Производство электроэнергии менеджеры
.pdfформа обучения |
______очная _____ |
|
(очная, очно-заочная, заочная) |
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Производство электроэнергии» является одной из составных частей обобщенной дисциплины «Электроэнергетика», входящей в цикл общих профессиональных дисциплин подготовки дипломированных специалистов по направлению 080507. Целью дисциплины является изучение: технологии производства электроэнергии на электрических станциях; структуры производства электроэнергии в мире, РФ и РТ; современных и перспективных источников электроэнергии; основных этапов преобразования первичной энергии топлива в электрическую энергию и видов принципиальных технологических схем ЭС; электрических схем и электрооборудования электростанций; систем собственных нужд электростанцийй и их схем; распределительных устройств электростанций и их схем; систем измерения, контроля, сигнализации и управления напряжением и частотой; видов резервной мощности; автоматизации процесса производства электроэнергии на электростанциях; ремонта оборудования.
2.ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Студент, изучивший курс «Производство электроэнергии» должен знать: детали основных этапов преобразования первичной энергии топлива в электрическую энергию; знать принципы расчета и конструирования электрической части электростанций;
понимать: принципы, по которым осуществляется выбор места для размещения площадки строительства ЭС, генерального плана электростанции и
11
компоновки главного здания, отходящих линий электропередачи, а также другие пункты подготовки, перечисленные в первой и четвертой частях данной программы;
уметь: выбирать основное электрическое оборудование и основное оборудование станций; рассчитывать и выбирать линии электропередачи, уметь строить графики электрических нагрузок
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид учебной работы |
Всего |
Семестры |
||||
часов |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОБЩАЯ ТРУДОЕМКОСТЬ |
120 |
120 |
|
|
|
|
ДИСЦИПЛИНЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ |
68 |
68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лекции |
34 |
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
17 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Семинары (С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР) |
17 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и(или) другие виды аудиторных занятий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА |
52 |
52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Курсовой проект (работа) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетно-графические работы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реферат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и(или) другие виды самостоятельной |
52 |
52 |
|
|
|
|
работы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
ВИД ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ (ЗАЧЕТ, |
Э |
Э |
|
|
|
|
ЭКЗАМЕН) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
N |
Разделы дисциплины |
Лекции |
Прак. |
Лабо- |
п/п |
|
|
занятия |
ратор. |
|
|
|
(или се- |
заня- |
|
|
|
минары) |
тия |
|
8 СЕМЕСТР |
|
|
|
1 |
Структура производства электроэнергии |
1-3 |
6 |
|
2 |
Технологические схемы ЭС |
4-8 |
1-3 |
1-2 |
3 |
Распределительные устройства ЭС |
9-11 |
4-5 |
3-4 |
4 |
Собственные нужды ЭС |
12-13 |
7 |
|
5 |
Заземление Эл. сетей |
14-15 |
8 |
|
6 |
Управление работой ЭС |
16-17 |
|
|
4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1
Структура производства электроэнергии
Основы технической термодинамики и теплообмена. Общие вопросы производства электроэнергии. Структура производства электроэнергии. Типы электрических станций (ЭС). Традиционные и нетрадиционные способы производства электроэнергии. Работа электростанций на возобновляемых и не возобновляемых источниках энергии. География размещения ЭС различного типа. Вопросы экологического воздействия процесса производства электроэнергии на окружающую среду. Структура производства электроэнергии на различных типах ЭС в Российской Федерации, Республике Татарстан и некоторых других странах. Современные и перспективные источники электроэнергии. Особенности электроэнергии как товара. Типы (группы) потребителей энергии. Категории потребителей электроэнергии, их признаки и требования к снабжению их электроэнергией. Понятие о суточном графике потребления электроэнергии потребителей различного типа и его параметрах. Базовая, полупиковая и пиковая части суточного графика нагрузки. Типы ЭС, работающих в различных частях графика. Способы сглаживания графика нагрузки. Классификация различных типов мощнос-
13
тей, имеющихся на ЭС. Резерв мощности, коэффициент использования мощностей ЭС. Недельный и годовой график нагрузки. Общие требования, предъявляемые к ЭС. Надежность ЭС и способы ее обеспечения и определения. Экономичность ЭС и ее слагаемые. Взаимосвязь надежности и экономичности. Безопасность, маневренность, ремонтопригодность, способность к расширению ЭС.
Раздел 2
Технологические схемы ЭС
Технология производства электроэнергии. Принципиальные схемы электростанций. Принципиальные схемы КЭС, ТЭЦ, АЭС. Газотурбинные установки. Парогазовые установки: их принципиальные схемы, параметры и область применения. Элементы парового и водяного тракта. Паровой котел и его устройство. Котлы прямоточные и барабанного типа. Воздухоподогреватель, экономайзер, паро-перегреватель, конденсатор, конденсационный насос. Регенеративный подогрев питательной воды. Питательный насос и его привод. Назначение и типы турбин на ТЭС. Преобразование энергии пара в механическую энергию вращения в турбинах. Устройство, область применения и маркировка турбин различного типа. Промышленный и теплофикационный отбор пара. Промежуточный перегрев пара. Электрическая часть ЭС. Принципиальные электрические схемы ТЭС. Преобразование механической энергии вращения в электрическую энергию в турбогенераторах.
Раздел 3
Распределительные устройства ЭС
Электрооборудование электрических станций. Условные обозначения аппаратов высокого напряжения (АВН) различного типа на электрических схемах. Классификация оборудования: типы оборудования первичных и вторичных цепей. Типы электрических схем ЭС: трехлинейная, однолинейная, оперативная, принципиальная схемы. Принципиальные электрические схемы КЭС, ТЭЦ: блочные схемы и схемы с поперечными связями. Общие принципы построения схем ЭС. Выбор силовых трансформаторов, автотрансформаторов связи РУ разного напряжения, выключателей. Распределительные устройства (РУ): назначение, требования, предъявляемые к распределительным устройствам. Принцип унификации оборудования. Понятие шина и типы шин. Схемы РУ с одной системой шин, с одной рабочей и обходной шинами, двумя рабочими системами шин, двумя рабочими и обходной системами шин, схемы РУ 3/2 и 4/3, схемы простых и связанных многоугольников. Преимущества и недостатки различных схем, область применения. Классификация РУ по способу установки, методу сооружения, способу обслуживания, напряжению и т.п. Элегаз: химический состав, свойства и область применения в аппаратах высокого
14
напряжения (АВН). Строительные нормы на сооружения РУ, меры обеспечения безопасности.
Раздел 4
Собственные нужды ЭС
Собственные нужды ЭС. Доля электроэнергии, потребляемой в системе собственных нужд (СН) ЭС различного типа. Агрегатные и общие станционные СН. Принципы построения схем СН. Рабочий трансформатор собственных нужд (ТСН) и способы его подключение. Резервный трансформатор собственных нужд (РТСН). Количество ТСН и РТСН на ЭС и их подключение. Выбор параметров ТСН и РТСН. Секционирование систем собственных нужд, режимы работы выключателей собственных нужд. Типы и конструкция выключателей, использующихся в системе собственных нужд. Потребители системы собственных нужд. Расчет мощности агрегатов системы СН. Требования, предъявляемые к электроснабжению системы СН и меры по обеспечению надежности электроснабжения.
Раздел 5
Заземление эл. сетей
Работа электростанций в составе энергетической системы. Передача электроэнергии. Шкала номинальных напряжения. Радиус действия сетей различного напряжения. Схема местной распределительной сети на 6 – 10 кВ. Токоограничивающие реакторы: конструкция, назначение и схемы включения. Выбор сечения кабеля сети 6-10 КВ. Выбор реакторов. Заземление электрических сетей: рабочее заземление, его назначение. Типы электрических сетей в зависимости от характера заземления нейтральных точек силовых трансформаторов: незаземленные сети, компенсированные сети, сети с глухим заземлением. Заземление через активное сопротивление и реакторы с малой индуктивностью. Асимметрия, успокоение, перенапряжения в сетях различного типа. Назначение и область применения сетей с различными типами заземления. Перенапряжения в сетях с различным типом заземления.
Раздел 6
Управление работой ЭС
Управление работой ЭС. Цели, задачи и формы оперативного управления. Блочная и цеховая структура управления. Типы цехов на ТЭЦ. Состав смен и вертикаль подчинения в системе управления. Системы измерения, контроля, сигнализации и управления напряжением и частотой. Автоматизация процесса производства электроэнергии на ЭС. Главный щит управления ЭС и цеховые (блочные) щиты управления. Диагностика состояния основного оборудования.
15
Служба ремонта электротехнического оборудования. Цели и задачи службы. Ремонт оборудования: виды ремонта и организационные мероприятия по проведению ремонта, профилактический осмотр и ремонт по регламенту. Аппаратура и оборудование, применяемое при ремонте. Различные методики выявления дефектов оборудования.
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (ИЛИ СЕМИНАРЫ)
N |
Номер |
|
Продол- |
П/п |
раздела |
Наименование лабораторных работ |
житель- |
|
дисциплины |
|
ность |
|
|
|
(час) |
1-3 |
2 |
Технологические схемы ТЭС |
6 |
4-5 |
3 |
Распределительные устройства ЭС |
4 |
6 |
1 |
Структура производства электроэнергии |
3 |
7 |
4 |
Собственные нужды |
2 |
8 |
5 |
Заземление эл. сетей |
2 |
|
|
6. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ |
|
|
|
|
|
N |
Номер |
|
Продол- |
П/п |
раздела |
Наименование лабораторных работ |
житель- |
|
дисциплины |
|
ность |
|
|
|
(час) |
1 |
2 |
Электрическая станция |
5 |
2 |
2 |
Казанские эл. сети |
4 |
3 |
3 |
Главный щит управления |
4 |
4 |
3 |
Структура КЭС |
4 |
7. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
По курсу «Производство электроэнергии» курсовое проектирование не предусмотрено
8. ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
№ |
|
Кол-во |
раздела |
Вопросы для самостоятельной работы |
(час) |
1 |
2 |
3 |
1 |
Магнитогидродинамические генераторы |
4 |
1 |
Термоэлектрические генераторы |
4 |
2 |
. Радиоизотопные источники энергии |
6 |
16
2 |
Термоэмиссионные генераторы, электрохимические генераторы |
6 |
2 |
Геотермальные электростанции, солнечные электростанции |
6 |
3 |
Электрические схемы распределительных устройств |
6 |
4 |
Схемы электроустановок электрических станций и подстанций. |
6 |
5 |
Виды заземлений |
4 |
5 |
Допустимая величина сопротивления заземления |
4 |
6 |
Автоматизация процесса производства электроэнергии на |
6 |
|
электростанциях |
|
9.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
9.1.РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
основная литература
9.1.1 Г.А.Капранова "Электрическая часть станций и подстанций"/ Конспект лекций по курсу "Техника ЭЧС", Изд. КГЭИ, 2000
дополнительная литература
9.1.1.Б.Н.Неклепаев,"Электрическая часть электростанций и подстанций": М., Энергоатомиздат, 1986
9.1.2.Л.Д.Рожкова,В.С.Козулин,"Электрооборудовние станций и подстанций": М., Энергоатомиздат, 1987
9.1.3."Электрическая часть станций и подстанций"/ А.А.Васильев,
И.П.Крючков, Е.Ф.Наяшкова и др.; под ред. А.А.Васильева: М., Энергоатомиздат. 1990
9.1.4. А.П.Церазов, В.А.Старшинов, А.П.Васильев,"Электрическая часть теловых электростанций": М., Изд. МЭИ, 1995
периодические издания (журналы)
1.Журнал «Электрические станции».
2.Электронный журнал «Новости электротехники».
9.2. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для выполнения практичеких заданий имеется пособие по выполнению расчетного задания и дисплейный класс кафедры ЭС с современным программным обеспечением.
10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
17
Имеется учебно-экспериментальный стенд, имитирующий работу РУ две системы шин с обходной, а также компьютерная программа при помощи которой можно подготовиться к выполнению оперативных переключений.
** *
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 650900 "Электроэнергетика" специальности 071600 "Высоковольтные электроэнергетика и электротехника" и одобрена методическим советом по специальности (протокол № 10/03 от 18.06.03).
Программу разработал:
_________ Ю.Н.Зацаринная_______________
подписьученая степень (звание), расшифровка подписи
Программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры
протокол №_____ от __________________ 200__ г.
18
Зав. Кафедрой ЭС
______________ _____Валеев И.М.__________________
подпись |
ученая степень (звание), расшифровка подписи |
«____» _________________ 200__ г.
Директор института (Декан факультета)
______________ _______________________________________________
подпись |
ученая степень (звание), расшифровка подписи |
«____» _________________ 200__ г.
Согласовано:
* - при необходимости согласовывается с заведующим выпускающей кафедры
Программу разработал: |
|
СТАРШИЙ ЛЕКТОР ДИСЦИПЛИНЫ |
Ю.Н.Зацаринная |
Утверждаю: |
|
ЗАВ. КАФЕДРОЙ ЭС |
И.М.Валеев |
Согласовано: |
|
ПРЕДСЕДАТЕЛЬ МЕТОДИЧЕСКОГО |
|
СОВЕТА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ, |
|
ЗАВ. КАФЕДРОЙ ЭС |
И.М.Валеев |
19
Лекция № 1.
Основные определения
Энергетическая система (энергосистема) состоит из электрических станций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединенных между собой и связанных общностью режима и общем управлением этим режимом.
Электроэнергетическая (электрическая) система – это совокупность электрических частей электростанции, электрических сетей и потребителей электроэнергии, т.е. это часть энергосистемы, за исключением тепловых сетей и тепловых потребителей.
Электрическая сеть – это совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций,
распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи.
Электрические подстанции – это электроустановка, предназначенная для преобразования электроэнергии одного напряжения или частоты в другое напряжение или частоту.
Характеристики энергосистем
Частота во всех точках электрически связанных сетей одинакова Равенство потребляемых и вырабатываемых мощностей Напряжение в различных узлах сетей неодинаково
Преимущества объединения энергосистем
Повышение надежности энергоснабжения Повышение устойчивости работы энергосистем
Улучшение технико-экономических показателей энергосистем
20