1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине

Вид деятельности выпускника

1.1.

Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду

деятельности выпускника:

проектно-конструкторская,

производственно-технологическая.

Задачи профессиональной деятельности выпускника

1.2.

В дисциплине рассматриваются указанные в ФГОС задачи

профессиональной деятельности выпускника:

проектно-конструкторская деятельность:

сбор и анализ данных для проектирования;

расчет и проектирование технических объектов в соответствии с техническим заданием;

разработка проектной и рабочей технической документации, оформление проектно-конструкторских работ;

контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам;

проведение предварительного технико-экономического обоснования проектных расчетов;

производственно-технологическая деятельность:

организация рабочих мест, их техническое оснащение, размещение технологического оборудования;

контроль за соблюдением технологической дисциплины;

обслуживание технологического оборудования;

организация метрологического обеспечения технологических процессов, использование типовых методов контроля качества выпускаемой продукции;

участие в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки и производства новой продукции;

оценка инновационного потенциала новой продукции;

контроль за соблюдением экологической безопасности.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС способность формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчета с его публикацией (публичной защитой) (ПК-7);

готовность работать над проектами электроэнергетических и электротехнических систем и их компонентов (ПК-8);

способность оценивать механическую прочность разрабатываемых конструкций (ПК-13);

готовность обосновывать принятие конкретного технического решения при создании электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-14);

способность рассчитывать схемы и элементы основного оборудования, вторичных цепей, устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов (ПК-15);

способность рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок различного назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы электроэнергетических объектов (ПК-16);

готовность определять и обеспечивать эффективные режимы технологического процесса по заданной методике (ПК-23).

1.4. Перечень умений и знаний, установленных ФГОС В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен:

знать:

схемы электроэнергетических систем и сетей, конструктивное выполнение воздушных и кабельных линий электропередачи;

уметь:

применять, эксплуатировать и производить выбор оборудования электроэнергетических систем и сетей, владеть:

методами расчета переходных и установившихся процессов в линейных и нелинейных электрических цепях;

методами расчета, проектирования и конструирования электроэнергетических систем;

методами анализа режимов работы электроэнергетических систем;

методами расчета параметров электроэнергетических сетей и систем.

Цели и задачи освоения программы дисциплины 2.

Целью освоения дисциплины является получение бакалаврами необходимых знаний, умений и навыков в области проектирования электроэнергетических систем и сетей, анализа и расчета их режимов.

В связи с этим перед бакалаврами ставится следующие основные задачи:

овладение методикой проектирования электрических сетей и систем;

изучение основ расчетов установившихся режимов электрических систем и сетей;

изучение методов регулирования напряжения и частоты в электрических системах и сетях;

ознакомление с методами расчета потерь электроэнергии и мероприятиями по снижению потерь.

Место дисциплины в структуре ООП 3.

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б. основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям «Электрические станции», «Электроснабжение» направления 140400 – Электроэнергетика и электротехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теоретические основы электротехники», «Электрические машины», «Математические задачи электроэнергетики».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Электроснабжение», «Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах», «Качество электроэнергии в ЭЭС», «Диагностика и ремонт линий электропередачи».

Основная структура дисциплины Таблица 1 – Структура дисциплины курсовое проектирование) (итогового контроля по дисциплине), экзамен (36), зачет (36), Содержание дисциплины 5.1. Перечень основных разделов и тем дисциплины Введение. Общие сведения об электроэнергетических системах и электрических сетях.

Раздел 1. Расчет установившихся режимов электрических систем.

Раздел 2. Балансы мощностей в электроэнергетической системе.

Компенсация реактивной мощности.

Раздел 3. Регулирование напряжения и частоты в электроэнергетической системе.

Раздел 4. Потери мощности и электроэнергии в элементах ЭЭС.

Раздел 5. Технико-экономические основы проектирования электрических сетей.

5.2. Краткое описание содержания теоретической части разделов и тем дисциплины Общие сведения об электроэнергетических системах и электрических сетях. Этапы и перспективы развития электроэнергетики в СССР.

Электроэнергетические системы и сети. Система обозначений.

1. Конструкции линий электрических сетей Конструктивные элементы воздушных линий электропередачи.

Провода ВЛ и тросы. Опоры ВЛ. Изоляторы и линейная арматура.

Конструкция кабелей и кабельные линии. Токопроводы и внутренние электрические сети.

2. Характеристики и параметры элементов электроэнергетической Схемы замещения линий электропередачи. Схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов. Статические характеристики нагрузок потребителей. Задание нагрузок при расчетах режимов электрических сетей и систем. Представление генераторов при расчетах установившихся режимов.

3. Расчет режимов линий электропередачи, разомкнутых и простых Схемы электрических систем, линейные и нелинейные уравнения установившегося режима. Расчет режима линии электропередачи при заданном токе нагрузки. Расчет режима линии электропередачи при заданной мощности нагрузки. Падение и потеря напряжения в линии. Расчет сети из двух последовательных линий при заданных мощностях нагрузки и напряжений в конце. Расчет разомкнутой сети (в два этапа) при заданных мощностях нагрузки и напряжения источника питания. Расчетные нагрузки подстанций. Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанций. Расчет сети с разными номинальными напряжениями.

Допущения про расчете разомкнутых распределительных сетей Uном 35 кВ.

Определение наибольшей потери напряжения. Расчет линии с равномерно распределенной нагрузкой. Распределение потоков мощности и напряжения в простых замкнутых сетях.

4. Рабочие режимы электроэнергетических систем Баланс активной мощности и его связь с частотой. Регулирование частоты вращения турбины. Регулирование частоты в электроэнергетической системе. Понятие об оптимальном распределении активных мощностей.

Баланс реактивной мощности и его связь с напряжением. Регулирующий эффект нагрузки. Потребители реактивной мощности. Выработка реактивной мощности на электростанциях. Компенсация реактивной мощности.

Компенсирующие устройства. Расстановка компенсирующих устройств.

Применение оптимизации и системного подхода при компенсации реактивной мощности 5. Качество электрической энергии и его обеспечение Показатели качества электроэнергии. Методы регулирования напряжения. Встречное регулирование напряжения. Регулирование напряжения на электростанциях. Регулирование напряжения на понижающих подстанциях. Регулирование напряжения изменением сопротивления сети.

Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности.

Определение допустимой потери напряжения в распределительных сетях.

Сравнения способов регулирования напряжения. Несимметрия в электрических сетях и мероприятия по ее снижению. Несинусоидальность в электроэнергетических системах и мероприятия по борьбе с нею.

6. Технико-экономические расчеты в электрических сетях Задачи и метод проектирования энергосистем и электрических сетей.

Технико-экономические показатели. Технико-экономическое сравнение вариантов сети. Выбор варианта сети с учетом надежности. Выбор номинального напряжения. Определение сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока и экономическим интервалам. Особенности определения сечения линий в распределительных сетях по допустимой потере напряжения. Особенности выбора и проверки сечений в простых замкнутых сетях. Проверка сечения проводов и кабелей по условиям допустимого нагрева. Выбор аппаратов, защищающих сеть от перегрева.

Схемы электрических сетей.

7. Линии электропередачи сверхвысокого напряжения Общая характеристика ЛЭП сверхвысокого напряжения.

Электрический расчет ЛЭП сверхвысокого напряжения. Зависимость напряжения и передаваемой мощности от длины линии. Повышение пропускной способности линии. Линии постоянного тока.

8. Расчет воздушных линий на механическую прочность Характеристика задач и исходных условий расчета конструктивной части линий. Удельные механические нагрузки на провода и тросы.

Напряжение в материале провода и уравнение провода. Напряжение провода при разных климатических условиях (уравнения состояния провода).

Критическая длина пролета. Критическая температура.

9. Расчеты режимов электрических систем и сетей на ЭВМ Линейные равнения узловых напряжений, матрица узловых проводимостей. Методы решения линейных уравнений узловых напряжений.

Примеры решения линейных уравнений узловых напряжений. Нелинейные уравнения установившегося режима. Применение метода Гаусса и матрицы Zу для решения нелинейных уравнений узловых напряжений. Применение метода Зейделя для решения нелинейных уравнений узловых напряжений.

Метод Ньютона. Примеры решения нелинейных уравнений узловых напряжений. Расчет токов и потоков мощности в линиях, а также потерь мощности в сети. Сходимость, существование, единственность и чувствительность решения нелинейных уравнений установившегося режима.

10. Расчеты режимов систем большой сложности Преобразование сети и исключение узлов. Расчеты однородных сетей, метод расщепления сети. Учет слабой заполненности матриц.

Эквивалентирование при расчетах установившихся режимов.

11. Особые режимы электрических систем Общая характеристика особых режимов. Уравнения несимметричных режимов в фазных и симметричных координатах. Уравнения узловых напряжений при несимметричных коротких замыканиях и в сложнонесимметричных режимах. Симметрирование режима. Расчет высших гармоник токов и напряжений.

12. Мероприятия по уменьшению потерь мощности и электроэнергии Методы расчета потерь электроэнергии. Классификация мероприятий по снижению потерь электроэнергии. Методы уменьшения потерь мощности в питающих сетях. Уменьшение потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях и системах электроснабжения. Мероприятия по изменению схемы сети с целью снижения потерь электроэнергии.

13. Оптимизация режимов электроэнергетических систем и электрических сетей Задачи оптимизации текущих режимов электроэнергетических систем и электрических сетей. Оптимальное распределение потоков мощности в замкнутых контурах электрической сети. Оптимизация распределения активной мощности между тепловыми электростанциями. Расчет допустимых и оптимальных режимов. Оптимизация режима питающей сети по напряжению, реактивной мощности и по коэффициентам трансформации.

Комплексная оптимизация режима электроэнергетической системы.

5.3. Краткое описание лабораторных работ 5.3.1. Перечень рекомендуемых лабораторных работ Лабораторная работа №1. Расчет установившегося режима электрической сети с помощью специализированных программновычислительных комплексов Лабораторная работа №2. Регулирование напряжения в электрической сети.

Лабораторная работа №3. Расчет и анализ потерь мощности и электроэнергии в сетях 35-500 кВ.

Лабораторная работа №4. Расчет и анализ потерь мощности и электроэнергии в распределительных электрических сетях 6-10 кВ.

Лабораторная работа №5. Расчет годовых потерь электроэнергии в сети 110-220 кВ с учетом снижения числа включенных трансформаторов в режимах малых нагрузок.

Исследование эффективности мероприятий по снижению потерь в электрических сетях, в том числе:

Лабораторная работа №6. Отключение трансформаторов в режимах малых нагрузок.

Лабораторная работа №7. Размыкание контуров в электрической сети.

Лабораторная работа №8. Оптимизация режима по реактивной мощности.

5.3.2. Методические указания по выполнению лабораторных работ Лабораторная работа № 1. Расчет установившегося режима электрической сети с помощью специализированных программновычислительных комплексов.

Цель: получить навыки расчета установившихся режимов электрических систем и сетей на ПК с помощью разработанных современных специализированных компьютерных программ и комплексов.

Задание: Рассчитать электрические параметры установившегося режима заданной электрической сети на ПК с помощью компьютерной программы «ПРРЭС».

Последовательность выполнения работы: 1) составление схемы замещения электрической сети и ручной расчет параметров схемы замещения; 2) запуск программы «ПРРЭС» на ПК и ввод исходных данных об узлах и ветвях схемы замещения (заданное базисное напряжение для одного из узлов, номинальные и начальные рабочие напряжения, заданные мощности нагрузок и генерации, активные и реактивные сопротивления и проводимости линий и трансформаторов, коэффициенты трансформации); 3) выполнение расчета установившегося режима по программе «ПРРЭС»; 4) печать таблиц результат расчетов; 5) рисование карты режимов, т.е.

нанесение на схему замещения рассчитанных значений основных параметров установившегося режима электрической сети.

Требования к отчетным материалам: должен быть представлен к защите отчет о выполненной лабораторной работе, в котором подробно отражен результаты всех этапов работы.

Лабораторная работа №2. Регулирование напряжения в электрической сети.

Цель: получить навыки регулирования напряжения в электрической сети за счет устройств РПН на трансформаторах подстанций.

Задание: осуществить регулирование напряжения на трансформаторах подстанций за счет устройств РПН, расположенных на стороне ВН трансформаторов.

Последовательность выполнения работы: 1) рассчитать установившийся режим электрической сети (выполнить ЛР№1); 2) рассчитать таблицу значений коэффициентов трансформаций в заданных диапазонах регулирования для всех типов трансформаторов, установленных на ПС сети; 3) сравнить значения полученных рабочих напряжений на стороне НН с желаемыми значениями, равными UНжел = 1,05Uном. При отклонении от Uжел больше чем на ±0,01 кВ нужно выполнить регулирование;

4) по предлагаемой расчетной методике определить нужное ответвление на РПН и выбрать по таблице соответствующий ему коэффициент трансформации, при котором на стороне НН рабочее напряжение UН раб самое близкое к желаемому.

Требования к отчетным материалам: 1) в отчете должны быть принципиальная схема регулирования на двухобмоточных трансформаторах с РПН и все расчеты, выполненные по предлагаемой методике.

2) результаты регулирования напряжения на каждой подстанции заносятся на карту режима, полученную при выполнении лабораторной работы №1. На карте режима рядом со значениями величин, полученными до регулирования напряжения, ставятся значения этих величин после регулирования напряжения (на каждой i-ой подстанции три величины: UНi`, KTi и UНi). Для отличия значений величин, полученных после регулирования, пометить их курсивом или каким-либо другим способом.

Лабораторная работа №3. Расчет и анализ потерь мощности и электроэнергии в сетях высокого напряжения.

Цель: получить навыки расчета и анализа технических потерь мощности и электроэнергии в питающих электрических сетях 110-220 кВ.

Задание: выполнить расчет потерь мощности и электроэнергии в электрической сети высокого напряжения.

Последовательность выполнения работы: 1) Рассчитать режим максимальных нагрузок в заданной электрической сети (выполнить лабораторную работу №1), включить в схему замещения линий электропередачи 110-220 кВ активные проводимости для учета потерь активной мощности на корону;

2) Выполнить анализ структуры потерь мощности и электроэнергии.

Требования к отчетным материалам: в отчете представить все расчеты, выполненные «вручную» и таблицы результатов расчета установившегося режима, выполненного на программе «ПРРЭС»; представить таблицы структурного анализа потерь мощности в максимальном режиме годовых потерь электроэнергии; оценить погрешность в определении суммарных потерь в сети из-за неучета потерь на корону; показать соотношения между составляющими потерь в виде диаграмм.

Лабораторная работа №4. Расчет и анализ потерь мощности и электроэнергии в распределительных электрических сетях 6-10 кВ.

Цель: получить навыки расчета и анализа технических потерь мощности и электроэнергии в распределительных электрических сетях 6- кВ.

Задание: выполнить расчет и анализ потерь мощности и электроэнергии в распределительных сетях 6-10 кВ.

Последовательность выполнения работы: 1) составить схему замещения распределительной электрической сети 10 кВ и рассчитать параметры схемы замещения; 2) в каждой линии 10 кВ распределительной сети заданную суммарную нагрузку линии на ее головном участке разнести по распределительным трансформаторам 10/0,4 кВ в линии пропорционально их номинальным мощностям. 3) рассчитать установившийся режим работы электрической сети 10 кВ с разнесенной по ПС нагрузкой; 4) выполнить расчет и анализ потерь мощности и электроэнергии. Результаты анализа представить в виде диаграмм.

Требования к отчетным материалам: выполненные расчеты «вручную»

и результаты расчета установившегося режима с использованием программы «ПРРЭС» представить в отчете, привести диаграммы структуры потерь.

Лабораторная работа №5. Расчет годовых потерь электроэнергии в электрической сети 110-220 кВ с учетом снижения числа включенных трансформаторов в режимах малых нагрузок.

Цель: получить навыки оценки эффективности мероприятия по снижению потерь электроэнергии при проектировании в электрической сети.

Задание: проверить целесообразность отключения одного трансформатора на двухтрансформаторной ПС в режиме минимальных нагрузок.

Последовательность выполнения работы: 1) Рассчитать установившийся режим электрической сети 110 кВ по программе «ПРРЭС»

(выполнить ЛР №1); 2) на каждой подстанции сети отключить один трансформатор из двух, то есть в схеме замещения увеличить продольные сопротивления трансформаторных ветвей вдвое, а поперечные проводимости вдвое уменьшить. Рассчитать режим электрической сети при измененной схеме замещения; 3) для каждой подстанции в отдельности проверить целесообразность отключения одного трансформатора из двух;4) для каждой заданной подстанции построить двухступенчатый график нагрузок и потерь.

Требования к отчетным материалам: должен быть представлен к защите отчет о выполненной лабораторной работе, в котором подробно отражены результаты всех этапов работы.

Лабораторная работа №6. Отключение трансформаторов в режимах малых нагрузок.

Цель: получить навыки обоснования экономической эффективности мероприятия по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях.

Задание: рассчитать экономию электроэнергии на заданной двухтрансформаторной подстанции за счет отключения одного трансформатора при малых нагрузках.

Последовательность выполнения работы: 1) по исходным данным о нагрузках подготовить для расчетов летний и зимний суточные графики нагрузок на заданной ПС; 2) рассчитать годовые потери электроэнергии на ПС с помощью разработанной на кафедре ЭССиС учебной компьютерной программы «ТОПТ»; 3) рассчитать «вручную» экономический эффект от проведения мероприятия по снижению годовых потерь электроэнергии на заданной подстанции.

Требования к отчетным материалам: отчет должен содержать исходную информацию для расчетов, построенные суточные графики нагрузок, распечатки результатов расчетов по программе «ТОПТ», расчеты по определению экономической эффективности мероприятия по снижению потерь.

Лабораторная работа №7. Размыкание контуров в электрической сети.

Цель: получить навыки использования методики обоснования экономической эффективности размыкания контуров в электрической сети.

Задание: найти оптимальную точку размыкания в заданной кольцевой электрической сети 110 кВ и оценить экономический эффект от этого мероприятия.

Ход работы: 1) рассчитать установившийся режим замкнутой кольцевой сети 110 кВ с использованием компьютерной программы «ПРРЭС» и определить суммарные потери активной мощности в замкнутой кольцевой сети; 2) с помощью учебной компьютерной программы «RKC»

определить оптимальное потокораспределение в замкнутой кольцевой сети и найти точку потокораздела; 3) разомкнуть кольцо в точке потокораздела; 4) рассчитать установившийся режим в разомкнутой кольцевой сети и определить потери активной мощности при разомкнутом кольце; 5) по разнице потерь в замкнутой и специально разомкнутой кольцевой сети оценить эффективность данного мероприятия по снижению потерь.

Требования к отчетным материалам: все этапы работы должны быть представлены в отчете.

Лабораторная работа №8. Оптимизация режима по реактивной мощности.

Цель: получить навыки применения данного мероприятия по снижению падения напряжения в проектируемой электрической сети за счет оптимальной расстановки по подстанциям компенсирующих устройств при заданной их суммарной мощности.

Последовательность выполнения работы: 1) рассчитать установившийся режим спроектированной электрической сети с использованием программы «ПРРЭС»; 2) выполнить регулирование напряжения на трансформаторах с РПН и определить ПС, для которой не хватило диапазона регулирования; 3) произвести перестановку заданного количества компенсирующих устройств таким образом, чтобы обеспечить желаемый уровень напряжения в максимальном режиме проектируемой электрической сети; 4) рассчитать установившийся режим спроектированной электрической сети после перестановки по ПС компенсирующих устройств напряжения на РПН.

Требования к отчетным материалам: все этапы работы должны быть представлены в отчете.

5.4. Краткое описание практических занятий 5.4.1. Перечень практических занятий (наименования, темы) Практическое занятие №1. Погонные параметры и схемы замещения воздушных линий электропередачи.

Практическое занятие №2. Параметры схемы замещения трансформаторов и потери мощности в них.

Практическое занятие №3. Расчет установившегося режима линии электропередачи.

Практическое занятие №4. Расчет установившегося режима кольцевой электрической сети.

Практическое занятие №5. Расчет установившихся режимов электрической сети двух номинальных напряжений.

Практическое занятие №6. Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи.

Практическое занятие №7. Регулирование напряжения изменением коэффициента трансформации.

Практическое занятие №8. Выбор ЭДС вольтодобавочного трансформатора на подстанциях с автотрансформаторами.

Практическое занятие №9. Выбор мощности конденсаторных батарей (УПК) по условию регулирования напряжения.

Практическое занятие №10. Определение потерь электроэнергии в элементах электрической сети.

5.4.2. Методические указания по выполнению заданий на практических занятиях На практических занятиях студенты решают задачи из [2] по темам дисциплины в соответствии с графиком учебного процесса. К задачам в [2] даются варианты исходных данных, поэтому каждый студент индивидуально решает задачи по варианту, назначенному ему преподавателем. Форма отчетности – наличие решенных задач в рукописном виде, правильность выполнения которых проверяет преподаватель, и небольшой устный доклад студента по решению задачи с ответами на вопросы преподавателя. После собеседования со студентом по каждой решенной задаче преподаватель делает соответствующие пометки в журнале.

5.5. Краткое описание видов самостоятельной работы 5.5.1. Общий перечень видов самостоятельной работы 1. Подготовка к практическим занятиям (закончить при необходимости решение задач, начатое на практических занятиях; подготовиться к защите решений задач).

2. Подготовка к лабораторным работам, оформление отчетов по лабораторным работам и подготовка к защите.

3. Разработка разделов курсового проекта, оформление проекта, подготовка к защите КП.

4. Подготовка к зачету по теоретической части в 5-м семестре.

5.5.2 Методические рекомендации для выполнения для каждого задания самостоятельной работы (описание приводится для каждого вида работ отдельно) Вид работы (наименование) Методические указания должны содержать разделы: цель работы, содержание заданий, требования к отчетным материалам и документам, основные рекомендации по выполнению заданий; краткий перечень типовых тем, заданий.

Максимальный объем информации - не более 1 стр. на одно задание.

Если задания и требования к отчетным материалам типовые, то рекомендуется сформулировать их один раз и привести после перечня работ.

Следует избегать подробной теоретической информации, вместо этого указывать ссылки на учебную литературу и информационные ресурсы.

5.5.3 Описание курсового проекта (курсовой работы) Тема: «Районная электрическая сеть».

Задание: спроектировать районную электрическую сеть для электроснабжения 4-5 потребителей от шин источника питания района.

Ниже представлен бланк задания на курсовой проект.

Министерство образования и науки Российской Федерации

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электрических станций, сетей и систем На курсовой проект по дисциплине:_ Студент_Группа Спроектировать районную электрическую сеть для электроснабжения пунктов _ от шин ВН источника питания ИП 1. Географическое расположение пунктов:

Масштаб: 1см - _ км 2. Данные о потребителях электроэнергии Наибольшая зимняя нагрузка, МВт Коэффициент мощности нагрузки по категориям, % Номин. напряжение на стороне Для всех пунктов:

Наименьшая летняя нагрузка % от наибольшей зимней.

Продолжительность использования наибольшей нагрузки Тнб = _час/г.

Допускаемые отклонения напряжения 0 5%.

3. Сведения о питающей электрической системе:

На источнике питания района имеется ОРУ 110 и 220 кВ.

Рабочее напряжение на шинах источника питания:

в режиме наибольших нагрузок _ Uном, в режиме наименьших нагрузок _ Uном, в послеаварийном режиме _ Uном.

Стоимость 1 кВт.ч потерянной электроэнергии равна коп.

Коэффициент мощности генерации, поступающей на шины ВН ИП района от питающей электрической системы, Стоимость недоотпущенной (при аварии) эл. энергии руб./кВт*ч.

Климатический район по гололеду.

Районная электрическая сеть. Методические указания к курсовому проекту.

Составили К.И. Прокопчук и Л.А. Акишин. Иркутск, ИрГТУ, 2012 г. – 43с.

Электрическая схема проектированной сети (формат А3).

Дата предоставления проекта руководителю ”_”201 г.

Руководитель проекта // Выполняется проект районной электрической сети 110-220 кВ для электроснабжения пяти пунктов потребления от источника питания (ИП).

Электрическая сеть проектируется с учетом основных требований:

надежности, качества, экономичности и перспективы дальнейшего развития.

В первом разделе проекта рассчитывается приближенный баланс реактивной мощности в проектируемой электрической сети при условии, что баланс по активной мощности изначально обеспечен. Вычисляется суммарная мощность компенсирующих устройств (КУ), устанавливаемых на шинах НН подстанций (ПС) для обеспечения баланса по реактивной мощности. Проводится расстановка КУ в проектируемой сети по ПС методом «тангенс фи балансирующий».

Во втором разделе выбирается оптимальный вариант электрической сети по методике технико-экономического сравнения конкурентоспособных вариантов. В качестве критерия оптимальности используются годовые приведённые затраты на строительство и эксплуатацию электрической сети.

Выбор оптимального варианта проводится в три этапа.

На первом этапе намечаются пять-семь конкурентоспособных вариантов, отвечающих требованию надежности электроснабжения потребителей. Из предварительно намеченных отбираются варианты, имеющие наименьшую длину цепей и трасс.

На втором этапе для оставшихся трех-четырех вариантов рассчитывается приближенное потокораспределение, производится выбор номинальных напряжений и сечений проводов линий, выполняется проверка по потерям напряжения.

На третьем этапе проводится экономическое сравнение двух-трех вариантов. Для этого определяют число и мощность трансформаторов понизительных подстанций, выбирают схемы ОРУ для подстанций, разрабатывают принципиальные схемы электрических соединений, сравнивают варианты сети по годовым приведенным затратам и выбирают наиболее экономически-целесообразный вариант.

Для оптимального варианта сети уточняется баланс по реактивной мощности и определяется суммарная мощность КУ, устанавливаемых на шинах НН подстанций для обеспечения баланса по реактивной мощности в сети.

В третьем разделе проверяется работоспособность спроектированной электрической сети, для этого проводятся расчеты основных (характерных) установившихся режимов: максимального, минимального и наиболее тяжелого по потерям напряжения послеаварийного режима (при наибольших нагрузках) с отключением одной цепи в двухцепной линии в разомкнутом варианте сети или отключением головной линии в кольцевой сети.

Расчет максимального установившегося режима выполняется «вручную» инженерным методом «в два этапа». Более точно максимальный режим, а также, минимальный и послеаварийный режимы рассчитываются с использованием специализированной компьютерной программы расчета режимов электрических систем «ПРРЭС». Определяются значения параметров режимов, в том числе рабочие напряжения на шинах ПС, токи, потоки и потери мощности в линиях и трансформаторах. Значения параметров приводятся на картах режимов.

Проверяется соблюдение ограничений по пропускной способности линий (по току и мощности). В случае нарушения ограничений по пропускной способности проводится корректировка схемы сети.

В четвертом разделе выполняется встречное регулирование напряжения для потребителей в электрической сети с помощью устройств РПН на трансформаторах. Для обеспечения желаемого напряжения 10,5 кВ в режиме максимальных нагрузок на стороне НН подстанций проводится регулирование напряжения. В результате выполнения этого раздела проверяется возможность обеспечения с помощью устройств РПН на трансформаторах желаемых напряжений на шинах потребителей в трех характерных режимах работы спроектированной электрической сети и, следовательно, во всех возможных режимах (в нормальных и послеаварийных). При необходимости обосновываются дополнительные способы регулирования напряжения в сети.

В пятом разделе дается окончательная технико-экономическая оценка выбранного варианта схемы районной электрической сети: уточненные значения капиталовложений на строительство сети и издержек на её эксплуатацию, потер активной мощности в максимальном режиме, годовые потери электроэнергии и себестоимости передачи 1 кВт.ч электроэнергии по спроектированной сети.

Требования к оформлению материалов проекта Курсовой проект должен содержать пояснительную записку объемом 50-70 страниц и графические материалы, представленные в приложениях к пояснительной записке.

Пояснительная записка состоит из титульного листа с названием проекта, оригинала задания на проект, оглавления, перечня чертежей к проекту, основного материала, включающего все этапы разработки проекта, основных расчетов и их результатов, анализа результатов расчетов, выводов, описания и обоснования принятых решений, списка использованной литературы и приложений в виде результатов расчетов на ЭВМ.

Записку разделяют на разделы и параграфы. План пояснительной записки к проекту должен соответствовать плану, по которому выполняют проектные разработки и расчеты. В тексте пояснительной записки обосновывают принятые решения. Каждый раздел, изложение каждого вопроса в записке начинают с формулировки поставленной задачи. Далее приводят исходные данные, нормы и требования и намечают возможные варианты решения. Используя какой-либо метод расчета, обязательно приводят расчетные формулы в общем виде, подставляют значения в формулы в строгой последовательности с общим видом и приводят окончательный результат вычислений. Во всех последующих случаях применения тех же расчетных методов и формул приводят лишь результаты расчетов, сведенные в продуманные удобочитаемые таблицы. Таблицы нумеруют и дают к ним наименования. Ко всем результатам расчетов необходимы указания о размерности полученных величин. Каждый раздел должен содержать анализ результатов и выводы из них. Необходимы ссылки на использованные литературные источники. В конце пояснительной записки необходимо привести список литературы, составленный в порядке появления ссылок в тексте, с указанием авторов, места издания, издательства, года издания и числа страниц.

Рисунки нумеруют и делают к ним подрисуночные надписи.

Сокращения слов в записке не допускают, за исключением общепринятых.

Материал излагают во множественном числе, предпочтительно в безличной форме, в прошедшем совершенном времени. Может быть использована неопределенная форма. Листы пояснительной записки брошюруют в плотную папку и нумеруют.

6. Применяемые образовательные технологии При реализации данной программы применяются образовательные технологии, описанные в табл. 2.

Таблица 2 - Применяемые образовательные технологии Технологии форме презентации Лекция-визуализация – проходит в форме изложения содержания сопровождается презентацией (демонстрацией учебных материалов, представленных в различных знаковых системах, в т.ч. иллюстративных, графических, аудио- и видеоматериалов).

Практическое занятие в форме презентации – проходит в форме представления результатов проектной или исследовательской деятельности с использованием специализированных программных средств.

Исследовательский метод – организация образовательного процесса в соответствии с алгоритмом поэтапного решения проблемной задачи или выполнения учебного задания. Структура приближена к формату научного исследования (доказательство актуальности темы, определение научной проблемы, предмета и объекта исследования, целей и задач, методов, источников, выдвижение гипотезы, обобщение результатов, выводы, обозначение новых проблем).

7. Методы и технологии контроля уровня подготовки по дисциплине 7.1. Виды контрольных мероприятий, применяемых контрольноизмерительных технологий и средств Текущий контроль успеваемости студентов по дисциплине осуществляется: в 5-м семестре на практических занятиях в форме защиты решений задач по темам в соответствии с графиком; в 6-м семестре на лабораторных занятиях в форме защиты отчетов по выполненным лабораторным работам в соответствии с графиком и на консультациях по курсовому проекту в форме проверки преподавателем факта выполнения разделов курсового проекта в соответствии с графиком. Графики решения задач на практических занятиях, выполнения лабораторных работ и разделов курсового проекта представлены в [4].

Итоговая аттестация проводится: в 5-м семестре в форме зачета по теоретическому курсу; в 6-м семестре в форме дифференцированного зачета по курсовому проекту и экзамена по теоретическому курсу.

7.2. Критерии оценки уровня освоения учебной программы (рейтинг) При межсессионной аттестации студента учитываются посещаемость студентом лекций, практических и лабораторных занятий и текущая успеваемость. Основными критериями её оценки являются:

а) активность участия студентов на лекциях и практических занятиях;

б) уровень знаний, умений и навыков, продемонстрированных студентом на практических и лабораторных занятиях;

в) результаты проверки самостоятельной работы;

г) систематичность работы при решении задач по темам дисциплины, при подготовке отчетов по выполненным лабораторных работ и при разработке разделов курсового проекта.

7.3. Контрольно-измерительные материалы и другие оценочные средства для итоговой аттестации по дисциплине “Электроэнергетические системы и сети” 1. Электроэнергетические системы и электрические сети. Основные понятия и классификация.

2. Система обозначений и основные соотношения величин дисциплины.

3. Конструктивные элементы воздушных линий электропередачи. Провода ВЛ. Опоры ВЛ. Изоляторы и линейная арматура. Конструкция кабелей и кабельные линии. Токопроводы и внутренние электрические сети 4. Схемы замещения линий электропередачи. Расчет и физическое представление всех элементов схем замещения.

5. Схемы замещения трехобмоточных трансформаторов. Потери мощности в элементах схем замещения.

6. Схемы замещения двухобмоточных трансформаторов. Потери мощности в элементах схем замещения.

7. Статические характеристики нагрузок потребителей.

8. Задание нагрузок при расчётах режимов электрических сетей и систем.

9. Схемы электрических систем, линейные и нелинейные уравнения установившегося режима.

10. Расчёт режима линии электропередачи при заданном токе нагрузки.

11. Расчет разомкнутой сети при заданных мощностях нагрузки и напряжений источника питания (расчет "в два этапа") 12. Падение и потеря напряжения в линии 13. Расчет сети из двух последовательных линий при заданных мощностях нагрузки и напряжений в конце.

14. Расчетные нагрузки подстанций.

15. Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанции 16. Расчёт сети с разными номинальными напряжениями.

17. Допущения при расчете разомкнутых распределительных