Національний гірничий університет — відповідність Часу



УДК 621.311(075.8)
ББК 31.29
П27

Утверждено в качестве учебника для студентов высших учебных заведений (письмо Министерства образования и науки Украины № 1/11-1268 от 19.04.2002)

Рецензенты:

А.К.Шидловский, акад. НАН Украины (Институт электродинамики НАН Украины);

И.В.Жежеленко, акад. АН высшей школы Украины, д-р техн. наук, проф. (Приазовский государственный технический университет);

кафедра теоретических основ электротехники и электроснабжения Винницкого государственного технического университета.

Авторы: Пивняк Г.Г., Винославский В.Н., Рыбалко А.Я., Несен Л.И.


Переходные процессы в системах электроснабжения: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп./ Г.Г.Пивняк, В.Н.Винославский, А.Я.Рыбалко, Л.И.Несен; Под ред. акад. НАН Украины Г.Г.Пивняка. - Москва: Энергоатомиздат; Днепропетровск: Национальный горный университет, 2003. - 548 с.: ил.

ISBN 5-283-03052-0 (Россия)

ISBN 966-8271-50-5 (Украина)

Рассмотрены электромагнитные и электромеханические переходные процессы в системах электроснабжения. Изложены физические явления, обуславливающие переходные процессы, методы анализа и расчета. Материал проиллюстрирован практическими примерами и сопровожден контрольными вопросами.

Для студентов вузов, которые учатся по специальностям электроэнергетических направлений. Может быть использован магистрами, аспирантами и инженерно-техническими работниками для решения задач проектирования и эксплуатации систем электроснабжения предприятий и производств.


ББК 31.29

© Г.Г.Пивняк, В.Н.Винославский, А.Я.Рыбалко. Л.И.Несен, 2003
© Национальный горный университет, 2003

ISBN 5-283-03052-0 (Россия)
ISBN 966-8271-50-5 (Украина)



ОГЛАВЛЕНИЕ

  Предисловие 4
  Список сокращений 6
  Введение 7

Часть
 1.

Электромагнитные переходные процессы
 

Глава 1.

Общие сведения о переходных процессах
15
Глава 2. Характеристики и параметры синхронных машин 48
Глава 3. Математические модели машин переменного тока 63
Глава 4. Переходные процессы при трехфазных коротких замыканиях 80
Глава 5. Расчеты переходных режимов при трехфазных коротких замыканиях 111
Глава 6. Основные положения к анализу переходных процессов, возникающих при несимметрии в трехфазной сети 177
Глава 7. Поперечная несимметрия 213
Глава 8. Продольная несимметрия и сложные виды повреждений 277
Глава 9. Переходные процессы в особых условиях 314
Глава 10. Уровни токов и мощности короткого замыкания 334

Часть
 2.

Электромеханические переходные процессы
 

Глава 11.

Задачи анализа и характеристика электромеханических процессов
368
Глава 12. Методы расчета статической устойчивости 384
Глава 13. Устойчивость режима системы электроснабжения при сильных возмущениях 426
Глава 14. Устойчивость режима узлов нагрузки при слабых возмущениях 457
Глава 15. Устойчивость режима узла нагрузки при сильных возмущениях 489
Глава 16. Меры обеспечения устойчивости режима в системах электроснабжения 528
 
Приложение
540
  Список литературы 544
  Предметный указатель 546



ПРЕДИСЛОВИЕ

Необходимость совершенствования систем электроснабжения (СЭС) предопределена развитием промышленности, транспорта, строительства, агропромышленного комплекса. Предприятия этих отраслей в сложной инфраструктуре промышленных центров и городов - основные потребители электрической энергии с разными значениями частоты, напряжения и тока. Они имеют высокую плотность электрической нагрузки. Их СЭС характеризуются многоуровневыми ступенями распределения электроэнергии; крупными узлами нагрузки с разными видами преобразования параметров электромагнитной энергии, разнообразным составом электропотребителей; источниками питания от электроэнергетической системы (ЭЭС), местных тепловых электростанций (ТЭС), синхронных компенсаторов, источников реактивной мощности (ИРМ), а в аварийных режимах - от двигателей, которые перешли в генераторный режим; значительной разветвленностью распределительных электрических сетей; обратным влиянием электротехнологических процессов и мощных электроприемников на функционирование СЭС в аварийных режимах.

Создание и эксплуатация СЭС связанны со значительными затратами материальных ресурсов. Поэтому большую роль имеет повышение экономичности СЭС в сочетании с высоким уровнем надежности работы в разных условиях и режимах эксплуатации, включая аварийные и послеаварийные режимы. В этой связи к СЭС, их режимам работы и качеству электроэнергии предъявляют повышенные требования, которые можно оценить на основе исследований переходных процессов.

В странах СНГ и далекого зарубежья много внимания отводится разработке методов исследований и расчета переходных процессов с целью создания СЭС нового технического уровня, сохранения устойчивости их режимов с необходимыми уровнями экономичности, качества электроэнергии, надёжности и безопасности эксплуатации. Решению задач, которые возникают при анализе и расчете переходных процессов, в значительной мере оказывает содействие широкое использование методов моделирования и средств вычислительной техники. Они дают возможность выбирать наиболее приемлемые схемные решения и электрические характеристики элементов СЭС, а также прогнозировать высокие значения показателей их экономичности и надежности не только в нормальных, а и в переходных режимах.

Переходные процессы в электрических системах широко освещены в научной и учебной литературе, но обобщенного учебника по переходным процессам в системах электроснабжения для студентов вузов продолжительное время не было. Чтобы восполнить этот пробел, авторы подготовили учебник для вузов "Переходные процессы в системах электроснабжения" ("Выща школа", 1989). В 2000 г. вышло второе издание этого учебника на украинском языке [45].

В новой редакции учебника также учтена специфика переходных процессов в СЭС сравнительно с ЭЭС. Больше внимания уделено расчетам электромагнитных переходных процессов в распределительных сетях, обусловленных технологией производств. Значительный объем материала посвящен расчетам устойчивости узлов нагрузки СЭС в аварийных режимах при разных видах возмущений.

Особенность учебника - в общем изложении в одной книге электромагнитных и электромеханических переходных процессов. При этом авторы старались отразить единство рассмотрения электромагнитных и электромеханических переходных процессов во время анализа и расчетов устойчивости режима СЭС. Анализируемые вопросы проиллюстрированы примерами практических расчетов, которые будут способствовать самостоятельному изучению, полному овладению учебным материалом и привитию студентам навыков к соответствующим исследованиям и расчетам.

В учебнике использованы основополагающие работы ученых П.С. Жданова, С.А. Ульянова, В.А. Веникова, И.А. Сыромятникова, результаты исследований и работ акад. А.К. Шидловского, профессоров Д.А. Арзамасцева, И.В. Жежеленко, Г.Я. Вагина и др.

Структурно книга состоит из введения и двух частей. В первой части рассмотрены электромагнитные переходные процессы: обусловленные короткими замыканиями; поперечной или продольной несимметрией; вызванные технологическими процессами в СЭС. В гл. 1 приведены исходные положения, принимаемые уровни допущений и способы эквивалентного представления СЭС для анализа электромагнитных переходных процессов. Эквиваленты элементов СЭС и ее параметры режима являются основой для составления схем замещения СЭС (главы 2 и 3) на основе которых рассматриваются аналитические (гл. 4) и практические (гл. 5) методы расчета трехфазных коротких замыканий. С использованием метода симметричных составляющих (гл. 6) изложены расчеты различных видов поперечной несимметрии (гл. 7), продольной несимметрии (гл. 8), а также, как их сочетание, сложные виды повреждений. В гл. 9 показано влияние технологии и режимов работы электропотребителей на питающие сети СЭС. В гл. 10 рассмотрены меры ограничения токов и мощности КЗ, а также сформулированы условия оптимизации их уровня. Вторая часть посвящена электромеханическим переходным процессам, общему влиянию электромагнитных и электромеханических переходных процессов на устойчивость режима СЭС. Изучение электромеханических переходных процессов сравнительно с электромагнитными переходными процессами базируется на основе математических моделей элементов и характеристик СЭС (гл. 11) на более полном представлении о структуре и состояниях СЭС. В главах 12 и 13 изложены методы анализа важных свойств СЭС - статических и динамических видов устойчивости режима применительно к ее части, сетям внешнего электроснабжения. Рассмотрены воздействия слабых (гл. 14) и сильных (гл.15) возмущений для узлов нагрузки в сетях внутреннего электроснабжения. Показан располагаемый состав мер для СЭС по обеспечению устойчивости ее режимов (гл. 16).

Для закрепления теоретического материала, кроме примеров практических расчетов, в конце каждого раздела представлены контрольные вопросы и темы рефератов. Они направят самостоятельную работу студентов по изучению дисциплины.

Авторы с благодарностью примут замечания и пожелания, которые будут способствовать дальнейшему улучшению содержания учебника.

Авторы

© 2006-2017 НГУ Інформація про сайт