Электроэнергетические системы и сети

1. Основные понятия и определения. Классификация электрических сетей.

Классификация электрических сетей по степени надёжности электроснабжения.

Общая характеристика и элементы воздушных линий электропередачи.

Кабельные линии электропередачи.

Провода, изоляция и арматура воздушных линий.

Схемы замещения воздушных линий электропередачи. Определение параметров схемы замещения.

Воздушная линия электропередачи с расщеплённой фазой.

Параметры схемы замещения двухобмоточных и трёхобмоточных трансформаторов.

Автотрансформатор. Особенности соединения обмоток. Понятие типовой мощности.

Потери мощности в элементах электрической сети.

Задание нагрузок при расчётах установившихся режимов.

Расчёты режимов линии по известным параметрам нагрузки и по известным параметрам источника.

Расчёт режима линии на холостом ходу. Векторная диаграмма.

Падение и потеря напряжения в линии электрической сети.

Баланс активной мощности и его связь с частотой.

Регулирование напряжения в энергосистеме. Особенности различных КУ как устройств для регулирования напряжения.

Регулирование напряжения с помощью трансформаторов.

Принципы регулирования напряжения в распределительных сетях.

Основные технико-экономические показатели. Определение капитальных вложений на сооружение сети и ежегодных издержек на её эксплуатацию.

Основные типы понижающих подстанций. Выбор схем присоединений подстанций к электрической сети.

21. Критерий выбора оптимального варианта проектируемой сети.

Выбор номинального напряжения сети.

Выбор сечения проводов и их проверка по техническим ограничениям.

Литература

1. Поспелов Г.Е., Лычев П.В., Федин В.Т. Электрические системы и сети: Учебник. − Мн.: УП «Технопринт», 2004.

Лыкин А.В. Электрические систем и сети: Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002.

3. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Под ред. Д.Л. Файбисовича. − М.: Изд-во ЭНАС, 2005.

 

Электрическая часть электростанций

1. Типы электрических станций. Особенности электрических станций разного типа. Технологический процесс производства электрической энергии на тепловой электростанции.

2. Понятие о нейтрали электрических сетей. Режимы работы нейтрали в электрических сетях разного напряжения. Величины, характеризующие сети с разными режимами работы нейтрали, и их изменение в зависимости от степени заземления нейтрали.

3. Назначение систем возбуждения синхронных генераторов. Типы и особенности систем возбуждения синхронных генераторов. Требования к системам возбуждения.

4. Понятие о распределительном устройстве (РУ). Состав электрооборудования РУ и его назначение.

5. Процессы при отключении цепи переменного тока выключателем. В какой момент происходит гашение дуги переменного тока? При каком условии она вновь не загорается? Способы гашения дуги в электрических аппаратах. Чем определяется тип и конструкция высоковольтного выключателя?

6. Типы выключателей: масляные (маломасляные, баковые); воздушные; элегазовые и др., их обозначение, основные конструктивные элементы, область применения. Величины (параметры) характеризующие выключатели.

7. Принцип работы измерительного трансформатора тока. Основные параметры, типы и конструкции.

8. Принцип работы измерительного трансформатора напряжения. Основные параметры, типы и конструкции, схемы соединения обмоток.

9. Термическое действие токов короткого замыкания. Условия выбора электрических аппаратов и проводников по термической стойкости.

10. Электродинамическое действие токов короткого замыкания. Условия выбора электрических аппаратов и проводников по электродинамической стойкости.

11. Собственные нужды ТЭС, состав механизмов собственных нужд тепловой электростанции, их привод. Источники питания (рабочие и резервные) системы собственных нужд.

12. Автотрансформаторы. Принципиальное отличие автотрансформатора от трансформатора. Какими мощностями характеризуется автотрансформатор? Режимы работы автотрансформаторов.

13. Условия выбора и проверки электрических аппаратов, шин и проводников.

Литература

1. Балаков Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Проектирование схем электроустановок: учебное пособие для вузов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 288 с.

2. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. – 480 с.

3. Пособие для изучения правил технической эксплуатации электрических станций и сетей. Тепломеханическая часть. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2007. – 416 с.

4. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учебник / Л.Д. Рожкова и др. – М.: Академия, 2004. – 448 с.

 

Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения

1. Назначение, и требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты и автоматики. Структурная схема устройств релейной защиты.

2. Измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН). Особенности работы ТТ и ТН в схемах релейной защиты.

3. Максимальная токовая защита. Принцип действия, расчет параметров.

4. Токовые и токовые направленные ступенчатые защиты. Принцип действия.

5. Принцип выполнения дистанционных защит. Характеристики измерительных органов дистанционных защит.

6. Принцип действия продольной и поперечной дифференциальной защиты линий. Расчет параметров, область применения.

7. Дифференциальная защита трансформаторов. Назначение, принцип работы.

8. Типы защит и характеристика защит трансформаторов от внешних замыканий.

9. Принцип выполнения дифференциальной защиты шин.

10. Выполнение защит электродвигателей от внутренних повреждений.

11. Назначение и классификация АПВ. Расчет параметров АПВ линий с односторонним питанием.

12. Работа релейной защиты и АПВ на линиях с ответвлениями.

13. Назначение АВР, область применения, варианты выполнения пусковых органов.

14. Назначение и правила выполнения автоматической частотной разгрузки.

Литература

1. Федосеев А.М., Федосеев М.А.. Релейная защита электроэнергетических систем: Учебник для вузов. – 2-е изд., М.: Энергоатомиздат, 1992. – 528 с.

2. Дьяков А.Ф. Микропроцессорная автоматика и релейная защита электроэнергетических систем: учебное пособие / А.Ф. Дьяков, Н.И. Овчаренко. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 336 с.

3. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. Учебное пособие для техникумов. М.: Энергоатомиздат, 1998 -800с

4. Беркович М.А., Комаров А.Н., Семенов В.А. Основы автоматики энергосистем. М.: Энергоиздат, 1981. – 432 с.

 

Электротехническое материаловедение

1. Процессы намагничивания и перемагничивания ферро- и ферромагнетиков.

2. Влияние температуры, частоты и напряженности магнитного поля на величину магнитной проницаемости ферро- и ферромагнетиков.

3. Типы магнитного состояния вещества. Классификация и области применения магнитных материалов.

4. Классификация и область применения проводниковых материалов

5. Влияние температуры, примесей, механических деформаций на величину электропроводности металлических проводников.

6. Контактная разность потенциалов в проводниковых материалах.

7. ТермоЭДС в проводниках, материалы для термопар

8. Материалы для разрывных и скользящих контактов. Требования, предъявляемые к ним.

9. Термоэлектрические эффекты и эффект Холла в полупроводниках.

10. Классификация и область применения диэлектрических материалов

11. Процессы поляризации и диэлектрических потерь в полярных и неполярных диэлектриках.

12. Влияние температуры и увлажнения на величину электропроводности диэлектриков.

13. Механизмы пробоя газообразных жидких и твердых диэлектриков.

Литература

1. Электротехнические и конструкционные материалы: учебное пособие / Под ред. В. А. Филикова. – М.: Мастерство, 2000. – 280 с.

2. Журавлева, Людмила Васильевна. Электроматериаловедение: учебник / Л. В. Журавлева. – М.: Академия, 2000. – 312 с.

 

Электрические машины

1. Конструкция и принцип действия трансформатора.

2. Холостой ход однофазного двухобмоточного трансформатора (схема замещения, векторная диаграмма напряжений и токов).

3. Опыт короткого замыкания трансформатора (номинальное напряжение короткого замыкания, схема замещения, векторная диаграмма напряжений и токов).

4. Работа силового трансформатора при симметричной нагрузке (Т-образная схема замещения, векторная диаграмма напряжений и токов при различных характерах нагрузки, зависимости КПД от величины нагрузки).

5. Параллельная работа силовых трансформаторов (условия включения на параллельную работу, последствия включения без абсолютного соблюдения каждого в отдельности из условий).

6. Конструкция, принцип действия и режимы работы асинхронных машин. Скольжение.

7. Двигательный режим работы асинхронной машины (уравнения равновесия напряжений и токов, Т-образная схема замещения, векторная диаграмма напряжений и токов, рабочие характеристики).

8. Способы пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (прямой реакторный автотрансформаторный, переключением Y/Δ).

9. Реостатный способ пуска асинхронных двигателей с фазным ротором.

10. Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (регулирование амплитудой напряжения питания, регулирование изменением числа полюсов, частотное регулирование).

11. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором изменением добавочного активного сопротивления обмотки ротора.

12. Конструкция и принцип действия синхронных машин.

13. Реакция якоря в явнополюсном синхронном генераторе при различных характерах нагрузки (векторная диаграмма токов и напряжений; характер действия реакции якоря).

14. Характеристики трехфазного синхронного генератора (холостого хода, нагрузочная, внешняя и регулировочная при различных характерах нагрузки, короткого замыкания).

15. Параллельная работа трехфазного синхронного генератора с сетью (условия включения; контроль и обеспечение условий; синхронизация; U-образные характеристики).

16. Угловая характеристика активной мощности синхронных машин (неявнополюсной, невозбужденной явнополюсной, возбужденной явнополюсной для генераторного или двигательного режима работы).

17. Конструкция и принцип действия машин постоянного тока.

18. Характеристики генераторов постоянного тока независимого возбуждения (холостого хода, нагрузочная, внешняя, регулировочная, короткого замыкания).

19. Условия самовозбуждения и характеристики генераторов постоянного тока параллельного возбуждения (холостого хода, нагрузочная, внешняя, регулировочная).

20. Способы пуска двигателей постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения.

21. Способы регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения.

22. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения.

Литература

1. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник-4-е изд., испр.-М.: Высшая школа, 2009. – 607 с., ил.

2. Игнатович В.М., Ройз Ш.С. Электрические машины и трансформаторы: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 178с.

3. Токарев Б.Ф. Электрические машины. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 624 с.

Электрический привод

1. Понятие «Электропривод», функциональная схема и назначение элементов электропривода.

2. Основное уравнение движения электропривода и его анализ.

3. Механические характеристики двигателей и механизмов, понятие жесткости механической характеристики.

4. Установившийся режим работы электропривода, устойчивость установившегося режима.

5. Схема включения и анализ процесса преобразования энергии в двигателе постоянного тока (ДПТ) независимого возбуждения в двигательном режиме работы электропривода.

6. Схема включения и анализ процессов преобразования энергии в ДПТ независимого возбуждения в режимах рекуперативного торможения и торможения противовключением.

7. Схема и механические характеристики системы «Тиристорный преобразователь – ДПТ независимого возбуждения».

8. Схема и механические характеристики системы генератор- ДПТ независимого возбуждения.

9. Схема и механические характеристики системы тиристорный регулятор напряжения- асинхронный двигатель (АД).

10. Схема и механические характеристики системы преобразователь частоты- АД при постоянном статическом моменте.

11. Схема включения и анализ механических характеристик АД в режиме динамического торможения.

12. Последовательность выбора двигателя при продолжительном режиме работы.

13. Последовательность выбора двигателя при кратковременном режиме работы.

14. Последовательность выбора двигателя при повторно-кратковременном режиме работы.

 

Литература

1. Москаленко В.В., Электрический привод. – М: Издательский центр «Академия», 2007. – 368 с.

2. Онищенко Г.Б. Электрический привод. – М: Издательский центр «Академия», 2008. – 288 с.

3. Бекишев Р.Ф., Дементьев Ю.Н. Общий курс электропривода: Учебное пособие. – Томск: ТПУ, 2010. – 302 с.

4. Качин С.И., Чернышев А. Ю., Качин О.С. Автоматизированный электропривод: Учебное пособие. – Томск: ТПУ, 2010. – 156 с.