Министерство энергетики российской федерации

Управление по комплектованию и подготовке кадров

Нижнекамский государственный политехнический колледж

Российская академия образования

Институт среднего профессионального образования

Методическое пособие

для выполнения курсовых проектов

по дисциплине

"Электрооборудование электрических станций и сетей"

Казань 2002

Министерство энергетики российской федерации

Управление по комплектованию и подготовке кадров

Нижнекамский государственный политехнический колледж

Российская академия образования

Институт среднего профессионального образования

Методическое пособие

для выполнения курсовых проектов

по дисциплине

"Электрооборудование электрических станций и сетей"

Составитель П.А. Изотова

Редактор Т.В. Лопухова

Казань 2002

Удк 3315.21 Рекомендовано в печать

ББК Учёным советом ИСПО РАО

Методическое пособие для выполнения курсовых проектов по дисциплине "Электрооборудование электрических станций и сетей" /

Составитель П.А. Изотова. Под редакцией Т.В. Лопуховой. – Казань: ИСПО РАО, 2002. - с.

Рецензенты: доктор педагогических наук, заведующая кафедрой

«Электроника и электропривод» Нижнекамского

химико – технологического института С.С.Амирова

кандидат физико – математических наук, доцент кафедры «Электрические станции» Казанского государственного университета О.Г. Русева

кандидат педагогических наук, заведующий лабораторией ЕМ и ОСП ИСПО РАО Н.А. Читалин

 ИСПО РАО, 2002

 Изотова П.А., 2002

Аннотация.

Данное методическое пособие соответствует государственному образовательному стандарту среднего профессионального образования, утвержденному министерством образования России 28 марта 1997 года, регистрационный номер 15-1001ВР.

В нем даны методические указания по выполнению заданий при курсовом проектировании по дисциплине "Электрооборудование электрических станций" по специальности 1001 "Электрооборудование электрических станций и сетей", требования, предъявляемые к оформлению. Порядок выполнения курсового проекта представлен алгоритмом с указанием и объяснением отдельных пунктов.

Для выполнения пунктов алгоритма, пояснения к которым не приведены в данном пособии, указана соответствующая литература.

В приложении, для экономии времени, затрачиваемого студентами на отыскание исходных данных, подобран основной справочный материал, который систематизирован, обработан и дополнен обобщающими таблицами, облегчающими проектирование. Приведены также бланк задания на курсовой проект, образец титульного листа, листа содержания и бланк ведомости документов.

Пособие может быть использовано для выполнения курсового и дипломного проектирования электроэнергетических специальностей, "Электроснабжение", "Автоматическое управление электроэнергетическими системами".

Содержание.

			Стр.
Содержание и выполнение курсового проекта			4
Алгоритм выполнения курсового проекта			5
Пояснение по выполнению алгоритма			6
1.	Расчет графиков нагрузок		6
	Построение суммарного годового графика		7
	Технико – экономические показатели		7
2.	Структурные схемы электростанций и подстанций		8
3.	Выбор мощности силовых трансформаторов, трансформаторов (автотрансформаторов) связи		9
4.	Выбор электрических принципиальных схем электрических станций		11
5.	Технико – экономическое сравнение структурных схем электростанций и подстанций		15
6.	Выбор схемы собственных нужд электрических станций		18
	Схемы питания собственных нужд тепловых электростанций		18
	Особенности питания с.н. ТЭЦ		21
	Схемы питания собственных нужд гидроэлектростанций		22
	Выбор мощности трансформатора с.н.		24
7.	Расчет токов короткого замыкания		25
	Расчетная схема		25
	Схема замещения		26
	Расчет сопротивлений элементов схемы		27
	Определение ударного тока К.З.		29
	Определение токов для любого момента времени переходного процесса		29
8.	Выбор электрических аппаратов		33
	Выбор коммутационной аппаратуры		33
	Порядок выбора выключателя и разъединителя		35
9.	Выбор трансформаторов тока		36
	Расчет сечения соединительных проводов		37
	Выбор трансформатора напряжения		37
	Выбор изоляторов		41
10.	Шины распределительных устройств		42
	Общие требования к шинам РУ		42
	Выбор гибких шин и токопроводов		42
Приложение			47
Рекомендуемая литература для выполнения курсового проекта.			57
Используемая литература			58

Содержание и оформление курсового проекта.

Курсовой проект, на выполнение которого время отводится согласно учебному плану, состоит из пояснительной запис­ки и графического материала. При этом записка мо­жет иметь 25-40 страниц рукописного текста (или 25—30 стра­ниц машинописного). Графический материал включает 3 листа чертежей формата А-1, а также графики и рисунки, имеющиеся в записке и поясняющие содержание текста.

Выполнение пояснительной записки.

Пояснительная записка должна в краткой и четкой форме раскрывать замысел проекта, содержать методы исследования и расчета, а также сами расчеты, описание проведенных экспериментов, их анализ, технико-экономи­ческое сравнение и обоснованные выводы. Текст должен дополнять­ся иллюстрациями (диаграммами, схемами и т, п). В пояснительную записку включаются:

1. Титульный лист (см. форму в приложении).

2. Ведомость документов.

3. Задание на проектирование (см. в приложении).

4. Оглавление (аналогично содержанию данного пособия)

5 Введение.

6. Главы пояснительной записки.

1. Во введении раскрывается:

1. Современное состояние и пути развития энергосистемы в целом.

2. Значение и роль проектируемой электростанции в народном хозяйстве.

3. Компоновка и технологическая схема проектируемой электростанции.

4. Обоснование района сооружения станции.

Примечание: введение должно быть не более 5 страниц.

2. В главах, отражающих основное содержание курсового проекта, приводятся исходные условия, требования, описывается последовательность и методика решения вопросов, дается анализ выполненных расчетов и сравниваемых результатов.

Алгоритм выполнения курсового проекта.

1. Изучить исходные данные: Количество и мощность установленных генераторов, топливо проектируемой электростанции, район сооружения станции, связь с энергосистемой и т.д.

2. Дать характеристику установленного генератора на электростанции

3 . Рассчитать графики нагрузок, определить технико экономические показатели по суммарному годовому графику.

4. Выбрать два варианта структурной схемы выдачи мощности проектируемой электростанции, схем РУ в упрощенном изображении для каждого варианта

5 . Провести выбор мощности силовых трансформаторов, трансформаторов (автотрансформаторов) связи между РУ.

6. Выбор электрических принципиальных схем РУ в упрощенном изображении для каждого варианта

7 . Произвести краткое писание намеченных вариантов главных схем электрической станции.

8 . Произвести технико – экономическое сравнение вариантов главных схем проектируемой электростанции. Выбор оптимального варианта.

9 . Выбор схемы СН и трансформатора СН для оптимального варианта схемы

1 0. Расчет токов короткого замыкания.

1 1. Выбор коммутационной аппаратуры, трансформаторов тока и напряжения, изоляторов, шин

12. Выбор способа синхронизации и его описание.

1 3. Описание конструкции распределительного устройства.

1 4. Рассмотреть дополнительные указания

15. Составить и оформить пояснительную записку.

Пояснение по выполнению алгоритма.

1. Расчет графиков нагрузки.

Электрическая нагрузка отдельных потребителей и их суммарная нагрузка, определяющая режим работы электрической станции в Энергосистеме непрерывно меняется. Эти изменения отражают графиком нагрузки, то есть диаграмма изменения мощности (тока) электрической установки во времени. Для определения времени мак­симальных потерь используют годовой график продолжительности нагрузок. Этот график показывает длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. Данный график применяется при расчетах технико-экономических показателей в установке, при расчетах потерь электрической энергии и при оценке использования оборудования в течение года.

1. Определить мощность ступеней:

[МВт]

где Р_i% - определяется по графику;

P_уст – задается

2. Определить длительность рассматриваемого периода:

Т_i=t_in , где

t_i – время рассматриваемой ступени, определяется по графику

n – число дней зимних (летних) в зависимости от рассматриваемого графика.

Проверка правильности расчета:

 Т_i=Т₁+Т₂+ …+Т_к=8760 часов

Рис. 1 Способ построения годового графика продолжительности нагрузок.

3. Построение годового графика.

1). Мощность каждой ступени рассматривается в порядке убывания по оси ординат

2). По оси абсцисс располагают время. Время последней ступени прибавляют к времени предыдущей ступени.

Если:

1. по заданию дан один график, то приступаем к расчету технико – экономических показателей;

2. по заданию даны два графика, то необходимо построить суммарный график годовой график

Построение суммарного годового графика.

1. В одной системе координат строят годовые графики для генераторов и потребителей.

2. Для ступеней находят разность значений мощности определенной по графикам и определяют продолжительность ступени.

Технико – экономические показатели.

1. Расчет энергии, производимой электрической ус­тановкой за рассматриваемый период:

W = Р_i • Т_i

W=W₁+W₂+ …+W_к

где Р_i - мощность i-той ступени графика;

Т_i - продолжительность ступени;

W- электрическая энергия за рассматриваемый период.

2. Определить среднюю нагрузку установки:

где Т- длительность рассматриваемого периода.

3. Степень неравномерности графика, то есть коэффициент за­полнения:

, где P_max – максимальная мощность определяемая по графику

Коэффициент заполнения графика нагрузки показывает во сколь­ко раз выработанное (потребленное) количество электрической энергии за рассматриваемый период меньше того же количества энергии, которая была выработана (потреблена) за то же время, если бы нагрузка установки все время была максимальной.

4. Продолжительность использования максимальной нагрузки:

, [ч]

5. Коэффициент использования установленной мощности:

6. Продолжительность использования установленной мощности.

Т_уст=К_иТ [ч]