Transient Processes
Description: The content of the discipline provides for the consideration of electromagnetic transient processes in electric power systems. Transient modes of the electric network, normal and emergency, are studied. Electromagnetic processes in the electric power system in the initial fractions of a second after the occurrence of normal and emergency transient modes are considered. The discipline provides for the study of issues of static and dynamic stability of electric power systems, and also provides for the study of mathematical methods for analyzing the stable operation of the electric power system, and methods for assessing the admissibility of electrical modes are considered
Amount of credits: 6
Пререквизиты:
- Theoretical Foundations of Electrical Engineering II
Course Workload:
| Types of classes | hours |
|---|---|
| Lectures | 30 |
| Practical works | 30 |
| Laboratory works | |
| SAWTG (Student Autonomous Work under Teacher Guidance) | 30 |
| SAW (Student autonomous work) | 90 |
| Course Paper | |
| Form of final control | Exam |
| Final assessment method |
Component: University component
Cycle: Base disciplines
Goal
- Целью дисциплины является изучение методов расчёта различных электромагнитных переходных процессов, особенно при симметричных и несимметричных коротких замыканиях в электроустановках.
Objective
- Задачами дисциплины являются: • дать обучающимся представление о характере переходных процессов при форсировке возбуждения синхронных машин, гашении их магнитного поля и включении ненагруженного трансформатора на короткое замыкание; • привить навыки расчётов трёхфазных и несимметричных коротких замыканий различными методами; • дать представление о влиянии демпферных контуров синхронных машин и их систем возбуждения на характер переходного процесса при коротких замыканиях.
Learning outcome: knowledge and understanding
- Знать основные закономерности и математическое описание переходных процессов
Learning outcome: applying knowledge and understanding
- Уметь решать типовые задачи и осуществлять расчеты переходных процессов в электроэнергетических системах
Learning outcome: formation of judgments
- Уметь анализировать и обоснованно интерпретировать полученные результаты расчетов переходных процессов электроэнергетических систем
Learning outcome: communicative abilities
- Иметь способности решать комплексную задачу электроэнергетики в коллективе на основе полученных знаний переходных процессов
Learning outcome: learning skills or learning abilities
- Обладать готовностью к постоянному освоению новых методик расчетов переходных процессов с применением современных вычислительных средств
Teaching methods
При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
Assessment of the student's knowledge
Teacher oversees various tasks related to ongoing assessment and determines students' current performance twice during each academic period. Ratings 1 and 2 are formulated based on the outcomes of this ongoing assessment. The student's learning achievements are assessed using a 100-point scale, and the final grades P1 and P2 are calculated as the average of their ongoing performance evaluations. The teacher evaluates the student's work throughout the academic period in alignment with the assignment submission schedule for the discipline. The assessment system may incorporate a mix of written and oral, group and individual formats.
| Period | Type of task | Total |
|---|---|---|
| 1 rating | 1 СРС. Основные понятия. Допущения, принимаемые при исследованиях электромагнитных переходных процессов (ЭМПП). Переходные процессы (ПП) при форсировке возбуждения синхронных генераторов, гашении магнитного поля генераторов, при включении в электрическую сеть трансформаторов с разомкнутой вторичной обмоткой и при коротких замыканиях (КЗ). | 0-100 |
| 1 Практическая работа. Расчет трехфазного симметричного короткого замыкания. Расчет базисных условий | ||
| Устный опрос. Основные понятия. Допущения, принимаемые при исследованиях электромагнитных переходных процессов (ЭМПП). Переходные процессы (ПП) при форсировке возбуждения синхронных генераторов, гашении магнитного поля генераторов, при включении в электрическую сеть трансформаторов с разомкнутой вторичной обмоткой и при коротких замыканиях (КЗ). | ||
| 2 СРС Исходное дифференциальное уравнение ПП и его решение. Понятие об ударном токе КЗ. Ударный коэффициент и способы его определения. Особенности ПП при КЗ в разветвлённой цепи. | ||
| 2 Практическая работа.Определение ЭДС, сопротивления схемы замещения | ||
| 3 СРС. Исходное дифференциальное уравнение ПП и его решение. Понятие об ударном токе КЗ. Ударный коэффициент и способы его определения. Особенности ПП при КЗ в разветвлённой цепи. | ||
| Устный опрос.Уравнения электромагнитных переходных процессов в синхронной машине | ||
| 4 СРС. Расчёт начального действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания | ||
| 4 Практическая работа. Составление схем замещения при выражении их элементов в системах именованных и относительных единиц. | ||
| Конспект лекций | ||
| Тестирование | ||
| 2 rating | 5 СРС. Изменение во времени действующего значения тока короткого замыкания от синхронной машины | 0-100 |
| 5 Практическая работа Расчет токов симметричного короткого замыкания | ||
| Устный опрос Практические методы расчёта периодической составляющей тока короткого замыкания | ||
| 6 СРС Определение удалённости точки КЗ от электрической машины. Расчет ПС тока при удалённых КЗ. Расчёт с использованием метода типовых кривых. Расчёт с помощью спрямлённых характеристик. | ||
| 6 Практическая работа Расчет несимметричных коротких замыканий. Прямая последовательность.Обратная последовательность. Нулевая последовательность | ||
| 7 СРС Преимущества метода симметричных составляющих. Определение параметров обратной последовательности СМ и двигателей. Определение параметров нулевой последовательности трансформаторов, автотрансформаторов и воздушных линий электропередачи (ЛЭП). Влияние грозозащитных тросов и параллельных цепей на сопротивление нулевой последовательности ЛЭП. | ||
| 7 Практикалық жұмыс Расчет векторной диаграммы | ||
| Устный опрос Несимметричный ток КЗ. | ||
| Конспект лекций | ||
| Тестирование | ||
| 8 СРС Исходные уравнения. Двухфазное КЗ. Однофазное КЗ. Двухфазное КЗ на землю. Расчёт ПП при несимметричных КЗ разными методами. Соотношение токов КЗ разных видов при замыканиях в одной и той же точке. | ||
| Total control | Exam, Course Paper | 0-100 |
The evaluating policy of learning outcomes by work type
| Type of task | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | Good | Satisfactory | Unsatisfactory |
Evaluation form
The student's final grade in the course is calculated on a 100 point grading scale, it includes:
- 40% of the examination result;
- 60% of current control result.
The final grade is calculated by the formula:
| FG = 0,6 | MT1+MT2 | +0,4E |
| 2 |
Where Midterm 1, Midterm 2are digital equivalents of the grades of Midterm 1 and 2;
E is a digital equivalent of the exam grade.
Final alphabetical grade and its equivalent in points:
The letter grading system for students' academic achievements, corresponding to the numerical equivalent on a four-point scale:
| Alphabetical grade | Numerical value | Points (%) | Traditional grade |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Excellent |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Good |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Satisfactory |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Unsatisfactory |
| F | 0 | 0-24 |
Topics of lectures
- 1 лекция Общие сведения об электромагнитных переходных процессах
- 2 лекция Переходный процесс при трёхфазном коротком замыкании в электрической цепи, подключённой к источнику синусоидального напряжения
- 3 лекция Уравнения электромагнитных переходных процессов в синхронной машине
- 4 лекция Расчёт начального действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания
- 5 лекция Изменение во времени действующего значения тока короткого замыкания от синхронной машины
- 6 лекция Практические методы расчёта периодической составляющей тока короткого замыкания
- 7 лекция Особенности расчётов несимметричных коротких замыканий
- 8 лекция Расчёты несимметричных коротких замыканий
Key reading
- 1. Переходные процессы в электроэнергетических системах: учебник для вузов / И.П. Крючков, В.А. Старшинов, Ю.П. Гусев, М.В. Пираторов; под ред. И.П. Крючкова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. 2. Короткие замыкания и несимметричные режимы электроустановок: учебное пособие для студентов вузов / И.П. Крючков, В.А. Старшинов, Ю.П. Гусев, М.В. Пираторов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 3. Расчёт коротких замыканий и выбор электрооборудования: учебное пособие для студентов высш. учебн. заведений / И.П. Крючков, Б.Н. Неклепаев, В.А. Старшинов и др.; под ред. И.П. Крючкова и В.А. Старшинова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр "Академия", 2008. 4. Крючков И.П. Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах. Учебное пособие для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2000. 5. Крючков И.П., Козинова М.А. Трёхфазные короткие замыкания. Расчётные задания: методическое пособие. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 6. Крючков И.П., Волкова Н.Н. Несимметричные короткие замыкания. Расчётные задания: методическое пособие. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007.
