Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ В КУРС

Современные электрические системы и их отдельные элементы должны обладать высокой степенью надежности и экономичности, обеспечивая электроснабжение районов страны, промышленных предприятий, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей, транспорта. Надежность работы электрических систем в основном зависит от того, насколько полно и правильно учтены возможные опасные проявления в них переходных процессов. Однако исследование переходных процессов не является самоцелью. Познание их необходимо инженеру, чтобы в ряде случаев предотвратить их возникновение или по крайней мере облегчить условия протекания и разработать эффективные меры борьбы с их последствиями. Поэтому чем глубже знания переходных процессов, тем больше возможность управления ими.

Задачи, решаемые в процессе изучения курса

Первые конструкции электрических машин отвечали только требованиям нормальной длительной работы и не рассчитывались на аварийные режимы. Это приводило к их серьезным повреждениям, например, при коротких замыканиях в питающей или распределительной сети. С ростом мощности электрических машин, увеличением протяженности линий электропередачи, напряжения системообразующих и распределительных сетей, усложнением их структуры и образования объединенных электрических систем выдвигаются все новые и новые требования к противодействию аварийным режимам.

Многие из этих требований имеют большую практическую значимость и выделены в отдельные проблемы:

• • проблема коротких замыканий;
• • проблема устойчивости электрических систем.

Эти проблемы взаимосвязаны. Так, для оценки последствий короткого замыкания необходимо знать величины токов и напряжений, а для суждения о степени устойчивости требуется определить возможные колебания мощности. При этом первая задача связана с протеканием электромагнитных процессов, а вторая — электромеханических, что обусловливает различный подход к анализу возникающих сложностей и получению необходимых практических решений.

Иногда требования различных проблем находятся во взаимном противоречии. Так, для уменьшения токов короткого замыкания желательно снижение тока возбуждения генераторов; по условиям устойчивости, напротив, должен быть обеспечен быстрый рост (форсировка) возбуждения генераторов в аварийном режиме. Таким образом, надежная работа электрических систем может быть обеспечена только при одновременном учете всех факторов, определяемых различными проблемами, а их самостоятельное изучение позволит найти рациональное комплексное решение.

Курс «Переходные процессы» имеет целью дать основные сведения о процессах, происходящих в электрических сетях при изменении их режима, а также о процессах, связанных с короткими замыканиями и проблемой устойчивости. Основное внимание уделяется физической сущности этих процессов, характеру их протекания и произведению количественной оценки их параметров. Назначение курса состоит также в том, чтобы дать необходимые теоретические основы для решения практических задач, связанных с повышением надежности работы электрических систем.

К числу этих задач прежде всего относятся следующие.

• 1. Определение условий работы потребителей в аварийных условиях.
• 2. Выбор электрических аппаратов, проводников и проверка их по условиям работы при коротких замыканиях.
• 3. Выбор рациональных схем электрических соединений станций, подстанций и отдельных звеньев электрической системы.
• 4. Выявление условий работы потребителей при аварийных режимах.
• 5. Проектирование и настройка устройств релейной защиты и автоматики (РЗА).
• 6. Проектирование заземляющих устройств: определение числа заземленных нейтралей трансформаторов и расположение их в системе, выбор числа и мощности компенсирующих дугогасящих устройств.
• 7. Анализ аварий в электрических системах.
• 8. Выбор систем возбуждения синхронных машин.
• 9. Оценка и определение параметров устройств гашения магнитного поля синхронных машин.
• 10. Обеспечение всех видов устойчивости электрических систем и узлов нагрузок.
• 11. Определение влияния токов короткого замыкания в электрических системах на линии связи и железнодорожные блокировки.
• 12. Оценка допустимости и разработка методик проведения различных испытаний.

Решения, принимаемые по указанным вопросам, существенно влияют и на экономическую сторону принятия решений, в силу чего требуют достаточных экономических обоснований.