Рабочая программа профессионального модуля ПМ-03. “Контроль и управление технологическими процессами” разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования 13.02.03 «Электрические станции, сети и системы»
| Введение
| 9
|
1
| Раздел. Общие сведения по автоматизации гидроэлектростанций
| 11
|
1.1
| Тема. Объекты автоматизации
| 11
|
1.2
| Тема. Задачи автоматизации гидроэлектростанций
| 12
|
| Контрольные вопросы к разделу «Общие сведения по автоматизации гидроэлектростанций»
| 13
|
2
| Раздел. Основные понятия об элементах и системах
автоматики
| 15
|
2.1
| Тема. Элементы систем автоматики
| 15
|
2.2
| Тема. Основные понятия о системах автоматики
| 16
|
2.3
| Тема. Понятия об автоматическом регулировании
| 19
|
2.3.1
| Регулятор скорости вращения гидравлической турбины
| 19
|
2.3.2
| Характеристики переходного процесса регулирования
| 20
|
| Контрольные вопросы к разделу «Основные понятия об элементах и системах автоматики»
| 25
|
3
| Раздел. Датчики
| 26
|
3.1
| Тема. Классификация датчиков
| 26
|
3.2
| Тема. Датчики перемещения
| 27
|
3.2.1
| Контактный концевой выключатель рычажного типа
| 27
|
3.2.2
| Путевые (конечные) переключатели
| 27
|
3.2.3
| Микропереключатели
| 29
|
3.2.4
| Реостатные и потенциометрические датчики
| 30
|
3.2.5
| Индуктивные датчики
| 32
|
3.2.6
| Реверсивные индуктивные датчики
| 33
|
3.2.7
| Емкостные датчики
| 36
|
3.2.8
| Датчики производственных параметров на основе эффекта Холла
| 37
|
3.З
| Тема. Датчики силового воздействия
| 38
|
3.3.1
| Жидкостный манометр
| 38
|
3.3.2
| Пружинные манометры
| 40
|
3.4
| Тема. Тензометрические и пьезоэлектрические датчики
| 44
|
3.4.1
| Пьезоэлектрический датчик
| 44
|
3.4.2
| Тензометрический датчик
| 47
|
3.5
| Тема. Оптоэлектронные преобразователи
| 50
|
3.5.1
| Излучатели
| 50
|
3.5.2
| Приемники излучения
| 52
|
3.6
| Тема. Селективные фотоэлектрические датчики
| 53
|
3.6.1
| Фотоэлемент с внешним фотоэффектом
| 53
|
3.6.2
| Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом–фоторезисторы
| 54
|
3.7
| Тема. Датчики температуры
| 55
|
3.7.1
| Биметаллический элемент
| 56
|
3.7.2
| Терморезисторы
| 56
|
3.7.3
| Термисторы
| 58
|
3.7.4
| Термоэлектрические датчики – термопары
| 59
|
3.7.5
| Манометрический чувствительный элемент
| 62
|
3.8
| Тема. Датчики расхода жидкости
| 63
|
3.8.1
| Скоростной воспринимающий элемент
| 63
|
3.8.2
| Объёмный воспринимающий элемент
| 64
|
3.8.3
| Ротационные счетчики
| 65
|
3.8.4
| Поршневые счетчики
| 65
|
3.8.5
| Датчик с элементом переменного перепада
| 65
|
3.9
| Тема. Датчики для измерения уровня
| 67
|
3.9.1
| Визуальные уровнемеры
| 68
|
3.9.2
| Поплавковые уровнемеры
| 68
|
3.9.3
| Дифференциальные манометры
| 69
|
3.9.4
| Емкостные уровнемеры
| 70
|
3.9.5
| Ультразвуковые уровнемеры
| 71
|
3.10
| Тема. Тахометрические датчики
| 72
|
3.10.1
| Электрические тахогенераторы постоянного тока
| 73
|
3.10.2
| Асинхронный тахогенератор.
| 74
|
3.10.3
| Импульсные тахогенераторы
| 76
|
3.10.4
| Магнитоиндукционные тахометры
| 77
|
3.10.5
| Сельсины (синхронный вал)
| 77
|
3.11
| Тема. Датчики положения
| 78
|
3.11.1
| Позиционные датчики положения
| 78
|
3.11.2
| Датчик с переменным магнитным сопротивлением
| 79
|
3.12
| Тема. Типовые способы измерения производственных параметров
| 79
|
3.12.1
| Мостовая измерительная схема
| 80
|
3.12.2
| Дифференциальная измерительная схема
| 80
|
3.12.3
| Компенсационная измерительная схема
| 81
|
3.12.4
| Погрешности датчиков
| 82
|
| Контрольные вопросы к разделу «Датчики»
| 83
|
4
| Раздел. Усилители
| 85
|
4.1
| Тема. Общие сведения об усилителях
| 85
|
4.2
| Тема. Электромагнитные усилители
| 87
|
4.2.1
| Дроссельный магнитный усилитель
| 87
|
4.2.2
| Дроссельный магнитный усилитель на двух сердечниках
| 90
|
4.3
| Тема. Электромашинные усилители (ЭМУ)
| 91
|
4.4
| Тема. Электронные усилители
| 93
|
4.5
| Тема. Гидравлические усилители
| 95
|
4.5.1
| Схема гидроусилителя на основе отсечного золотника.
| 95
|
4.5.2
| Дроссельные гидравлические усилители типа сопло - заслонка.
| 97
|
4.6
| Тема. Пневматические усилители
| 99
|
4.6.1
| Поршневые пневматические усилители
| 99
|
4.6.2
| Мембранные пневматические усилители
| 100
|
4.6.3
| Струйные пневматические усилители
| 102
|
4.7
| Тема. Стабилизаторы напряжения
| 103
|
| Контрольные вопросы к разделу «Усилители»
| 104
|
5
| Раздел. Исполнительные устройства
| 105
|
5.1
| Тема. Общие сведения
| 105
|
5.2
| Тема. Электромагнитные исполнительные устройства
| 105
|
5.2.1
| Электромагниты
| 105
|
5.2.2
| Электромагнитные вентили
| 108
|
5.3
| Тема. Электромагнитные муфты скольжения
| 110
|
5.4
| Тема. Электродвигательные исполнительные устройства
| 113
|
5.4.1
| Исполнительные устройства с двигателями постоянного тока
| 113
|
5.4.2
| Исполнительные устройства с двигателями переменного тока
| 115
|
5.4.3
| Синхронные шаговые электродвигатели
| 117
|
5.5
| Тема. Гидравлические исполнительные устройства
| 118
|
5.6
| Пневматические исполнительные устройства
| 120
|
5.6.1
| Пневмопривод с струйным распределительным устройством
| 120
|
5.6.2
| Мембранный пневмопривод
| 121
|
| Контрольные вопросы к разделу «Исполнительные устройства»
| 121
|
6
| Раздел. Автоматика гидроэлектростанций
| 122
|
6.1
| Тема. Автоматизация хозяйственных насосов
| 122
|
6.2
| Тема. Автоматизация компрессорных установок
| 125
|
| Контрольные вопросы по темам «Насосные и компрессорные установки.
| 129
|
6.3
| Тема. Маслонапорные установки (МНУ)
| 130
|
| Контрольные вопросы к теме «Маслонапорные установки»
| 134
|
6.4
| Тема. Гидромеханические регуляторы скорости гидротурбины
| 135
|
6.4.1
| Электрогидравлический регулятор скорости гидротурбины фирмы Броун-Бовери
| 135
|
6.4.2
| Органы управления регуляторов скорости гидротурбин
| 137
|
| Контрольные вопросы к теме «Гидромеханические регуляторы скорости гидротурбины»
| 139
|
7
| Раздел. Автоматическое регулирование возбуждения синхронных генераторов
| 141
|
7.1
| Тема. Системы возбуждения синхронных машин
| 141
|
7.1.1
| Общие сведения
| 141
|
7.1.2
| Форсировка возбуждения генератора
| 142
|
7.1. 3
| Электромашинное возбуждение с генератором постоянного тока
| 143
|
7.1.4
| Схемы бесщёточного возбуждения
| 144
|
7.1.5
| Особенности систем возбуждения мощных турбогенераторов
| 145
|
7.1.6
| Системы самовозбуждения
| 146
|
7.1.7
| Автоматическое гашение поля генераторов (АГП)
| 148
|
| Контрольные вопросы к теме «Автоматическая система возбуждения синхронных генераторов»
| 149
|
7.2
| Тема. Назначение и виды автоматического регулирования (АРВ)
| 151
|
7.2.1
| Назначение АРВ
| 151
|
7.2.2
| Компаундирование возбуждения генераторов
| 152
|
| Контрольные вопросы к теме «Назначение и виды автоматического регулирования (АРВ)»
| 156
|
8
| Раздел. Способы включения синхронных генераторов в сеть
| 157
|
8.1
| Тема. Общие положения
| 157
|
8.2
| Тема. Точная синхронизация
| 157
|
8.2.1
| Условия включения синхронного генератора методом точной синхронизации
| 157
|
8.2.2
| Автоматический синхронизатор АСТ-4
| 159
|
8.3
| Тема. Самосинхронизация
| 161
|
| Контрольные вопросы к разделу «Способы включения синхронных генераторов в сеть»
| 162
|
8.4
| Автоматический регулятор напряжения трансформатора
| 164
|
9
| Раздел. Автоматизация пуска, останова, генераторного режима, режима синхронного компенсатора.
| 167
|
9.1
| Тема. Объем автоматизации гидроагрегата
| 167
|
9.2
| Тема. Пуск гидроагрегата
| 167
|
9.3
| Тема. Нормальный останов гидроагрегата
| 168
|
9.4
| Тема. Перевод гидроагрегата в режим синхронного компенсатора (СК)
| 168
|
9.5
| Тема. Перевод агрегата из режима СК в генераторный
| 169
|
9.6
| Тема. Защита и сигнализация гидроагрегата
| 169
|
9.7
| Тема. Регулирование режима работы гидроагрегата
| 171
|
| Контрольные вопросы к разделу «Автоматизация пуска, останова, генераторного режима, режима синхронного компенсатора»
| 172
|
10
| Раздел. Групповое регулирование активной и реактивной мощности генераторов
| 173
|
10.1
| Тема. Основные понятия об автоматическом регулировании частоты и активной мощности ГЭС
| 173
|
10.2
| Тема. Типовая структурная схема группового управления гидроагрегатами ГЭС по активной и реактивной мощностям
| 173
|
10.3
| Тема. Принцип работы ПТК ГРРМ
| 174
|
10.4
| Тема. Принцип работы группового регулятора активной мощности ПТК ГРАМ
| 175
|
| Контрольные вопросы к разделу «Групповое регулирование активной и реактивной мощности генераторов»
| 176
|
11
| Раздел. Общие сведения о системах ПАА
| 178
|
11.1
| Тема. Причины аварий и отказов на электростанциях и в электрических сетях
| 178
|
11.2
| Тема. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)
| 179
|
11.3
| Тема. Автоматическое повторное включение линии (АПВ)
| 181
|
11.4
11.5
| Тема. Автоматический пуск гидрогенераторов при снижении частоты в энергосистеме
Тема. Автоматическое включение резерва питания (АВР)
| 184
186
|
11.6
| Тема. Высокочастотная связь по линиям электропередач.
| 188
|
11.6.1
| Применение
| 188
|
11.6.2
| Каналы связи по высоковольтным линиям
| 188
|
11.6.3.
| Устройство высокочастотного канала связи
по высоковольтной линии
| 190
|
| Контрольные вопросы к разделу «Противоаварийная автоматика»
| 193
|
| Список используемой литературы.
| 194
|
Содержание данного методического пособия включает в себя материал из разных учебников по автоматизации по автоматизации в электроэнергетических системах, список которых прилагается в конце данного пособия.
Издание данного пособия было вызвано тем, что по данной рабочей программе нет конкретного учебника. Существующие учебники предназначены для студентов высших учебных заведений и содержание их мало понятно для учащихся колледжа энергетического направления. Автор данного пособия, используя свой многолетний практический опыт работы по данному направлению на Красноярской ГЭС, а также опыт преподавания в колледже энергетического направления, систематизировал и упростил материал до понимания его учащимися энергетического колледжа. В пособии рассмотрены, применяемые на электростанциях датчики, усилители, исполнительные устройства, автоматические регуляторы, автоматические системы управления объектами электростанций и принцип их работы, некоторые элементы противоаварийной автоматики.
Автор учёл замечания начальника ЦТАУ Красноярской ГЭС Полякова Дмитрия Геннадиевича и благодарен ему за это.
- в соответствии с ФГОС по специальности 13.02.03 «Электрические станции, сети и системы» (базовой подготовки) и рабочей программой профессионального модуля «МДК.03.01. Автоматизированные системы управления в электроэнергетических системах» по ПМ03 “ Контроль и управление технологическими процессами”.
Данное пособие является частью основной профессиональной образовательной программы.
Рабочая программа профессионального модуля может быть использована в дополнительном профессиональном образовании:
Обучения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями.
- принцип работы автоматических устройств управления, контроля и сигнализации на гидроэлектростанциях;
- принцип работы устройств регулирования активной и реактивной мощностей на гидроэлектростанциях;
- обеспечивать бесперебойную работу элементов систем контроля и управления, автоматических устройств регуляторов;
- пользоваться средствами диспетчерского и технологического управления и системами контроля.