Добавил:
ajieiiika26@gmail.com Делаю контрольные работы, курсовые, дипломные работы. Писать на e-mail. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

75 группа 2 вариант / Электрооборудование электростанций / Методические указания и контрольные задания

.pdf
Скачиваний:
87
Добавлен:
18.01.2018
Размер:
179.97 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

« Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

Кафедра « Электрические станции, подстанции и диагностика электрооборудования»

ПРОГРАММА, методические указания и контрольные задания

по дисциплине « Электрические станции и подстанции» для студентов факультета заочного и вечернего обучения ИГЭУ

Иваново 2015

Составитель В.М. Лапшин Редактор В.А. Савельев

Методические указания содержат необходимые рекомендации для изучения дисциплины « Электрические станции и подстанции» и выполнения контрольных заданий.

Предназначены для студентов факультета заочного и вечернего обучения по направлению подготовки бакалавров 140400.62 « Электроэнергетика и электротехника» по профилям подготовки « Электроснабжение» и « Электроэнергетические системы и сети».

Рецензент

кафедра « Электрические станции, подстанции и диагностика электрооборудования» ФГБОУВПО « Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

ПРОГРАММА, методические указания и контрольные задания

по дисциплине « Электрические станции и подстанции» для студентов факультета заочного и вечернего обучения ИГЭУ

Составитель ЛАПШИН Виктор Михайлович

Редактор М. А. Иванова

Подписано в печать 30.11.2015. Формат 60 × 84 1/16. Печать плоская Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ №

ФГБОУВПО « Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».

Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34.

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дисциплина « Электрические станции и подстанции» рассматривает широкий круг вопросов по электрической части современных электростанций и электрических подстанций. Программа курса включает в свой состав основные понятия об особенностях и характеристиках, условиях эксплуатации синхронных генераторов, силовых трансформаторов и автотрансформаторов; о первичных схемах электрических соединений и их структуре. Рассматривается электрооборудование распределительных устройств (РУ) и конструктивные особенности РУ различных типов.

Уделяется достаточное внимание схемам и системам собственных нужд электрических станций и подстанций, установкам оперативного тока, системам управления, сигнализации и блокировок.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140400 « Электроэнергетика и электротехника».

В рамках изучения дисциплины необходимо выполнение двух контрольных работ и курсового проекта понизительной подстанции. Задание по курсовому проекту с вводной консультацией предоставляется кафедрой « Электрические станции, подстанции и диагностика электрооборудования» в соответствии с графиком учебного процесса.

При выполнении курсового проекта рекомендуется использование соответствующих методических указаний.

Лабораторный практикум и практические (семинарские) занятия проводятся в университете в период экзаменационной сессии студентов заочной формы обучения.

Задача изучения дисциплин состоит в приобретении студентом умений по выбору технических характеристик и параметров электрооборудования электрических станций и подстанций, объединению этого оборудования в схемах электрических соединений и выбору современных конструктивных решений.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 216 часов, из них: лекций – 10 часов, практических занятий – 14 часов, лабораторных занятий – 8 часов, курсовое проектирование – 24 часа. Дисциплина преподается в 7-м и 8-м семестрах. Заключительный контроль: зачет в 7-м семестре, экзамен и зачет с оценкой в 8-м семестре.

3

ПРОГРАММА дисциплины «Электрические станции и подстанции»

Введение

История и направление развития энергетики. Графики нагрузок энергосистем. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года. Технологические схемы станций различного типа (КЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС, ГТЭС, ПГЭС).

Основные технико-экономические показатели электростанций разного типа. Структура электрической части станций и подстанций. Участие электростанций разного типа в обеспечении графика нагрузки объединенной электроэнергетической системы.

Рекомендуемая литература: Л.1 (введение, главы 1, 2);

Л.2 (глава 1); Л.9 (соответствующие разделы); Л.10 (соответствующие разделы).

Контрольные вопросы

1.Каковы основные принципы развития электроэнергетики и электрификации России?

2.Какие новые задачи поставлены Энергетической стратегией России на период до 2030 года?

3.Каковы основные принципы классификации электростанций и подстанций? Как связаны электрические станции и подстанции с системами электроснабжения?

4.Каково влияние технологической схемы электростанции на ее технико-экономические показатели?

5.Каково назначение графиков электрических нагрузок различного типа?

6.Какие основные технико-экономические показатели определяются из графиков нагрузок?

7.Какова роль электростанций разного типа в обеспечении графика нагрузки объединенной электроэнергетической системы?

4

Раздел 1. Электрофизические процессы, протекающие в электрооборудовании, проводниках и аппаратах при нормальной работе и при коротких замыканиях

Режимы работы нейтрали. Действие токов на проводники и аппараты при нормальной работе и при коротких замыканиях. Нагрев проводников токами нормального режима. Определение длительно допустимого тока. Термическое действие токов КЗ. Определение интеграла Джоуля в зависимости от места КЗ.

Электродинамическое действие токов КЗ. Координация токов КЗ. Способы ограничения токов КЗ (секционирование, реакторы, трансформаторы с расщепленной обмоткой).

Рекомендуемая литература: Л.1 (главы 4, 5, 29); Л.2 (главы 3, 4); Л.7, Л.8 (соответствующие разделы).

Контрольные вопросы

1.Что такое нейтраль в электроустановках?

2.Что означает понятие «режим работы нейтрали?

3.Каковы достоинства и недостатки сетей с изолированной (незаземленной) нейтралью?

4.Почему используется режим работы сети с компенсированной (резонансно-заземленной) нейтралью?

5.Что значит эффективное заземление нейтрали?

6.Что значит глухое заземление нейтрали?

7.Каковы особенности уравнения теплового баланса при нагреве проводников в длительном (установившемся) режиме работы?

8.Что такое термическая стойкость проводников и аппаратов?

9.Каковы основные критерии термической стойкости?

10.Каковы особенности уравнения теплового баланса при адиабатическом нагреве проводников в режиме КЗ?

11.Каков физический смысл интеграла Джоуля?

12.Какие методы определения термической стойкости проводников в режиме КЗ наиболее часто используются в расчетной практике?

5

Раздел 2. Основное оборудование электрических станций и подстанций

Синхронные генераторы, системы охлаждения и возбуждения. Включение генераторов на параллельную работу с сетью (синхронизация). Силовые трансформаторы и автотрансформаторы, место на электростанциях и ПС; основные характеристики; параллельная работа трансформаторов; нагрузочная способность.

Отличительные особенности автотрансформаторов, режимы работы.

Рекомендованная литература: Л.1 (главы 20, 22), Л.2 (глава 2).

Контрольные вопросы

1.Чем принципиально отличаются турбогенераторы от гидрогенераторов?

2.Каковы основные условия точной синхронизации генераторов с сетью?

3.Каков смысл понятия «допустимая угловая ошибка» при точной синхронизации генератора?

4.Каков физический смысл понятия «напряжение короткого замыкания» трансформатора (автотрансформатора)?

5.Каковы обязательные условия параллельной работы трансформаторов?

6.Что такое проходная мощность автотрансформа-

тора?

7.Что такое типовая мощность автотрансформато-

ра?

8.Что такое коэффициент типовой мощности автотрансформатора?

9.Что значит комбинированный режим работы автотрансформатора?

Раздел 3. Электрооборудование, аппараты и токоведущие части на электрических станциях и подстанциях

Физические процессы при возникновении и гашении дуги при коммутации цепей переменного тока. Принципы гашения дуги в коммутационных аппаратах напряжением до и выше 1 кВ. Коммутационные аппараты напряжением до и выше 1 кВ, изме-

6

рительные ТТ и ТН, токоведущие части и контактные системы на электростанциях и ПС.

Выбор коммутационных аппаратов, измерительных трансформаторов, токоведущих частей на электростанциях и подстанциях.

Рекомендованная литература: Л.1 (главы 11–19), Л.2 (глава 4).

Контрольные вопросы

1.Каковы основные факторы, способствующие эффективному гашению дуги отключения?

2.Что такое гасительное устройство выключателя? На каком принципе оно может работать?

3.По каким основным критериям оценивается коммутационная способность выключателей?

4.Каково основное назначение разъединителей, их принципиальное отличие от выключателей?

5.Какими расцепляющими и гасительными устройствами может быть оборудован автоматический выключатель (автомат)?

6.Какие цели преследует применение измерительных трансформаторов в высоковольтных установках?

7.Что такое класс точности измерительных трансформаторов?

8.Каковы методы компенсации погрешностей измерительных трансформаторов?

9.Какую цель преследует применение каскадных трансформаторов тока и напряжения?

10.Каковы принципы выбора ТТ по вторичной нагрузке (классу точности)?

11.Каковы принципы выбора ТН по вторичной нагрузке (классу точности)?

7

Раздел 4. Схемы электрических соединений и конструкции распределительных устройств электростанций и подстанций

Схемы электрических соединений станций и подстанций, схемы и системы собственных нужд, конструкции ОРУ и ЗРУ; комплектные распределительные устройства разного типа и назначения.

Структура главных схем; понятие о схеме выдачи мощности электростанции.

Упрощенные схемы электрических соединений, схемы с линейными системами сборных шин и одним выключателем на цепь; схемы с подключением цепей в рассечку между двумя выключателями (многоугольники, кольцевые схемы, схемы с 3/2 и 4/3 выключателя на цепь).

Понятие системы собственных нужд электростанций и подстанций. Основные элементы системы собственных нужд. Выбор рабочих и резервных источников питания. Основы выбора электропривода рабочих машин. Схемы электроснабжения агрегатов собственных нужд. Пуск и самозапуск агрегатов собственных нужд.

Основные требования к конструкциям РУ из соблюдений условий безопасности. Распределительные устройства внутренней (ЗРУ) и наружной (ОРУ) установки. Комплектные распределительные устройства (КРУ и КРУН).

Рекомендованная литература: Л.1 (главы 23, 24, 26, 28);

Л.2 (главы 5, 6); Л.6 (соответствующие разделы).

Контрольные вопросы

1.В чем преимущества и недостатки упрощенных схем электрических соединений?

2.Для чего применяют секционирование сборных шин?

3.Для чего используется обходная система шин?

4.В чем преимущество схем с присоединением цепей через два выключателя?

5.Каковы основные особенности применения схем 3/2 и

4/3?

6.Каковы основные преимущества применения комплектных РУ (КРУ, КРУН, КРУЭ)?

8

7.Какая схема соединений получила наибольшее распространение в системе собственных нужд и почему?

8.Каковы основные проблемы, возникающие при пуске агрегатов собственных нужд?

9.В чем заключается проверка выбранного двигателя по условиям пуска?

10.Что такое самозапуск группы агрегатов собственных нужд, при каких условиях он возникает?

11.Какие параметры расчетной цепи влияют на успешность самозапуска?

Раздел 5. Вспомогательные устройства

Источники оперативного тока и схемы вторичной коммутации на электрических станциях и подстанциях. Схемы и аппаратура цепей управления коммутационными аппаратами.

Переменный, выпрямленный и постоянный оперативный ток. Аккумуляторные батареи, режимы их работы. Схемы оперативного тока.

Организация оперативного управления на электростанциях и подстанциях. Щиты управления. Управления высоковольтными аппаратами. Система сигнализации, блокировки.

Рекомендованная литература: Л.1 (главы 27, 32); Л.2 (глава 7).

Контрольные вопросы

1.Что означает понятие «оперативный ток»?

2.В чем принципиальная разница между постоянным и переменным оперативным током?

3.В чем особенности режима аккумуляторной батареи «постоянный подзаряд»?

4.Какие основные требования предъявляются к схемам управления?

5.Как осуществляется сигнализация положения коммутационного аппарата?

6.Каков принцип образования цепей аварийной сигнали-

зации?

7.Для чего на щитах управления применяются мнемо-

схемы?

9

8.Каково различие между оперативными блокировками

иблокировками безопасности?

9.В чем различие электромагнитных и электромеханических блокировок?

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

В лаборатории электрооборудования кафедры « Электрические станции, подстанции и диагностика электрооборудования» студенты по соответствующим источникам и по натурным образцам изучают конструктивные особенности высоковольтных выключателей, разъединителей, отделителей и короткозамыкателей и приводов к ним. Подробно изучаются характеристики конкретных типов выключателей (масляных с большим и малым объемом масла; воздушных, элегазовых и вакуумных; выключа- телей-переключателей (реклоузеров).

Проводится изучение конструкций измерительных трансформаторов тока и напряжения на натурных образцах, исследование их характеристик на лабораторных стендах.

На макетах-тренажерах и компьютерных тренажерах изучается порядок проведения оперативных переключений в схемах электрических соединений.

На натурных образцах изучаются конструкции и принцип действия коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Параллельно изучению дисциплины студенты выполняют курсовой проект понизительной электрической подстанции.

Выполнение курсового проекта должно способствовать дальнейшему повышению теоретических знаний студентов по изучаемой дисциплине; привитию навыков проведения инженерных расчетов и принятия самостоятельных решений в проектировании объектов электроэнергетики; приобретению навыков использования стандартов, руководящих документов, справочной литературы и других вспомогательных материалов; приобретению навыков в области конструирования распределительных устройств и компоновки электротехнического оборудования.

Курсовой проект включает в себя расчетнопояснительную записку и два графических листа.

10