Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет
им. И. И. Ползунова»
С. О. Хомутов Электроснабжение
Памятка и методические указания для студентов
направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника»
(квалификация (степень) «бакалавр») всех форм обучения
Барнаул 2012
УДК 621.312
Хомутов, С. О. Электроснабжение : Памятка и методические указания для студентов направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника» (квалификация (степень) «бакалавр») всех форм обучения / С. О. Хомутов. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2012. – 44 с.
В методических указаниях представлены основные блоки вопросов содержания дисциплины «Электроснабжение» для студентов направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника» (квалификация (степень) «бакалавр»), задания и указания по выполнению расчетного задания, включая расчет электрических нагрузок, а также вопросы для самопроверки.
Утверждено на
заседании кафедры ЭПП
Протокол № 10
от « 29 » июня 2012 г.
Рецензент: д.т.н.,
профессор А. А. Багаев
(АлтГАУ)
© ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический
университет им. И. И. Ползунова», 2012
© Хомутов Станислав Олегович, 2012
I.1 Содержание дисциплины
Дисциплина «Электроснабжение» изучает особенности систем электроснабжения городов, промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства и транспортных систем; типы электроприемников, режимы их работы; методы расчета электрических нагрузок; методы достижения заданного уровня надежности оборудования, систем электроснабжения; условия выбора параметров основного оборудования в системах электроснабжения различного назначения; режимы нейтрали; типы электроустановок, экономику электроснабжения; накопители энергии; ресурсосберегающие технологии. Кроме того, дисциплина рассматривает нормативные показатели качества электроэнергии; технические, социально-экономические и экологические требования, предъявляемые к системам электроснабжения.
Целью освоения дисциплины является формирование знаний, умений и владений в области построения и обеспечения эффективного функционирования систем электроснабжения, а именно: осуществлять выбор структуры и определять параметры систем электроснабжения городов, промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства и транспортных систем; производить расчет электрических нагрузок потребителей электроэнергии и на его основе выбирать параметры основного электрооборудования и его нагрузочную способность; осуществлять выбор схем распределительных электросетей напряжением до и выше 1000 В, режимов их работы и определять их технико-экономические характеристики и области применения; производить оптимизацию систем электроснабжения с учетом требований к экономии энергоресурсов, качеству электрической энергии и надежности электроснабжения; осуществлять выбор методов и средств регулирования параметров напряжения и других показателей качества электроэнергии.
В дисциплине «Электроснабжение» поставлены и решаются следующие основные задачи:
понять принципы формирования структуры и изучить параметры функционирования систем электроснабжения, усвоить как производится регулирование перетоков активной и реактивной мощностей;
познакомиться со схемами электрических соединений главных понизительных, распределительных и цеховых подстанций, выявить основные типы устройств релейной защиты и автоматики, суметь обосновать режимы работы различных электроприемников;
научиться использовать при проектировании различные режимы работы системы «источник электроэнергии – потребитель»;
овладеть на практике методами расчета электрических нагрузок потребителей, элементов и коммутационных узлов;
суметь определить потери мощности и электрической энергии при ее производстве, преобразовании, передаче и потреблении;
изучить влияние качества электроэнергии на работу различных потребителей электрической энергии, познакомиться с требованиями, предъявляемыми к качеству электроэнергии, а также овладеть методами и средствами регулирования показателей качества электроэнергии в системе электроснабжения;
суметь определить наиболее рациональные режимы работы электрических сетей и оптимизировать их с учетом компенсации реактивной мощности, координации токов коротких замыканий;
научиться производить выбор оптимального варианта схемы электроснабжения с учетом надежности и технико-экономических показателей.
Модуль 1. Общие вопросы электроснабжения хозяйства страны.
ТЕМА 1. Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе. Основные этапы развития электроэнергетики страны. Роль отечественной электроэнергетической школы в разработке теории и практики электроснабжения. Особенности и перспективы развития систем электроснабжения в России и за рубежом. Основные положения Энергетической программы России на длительную перспективу.
ТЕМА 2. Потребители электроэнергии: понятие потребителя электроэнергии, основные характеристики потребителей. Влияние условий эксплуатации и производственной среды на работу потребителей электроэнергии. Структура электропотребления. Системное описание электрохозяйства.
ТЕМА 3. Электроприемники: характерные группы электроприемников, классификация электроприемников по категориям надежности электроснабжения. Режимы работы электроприемников.
ТЕМА 4. Электрические нагрузки промышленных предприятий. Графики нагрузок и их характеристики. Понятия номинальной мощности, средней, среднеквадратичной и максимальной нагрузки. Методы определения расчетных нагрузок. Методы, основанные на использовании теории вероятности и статистики. Метод руководящих указаний. Приближенные методы определения расчетных нагрузок. Перспективное прогнозирование электрических нагрузок. Потери мощности в элементах системы электроснабжения. Особенности определения расчетных нагрузок до и выше 1000 В.
Модуль 2. Распределение электроэнергии на напряжении до 1000 В.
ТЕМА 5. Схемы электрических сетей напряжением до 1000 В. Классификация помещений по типу окружающей среды. Влияние параметров окружающей среды на выбор схемы электроснабжения. Типы схем электроснабжения. Номинальное напряжение сети и его выбор. Совместное и раздельное питание силовой и осветительной нагрузки. Цеховые сети рабочего и аварийного освещения. Способы присоединения электроприемников к сети напряжением до 1000 В. Конструктивное исполнение магистральных и распределительных сетей. Выбор и обоснование способа прокладки низковольтных сетей.
ТЕМА 6. Основные марки проводов, кабелей и шинопроводов, применяемых до 1000 В. Шинопроводы на большие токи. Конструкции сетей передвижных, сварочных и высоковольтных установок. Способы защиты сетей и электроустановок напряжением до 1000 В. Расчет сетей по потере напряжения. Проверка токоведущих элементов и электрических аппаратов на термическую и динамическую устойчивость.
Модуль 3. Электрооборудование напряжением до 1000 В.
ТЕМА 7. Цеховые трансформаторные подстанции. Схемы трансформаторных подстанций и их основные типы. Комплектные трансформаторные подстанции. Особенности установки трансформаторных подстанций в различных отраслях народного хозяйства. Перспективные типы трансформаторных подстанций. Распределительные пункты. Комплектные устройства. Распределительные щиты.
ТЕМА 8. Пульты управления. Щиты осветительные. Панели защиты и автоматики. Преобразовательные устройства для электролизных установок, дуговых и термических печей. Обособление спокойной и ударной нагрузки. Ограничение пусковых и рабочих сверхтоков.
Модуль 4. Надежность систем электроснабжения.
ТЕМА 9. Критерии оценки ущерба от перерывов в электроснабжении. Классификация электроприемников по величине ожидаемого ущерба. Характеристики аварийных и послеаварийных режимов работы систем электроснабжения потребителей. Методы определения ущерба от перерывов в электроснабжении, составляющие ущерба. Уровень надежности отдельных элементов системы электроснабжения промышленного предприятия. Требования к исполнению питающих и распределительных сетей в зависимости от их категорийности.