом.
  В результаті цього порушення відповідно змінюються швидкості обертання машин, тобто деякі машини тормозять, в той час як інші – прискорюються. Таке положення існує до тих пір, поки регулюючі пристрої не відновлять нормальний стан, якщо це можливо при змінившихся умовах.
  Із зазначеного випливає наступне, що перехідний процес характеризується кількістю електромагнітних та електромеханічних змін в системі.
  За допомогою цієї дипломної роботи можно продемонструвати ефективність використання АРВ сильної дії, а також побачити, що використання ПЕОМ та програмного пакета MathCAD, дозволяє зменшити затрати часу на розрахунки та підвищити їх точність.


  ЦІЛЬ ТА ЗАДАЧІ РОБОТИ

  Під розрахунком елекромагнітного перехідного процеса розуміють обчислення струмів та напруг в даній схемі при заданих умовах. В залежності від призначення такого розрахунку знаходять вказані велечини для заданого моменту часу або знаходять його зміну на пртязі всьго перехідного процесу. При цьому рішення проводиться для однієї чи декількох гілок чи точок схеми.
  В число задач, для практичного рішення яких призродять такі розрахунки, відносяться:
  - зіставлення, оцінка та вибір схеми електричних з'єднань як ркремих установок (станцій, підстанцій), так і системи в цілому;
  - визначення умов роботи споживачів при аварійних ражимах;
  - вибір апаратів та провідників та їх паравірка по умовам поботи при коротких замиканнях;
  - проектування та налаштування пристроїв релейного захисту та автомвтизації;
  - визначення умов несинхронного включення синхронних машин і включення їх способом самосинхронізації;
  - конструктивні рішення елементів росподільних пристроїв і шинипроводів на великі робочі струми;
  - визначення числа заземлених нейтралей і їх розміщення в системі;
  - вибір числа та потужностей компенсуючих дугогасящих пристроїв;
  - визначення впливу ліній елекропередачі на провода зв'язку та сигналізації;
  - проектування та перевірка захисних заземлень;
  - підбір характеристик розрядників для захисту від перенапруг (враховуючи захист конденсаторів, установок продольної компенсації);
  - проведення різних іспитів;
  - аналіз ставшихся аварій.
  Автоматичне регулювання збудження на дений момент, як правило, використовується на всіх електростанціях (генераторах), підключених до електричних систем. Перерахуємо основні задачі (що відносяться до статичних властивостей системи і щорозглядаються за допомогою матоду малих коливань), що розвязуються за допомогою регулювання збудження:
  - підвищення межі потужності, що передається за рахунок керування величиною ЕДС генератора, та усунення факторів, що можуть викликати саморозгойдування системи без меж стійкості;
  - покращення якості режима системи за рахунок підтримки на початку передачі і забеспечення можливо більш швидкого затухання малих коливань, які виникають в нормальному режимі і негативно відбиваються на якості роботи системи;
  - покращення параметрів системи, також зміна власної частоти коливань і усунення можливості резонанса воливань;
  Щоб регулятори збудження могли задовільно розв'язувати задачі, про які згадувалось раніше, необхідно  визначеним способом бідібрати параметри всієї системи збудження, і також параметри самих регуляторів. Розвязання кожної задачі покладає на вибір параметрів системи регулювання свої вимоги, які змінюються при зміні системи і параметрів реульованої системи, а також при зміні цого режима.
  Задача аналізу – перевірка стійкості системи та визначення якості перехідного процесу при заданих параметрах регулятора і систами;
  Задача синтезу – коли, виходячи із визначених вимог до стійкості і якості перехідного процесу регульованої системи визначається вид регулятора (структурна схема регулювання) і його параметри.
  При аналізі регульованої системи, також як і при синтезі, потрібно математично описати процеси що в ній відбуваються, з тим щоб з розв'язання відповідних диференційних рівнянь знайти всі необхідні коефіцієнти, які характеризують стійку роботу системи при заданих параметрах перевірити, чи буде система стійкою. Складення такого рівняння і аналіз його властивостей для системи регулювання збудження сильної дії буде основною метою і задачою дипломнлї роботи. Для досягнення мети роботи були поставлеі та роз'язані наступні задачі:
  - розробка програмного забеспечення для вивчення теоретичних положень аналізу статичної стійкості електричних систем з АРВ сильної дії;
  - розробка програмного забеспечення для виконання розрахунків відносно визначення умов статичної стійкості методом малих коливань;
  - дослідження електричної системи з АРВ сильної дії;
  - розробка методичних рекомендацій для створення лабораторної роботи по вивченню умов статичної стійкості більш простої електричнлї системи з АРВ сильної дії.

  ТЕОРЕТИЧНИЙ АНАЛІЗ.

  Для цього позглянемо початковий момент короткочасного порушення режиму. Всі величини в початковий момент порушення режиму можно отримати з рівнянь для t=0. Більш того, оскільки індуктивності ланцюгів виключають зміну струму, то значення сстаннього в початковий момент перехідного процесу є відомим: воно зберегається таким, що і в кінці заданого попереднього режиму. Оскільки поставлена задача обмежана розгляданням тільки початкового моменту, обертання ротора і обумовлена цим зміна індуктивностей машини, очевидно не грають ні якої ролі. Іншими словами, в даному випадку машину можно розглядати як трансформатор. З вернемося до балансу магнітних потоків в продольній осі ротора синхронної машини при сталому сииетричному режимі її роботи з відстающим по фазі струмом (рисунок 1).


Рисунок 1 – Баланс магнітних потоків в продольній вісі ротора
а – в попередньому режимі, б –в момент зміни режиму
  В відповідності з законом Ленца приріст потоку викличе відповідну реакцію закона збудження, причому приріст потокосчеплення повинні компенсувати одне одного, тобто


  або

  В ненасиченій машині потік складає деяку постійну долю потока, яка характаризується коефіцієнтом розсіяння обмотки збудження:


  Таким чином, розсіяння у обмотки збудження не дозволяє характеризувати машину в початковий момент перехідного процесу реактивністю розсіяння статора ЕДС, що наводиться потоком відчуває зміну від приросту струму, величину якого ще потрібно визначити. Якщо результуюче розглядати як потокосчеплення на холостому ходу, то його частина, зв'язана зі статором, буде:


  Надамо виразу більш наглядний вид:


  Цьому потокосчепленню відповідає ЕДС:


  яку називають поперечною перехідною ЕДС. Реактивність




Рисунок 2 – Векторна діаграма явнополюсної синхронної машини, що працює з відстаючим током
  Представимо програму, розроблену в MathCAD:


Рисунок 3 – Векторна діаграма, розроблена в MathCAD


  ВИСНОВКИ

  1. Регулювання сильної дії (без зони чутливості) розширяє область стійкої роботи та дозволяє працювати при кутах, більших 90. Граничний кут тим більше, чим менше постійна часу збудника.
  2. Чим менше постійна часу збудника, тим менше максимальний коефіцієнт усилення. Це означає, що якщо взяти великі коефіцієнти посилення, при яких напруга підтримується незмінною, неможна забеспечити його роботу з великими граничними кутами. Якщо відмовитись від жорсткої підтримки напруги, допускаючи його зниження зі збільшенням навантаження, тоді стійка робота буде забеспечена при кутах 90 і навіть більше.

  ЛІТЕРАТУРА

  1. Горєв А.А., Перехідні процеси синхронної машини, Держенерговидав, 1950.
  2. Щедрін Н.Н., Струми короткого замикання високовольтних систем, ОНТИ, 1935.
  3. Щедрін Н.Н. Ульянов С.А., Задачі по розрахунку коротких замикань, Держенерговидав, 1955.
  4. Ульянов С.А., Електромагнітні перехідні процеси в електричних системах, вид-во «Енергія», 1964.
  5. Атабеков Г.И., Теоретичні основи релейного захисту високовольтних мереж, Держенерговидав, 1957.
  6. Рюденберг Р., Перехідні процеси в електричних системах, вид-во іноземної літератури, 1955.
  7. Методи розрахунків граничник по статичній стійкості режимів енергосистем (Електронний курс).— Режим доступу: http://referats.allbest.ru/programming/103021.html
  8. Кафедра ЕСИС — разробка автоматизованої системи управління електричними системами (Електронний курс).— Режим доступу: http://etf.donntu.ru
Вверх


Резюме Біографія