Элементы техники высоких напряжений

В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

Тема 6.1 Испытание изоляции высоковольтного электрооборудования

Назначение, объем и нормы испытания изоляции различных видов электрооборудования. Общие методические указания по испытаниям электрооборудования РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования».

Схемы испытательных установок.

Рекомендуемая литература: [8, 9, 24, 27]

 

Методические указания

 

Данная тема имеет целью ознакомить студентов с испытательными установками и методами измерений на высоком напряжении.

Изучите нормы приемо-сдаточных испытаний электрооборудования: электродвигателей, силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов, масляных выключателей и т.д. Лучше всего для этого воспользоваться данными РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования» [9] и ПУЭ [8, глава 1.8]: п.1.8,15 – электродвигатели переменного тока, п.1.8.16 – силовые трансформаторы, п.1.8.17 – измерительные трансформаторы, п.1.8.18 – измерительные трансформаторы напряжения, п.1.8.19 – масляные выключатели, п.1.8.20- воздушные выключатели, п. 1.8 21 – элегазовые выключатели и т. д.

По [24, §12.1] или [27, §10.1] ознакомьтесь с основными требованиями к испытаниям изоляции и методикой испытаний. Рассмотрите приведенные схемы измерения диэлектрических потерь, испытания изоляторов, кабеля. Обратите внимание на методы определения мест повреждения кабельных линий.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Какие факторы влияют на старение изоляции?

2. С какой целью и каким образом измеряют угол диэлектрических потерь?

3. Назовите минимально допустимое значение сопротивления изоляции электропроводки, в том числе осветительной сети до 1 кВ [8,табл.1.8.34].

4. Какое электрооборудование и с какой целью испытывают высоким постоянным напряжением?

5. Что является источником испытательного напряжения промышленной частоты?

 

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление

· о назначении испытания изоляции электрооборудования;

· о нормах сопротивлений изоляции электрооборудования;

знать

· основные схемы испытательных установок.

 

Тема 6.2 Перенапряжения в электроустановках. Защита от перенапряжения

 

Виды перенапряжений: внутренние и атмосферные, причины их возникновения. Защита от перенапряжений. Разрядники, их виды, конструкции и принцип действия. Защита от перенапряжений подстанций и линий электропередач. Молниезащита электроустановок.

Рекомендуемая литература: [8, 9, 24, 27]

 

Методические указания

 

Рассмотрите понятия: перенапряжение, внутренние перенапряжения, атмосферные перенапряжения [27, §10.2].

Способы защиты электрических установок от перенапряжений с помощью разрядников изучите по [24, с.501 – 503], [27, с.351, 352]. Наиболее опасными для электрооборудования являются атмосферные перенапряжения от прямых ударов молнии. Рассмотрите расчет зоны защиты стержневого молниеотвода на примере 12.1 [24] или 10.1 [27].

Изучите конструкции молниеотводов и разрядников по [24, рис.12.5-12 7].

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Назовите причины возникновения внутренних перенапряжений.

2. Перечислите виды разрядников. Объясните их конструкцию и применение.

3. Перечислите методы защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии.

4. В каких случаях применяют тросовые молниеотводы, в каких – стержневые молниеотводы?

5. Как определяется радиус зоны защиты молниеотвода? От каких величин он зависит?

 

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление

· о видах перенапряжений;

· о назначении разрядников;

знать

· о причинах возникновения перенапряжений в электроустановках и способах защиты от них;

· виды защит от перенапряжений подстанций и линий электропередач;

· принцип действия и места установки разрядников по подстанциях и линиях электропередач.

YI. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Выполнение курсового проекта осуществляется на заключительном этапе изучения учебной дисциплины, в ходе которого осуществляется обучение применению полученных знаний и умений при решении комплексных задач связанных со сферой профессиональной деятельности будущих специалистов.

Выполнение курсового проекта по дисциплине «Электроснабжение промышленных и гражданских зданий» проводится с целью:

· систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и практических умений по дисциплине;

· углубления теоретических знаний в соответствии с заданной темой;

· формирования умений применять теоретические знания при решении поставленных вопросов;

· формирования умений использовать справочную и нормативную документацию;

· развития творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

· подготовки к итоговой государственной аттестации.

Согласно рабочему учебному плану для заочной формы обучения по специальности 270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» на выполнение курсового проекта отводится 30 часов.

Тематика курсовых проектов разрабатывается преподавателем дисциплины, рассматривается и принимается цикловой комиссией электромонтажных дисциплин, утверждается заместителем директора колледжа по учебной работе.

Примерные темы курсового проекта:

1. Электроснабжение предприятия и электрооборудование подстанции.

2. Электроснабжение производственного цеха и электрооборудование цеховой подстанции.

3. Электроснабжение гражданского здания и электрооборудование подстанции.

Тема курсового проекта может быть предложена студентом при обосновании им её целесообразности.

В отдельных случаях допускается выполнение курсового проекта по одной теме группой студентов.

Курсовой проект может стать составной частью выпускной квалификационной работы (дипломного проекта), если видом итоговой государственной аттестации, определяемым в соответствии с Государственными требованиями и Программой итоговой государственной аттестации выпускников по специальности, является выпускная квалификационная работа (дипломный проект).

 

Курсовой проект по дисциплине состоит из:

1. пояснительной записки

Объем пояснительной записки не менее:

· 15 – 20 листов формата А4 печатного текста;

· 20 – 25 листов формата А4 рукописного текста.

2. графической части

Тема 1

Лист 1. План объекта и схема электроснабжения предприятия.

Тема 2

Лист 1. План и схема электроснабжения производственного цеха.

Тема З

Лист 1. План и схема электроснабжения гражданского здания.

Пояснительная записка и графическая часть курсового проекта должны быть оформлены согласно ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам, ГОСТ 2.109-74 ЕСКД. Основные требования к чертежам, ГОСТ 21.613-88 Система проектной документации для строительства. Силовое электрооборудование. Рабочие чертежи, а также в соответствии с другими требованиями стандартов проектной документации для строительства.

Пояснительная записка должна содержать:

· титульный лист;

· задание на курсовое проектирование;

· содержание;

· введение;

· расчетно-конструкторскую часть;

· список литературы.

Исходными данными для проектирования являются:

· назначение и план объекта;

· сведения о характере электрических нагрузок и паспортные данные электроприемников;

· категорию электроприемников по надежности электроснабжения;

· характеристика необходимого электрооборудования главной понизительной подстанции;

· другие данные в зависимости от темы и задания курсового проекта.

Во введении следует указать на достижения электротехнической отрасли, о распределении и потреблении электрической энергии на промышленных предприятиях и в городском хозяйстве, способы экономии электроэнергии и вопросы экологии (объем не более 2 листов).

Расчетно-конструкторская часть должна содержать следующие разделы:

1. Общая часть

1.1 Краткая техническая характеристика объекта и электрооборудования

2. Внутрицеховая силовая сеть

2.1 Выбор рода тока, напряжения и схемы электроснабжения

2.2 Расчет электрических нагрузок

2.3 Компенсация реактивной мощности

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции

2.5 Определение центра электрических нагрузок

2.6 Выбор местоположения трансформаторной подстанции

2.7 Выбор защитной и коммутационной аппаратуры

2.8 Выбор марок и сечений проводников на всех участках силовой сети

2.9 Выбор магистральных, распределительных и троллейных шинопроводов, распределительных пунктов, шкафов

2.10 Расчет токов короткого замыкания

2.11 Расчет и выбор питающей линии напряжением выше 1000 В

3. Цеховая трансформаторная подстанция

3.1 Выбор типа трансформаторной подстанции

3.2 Выбор электрооборудования и проверка его на действие токов короткого замыкания

3.3 Расчет заземляющего устройства

4. Спецвопрос (согласно индивидуальным заданиям рассмотреть один вопрос).

Расчеты курсового проекта выполняются на основании [15].

График выполнения курсового проекта и критерии оценки выполненного курсового проекта приведены в методических указаниях ниже.

Общее руководство и контроль выполнения курсового проекта осуществляет преподаватель дисциплины.

Основными функциями руководителя курсового проекта являются:

· консультирование по вопросам содержания и последовательности выполнения курсового проекта;

· оказание помощи студенту в подборе необходимой литературы;

· контроль выполнения курсового проекта;

· подготовка письменного отзыва на курсовой проект.

По завершении студентом курсового проекта руководитель проверяет, подписывает его и вместе с письменным отзывом передает студенту для ознакомления.

Письменный отзыв должен содержать;

· заключение о соответствии курсового проекта заявленной теме;

· оценку качества выполнения курсового проекта;

· оценку полноты разработки поставленных вопросов;

· оценку курсового проекта.

Защита курсового проекта является обязательной.

Студентам, получившим неудовлетворительную оценку по курсовому проекту, предоставляется право выбора новой темы курсового проекта или, по решению преподавателя, доработки прежней темы и определяется новый срок для его выполнения.

 

ГРАФИК

выполнения курсового проекта

тема: «Электроснабжение цеха промышленного предприятия»

 

Занятие	Аудиторные занятия	Внеаудиторная самостоятельная работа студента
Тема	Кол-во часов	Задание
1.	1. Выдача задания на курсовое проектирование. 2. Содержание курсового проекта. 3. Порядок выполнения курсового проекта. 4. График занятий и консультаций.		1.Оформить введение курсового проекта. 2.Подготовить тетрадь для расчетов курсового проекта, лист формата А1 миллиметровой бумаги для выполнения плана цеха.
2.	1. Выбор схемы внутрицеховой электрической сети.		1. Начертить план цеха. 2. Нанести выбранную схему питающей сети. Начать расчет электрических нагрузок по узлам питания.
3.	1. Расчет электрических нагрузок цеха методом упорядоченных диаграмм. 2. Компенсация реактивной мощности. Расчет мощности компенсирующих устройств, выбор схемы размещения компенсирующих устройств.		1. Оформить таблицу расчета электрических нагрузок и пояснения расчета с учетом требований ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. 2. Оформить в пояснительную записку проекта расчет мощности и выбор компенсирующих устройств.
4.	1. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховой трансформаторной подстанции. 2. Определение центра электрических нагрузок цеха.		1. Оформить в пояснительную записку проекта расчеты по выбору числа и мощности трансформаторов подстанции. 2. Оформить таблицу и расчет центра электрических нагрузок цеха в пояснительную записку.
5.	1. Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. 2. Выбор защитной и коммутационной аппаратуры. 3. Выбор проводов и кабелей внутрицеховой сети.		1. Оформить в пояснительную записку выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. 2. Выбрать защитную и коммутационную аппаратуру и оформить таблицу с результатами выбора и порядок выбора в пояснительную записку.

 

Продолжение таблицы

Занятие	Запланированная тема занятия	Внеаудиторная самостоятельная работа студента
Тема	Кол-во часов	Задание
6.	1. Выбор электрооборудования внутрицеховой сети (распределительных шкафов, щитов, шинопроводов)		1. Начертить план цеха с маркировкой проводов и кабелей по ГОСТ 2.109-73^* ЕСКД. Основные требования к чертежам.
7.	1. Расчет токов короткого замыкания.		1. Оформить в пояснительную записку расчет токов короткого замыкания с расчетной схемой и схемой замещения соблюдая ГОСТ 2.109-73^* ЕСКД. Основные требования к чертежам.
8.	1. Выбор питающей линии напряжением выше 1 кВ.		1. Подготовить в пояснительную записку обоснования выбора питающей линии напряжением выше 1 кВ.
9.	1. Выбор типа цеховой трансформаторной подстанции с учетом категории электроприемников цеха по надежности электроснабжения, условий окружающей среды.		1. Для выбранного типа цеховой трансформаторной подстанции по справочной литературе ознакомиться с основными видами электрооборудования.
10.	1. Выбор электрооборудования цеховой трансформаторной подстанции. 2. Выполнение однолинейной схемы цеховой трансформаторной подстанции.		1. Начертить план размещения электрооборудования цеховой трансформаторной подстанции. 2. Закончить выполнение однолинейной схемы цеховой трансформаторной подстанции, соблюдая требования ГОСТ 21.613-88 Система проектной документации для строительства. Силовое электрооборудование. Рабочие чертежи.
11.	1. Выбор сборных шин цеховой трансформаторной подстанции.		1. Закончить выбор сборных шин подстанции. 2. Подготовить в пояснительную записку обоснование выбора марки и сечения сборных шин. Указать марку и сечение сборных шин в однолинейной схеме подстанции.
12.	1. Расчет заземляющего устройства цеховой подстанции 6-10/0,4 кВ		1. Закончить расчет и оформить в пояснительной записке порядок расчета.

 

Продолжение таблицы

Занятие	Запланированная тема занятия	Внеаудиторная самостоятельная работа студента
Тема	Кол-во часов	Задание
13.	1. Спецвопрос курсового проекта: · разработка однолинейной схемы подключения компенсирующего устройства; · разработка схемы автоматического регулирования мощности конденсаторной установки; · ограничение потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях цеха; · разработка мероприятий по ограничению токов короткого замыкания; · выбор токоограничивающего реактора; · виды релейной защиты элементов системы электроснабжения; · релейная защита одного из элементов системы электроснабжения; · выбор электрооборудования ЗРУ ГПП для подключения высоковольтной линии питающей цеховую трансформаторную подстанцию; · виды учета электроэнергии в цехе.		1. Оформить в пояснительную записку необходимые выбор и расчеты согласно индивидуального задания.
14.	Выполнение графической части курсового проекта.		1. Выполнить один лист формата А1 графической части курсового проекта согласно ГОСТ 2.109-73^*ЕСКД. Основные требования к чертежам. 2. Подготовиться к защите курсового проекта.
15.	1. Защита курсового проекта.