Электроэнергетические системы и сети ч2

1

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Электромеханический факультет Кафедра электроэнергетики

"Электроэнергетические системы и сети "

Часть 2

Рабочая программа и контрольное задание П С К О В

2014

2

СОДЕРЖАНИЕ

1ПРЕДИСЛОВИЕ стр. 3

2РАБОЧАЯ ПРОГРАММА стр. 4

3. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ стр. 7 4. . СОДЕРЖАНИЕ И ТЕМЫ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ стр 7

5. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ стр 8

6 ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ стр. 9

3

1. ПРЕДИСЛОВИЕ

Специалист в области электроснабжения должен иметь фундаментальные представления об электроэнергетических системах и сетях электроснабжения как их составной части.

Целью изучения курса "Электроэнергетические системы и сети " является формирование знаний, умений и навыков для проектирования и анализа режимов работы электрических сетей.

1.1 Задачи изучения курса В результате изучения дисциплины "Электроэнергетические системы и сети " студент должен:

- знать – конструкцию, характеристики оборудования линий и подстанций,

характеристики нагрузок и основные показатели качества электрической энергии, методы обеспечения качества электроэнергии в распределительных сетях;

- уметь – составлять схемы замещения и определять их параметры,

рассчитывать режимы сетей различной конфигурации с возможным использованием ЭВМ для расчетов режимов сложных сетей;

-приобрести навыки – проектирования надежных и экономичных электрических сетей при обеспечении высокого качества электроэнергии.

-Учебный курс "Электроэнергетические системы и сети " опирается на знания, умения и навыки, полученные студентами при изучении предыдущих дисциплин, таких как “Высшая математика”, “Физика”, “Теоретические основы электротехники”, “Промышленная электроника”, “Силовые преобразователи” и является базой для последующих дисциплин.

Общая трудоёмкость курса составляет 288 часов = 108 (первая часть) + 180

(вторая часть), из них самостоятельная работа ЗФО = 94+147 часов, ЗСФО

= 94+151 час.

4

2. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (вторая часть)

Перед изучением новых разделов необходимо повторить материал предыдущего семестра, так как он необходим для работы над курсовым проектом:

2.1Введение;

2.2Общие сведения об электроэнергетических системах;

2.3Характеристики оборудования линий и подстанций;

2.4Схемы замещения линий, трансформаторов и автотрансформаторов;

2.5Электрические нагрузки узлов сетей;

2.6Расчет режимов линий электропередачи и электрических сетей в нормальных и послеаварийных режимах.

Особое внимание следует уделить разделу 2.7, так как его материал важен для понимания материала, изучаемого во второй части курса и входит в перечень вопросов, выносимых на экзамен:

2.7 Качество электрической энергии и его обеспечение в электрической системе.

После повторения можно перейти к изучению новых разделов:

2.8 Технико-экономические основы проектирования электрических сетей

Задачи, стадийность и метод проектирования электрических сетей.

Основные технико-экономические показатели передачи и распределения электроэнергии. Критерии выбора оптимального варианта. Годовые потери электроэнергии в элементах электрической сети. Выбор номинального напряжения. Выбор сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока. Метод экономических интервалов. Выбор сечения проводников в местных сетях по допустимой потере напряжения. Проверка

5

сечений проводов и жил кабелей по условиям допустимого нагрева.

Особенности выбора сечений в местных сетях с плавкими предохранителями.

2.9 Режимы электрических систем. Баланс активной мощности

Режимы электрических систем. Баланс активной мощности Управление режимами электрических систем. Оптимизация режимов электрических станций совместно с режимами электрических сетей. Причины и следствия нарушения баланса активной мощности и способы предотвращения. Роль АЧР. Регулирование частоты в энергосистемах.

2.10 Режимы электрических систем. Баланс реактивной мощности

Баланс реактивной мощности и последствия его нарушения. Лавина

напряжения, способы предотвращения. Основы компенсации реактивных

нагрузок.

2.11 Расчеты основных режимов и регулирование напряжения.

Методы снижения потерь напряжения в системах электроснабжения городов, промышленных предприятий и сельского хозяйства. Регулирование режимов электрических сетей и систем.

2.12 Оптимизация рабочих режимов электрических сетей и систем

Виды потерь и методы снижения потерь электроэнергии в системах электроснабжения городов, промышленных предприятий и сельского хозяйства. Регулирование режимов электрических сетей и систем.

Экономически целесообразное размещение источников реактивной мощности.

2.13 Обеспечение надежной работы электрических систем.

6

Категории потребителей и особенности схем их электроснабжения. Факторы,

влияющие на надежность электроснабжения потребителей. Обеспечение

надежности электроснабжения.

Вопросы для самопроверки

1.Каковы составные элементы капиталовложений на сооружение электрических сетей?

2.Какие составляющие входят в ежегодные эксплуатационные расходы?

3.Что такое приведенные затраты?

4.Каковы показатели надежности электроснабжения?

5.Что такое экономическая плотность тока?

6.Как проверяются сечения проводов и кабелей по допустимому длительному току?

7.Какие методы применяются для расчета потерь электроэнергии?

8.Как классифицируют мероприятия по снижению потерь электроэнергии?

9. Каковы основные методы снижения потерь мощности в

распределительных

сетях и системах электроснабжения?

10.Для чего необходимо постоянное управление режимами энергосистем?

11.Какова связь между балансом активной мощности и регулированием частоты?

12.Что понимается под резервом мощности и какие функции он выполняет?

13.Как осуществляется регулирование частоты в энергосистемах?

14.В чем заключается оптимизация режима энергосистемы?

15.Какова связь между балансом реактивной мощности и регулированием напряжения?

16.Какие потребители и источники реактивной мощности имеются в энергосистемах?

17.Какие компенсирующие устройства применяются в энергосистемах и каковы их основные свойства?

7

18. Что такое режим натуральной мощности линии электропередачи?

3. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

Лабораторная работа № 1. Изучение моделирования электрических сетей и систем на УРМЭС.

Лабораторная работа № 3. Электрический расчет режима электрической системы. Варианты с 1 или 2 электростанциями.

Лабораторная работа № 6. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий.

4. СОДЕРЖАНИЕ И ТЕМЫ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

Курсовой проект предполагает разработку районной электрической системы, охватывающей несколько центров потребления электроэнергии и две электростанции на стадии технико-экономического обоснования.

Курсовой проект представляет собой самостоятельную работу студента, определяющую уровень его подготовки в области практического проектирования систем передачи и распределения электрической энергии. В процессе курсового проектирования студент углубляет теоретические знания; знакомится с новой технической литературой; овладевает навыками теоретических, расчётных, графических и других методов решения инженерных задач; оценивает эффективность принятого решения.

Проектная документация включает в себя пояснительную записку, исходную и принципиальную схему разработанной районной электрической системы, а также схему замещения с указанными параметрами рассчитанных режимов. При необходимости в документацию могут быть включены другие иллюстрирующие материалы.

Проект выполняется по типовому либо индивидуальному заданию, выданному студенту в соответствии с его производственной или научной деятельностью преподавателем, ведущим дисциплину.

Расчёт основных режимов работы электрической сети может быть выполнен вручную (на микрокалькуляторах), по типовым программам, используемым для расчёта установившихся режимов энергосистем (на ЭВМ), с

8

использованием математических пакетов прикладных программ для ЭВМ а также методом математического моделирования спроектированной сети на расчётных столах переменного тока типа УРМЭС, которыми располагает кафедра электрооборудования.

5. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. И.В.Идельчик. Электрические сети и системы. Учебник для вузов.

- М.: ООО «Издательский дом Альянс», 2009.

2. Герасименко А.А., Федин В.Т. Передача и распределение электрической энергии. Учебное пособие.

- Ростов н/Д: Феникс, 2008.

3. Под. Ред. В.А.Строева. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях. Учеб. пособие для электроэнерг. спец.

- М.. Высш. Шк., 1999.

Дополнительная

1. Л.А.Солдаткина. Электрические сети и системы. Учебное пособие для вузов.

- М.: Энергия, 1978.

2. Н.А.Мельников. Электрические сети и системы. Учебное пособие для вузов.

- М.: Энергия, 1975.

3. В.Н.Блок. Электрические сети и системы. Учеб. пособие.

- М.: Высшая школа, 1986.

4. Электрические системы. т.2. Электрические сети.

Под ред. В.А.Веникова - М.: Высшая школа, 1971.

5. И.А.Будзко, Н.М.Зуль. Электроснабжение сельского хозяйства.

- М.: Агропромиздат, 1990.

6. Г.Е.Поспелов. Проектирование электрических сетей и систем.

- Минск: Высшая школа, 1978.

7. А.Н.Грибоедов. Расчет районной электрической системы.

9

Методическое руководство к курсовому проекту. -Л.: 1976.

8. В.А.Козлов. Городские распределительные электрические сети.

- Л.: Энергоиздат, 1982.

Нормативно-справочная

1. ГОСТ 13109 – 97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная.

Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

- М.: Изд-во стандартов, 1991.

2. ГОСТ 23875 - 79. Качество электрической энергии . Термины и определения.

- М.: Изд-во стандартов, 1988.

3. Электротехнический справочник. Под ред. Герасимова В.Г.

- М.: Энергоатомиздат, 1989.6

6 ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

Перечень экзаменационных вопросов, выносимых на экзамен по

теоретической части дисциплины:

1.Основы технико-экономических расчётов электрических сетей.

2.Понятие о приведённых затратах.

3. Основные условия выбора сечения проводов и кабелей

4. Выбор экономически целесообразных сечений.

5. Баланс реактивной мощности и его связь с напряжением.

6. Выработка реактивной мощности на электростанциях

7. Расчёт потери напряжения и методы уменьшения потерь напряжения. 8. Выбор сечений проводов по допустимой потере напряжения.

9. Выбор сечений проводов по допустимой потере напряжения из условия минимума расхода проводникового материала.

10. Области применения дополнительных условий при выборе сечений по допустимой потере напряжения.

11. Баланс активной мощности и его связь с частотой.

10

12. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности.

13. Регулирование частоты несколькими электрическими станциями.

14. Автоматическое регулирование перетока мощности по линиям электропередачи.

15. Виды потерь электроэнергии и классификация мероприятий по снижению потерь электроэнергии.

16. Методы расчёта потерь электроэнергии.

17. Расчёт потерь электроэнергии по графикам нагрузки.

18

19. Расчёт потерь электроэнергии по характерным режимам расчётного периода.

20. Методы понижения потерь мощности и энергии в электрических сетях.

21. Методы понижения потерь мощности в питающих сетях.

22. Методы понижения потерь мощности в распределительных сетях.

23. Компенсация реактивной мощности. Назначение и область применения.

24. Перекомпенсация , недокомпенсация и полная компенсация реактивной мощности.

25. Задача расстановки компенсирующих устройств.

26. Оптимизация мощности компенсирующих устройств.

27. Влияние неоднородности сети на потери мощности. Снижение потерь мощности и энергии в кольцевых сетях.

28. Мероприятия по изменению схемы сети с целью понижения потерь электрической энергии.

39. Продольная ёмкостная компенсация и уменьшение потерь электроэнергии.

30. Категории потребителей и ущерб от перерывов в электроснабжении.

31. Условия работы электрических сетей и повреждаемость оборудования.

32.Причины повреждаемости ВЛ.

33.Основные показатели надёжности работы электрических сетей.