M03900 Электрические сети и системы.unlocked

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ з вивчення дисципліни “Електричні мережі та системи” та контрольні завдання

для студентів за напрямком 6.050701 “Електротехніка та електротехнології” заочної форми навчання

2012

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

3

ЗМІСТ

1ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ……………………..…....4

2РОБОЧА ПРОГРАМА І МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ЩОДО ВИВЧЕННЯ ТЕМ ДИСЦИПЛІНИ……………………….6

2.1Загальні поняття про електричні мережі та системи…..6

2.2Основні відомості про конструктивне виконання

та умови роботи ліній електричних мереж…………….…..7 2.3 Характеристики, параметри та схеми заміщення елементів електричної мережі і навантажень.…7 2.4 Розрахунки параметрів усталених режимів розімкнутих та найпростіших замкнутих

електричних мереж……………………………………….……9

2.5 Основи техніко-економічних розрахунків електричних мереж…………………………………….......…10

2.6 Якість електричної енергії та її забезпечення….…....…11

3ПЕРЕЛІК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ…………………….……..12

4КУРСОВИЙ ПРОЕКТ………………………………………..….12

5КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ…………………...…………..…...14

5.1Загальні вказівки………………………...………….…….14

5.2Завдання на контрольну роботу…...……………………14

5.3Методичні вказівки до виконання

контрольної роботи………………………………….……….17

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА……………………...……...26

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

4

1 ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

“Електричні мережі та системи” – одна з професійноорієнтованих базових дисциплін підготовки спеціалістів та магістрів з електротехніки. Вона є базою для вивчення дисциплін: „Електромагнітні перехідні процеси”, „Електричні станції та підстанції”, „Електропостачання промислових підприємств” та „Енергозбереження в системах електропостачання”.

Теоретичну та методологічну основу даної дисципліни складають такі дисципліни: „Теоретичні основи електротехніки”, ”Перспективи розвитку систем електропостачання”, „Електричні машини”, „Математичні задачі в енергетиці” та інші.

Метою викладання дисципліни “Електричні мережі та системи” є отримання знань: про конструктивне виконання електричних мереж та систем, засвоєння основних методів розрахунку параметрів усталених режимів роботи електричних мереж, ознайомлення з вимогами до параметрів режимів та умовами оптимального керування ними, а також отримання основних відомостей про шляхи вирішення задач проектування та експлуатації електричних мереж та систем.

Після засвоєння дисципліни студенти повинні:

знати: основні технологічні показники нормального функціонування електричних систем; конструктивні та функціональні властивості структурних елементів електричних систем та мереж; властивості споживачів електричної енергії та технологічні умови забезпечення їх електричною енергією; методи розрахунку усталених режимів електричних систем; основні принципи забезпечення нормального функціонування електричних систем та оптимального управління їх режимами; основи проектування електричних мереж.

Вміти: оцінювати ефективність технологічного процесу передачі, регулювання та розподілу електричної енергії; вибрати оптимальні заходи для забезпечення якості та надійності електропостачання споживачів; здійснювати розрахунки поточних та прогнозованих режимів роботи енергосистем з використанням сучасних засобів обчислювальної техніки; обґрунтувати технічні рішення, які приймаються технологічним персоналом.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

5

Під час установчої сесії студенти прослуховують лекції, виконують та захищають лабораторні роботи, отримують варіанти завдань для виконання контрольних робіт.

Кожний студент повинен виконати чотири лабораторні роботи

.

При самостійному вивченні дисципліни до екзаменаційної сесії студентам заочної форми навчання рекомендується:

∙ознайомитись із програмою та методичними вказівками;

∙вивчити дисципліну за підручниками та посібниками в обсязі програми, звертаючи увагу на контрольні запитання, які наведені наприкінці кожної теми;

∙скласти стислий конспект з основними положеннями тем, рисунками, діаграмами, математичними формулами і т.п.;

∙виконати та заздалегідь вислати або особисто здати на кафедру контрольні роботи, завдання до яких наведені наприкінці методичних вказівок.

Студенти, які не виконали до початку екзаменаційної сесії контрольні роботи і не мають конспекту опрацьованого матеріалу, до екзамену не допускаються.

Теми лекцій які виносяться на установчу сесію

1.Загальні поняття про електричні мережі та системи.

2.Основні відомості про конструктивне виконання та умови роботи ліній електричних мереж.

3.Характеристики, параметри та схема заміщення елементів електричної мережі та електричних навантажень.

4.Розрахунки параметрів усталених режимів розімкнутих та найпростіших замкнутих електричних мереж.

5.Основи техніко-економічних розрахунків електричних мереж.

6.Якість електричної енергії та її забезпечення.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

6

2 РОБОЧА ПРОГРАМА І МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИВЧЕННЯ ТЕМ ДИСЦИПЛІНИ

2.1 Загальні поняття про електричні мережі та системи

Мета викладення дисципліни, її зміст та зв‘язок з іншими дисциплінами навчального плану. Рекомендована література та методичні вказівки до вивчення дисципліни.

Поняття про електричну систему та мережу. Вплив енерге-тики на навколишнє середовище. Техніко-економічні переваги створення електроенергетичних систем та їх об’єднань.

Призначення, основні вимоги, класифікація електричних мереж. Номінальні напруги мереж та приймачів електричної енергії, генераторів і трансформаторів. Області застосування різних номінальних напруг. Задачі розрахунку електричних напруг.

Лекції - 2 години Самостійна робота - 10 годин

Література: [1] c. 12 - 22. [5] c. 13 - 19.

Контрольні запитання

1.Що розуміють під електричною системою та електричною мережею? Які елементи входять до їх складу?

2.Які техніко-економічні переваги створення електроенергетичних систем та їх об’єднань?

3.За якими ознаками здійснюється класифікація електричних мереж?

4.Які співвідношення між номінальними напругами генераторів трансформаторів електричних мереж та електроприймачів?

5.Перелічить основні вимоги до електричних мереж.

6.Яке призначення електричних систем та мереж?

7.Задачі розрахунку електричних мереж.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

7

2.2 Основні відомості про конструктивне виконання та умови роботи ліній електричних мереж

Конструкції ліній електричних мереж. Геометричні характеристики повітряних ліній.

Повітряні лінії ( ПЛ ) електропередачі: опори, ізолятори, проводи, лінійна арматура. Умови роботи ПЛ: вітер, ожеледиця, температура. Врахування умов роботи ПЛ при проектуванні та експлуатації електричних мереж.

Кабельні лінії: конструкція, способи прокладання, кабельна арматура. Кабелі високих напруг.

Лекції - 4 години Самостійна робота - 10 годин

Література: [1] c. 23 – 53.

Контрольні запитання

1.Основні конструктивні елементи повітряних ліній та їх призначення.

2.Конструктивне виконання проводів та тросів повітряних ліній.

3.За якими ознаками класифікуються опори повітряних ліній?

4.Які фактори і яким чином впливають на роботу ПЛ?

5.Як враховуються умови роботи ПЛ при проектуванні?

6.З яких конструктивних елементів складається кабельна мережа?

7.Основні конструктивні елементи кабелів та їх призначення.

8.Порівняний аналіз повітряних та кабельних ліній.

2.3Характеристики, параметри та схеми заміщення елементів електричної мережі і навантажень

Параметри ліній електропередачі: активний та індуктивний опори, активна та ємнісна провідність. Схеми заміщення та розрахункові схеми повітряних ліній. Спрощення схем заміщення ліній в залежності від призначення розрахунків.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

8

Параметри схеми заміщення та розрахункові схеми двообмоткових та триобмоткових трансформаторів і автотрансформаторів.

Основні характеристики навантажень електроспоживачів. Статичні характеристики навантажень за напругою та частотою.

Подання елементів електричної мережі у розрахункових

схемах.

Лекції - 2 години Самостійна робота - 10 годин

Література: [1] c. 54 - 96 [6] c. 4 – 28

Контрольні запитання

1.Від яких величин залежить питомий індуктивний опір проводів та питома ємнісна провідність ПЛ?

2.Які параметри входять в розрахункову схему заміщення ліній електропередач 35, 110, 220 кВ та вище і їх розрахунок?

3.Які параметри входять в розрахункову схему заміщення двообмоткового трансформатора та як здійснюється їх розрахунок?

4.Якими параметрами враховуються в розрахунковій схемі заміщення триобмоткові трансформатори та автотрансформатори і яким чином вони визначаються?

5.Дайте характеристику графіків електричних навантажень промислових підприємств

6.Що таке статичні характеристики комплексного навантаження за напругою та частотою?

7.Чому автотрансформатори доцільно використовувати на знижувальних підстанціях електричних мереж?

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

9

2.4 Розрахунки параметрів усталених режимів розімкнутих та найпростіших замкнутих електричних мереж

Задачі розрахунку режиму роботи електричної мережі. Характеристика схем з’єднань ліній та підстанцій. Розрахункові схеми електричних мереж. Визначення параметрів режиму ліній електропередачі. Векторні діаграми струмів та фазних напруг ліній електропередачі. Розрахунок параметрів режиму одно-ланцюгової лінії напругою 110 кВ. Розрахунок параметрів усталеного режиму розімкнутих мереж. Особливості розрахунку розподільних мереж з кількома ступенями трансформації. Розрахунок параметрів усталеного режиму простої замкнутої мережі.

Визначення втрат потужності та електроенергії в електричних мережах.

Розрахунок параметрів усталеного режиму замкнутих мереж із застосуванням перетворення розрахункових схем.

Лекції - 3 години Лабораторні роботи – 4 години Самостійна робота - 30 годин

Література: [1] c. 97 – 153; [6] c. 28 – 68.

Контрольні запитання

1.Побудуйте векторні діаграми струмів та напруг ПЛ напругою 110 кВ для активного індуктивного та ємнісного навантаження.

2.Що розуміють під спадом, втратами, відхиленням напруги і як вони визначаються?

3.Чим обумовлена ємнісна потужність лінії та на що вона впливає?

4.Накресліть розрахункову схему розімкнутої мережі до складу якої входять ПЛ 110 кВ та підстанція з двома знижувальними триобмотковими трансформаторами.

5.Послідовність розрахунків параметрів режиму схеми лінії 110 кВ „за даними початку”, „за даними кінця” та методом послідовних наближень.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

10

6.Алгоритм розрахунку простої замкнутої схеми мережі

7.Особливості розрахунків розподільчих мереж з кількома ступенями трансформації.

8.Послідовність розрахунку параметрів режиму електричної мережі з двобічним живленням при різних напругах джерел живлення.

2.5Основи техніко-економічних розрахунків електричних мереж

Задачі та методи проектування енергосистем та електричних мереж. Техніко-економічні показники. Капіталовкладення на спорудження мережі. Щорічні витрати на експлуатацію мережі. Зведені затрати. Собівартість передачі електроенергії. Вибір варіанту розвитку електричної мережі. Техніко-економічне порівняння варіантів мережі за мінімумом зведених затрат. Вибір варіанту мережі з врахуванням надійності. Вибір номінальної напруги. Вибір перерізів проводів. Вибір трансформаторів та автотрансформаторів на знижувальних підстанціях.

Лекції - 2 години Самостійна робота - 20 годин

Література: [1] c. 237 – 322; [2,3,4].

Контрольні запитання

1.Як визначаються втрати електроенергії в елементах електричної мережі ?

2.Як визначаються щорічні експлуатаційні витрати на експлуатацію мережі?

3.Як визначається собівартість передачі електроенергії в енергосистемі?

4.Як визначаються збитки від знеструмлення споживачів?

5.Як визначаються зведені затрати при порівняльному аналізі варіантів схем розвитку електричних мереж ?

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com