147

Введение

Данное учебное пособие предназначено для подготовки бакалавров и специалистов электроэнергетического профиля в соответствии с Государственным стандартом по базовой дисциплине «Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах», предусмотренной учебными планами высших учебных заведений, занимающихся подготовкой специалистов в области энергетики.

Предлагаемое учебное пособие отражает содержание лекций, читаемых авторами в течение многих лет в Политехническом институте Сибирского федерального университета (ранее Красноярском государственном техническом университете) для студентов специальностей «Электрические станции», «Электроэнергетические системы и сети», «Электроснабжение», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» всех видов обучения: дневного, вечернего и заочного.

Основная цель данного учебного пособия – возможность приобретения студентами теоретических знаний в области анализа устойчивости режимов при эксплуатации электроэнергетических систем.

При написании учебного пособия авторы опирались на фундаментальные труды и методические разработки А. А. Горева, П. С. Жданова, В. А. Веникова и др.

Настоящее учебное пособие состоит из пяти разделов. В первом даны понятия и определения показателей системы и ее режимов, видов устойчивости ЭЭС.

Во втором разделе изучается статическая устойчивость электроэнергетических систем. На основании векторной диаграммы синхронной машины (генератора) получены аналитические выражения ЭДС и мощности генерации в простейшей и сложных системах, а также их максимальные значения, рассмотрены требования, предъявляемые к режимам. В разделе представлены угловые характеристики мощности электропередачи при различной степени регулирования возбуждения генератора. Дано понятие регулирующего эффекта нагрузки. Выведен критерий статической устойчивости с его практической реализацией, определены коэффициенты запаса устойчивости. Дана общая характеристика АРВ генератора.

Третий раздел посвящён анализу динамической устойчивости ЭЭС и начинается с допущений к нему. Для исследования начального этапа электромеханических переходных процессов приведено уравнение относительного движения ротора генератора и указаны способы его решения, в частности способ площадей. Установлены критерии динамической устойчивости и степень устойчивости (коэффициенты запаса). Методом площадей и аналитически определены предельный угол и время отключения аварийного элемента электропередачи, а также действие АРВ генератора и условия его успешной синхронизации. Для решения дифференциального уравнения относительного движения роторов генераторов приведен метод последовательных интервалов. Заканчивается раздел описанием динамической устойчивости генераторов различной конструкции с учётом электромагнитных переходных процессов.

В четвертом разделе рассмотрены асинхронные режимы, ресинхронизация генераторов и результирующая устойчивость ЭЭС. Дана общая характеристика асинхронных режимов, указаны причины появления их и задачи исследования. Определены параметры ЭЭС при асинхронных режимах. проиллюстрированы процесс выпадения из синхронизма, асинхронный ход и ресинхронизация генератора. Указаны основные принципы выявления асинхронного хода и способы его ликвидации.

В пятом разделе рассматриваются мероприятия по повышению надежности, обеспечению устойчивости и улучшению переходных процессов в ЭЭС.

Все разделы сопровождаются вопросами по самопроверке для закрепления степени усвоения знаний.