Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические системы и сети" Цель преподавания и значение дисциплины Данный
| Вид материала | Рабочая учебная программа |
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 119.7kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 78.65kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 100.04kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 90.5kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 63.51kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины специальности 43 01 02 "Электроэнергетические, 83.23kb.
- Рабочая программа для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические системы и сети", 55.77kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1 43. 01. 02 «Электроэнергетические, 104.89kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 43. 01. 02 00 "Электроэнергетические, 78.42kb.
- Учебная программа для специальностей 1- 43 01 02 "Электроэнергетические системы и сети", 167.88kb.
УСТОЙЧИВОСТЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Рабочая учебная программа дисциплины
для специальности 1-43 01 02 “Электроэнергетические системы и сети”
1. Цель преподавания и значение дисциплины
Данный курс относится к основному курсу для специальности
1-43 01 02 “Электроэнергетические системы и сети”
Цель курса формирование фундаментальных знаний инженера-электрика в области теории и практики устойчивости электроэнергетических систем.
В курсе ставится задача изучения и осмысления физических процессов, протекающих в элементах электрических систем при переходе от одного установившегося режима к другому.
Необходимо усвоить физику изучаемых явлений, получить знания об устойчивости электрических систем, изучить средства и способы управления переходными процессами для обеспечения устойчивости, приобрести опыт и умение практических расчетов и экспериментальных исследований устойчивости электрических систем.
Дисциплина базируется на изучаемых студентами дисциплинах “Высшая математика”, “Физика”, “Теоретические основы электротехники”, “Электрические машины”, “Электрические сети”, “Электромагнитные переходные процессы”, “Электроэнергетические системы”.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
- терминологию по устойчивости электроэнергетических систем;
- физическую сущность электромеханических переходных процессов в электроэнергетических системах;
- основные математические выражения;
- математические модели основных элементов электроэнергетической системы;
- критерии и виды устойчивости;
- методы оценки устойчивости электроэнергетических систем;
- мероприятия по обеспечению и повышению устойчивости;
должен уметь:
- выбирать модели и методы для оценки устойчивости электроэнергетических систем;
- выполнять расчеты устойчивости электроэнергетической системы, применяя традиционный ручной счет и специальные программные средства на ЭВМ;
- давать инженерную оценку полученных результатов расчетов устойчивости;
- рассчитывать запасы устойчивости систем;
- определять оптимальные мероприятия для обеспечения устойчивости при расчетных или нормативных возмущениях в электроэнергетической системе.
2. Виды занятий и формы контроля
| Виды занятий и формы контроля | Д | З |
| Курс | 4 | 4 |
| Семестр | 7 | 8 |
| Лекции, ч | 48 | 10 |
| Экзамен (семестр) | 7 | 8 |
| Курсовая работа (семестр) | 7 | 9 |
| Лабораторные занятия, ч | 16 | 8 |
| Практические занятия, ч | 32 | 8 |
| Самостоятельная работа, ч | 74 | 144 |
| Всего часов изучения дисциплины, ч | 170 | 170 |
| Аудиторных часов | 96 | 26 |
3. Распределение лекционных часов
| Номер темы | Наименование раздела и темы | Д | З |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Введение. Математические модели основных элементов электроэнергетической системы 1. Характеристика курса и его место в обучении. 2. Краткая история возникновения и развития проблемы устойчивости электроэнергетических систем. 3. Сущность проблемы устойчивости электроэнергетических систем.4. Основные понятия и определения. 5. Математические модели и схемы замещения синхронной машины 6. Математические модели и схемы замещения асинхронного двигателя. 7. Математические модели и схемы замещения электрической сети. 8. Математические модели нагрузки. | 4 | 2 |
| 2 | Статическая устойчивость электроэнергетических систем 1. Характеристика мощности простейшей системы электропередачи. 2. Физический смысл угла .3. Понятие о статической устойчивости системы. 4. Характеристика мощности при сложной связи синхронной машины с энергосистемой. 5. Влияние параметров схемы на характеристики мощности. 6. Характеристики мощности генераторов с автоматическими регуляторами возбуждения. 7. Действительный предел мощности. 8. Векторные диаграммы и основные уравнения простейшей системы. 9. Упрощенное представление генераторов в расчетах статической устойчивости. 10. Векторная диаграмма и характеристики мощности явнополюсных машин. | 8 | 2 |
| 3 | Динамическая устойчивость электроэнергетических систем 1. Понятие о динамической устойчивости системы. 2. Основные допущения упрощенного анализа динамической устойчивости. 3. Схемы замещения системы при коротком замыкании. 4. Оценка динамической устойчивости системы методом площадей. 5. Определение предельного угла отключения короткого замыкания. 6. Оценка эффективности АПВ линий электропередачи методом площадей. 7. Аналитическое определение предельного времени отключения трехфазного короткого замыкания. 8. Численное решение уравнения движения ротора методом последовательных интервалов. 9. Определение предельного времени отключения КЗ. | 8 | 2 |
| 4 | Устойчивость нагрузки электроэнергетических систем 1. Общая характеристика узлов нагрузки. 2. Характеристики синхронных двигателей. 3. Характеристики асинхронных двигателей. 4. Оценка статической устойчивости асинхронных и синхронных двигателей. 5. Вторичные критерии устойчивости нагрузки. 6. Влияние конденсаторных батарей на устойчивость нагрузки. 7. Лавина напряжения в узле нагрузки. 8. Влияние больших возмущений на режим работы нагрузки. 9. Динамическая устойчивость двигателей при изменении напряжения. 10. Наброс нагрузки на двигатели. 11. Самозапуск двигателей. | 8 | |
| 5 | Асинхронные режимы электроэнергетических систем 1. Возникновение и общая характеристика асинхронных режимов. 2. Параметры основных элементов электроэнергетических систем при асинхронных режимах. 3. Нарушение синхронизма и переход в асинхронный режим. 4. Изменение режимных параметров системы при асинхронном ходе. 5. Последствия асинхронных режимов. 6. Ресинхронизация и результирующая устойчивость. | 5 | 2 |
| 6 | Устойчивость сложных энергосистем 1. Общий подход к анализу устойчивости. 2. Метод малых колебаний для оценки статической устойчивости электроэнергетической системы. 3. Анализ статической устойчивости системы с учетом демпфирования 4. Самораскачивание и самовозбуждение в электроэнергетической системе. 5. Критерий Гурвица для оценки статической устойчивости. 6. Критерий устойчивости Рауса. 7. Критерий устойчивости Михайлова. 8. Метод D-разбиения. 9. Оценка статической устойчивости системы при автоматическом регулировании возбуждения генераторов. 10. Второй метод Ляпунова для оценки устойчивости системы. 11. Оценка динамической устойчивости сложных энергосистем. 12. Нормативные требования устойчивости энергосистем. | 7 | |
| 7 | Неустойчивость частоты энергосистемы 1. Общая характеристика проблемы. 2. Лавина частоты. 3. Динамические характеристики энергосистемы по частоте. 4. Отключение части потребителей при аварийном снижении частоты. | 4 | |
| 8 | Мероприятия по повышению устойчивости электроэнергетических систем 1. Классификация мероприятий повышающих устойчивость электроэнергетических систем 2. Уменьшение индуктивных сопротивлений электрических машин. 3. Увеличение постоянной механической инерции электрических машин. 4. Применение асинхронизированных и синхронных машин с продольно-поперечным возбуждением. 5. Изменение параметров трансформаторов и вида их нейтралей. 6. Изменение параметров линий электропередачи. 7. Применение линии и вставок постоянного тока. 8. Быстродействующие выключатели и защита. 9. Продольная емкостная компенсация. 10. Переключательные пункты на линиях электропередачи. 11. Установка синхронных компенсаторов и управляемых источников реактивной мощности на промежуточных подстанциях. 12. Электрическое торможение генераторов. 13. Применение шунтирующих и токоограничивающих реакторов. 14. Автоматическое регулирование возбуждения синхронных машин. 15. Форсировка возбуждения синхронных машин. 16. Аварийное управление мощностью турбин электростанций 17. Автоматический ввод резервов генераторной мощности и оборудования. 18. Выбор схемы сети электроэнергетической системы. 19. Отключение части синхронных машин в аварийном режиме. 20. Регулирование режима реактивной мощности синхронных машин. 21. Регулирование перетоков мощности по линиям электропередачи. 22. Отделение электростанций или части генераторов в аварийных режимах. | 4 | 2 |
4. Курсовая работа
Тема: Расчет и анализ статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы.
Задача работы: составить комплексную схему замещения электроэнергетической системы и построить три угловые характеристики мощности одной из электростанций для различных схем сети и вида регулирования возбуждения синхронных генераторов. Выполнить расчет предельного времени отключения короткого замыкания на линии электропередачи. Оценить эффективность ее автоматического повторного включения. Определить критическое напряжение и запас устойчивости узла нагрузки в аварийных режимах энергосистемы.
5. Содержание лабораторных занятий
| Номер занятия | Название лабораторной работы | Число лабораторных часов | |
| Д | З | ||
| 1 | Исследование устойчивости электрической системы на УРМЭС | 2 | |
| 2 | Исследование режимов и статической устойчивости электрической системы на электродинамической модели | 2 | 2 |
| 3 | Влияние вида и места коротких замыканий на характеристики мощности электрической системы и ее динамическую устойчивость | 2 | 2 |
| 4 | Исследование характеристик и устойчивости нагрузки | 4 | 2 |
| 5 | Оценка параметров асинхронного режима | 2 | |
| 6 | Улучшение устойчивости электрических систем с шунтирующими реакторами | 2 | 2 |
| 7 | Влияние АРВ на параметры электрической системы и статическую устойчивость | 2 | |
6. Содержание практических занятий
| Номер занятия | Тема занятия | Число часов практических занятий | |
| Д | З | ||
| 1 | Составление схемы замещения. Система относительных единиц | 4 | 2 |
| 2 | Характеристика мощности простейшей системы при разных типах АРВ | 6 | 4 |
| 3 | Метод площадей, динамическая устойчивость | 8 | 2 |
| 4 | Методы последовательных интервалов, Рунге - Кутта | 6 | |
| 5 | Практические критерии устойчивости нагрузки | 4 | |
| 6 | Средства улучшения устойчивости электрических систем | 4 | |
7. Самостояительная работа студента по изучению
теоретической части курса
Математические модели синхронной машины, асинхронного двигателя, электрической сети и нагрузки. Самозапуск двигателей. Критерии устойчивости Гурвица, Рауса, Михайлова. Метод Д-разбиения. Оценка статической устойчивости системы при АРВ генераторов. Оценка динамической устойчивости сложных энергосистем. Мероприятия по повышению устойчивости электроэнергетических систем.
8. Информационное и методическое обеспечение
При изучении дисциплины используются универсальная и специализированная модели электрических систем, ЭВМ, методические пособия по лабораторным занятиям и контрольным работам.
9. Компьютерные программы
Для выполнения курсовой работы, проведения практических и лабораторных занятий можно использовать комплекс программ MUSTANG, DIS, RASTR и другие.
10. Литература
Основная
1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Высшая школа, 1985. – 536 с.
2. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. – М.: Энергия, 1978. – 456 с.
3. Калентионок Е.В. Основы статической и динамической устойчивости электрических систем. – Минск: БГПА, 1998. – 72 с.
4. Калентионок Е.В. Повышение устойчивости и управляемости систем электроснабжения. – Минск: БПИ, 1989. – 74 с.
Дополнительная
5. Электрические системы. Управление переходными процессами электроэнергетических систем / Под ред. В.А. Веникова. – М.: Высшая школа, 1982. – 247 с.
6. Переходные процессы электрических систем в примерах и иллюстрациях. – М.: ГЭИ, 1967. – 457 с.
7. Гуревич Б.Е., Либова Л.Е., Хачатрян Э.А. Устойчивость нагрузки электрических систем. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 208 с.
8. Гуревич Б.Е., Либова Л.Е. Окин А.А. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 390 с.
9. Андерсон П., Фуад А. Управлением энергосистемами и устойчивость. М.: Энергия, 1980. – 568 с.
10. Винославский В.Н., Пивняк Г.Г. Несен Л.И., Рыбалко А.Я., Прокопенко В.В. Переходные процессы в системах электроснабжения. – Киев: Вища школа, 1989.– 422 с.
11. Лабораторные работы (практикум) по дисциплине “Устойчивость электрических систем”. – Минск: БГПА, 1998. – 98 с.
12. Сыч Н.М., Калентионок Е.В. Исследование устойчивости электрических систем на ПЭВМ. Методическое пособие к курсовой работе по дисциплине “Устойчивость электрических систем”. – Минск: БГПА, 1998. – 64 с.
13. Горев А.А. Переходные процессы синхронной машины. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950. – 551 с.
14. Калентионок Е.В., Файбисович В.Н. Применение вычислительной техники для анализа электромеханических переходных процессов в системах электроснабжения. – Мн.: БПИ, 1987. – 76 с.
15. Руководящие указания по устойчивости энергосистем. – М.: Союзтехэнерго, 1984. – 11 с.