Конспект лекций по курсу «Внутризаводское электроснабжение и режимы» для специальности

Разработана в соответствии с образовательным стандартом ОмГТУ

1. 
   Цели и задачи дисциплины.
   

• 
  изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщать и систематизировать их, проводить необходимые расчеты используя современные технические средства и информационные технологии;
  
• 
  проводить технический анализ, комплексно обосновывать принимаемые и реализуемые решения.
  
• 
  разрабатывать и обеспечивать проведение энергосберегающих мероприятий во внутризаводских системах электроснабжения;
  

2. 
   Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение данного курса.
   

• 
  методы создания и анализа теоретических моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение системы внутризаводского электроснабжения;
  
• 
  принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств, материалов и их свойства;
  
• 
  методы проведения технических расчетов и определения экономической эффективности исследований и разработок;
  
• 
  достижения науки и техники, передовой отечественный и зарубежный опыт в области внутризаводского электроснабжения и режимов.
  

• 
  формулировать цели проекта решения задач, выявлять приоритеты решения задач;
  
• 
  определять расчетные нагрузки на разных уровнях системы электроснабжения предприятия;
  
• 
  определять необходимый уровень компенсации реактивной мощности и места размещения компенсирующих устройств;
  
• 
  выбирать оборудование для замены в процессе эксплуатации и в процессе проектирования с использованием информационных технологий;
  
• 
  оценивать показатели качества электроэнергии;
  
• 
  выбирать схемы электроснабжения как общепромышленные, так и цеховые;
  
• 
  рассчитывать режимы электрических сетей с учетом регулирования напряжения;
  
• 
  решать вопросы по учету электроэнергии и ее экономии.
  
• 
  рассмотреть узел нагрузи с точки зрения статической и динамической нагрузки;
  
• 
  использовать компьютерные технологии моделирования и обработки результатов.
  

3. 
   Объем дисциплины и виды учебной работы в часах
   

4. 
   Содержание курса по разделам
   

1. 
   Системы электроснабжения и электрооборудования как подсистемы электрического хозяйства промышленных объектов. Основные понятия и определения. Организация управления системами электроснабжения.
   
2. 
   Методы определения электрических нагрузок на разных уровнях системы электроснабжения;
   
3. 
   Компенсация реактивной мощности и энергии;
   
4. 
   Схемные решения для разных уровней системы электроснабжения;
   
5. 
   Выбор элементов системы электроснабжения;
   
6. 
   Качество электрической энергии и его показатели;
   
7. 
   Учет и отчетность по электроэнергии. Электробалансы и электросбережения.
   
8. 
   Оборудование и конструкции ЛЭП, электрических станций и подстанций
   
9. 
   Методы расчета рабочих режимов питающих и распределительных сетей. Регулирование напряжения в электрических системах;
   
10. 
    Статическая и динамическая устойчивость электрических систем. Переходные процессы узла промышленной нагрузки. Запуск и самозапуск электродвигателей.
    

5. 
   Содержание разделов данного курса по видам учебных занятий.
   

1. 
   Содержание курса лекций.
   

2. 
   Содержание курса практических занятий
   

3. 
   Лабораторный практикум:
   

4. 
   Самостоятельная работа студентов.
   

1. 
   Темы курсовых проектов
   
   1. 
      . Электроснабжение различных предприятий при заданном генеральном плане и установленной мощности цехов.
      

2. 
   Темы расчетно-графических работ.
   
   1. 
      Построение суточного и годового графиков нагрузок;
      
   2. 
      Определение коэффициентов, характеризующих графики нагрузок, выбор трансформаторов ПГВ.
      
   3. 
      Выбор схем распределительных устройств высокого и низкого напряжений, расчет токов к.з. и выбор сечений КЛ и основного оборудования при варьировании состава и мощности оборудования.
      

3. 
   Темы домашних заданий.
   
   1. 
      Определение расчетной нагрузки цеха методом упорядоченных диаграмм:
      
   2. 
      Расчет сопротивления заземляющего устройства.
      
   3. 
      Устройства регулирования напряжения
      

5. 
   Список контрольных вопросов
   
   1. 
      Общая характеристика систем электроснабжения (СЭ), их особенности.
      
   2. 
      Требования, предъявляемые к СЭ.
      
   3. 
      Структурная блок-схема СЭ. Различия между ГПП и ПГВ.
      
   4. 
      Графики электрических нагрузок промышленных предприятий.
      
   5. 
      Коэффициенты, характеризующие графики нагрузок.
      
   6. 
      Понятие расчетной нагрузки. Характерные места определения расчетных нагрузок.
      
   7. 
      Определение расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса.
      
   8. 
      Статистический метод. Метод определения расчетной нагрузки по коэффициенту формы.
      
   9. 
      Вспомогательные методы определения расчетной нагрузки.
      
   10. 
       Метод упорядоченных диаграмм.
       
   11. 
       Алгоритм определения расчетной нагрузки предприятия в целом.
       
   12. 
       Влияние компенсации реактивной мощности на экономичность работы СЭ.
       
   13. 
       Выбор компенсирующих устройств и мест их размещения.
       
   14. 
       Компенсация реактивной мощности с учетом несинусоидальности и нессиметрии напряжения.
       
   15. 
       Требования к надежности СЭ. Критерии надежности.
       
   16. 
       Составление структурных схем надежности. Определение основных показателей, характеризующих надежность.
       
   17. 
       Определение величины ущерба от перерывов электроснабжения.
       
   18. 
       Режимы работы нейтрали и условия влияющие на их выбор.
       
   19. 
       Выбор числа и мощности трансформаторов для цеховых подстанций. Расположение цеховых подстанций.
       
   20. 
       Блочные схемы РУ ВН ППЭ без перемычек с выключателем и отделителем - короткозамыкателем.
       
   21. 
       Блочные схемы РУ ВН ППЭ с перемычками.
       
   22. 
       Схемы РУ НН для ППЭ без реактирования.
       
   23. 
       Схемы РУ НН для ППЭ с реактированием.
       
   24. 
       Выбор места расположения ГПП и РП.
       
   25. 
       Выбор напряжения распределения. В каких случаях следует применять параллельную работу вводов и трансформаторов.
       
   26. 
       Схемы распределения электроэнергии в сетях 6-10 кВ (межцеховые сети).
       
   27. 
       Подключение цеховых трансформаторов при радиальной и магистральной схеме питания. Схемы шкафов высоковольтного ввода.
       
   28. 
       Нагрузочная способность элементов СЭ.
       
   29. 
       Выбор трансформаторов с учетом систематической и аварийной перегрузки.
       
   30. 
       Расчет токов к.з. в СЭ предприятий для выбора элементов.
       
   31. 
       Типы силовых выключателей их преимущества и недостатки. Выбор силовых выключателей.
       
   32. 
       Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и выключателей нагрузки.
       
   33. 
       Назначение трансформаторов тока, конструкция, схема замещения и векторная диаграмма. Погрешности ТТ.
       
   34. 
       Схемы подключения ТТ и условия их выбора.
       
   35. 
       Назначение ТН, схемы подключения ТН и условия их выбора.
       
   36. 
       Конструктивное выполнение цеховых электрических сетей. Выполнение цеховых электрических сетей шинопроводом.
       
   37. 
       Влияние характеристики среды производственных помещений на конструктивное выполнение цеховых электрических сетей.
       
   38. 
       Плавкие предохранители в сетях до 1000 В. Выбор плавких предохранителей.
       
   39. 
       Автоматические выключатели. Выбор автоматов.
       
   40. 
       Выбор сечения проводников для осветительных сетей.
       
   41. 
       Показатели качества электроэнергии согласно ГОСТу 13109-97.
       
   42. 
       Влияние нарушений показателей качества электроэнергии на экономичность работы СЭ.
       
   43. 
       Способы устранений нарушений показателей качества.
       
   44. 
       Понятия напряжения прикосновения, шага, напряжения на заземляющем устройстве.
       
   45. 
       Понятие естественного и искусственного заземлителя. Выполнение искусственных заземлителей.
       
   46. 
       Понятия заземления и зануления. Общие требования по заземлению и занулению.
       
   47. 
       Требования к заземляющим устройствам в ЭУ выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью.
       
   48. 
       Требования к заземляющим устройствам в ЭУ выше 1000 В изолированной и компенсированной нейтралью.
       
   49. 
       Требования к заземляющим устройствам в ЭУ до 1000 В.
       
   50. 
       Расчет заземляющего устройства.
       
   51. 
       Статическая и динамическая устойчивость электрической системы.
       
   52. 
       Практические критерии устойчивости.
       
   53. 
       Способы по­вышения устойчивости
       
   54. 
       Влияние компенсирующих устройств на устойчивость нагрузки.
       
   55. 
       Влияние частоты на устойчивость нагрузки.
       
   56. 
       Устойчивость нагрузки, представленной эквивалентным асинхронным двигателем при больших возмущениях.
       
   57. 
       Самозапуск электродвигательной нагрузки.
       
   58. 
       Схемы самозапуска и его последствия.
       
   59. 
       Основные способы осуществления успешного самозапуска электри­ческих двигателей ответственных механизмов.
       
   60. 
       Снижение уровня потерь электроэнергии при эксплуатации СЭС.
       

6. 
   Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ.
   

1. 
   Технические средства обучения и контроля.
   
   1. 
      Использование учебных плакатов (схемы распределительных устройств, конструкция КРУ и КТП).
      
   2. 
      Демонстрация образцов электрооборудования.
      
   3. 
      Применение раздаточного материала в виде ксерокопий при выполнении курсового проекта и домашних заданий.
      

1. 
   Использование ЭВМ.
   
   1. 
      При изучении теоретического курса - работа студентов с обучающе–контролирующими программами, содержащими учебный материал по отдельным вопросам курса.
      
   2. 
      При проведении лабораторных работ - применение расчетных программ по обработке результатов эксперимента, а также обучающе-контролирующих программ по проверке усвоения студентом знаний, полученных при выполнении лабораторной работы.
      
   3. 
      При курсовом проектировании с применением ЭВМ осуществляются многовариантные расчеты необходимые для принятия наиболее технически и экономически обоснованных вариантов построения системы электроснабжения предприятия.
      
1. 
   Материальное обеспечение.
   

• 
  для проведения лабораторных работ и практических занятий используется класс вычислительной техники;
  
• 
  лабораторный стенд для изучения схем соединения трансформаторов тока и схем подключения приборов учета и контроля;
  
• 
  прибор для измерения качества электроэнергии;
  

8. 
   Основная и дополнительная литература.
   

1. 
   Литература по лекциям.
   

1. 
   Ковалев Ю.З., Щекочихин А.В. Внутризаводское электроснабжение и режимы. Руководство по изучению дисциплины для специальности140610 «Электрооборудование и электрохозяйства предприятий, организаций и учреждений»-Омск ОмГТУ, 2005.
   
2. 
   Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Интермет Инжиниринг, 2005. 672 с.
   
3. 
   Фёдоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1984. 472 с.
   
4. 
   Руководящий технический материал: Указания по расчёту электрических нагрузок. РТМ 36.18.32.4.-92. М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 1992. 26 с.
   

2. 
   Литература к лабораторным работам
   
   1. 
      Кириченко А.Н., Федоров В.К., Барсков В.В., Щекочихин А.В. Планирование эксперимента (методические указания), Омск: ОмГТУ, 1997.
      
   2. 
      Барсков В.В., Щекочихин А.В. Тепловые расчеты в конструкциях электрических аппаратов (методические указания), Омск: ОмГТУ, 1997.
      
   3. 
      Барсков В.В., Щекочихин А.В. Исследование автоматических воздушных выключателей (методические указания), Омск: ОмГТУ, 1997.
      

3. 
   Литература по практическим, домашним заданиям, для курсового проектирования и расчетно-графическим работам
   
   1. 
      Правила устройства электроустановок. Издание шестое. СПб.: Издательство ДЕАН, 2002. 926 с.
      
   2. 
      Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9. Раздел 7. Электрооборудование специальных установок. Главы 7.5, 7.6, 7.10. Седьмое издание. СПб.: Издательство ДЕАН, 2004. 176 с.
      
   3. 
      Правила устройства электроустановок. Раздел 4. Распределительные устройства и подстанции. Главы 4.1, 4.2. Седьмое издание. М.: Издательство
      НЦ ЭНАС, 2004. 128 с.
      
   4. 
      Справочник по проектированию электроснабжения / под. ред. Ю.Г.Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1990.
      
   5. 
      Справочник по электроснабжению и электрооборудованию/ Под. ред. А.А. Федорова. М.: Энергоатомиздат. Т1. Электроснабжение. 1986.
      
   6. 
      Расчёт электрических нагрузок, выбор главных схем и оборудования систем электроснабжения объектов: Учеб. пособие / В.К. Грунин, В.Ф. Небускин, В.К. Фёдоров, А.Д. Эрнст. Издание 2-е исправленное и дополненное. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. 144 с.
      
   7. 
      Конюхова Е.А., Киреева Э.А.Надежность электроснабжения промышленных предприятий. Москва НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2001.
      
   8. 
      В.К. Грунин,С.Г.Диев, В.В. Карпов,В.Ф. Небускин, В.К. Федоров, А.В. Щекочихин.Расчет электрических нагрузок, Выбор главных схем и оборудования промышленных предприятий, Учебное пособие, Омск – 2001 .
      

   9. В.К. Грунин, В.Ф. Небускин, В.К. Федоров Сборник заданий для курсового проектированияпо курсу «электроснабжение промышленных предприятий», Учебное пособие, Омск -2001.

   10. 
       В.К.Грунин, В.Ф.Небускин, В.Л.Вязигин, В.К.Федоров. Методические указанияк выполнению курсового проекта по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий», Омск -2001.
       
   11. 
       Электроснабжение и электропривод компрессорной станции /А.И.Мирошник, Г.В. Мальгин, В.З.Ковалев, А.В. Беспалов, А.В. Щекочихин/ учебное пособие, Омск.: ОмГТУ, 2000 г.
       
   12. 
       Электроснабжение и электропривод насосной станции /А.И.Мирошник, Г.В. Мальгин, В.З.Ковалев, А.В. Беспалов, А.В. Щекочихин/ учебное пособие, Омск.: ОмГТУ, 2000 г.
       

4. 
   Периодическая литература
   

1. 
   «Электричество: Ежемес. теорет.и научно-практ. журн./ РАН. – М.: Ред. журн. «Электричество», – Выходит ежемесячно.
   
2. 
   Электрические станции: Ежемес. производственно-технический журн.-М.: НТФ "Энергопрогресс",– Выходит ежемесячно.
   
3. 
   Промышленная энергетика: Ежемес. производственно-технический журн.-М.: НТФ "Энергопрогресс",– Выходит ежемесячно.
   
4. 
   Энергетик: Ежемес. производственно-массовый журн. .-М.: НТФ "Энергопрогресс",– Выходит ежемесячно.
   
5. 
   Электрика: Ежемес. производственно-технический, информационно-аналитический и учебно-методический журн.-М.: издат. Наука и технологии, – Выходит ежемесячно.