Основное электрооборудование источников питания

[4] с. 41…52; [5], с. 47…107, 212…379

Основное электрооборудование ТЭЦ: генераторы, трансформаторы и автотрансформаторы, токопроводы, реакторы. Конструктивное выполнение основного электрооборудования. Режимы работы генераторов и трансформаторов ТЭЦ.

 

 

Основное оборудование ГПП. Силовые трансформаторы. Коммутационные аппараты, измерительные трансформаторы, аппараты защиты от перенапряжений, молниезащита, заземляющие устройства.

Режимы работы трансформаторов: номинальный и нормальный режимы, повышение напряжения, параллельная работа трансформаторов, режим перегрузки. ГОСТ 14209-97 Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.

Режимы работы электроэнергетических систем

[2], с. 153…194; [3], с. 72…91

Баланс активной мощности в электроэнергетической системе. Характеристика составляющих баланса. Связь баланса активной мощности с частотой. Допустимые отклонения частоты. Автоматическая частотная разгрузка. Регулирование частоты в изолированной системе. Астатическое и статическое регулирование. Первичное и вторичное регулирование частоты. Регулирование частоты в объединенной энергосистеме. Станции, ведущие частоту. Основы оптимального распределения активной мощности в электроэнергетической системе.

Баланс реактивной мощности в электроэнергетической системе. Характеристика составляющих баланса. Связь баланса реактивной мощности с напряжением в узлах нагрузки. Лавина напряжения.

Основные средства компенсации реактивной мощности: синхронные машины, статические конденсаторы, статические регулируемые источники реактивной мощности. Основные сведения о размещении компенсирующих устройств в электроэнергетической системе. Компенсации реактивных нагрузок.

Расчет установившихся режимов сложных электрических сетей

[1], с. 248…291; [2], с. 454…478; [3], с. 62…71

Алгоритмы расчета установившихся режимов простейших
разомкнутых и замкнутых электрических сетей. Понятие о

сложнозамкнутой электрической сети. Уравнения узловых напряжений для сети постоянного и переменного тока. Балансирующий узел по току (мощности). Базисный узел по напряжению. Взаимные проводимости ветвей, собственные проводимости узлов. Матрица собственных и взаимных проводимостей.

Методы решения линейных уравнений узловых напряжений. Методы Гаусса, простой итерации, Зейделя. Методы решения нелинейных уравнений узловых напряжений. Метод Ньютона.

Регулирование напряжения в электрических сетях

[1], с. 292…336; [2], с. 199…225; [3], с. 92…107

Основные показатели качества электроэнергии, ГОСТ 13109-97. Отклонения напряжения, нормально допустимые и предельно допустимые значения. Задачи регулирования напряжения в системообразующих, районных и местных распределительных сетях. Регулирование напряжения на электростанциях.

Регулирование напряжения на подстанциях. Трансформаторы и автотрансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Принципиальная схема РПН. Линейные регулировочные трансформаторы. Продольное и поперечное регулирование напряжения. Выбор регулировочных ответвлений трансформаторов и автотрансформаторов.

Регулирование напряжения в местных распределительных сетях. Средства регулирования напряжения. Принцип встречного регулирования напряжения.

Основы регулирования напряжения в распределительных районных и системообразующих сетях.

Проектирование электрических сетей

[1], с. 380…494; [2], с. 237…321, 346…381; [4] с. 60-77

Основы развития схем электрических сетей. Выбор оптимальной схемы электрической сети. Области применения различных номинальных напряжений в электрических сетях. Исторически сложившиеся системы напряжений. Выбор напряжения линии электропередачи. Выбор напряжения электрической сети.

Выбор сечений проводников по экономическим критериям. Метод экономической плотности тока. Достоинства и недостатки метода. Метод экономических интервалов. Учет технических ограничений при выборе сечений проводников. Допустимые перегрузки кабельных линий.

Выбор сечений проводников по допустимой потере напряжения в местных распределительных сетях. Условия постоянства сечения, минимума расхода проводникового материала, минимума потерь мощности.

Проектирование конструктивной части воздушных линий электропередачи. Исходные климатические условия. Выбор опор. Расчет удельных нагрузок на провода и тросы. Исходный режим. Проверка проводов на прочность. Построение монтажного графика. Особенности расчета на прочность грозозащитного троса. Расстановка опор по профилю трассы. Ветровой и весовой пролеты. Проверка опор на прочность.

 

3.3. Тематический план лекций, практических и лабораторных занятий для студентов очно-заочной формы обучения

 

Темы лекций(36 часов)	Объем, часы
1. Введение. Основные источники питания. Схемы выдачи мощности ТЭЦ, схемы подстанций.
2. Основное оборудование, его конструктивное выполнение и режимы работы.
3. Режимы работы электроэнергетических систем. Баланс активной мощности. Регулирование частоты.
4. Баланс реактивной мощности. Компенсация реактивных нагрузок.
5. Расчеты установившихся режимов сложных электрических сетей
6. Регулирование напряжения в электрических сетях.
7. Проектирование электрических сетей. Выбор схем, напряжения и сечений проводников.
8. Проектирование конструктивной части воздушных линий электропередачи.
9. Основы расчета на прочность проводов и тросов

 

Темы практических занятий(16 часов)	Объем, часы
1. Составление уравнений узловых напряжений для расчета установившихся режимов электрических сетей
2. Подготовка исходной информации и расчет установившихся режимов электрических сетей на ПК
3. Выбор схем и основного оборудования электрических сетей
4. Регулирование напряжения в электрических сетях

 

Темы лабораторных работ(8 часов)	Объем, часы
1. Регулирование напряжения в электрических сетях
2. Регулирование частоты в электроэнергетической системе

Библиографический список

1. Электрические системы. Электрические сети: Учебник для электроэнерг. спец. вузов / В.А. Веников, А.А. Глазунов, Л.А. Жуков и др.: Под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 1998.

2. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Костин В.Н., Распопов Е.В., Родченко Е.А. Передача и распределение электроэнергии: Учеб. пособие. - СПб.: СЗТУ, 2003

4. Костин В.Н. Системы электроснабжения. Конструкции и механический расчет: Учеб. пособие. - СПб.: СЗТУ, 2002.

5. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и
подстанций.-М.: Энергоатомиздат, 1987.

6. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.3. Производство, передача и распределение энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ.- 8-е изд.-М.: Издательство МЭИ, 2002.

7. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Задание на курсовой проект 5.1. Исходные данные

Проектируемая электроэнергетическая система представлена существующей районной подстанцией (узел 1) и тремя развивающимися узлами нагрузки (узлы 2, 3 и 4) с расчетными мощностями Р ₂, Р ₃ и Р ₄.

Из балансов активной и реактивной мощности электроэнергетической системы более высокого уровня известно, что в период максимальной нагрузки мощность, передаваемая через районную подстанцию к узлам нагрузки 2, 3 и 4, ограничена величиной Р ₁+ jQ ₁.

Система является дефицитной по активной мощности (Р ₁< Р ₂+ Р ₃+ Р ₄), поэтому в узле 2, где имеются мощные потребители тепловой энергии, планируется строительство ТЭЦ, от шин генераторного напряжения которой будет получать питание нагрузка узла 2, а избыточная мощность ТЭЦ через шины высшего напряжения может передаваться в систему.

Исходные данные для проектирования выбираются в соответствии с рис. 1 и табл. 1 и 2, в которых номера вариантов отвечают соответственно последней и предпоследней цифрам шифра студента.

 

 

Рис. 1. Схемы расположения узлов источников питания и нагрузок

Т а б л и ц а 1

Вариант
Рисунок	a	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
К л и м а т и ч е с к и е у с л о в и я
Нормативное ветровое давление, Па (даН/м ^2 )	400 (40)	500 (50)	650 (65)	400 (40)	500 (50)	650 (65)	400 (40)	500 (50)	650 (65)	500 (50)
Толщина стенки гололеда, мм
Температура низшая, ^о С	-40	-35	-30	-25	-20	-20	-25	-30	-35	-40
Температура высшая, ^о С
Температура средняя, ^о С	-5								-5	-5

 

Т а б л и ц а 2

Вариант
Р 1, МВт
Q1 Мвар
Р 2, МВт
Р 3, МВт
Р 4, МВт
Масштаб 1см:... км

Общие для всех вариантов данные:

1. Во всех узлах нагрузки имеются электроприемники 1, 2 и 3-й категорий по надежности электроснабжения.

2. Номинальные напряжения на шинах районной подстанции (узел 1) U _1ном =110 и 220 кВ; уровень напряжения в период наибольшей нагрузки U ₁=1,05 U _1ном.

3. Мощность собственных нужд ТЭЦ Р _сн составляет 10% от мощности станции; коэффициент реактивной мощности нагрузки tgϕ_сн =1,0.

4. Продолжительность использования наибольшей нагрузки в узлах 2, 3 и 4 Т _max=5500 ч.

5. Коэффициенты реактивной мощности нагрузок в узлах 2, 3 и 4 соответственно составляют tgϕ₂ = 0,7; tgϕ₃ = 0,8; tgϕ₄ = 0,9.

Содержание проекта

1. Составление баланса активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ.

2. Обоснование схемы и напряжения электрической сети.

3. Составление баланса реактивной мощности, выбор и размещение компенсирующих устройств.

4. Выбор и проверка сечений проводов линий электропередачи.

5. Выбор схемы выдачи мощности и трансформаторов ТЭЦ.

6. Выбор трансформаторов и схем подстанций в узлах нагрузки.

7. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к стороне высшего напряжения.

8. Расчет установившегося режима электрической сети.

9. Регулирование напряжения в узлах нагрузки.

10. Расчет конструктивной части ВЛ.

11. Графическая часть.