Системы тока; номинальные и средние напряжения электроустановок. Область использования различных уровней напряжений в ЭЭС.

Электромагнитные переходные процессы в системах электроснабжения.

Основные понятия и определения (электрическая система, система электроснабжения, параметры режима, параметры системы, нормальные и аварийные переходные процессы).

Ответ: Предметом изучения курса «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах» является изучение процессов, возникающих в ЭЭС при изменении условий ее работы. ЭЭС представляет собой совокупность устройств, которые можно разбить на две группы: 1. Силовые элементы. К силовым элементам относятся следующие элементы: - вырабатывающие электроэнергию (генераторы);  преобразующие электроэнергию (трансформаторы, выпрямители, инверторы); - передающие и распределяющие электроэнергию (ЛЭП, электрические сети); - потребляющие электроэнергию (нагрузки). 2. Элементы управления. К элементам управления относятся элементы, регулирующие и изменяющие состояние ЭЭС (регуляторы возбуждения синхронных машин, выключатели и т. п.). Для ЭЭС характерны четыре режима работы: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный. Аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные – продолжительными режимами. Нормальные режимысопровождают текущую эксплуатацию ЭЭС, так как они возникают при обычных эксплуатационных операциях – включении и отключении генераторов, трансформаторов, отдельных ЛЭП и нагрузок, а также при нормальных эксплуатационных изменениях схемы ЭЭС. Аварийные режимывозникают вследствие резких и существенных изменений параметров ЭЭС или режима – при КЗ и их отключении, при аварийном изменении схемы ЭЭС, аварийном отключении генераторов, трансформаторов, ЛЭП и другого оборудования. Состояние ЭЭС характеризуется параметрами режима и параметрами системы. Параметры режима– это мощности, напряжения, токи, углы сдвига векторов токов и напряжений, частота и т. д. Параметры системыопределяются физическими свойствами элементов ЭЭС, схемой и допущениями. К параметрам системы относятся полные, активные и реактивные сопротивления, проводимости элементов ЭЭС, коэффициенты трансформации и т. д. Параметры режима и параметры ЭЭС входят в уравнения, определяющие состояние (режим) ЭЭС. Если режимные и системные параметры постоянны, то режим ЭЭС называют установившимся. Если же происходят значительные изменения параметров режима и системы, то возникают переходные процессы.

Система электроснабжения– это часть ЭЭС, которая включает в себя питающие и распределительные сети, трансформаторы, компенсирующие устройства и нагрузки. Наиболее часто встречающимися причинами возникновения переходных процессов являются: - короткие замыкания в системе; - отключение или обрыв одной или двух фаз в трехфазной системе; - включение и отключение двигателей и других крупных приемников электроэнергии, ЛЭП, генераторов, трансформаторов, автотрансформаторов и др.; - несинхронные включения синхронных машин. Наиболее тяжелые нарушения нормальной работы ЭЭС вызываются КЗ. Поэтому электрооборудование выбирается по параметрам продолжительных режимов и проверяется по параметрам кратковременного аварийного режима, т. е. режима КЗ. При эксплуатации ЭЭС могут иметь место замыкания и короткие замыкания. Замыкание– всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановок между собой или с землей. Короткое замыкание– не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями (или четырехпроводных) – также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод). При КЗ токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима. При анализе работы силовых элементов и элементов управления в условиях КЗ различают три стадии режима КЗ: предшествующий режим, режим КЗ и установившийся режим КЗ. Предшествующий режим– режим работы электроустановки непосредственно перед моментом возникновения КЗ. Режим короткого замыкания– режим работы электроустановки при наличии в ней КЗ. Установившийся режим короткого замыкания– режим КЗ электроустановки, наступающий после затухания во всех цепях свободных токов и прекращения изменения напряжения возбудителей синхронных машин под действием автоматических регуляторов возбуждения.

Системы тока; номинальные и средние напряжения электроустановок. Область использования различных уровней напряжений в ЭЭС.

Ответ:Различные мощность и удаленность приемников электроэнергии от ее источников обуславливают необходимость использования для выработки, передачи и распределения электроэнергии различные величины напряжений. Чем дальше находится потребитель от электрических генераторов и чем выше его мощность, тем целесообразнее передавать ему электроэнергию при более высоком напряжении. Обычно электроэнергия вырабатывается на одном напряжении, преобразуется в энергию более высокого напряжения, передается по электрическим системам к СЭС, где напряжение понижается до необходимого уровня. Такое преобразование наиболее просто и экономично осуществлять на переменном токе с помощью трансформаторов. В связи с этим во многих странах производство и распределение электроэнергии осуществляется по системе трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. В ряде отраслей промышленности и транспорта наряду с системой трехфазного тока применяют систему постоянного (выпрямленного) тока (цветная металлургия, химическая промышленность, электрифицированный транспорт и т. д.). Одним из основных параметров любой электроустановки является ее номинальное напряжение, т. е. напряжение, при котором она предназначена для нормальной работы. В табл. 1.1 приведены принятые в нашей стране стандартные номинальные напряжения для стационарных электроустановок сильного тока напряжением выше

1000 В (ГОСТ 6962–75).

Для электроустановок постоянного (выпрямленного) и переменного тока напряжением до 1000 В приняты следующие номинальные напряжения, В: - постоянный ток – 110, 220, 440, 660, 750, 1000; - трехфазный переменный ток – 220/127, 380/220, 660/380. Напряжение 380/220 В (где 380 В – величина линейного напряжения, 220 В – величина фазного напряжения) широко применяют для питания силовой и осветительной нагрузок. Эти сети выполняют четырех- или пятипроводными с заземленной нейтралью, что обеспечивает автоматическое отключение поврежденной фазы при замыкании ее на землю и, следовательно, повышает безопасность обслуживания этих сетей. Напряжение 660/380 В используют для питания мощных нагрузок и мощных (до 400 кВт) электродвигателей. Напряжения 6, 10 кВ используют в промышленных, городских, сельскохозяйственных распределительных сетях, а также для питания двигателей мощностью от нескольких сотен до нескольких тысяч киловатт. На напряжении 11–28 кВ вырабатывают электроэнергию генераторы электростанций. Напряжения 35, 110, 220 кВ применяют в питающих и распределительных сетях, а также для питания мощных распределительных подстанций в городах и на крупных промышленных предприятиях, а напряжения 220, 330, 750 кВ – при выполнении межсистемных линий электропередачи и передаче электроэнергии от электростанций к крупным потребителям, удаленным на большие расстояния.