Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина»

Электроэнергетический факультет

Кафедра «Электрические системы»

«УТВЕРЖДАЮ»

декан ФЗВО Гусенков А.В.

«_»_2008 года

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Направление 140200- Электроэнергетика Степень (квалификация) инженер Специальность 140205. 65 – «Электроэнергетические системы и сети»

Курс –4- Семестр – 8 - (8)семестр (9)семестр Лекции 12 часов Лабораторные работы 12 часов Семинарские занятия 4 часа Курсовой проект (работа) - Расчетно-графические работы - Самостоятельная работа студентов под контролем Самостоятельная работа 122 часа Консультации Всего часов по курсу 146 часов 4 часа Вид заключительного контроля экзамен зачет Иваново 1. Цель и задачи дисциплины, междисциплинарные связи 1.1.Цель преподавания дисциплины Цель преподавания дисциплины состоит в том, чтобы дать студентам достаточно полное представление об основных задачах, решаемых в электрических сетях, как в эксплуатации, так и в области их проектирования. Студенты должны овладеть навыками решения практических задач, связанных с расчетами установившихся режимов, уметь анализировать полученные результаты расчетов и принимать решения по управлению режимами электроэнергетических систем.

1.2.Задачи дисциплины знание и понимание физической сущности явлений, сопровождающих процесс производства, передачи и распределения электрической энергии;

освоение методов расчетов установившихся режимов электрических сетей, в том числе с применением ПЭВМ;

умение анализировать результаты расчетов режимов электрических сетей и управлять режимами;

освоение элементов проектирования электрических сетей.

Междисциплинарные связи Преподавание дисциплины базируется на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин: математика, физика, ТОЭ, электромеханика, прикладная механика, ОСИ ЭВМ, математические задачи электроэнергетики.

Освоение данной дисциплины необходимо для изучения специальных дисциплин: «Оптимизация режимов электроэнергетических систем», «Модели оптимального развития электроэнергетических систем», «Линии электропередачи сверх высокого напряжения», «Переходные процессы в электроэнергетических системах», «Эксплуатация электроэнергетических систем».

2. Лекционные занятия 8 семестра (12 часов) 2.1. Нагревание проводов и кабелей. Пропускная способность ЛЭП по нагреву (1ч) Нагревание токоведущих частей при изменении нагрузки. Режимы длительного, повторно-кратковременного и кратковременного нагрева. Допустимые температуры нагрева. Допустимые токи. Учет условий прокладки и охлаждения токоведущих частей.

Выбор сечений ЛЭП по условию допустимого нагрева. Область применения метода.

Защита сетей от перегрева. Предохранители, автоматические выключатели. Особенности защиты в зависимости от условий работы электрических сетей.

2.2. Методы расчета потерь электрической энергии в сетях и пути их снижения (4 ч) Влияние потерь электроэнергии на экономические показатели предприятий сетей и АО –энерго. Технические и коммерческие потери. Способы расчета технических потерь (по графикам нагрузок и по времени максимальных потерь). Пути снижения потерь электроэнергии.

2.3. Проектирование электрических сетей (4 ч) Задачи, решаемые при проектировании электрических сетей. Схемы электрических сетей и подстанций. Основные экономические показатели. Определение капиталовложений (капиталообразующие инвестиции) и эксплуатационных расходов (издержек). Выбор вариантов сети с использованием метода дисконтированных затрат (понятия: норма дисконта, расчетный срок проектирования, дисконтированные затраты).

Экономическое сечение ЛЭП (ВЛ и КЛ). Выбор сечений линий напряжением 6-220 кВ.

Выбор номинального напряжения сетей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанциях. Себестоимость передачи электроэнергии и КПД сетей.

Проектирование развития электрической сети.

2.4. Основы механического расчета ВЛ электропе5редачи (2 ч) Задачи расчетов механической части ВЛ. Условия работы проводов и тросов ВЛ.

Способы борьбы с гололедом и вибрацией. Расчетные климатические условия. Удельные механические нагрузки. Уравнение кривой провисания проводов в пролете. Длина провода в пролете. Стрела провеса. Основное уравнение состояния проводов и способы его решения. Исходные условия комбинированных проводов. Наибольшая стрела провеса.

Монтажные кривые. Выбор типовой опоры ВЛ и проверка ее габаритов. Вопросы ОТ и ТБ при сооружении ВЛ.

2.5. Линии электропередачи сверхвысокого напряжения (1 ч) Общая характеристика ЛЭП сверхвысокого напряжения. Параметры ДЛЭП переменного тока ( волновое сопротивление, волновая длина, натуральная мощность и т.п.). Режимы работы ДЛЭП, зависимость напряжения и передаваемой мощности от длины ЛЭП. Пропускная способность передачи и способы ее повышения.

Схемы передач постоянного тока. Пропускная способность передач. Коммутации в передачах постоянного тока. Области применения передач.

3. Лабораторные работы 3.1. Лабораторные работы 8 семестра (12 ч) 1. Изучение способов регулирования напряжения в электрических сетях ( лаб. раб.№5 и №7) 4.Компенсация реактивной мощности в электрических сетях (лаб.раб. №10 на ПЭВМ) 4. Практические занятия 4.1. Практические занятия 9 семестра (4 ч) 1. Определение параметров схем замещения элементов электрических сетей 2. Расчет установившихся режимов разомкнутых электрических сетей 3. Расчет установившихся режимов электрических сетей с двусторонним питанием 4. Регулирование напряжения в электрических сетях 5.Нагревание проводов и кабелей. Выбор и проверка сечений ЛЭП по нагреву 6. Определение потерь мощности и энергии в электрических сетях 7.Технико-экономические расчеты при проектировании сетей 8. Выбор основных элементов электрических сетей при проектировании 9. Механический расчет проводов ВЛ Тема проекта «Электрическая сеть района нагрузок». В ходе проектирования решаются задачи выбора основных элементов электрической сети, схемы сети, выполняются расчеты режимов сети на ПЭВМ, по результатам расчетов осваиваются отдельные методы управления режимами. Выполняется механический расчет провода ВЛ и выбор опоры ЛЭП Основные разделы проекта Разработка и выбор оптимального варианта схемы электрической сети района Расчеты установившихся режимов сети на ПЭВМ Выбор источников обеспечения баланса реактивной мощности в сети и средств регулирования напряжения Определение технико-экономических показателей электрической сети Графическая часть включает чертеж (формат А 1)со схемой электрической сети и результатами расчетов установившихся режимов.

Оформление пояснительной записки и выполнение графической части проекта осуществляется по завершению отдельных разделов проекта.

6. Самостоятельная работа студентов ( 8 семестр 122 часа) 1. Самостоятельная работа студентов проводится в следующих формах:

- изучение теоретического материала по рекомендованной литературе, конспектам лекций и подготовка к контролю знаний по отдельным разделам дисциплины часов;

- подготовка к лабораторным занятиям ( 20 часов, вид отчетности – отчеты по лабораторным работам );

- подготовка к практическим занятиям ( 12 часов);

7.1. Основная литература 1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов.-М.:

«Энергоатомиздат», 1989,-592 с.-77 экз.

2. Поспелов Г.Е., Федин В.Т.,Лычев П.В. Электрические системы и сети. – Минск: Технопринт, 2004,-720 с -20 экз.

3. Бушуева О.А., Кулешов А.И.Электрическая сеть района нагрузок.Учебное пособие к курсовому проекту./Иван.гос. энерг.ун-т.Иваново,2006.-72 с.экз 7.2. Дополнительная литература 4. Герасименко А.А. Передача и распределение электрической энергии:

Учебное пособие/А.А. Герасименко, В.Т. Федин.-Ростов-н/Д.:Феникс;

Красноярск: Издательские проекты, 2006.-720 с.

5.Электрические системы. /Веников В.А., Глазунов А.А., Жуков Л.А., Солдаткина Л.А., Под ред. Веникова В.А. Т.2.- М.: Высшая школа, 1971.

6. Правила устройства электроустановок.-М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003 -31 экз.

7. Петренко Л.И. Электрические сети. Сборник задач- Киев: 1985, Вища шк.с.-45 экз., 1976 г – 173 экз.

8. Блок В.М. Электрические сети и системы. -М.: Высшая школа, 1990.-382 с.экз, 1981 г -203 экз 9. Петренко Л.И. Электрические сети и системы.- Киев: 1985, Вища шк.-320 с.

10. Расчеты и анализ режимов сетей. Учеьное пособие для вузов. Под ред В.А.

Веникова.- М.: Энергия, 1974.

11. Справочник по проектированию электрических сеетей./под ред. Д.Л.

Файбисовича.-М.: Изд-во ЭНАС, 2005.- 320 с.- 70 экз.

12. Параметры схем замещения силовых трансформаторов и автотрансформаторов/ Иван. гос. энерг. ин-т- Б.Я. Прахин –Иваново, 1991.- 13. Потери мощности и энергии в электрических сетях / Иван. гос. энерг. ин-т Сост. О.А. Бушуева- Иваново, 1991.-48 с.(608) – 230 экз.

14. Регулирование напряжения в электрической системе / Иван. гос. энерг. ин-т Сост. С.Т.Безумов – Иваново, 1991.-40 с.(622) 15. Расчет установившихся режимов электрических сетей/ Иван. гос. энерг. ун-т.Сост. О.А. Бушуева, Н.Н.Парфенычева- Иваново, 2004.-32 с.(1582)- 295 экз.

16. Кулешов А.И., Прахин Б.Я. Расчет и анализ установившихся режимов электроэнергетических систем на персональных компьютерах: Учеб.

пособие/ Иван. гос. энерг. ун-т- Иваново, 2001.-171 с.- 204 экз.

17. Выбор силовых трансформаторов подстанций энергосистем и промышленных предприятий с учетом допустимых нагрузок. Сост. Соколов М.И.: Иван. гос. энерг. ун-т.Иваново, 1999.-24 с.- 48 экз.

18. Оценка экономической эффективности инвестиций в электроэнергетике / Иван. гос. энерг. ун-т.- Иваново, 2001.-72 с.- 152 экз.

19. Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4-500 кВ./ под ред. Е.Г. Гологорского._М.: Изд-во НЦ 20. Бушуева О.А. Применение типовых схем электрических соединений распределительных устройств подстанций./ Иван. гос. Энерг. ун-т. – 21. Прахин Б.Я. Расчет УР электрической сети района нагрузок: МУ к курсовому проекту «Электрическая сеть района нагрузок».- ИГЭУ, 2002.- 22. Кулешов А.И. Программа сквозной практической подготовки студентов спец. 140205- «Электоэнергетические системы и сети».- 2003.-20 с.-91 экз.

7.3. Электронные издания.

1. Программный комплекс «Энергия» (В-209-лаборатория кафедры, В-219- ВЦ ЭЭФ) 2. Расчет установившихся режимов электрических сетей (методические материалы для самостоятельной работы). О.А. Бушуева, Н.Н. Парфенычева (В-209-лаборатория кафедры, (www.library.ispu.ru ).

3. Электрическая сеть района нагрузок. Учебное пособие к курсовому проекту.

Бушуева О.А., Кулешов А.И. (В-209-лаборатория кафедры, (www.library.ispu.ru ).

4. Конспект лекций по электрическим сетям (В-209-лаборатория кафедры) 5. Сайты в сети INTERNET энергообъединений: СО ЦДУ ЕЭС РФ ((www.so-cdu.ru), ОАО «ФСК ЕЭС РФ» (www.fsk - ees.ru).

7.4. Методические указания по изучению дисциплины для студентов.

7.4.1. Лекционные занятия.

Рекомендации:

- перед очередной лекцией просмотреть по конспекту материал предыдущей лекции;

- ознакомиться с содержанием очередной лекции в соответствии с настоящей программой;

- обратить внимание на физическую сущность параметров ЛЭП и трансформаторов различных типов;

- освоить представление всех элементов ЭЭС в расчетах установившихся режимов электрических сетей;

- обратить особое внимание на математическое обоснование рассматриваемых теоретических положений;

Лабораторные работы.

В процессе самостоятельной подготовки к лабораторным работам рекомендуется:

- проработать теоретический материал, соответствующий содержанию очередной лабораторной работы, и пройти процедуру допуска к работе;

- предварительно подготовить форму отчета;

- ознакомиться с программой «Энергия» и ее применением в конкретной работе.

В ходе выполнения лабораторной работы рекомендуется:

- результаты расчетов режимов сети наносить на схемы замещения и на векторные диаграммы, а также представлять отдельные зависимости в виде графиков;

- обратить особое внимание на соответствие результатов эксперимента теоретическим положениям;

- результаты расчетов режимов сети на ПЭВМ оценивать и уметь ими управлять.

7.4.3. Семинарские (практические) занятия.

Рекомендации:

- до очередного занятия по конспекту лекций и методической литературе проработать теоретический материал, соответствующий теме занятия;

- в начале занятий задать преподавателю вопросы по материалу, вызвавшему затруднения в понимании;

- иметь средства для расчетов, конспект лекций, справочные материалы;

- обращать внимание на полученные результаты расчетов и оценивать их значения.

7.4.4. Курсовой проект Рекомендации:

- проработать теоретический материал, соответствующий содержанию каждого раздела проекта;

- в начале проектирования познакомиться с основными, действующими в настоящее время нормами проектирования подстанций и линий электропередачи, а также с типовыми схемами РУ.

автотрансформаторов, новые схемы РУ подстанций, новые типы опор ЛЭП;

- механический расчет проводов выполнить в полном соответствии с разделом 2 ПУЭ (седьмое издание);

- обратить внимание на результаты расчетов установившихся режимов на ПЭВМ, учесть наличие режимных ограничений;

- при оформлении пояснительной записки учесть правила ее оформления;

- графическую часть проекта можно выполнять с использованием программных средств:

- проект выполняется строго в соответствии с графиком, с которым ознакомлены все студенты.

7.4.5. Самостоятельная работа студентов.

Самостоятельная работа студентов проводится в следующих формах:

изучение теоретического материала по рекомендованной литературе, конспектам лекций и подготовка к контролю знаний по отдельным разделам дисциплины;

подготовка к лабораторным занятиям по методическим материалам, приведенным в указаниях к каждой лабораторной работе, а также знакомство с программой «Энергия», имеющейся в электронном виде у каждого студента. Рекомендуется разобраться с вопросами оценки допустимости режимных параметров по /16/.

Вид отчетности – отчеты по лабораторным работам - подготовка к практическим занятиям по конспектам лекций, по методическим материалам /12-17, 20/. Вид отчетности – опрос готовности студентов к занятиям в процессе их проведения;

- участие в обсуждении отдельных тем на консультациях.

- работа по выполнению курсового проекта проводится по /3/. Рекомендуется познакомиться с нормативными материалами, действующими при проектировании подстанций, ЛЭП, а также с типовыми решениями по схемам РУ подстанций, имеющимися в электронном виде на кафедре. Сроки выполнения каждого раздела проекта указаны в графике, приведенном ниже.

7.5. Методические рекомендации преподавателям При изложении материала лекций целесообразно приводить примеры режимных ситуаций новых энергообъединений. Например, в теме «Баланс активной мощности в энергосистеме. Регулирование частоты» привести реальный график изменения частоты в ЕЭС РФ в течение ближайших суток, взятый с сайта СО ЦДУ ЕЭС(www.so-cdu.ru).

В изложении материала темы «Баланс реактивной мощности в энергосистеме и его связь с регулированием напряжения» привести примеры режимной ситуации, приведшей к крупной аварии в Московской энергосистеме 25 мая 2005 г.

При проведении всех видов занятий рекомендовать студентам просматривать в сети INTERNET новости ФСК ЕС РФ (www.fsk-ees.ru) по темам, касающимся современного состояния электрических сетей в РФ.

При проведении лабораторных работ по расчету режимов сетей с использованием программного комплекса «Энергия» следует обратить внимание студентов на анализ полученных результатов расчета (режимные параметры: уровни напряжения, токи, потери мощности и др.).

При проведении практических занятий рекомендовать студентам приобретать навыки решения задач из /2/.

При проведении консультаций по курсовому проекту целесообразно познакомить студентов с новыми типовыми схемами РУ подстанций и новым электрооборудованием (реальные схемы сетей, проспекты, каталоги, журналы).

8. Требования к уровню усвоения программы и формы текущего, промежуточного и Итоговый (заключительный) контроль проводится в форме экзамена с собеседованием. Экзаменационный билет включает 2 теоретические вопроса, исчерпывающий ответ по теоретической части оценивается в 5 баллов.

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом подготовки инженеров по направлению подготовки дипломированных специалистов 140205.65 - Электроэнергетические системы и сети Программу составила Программа обсуждена и принята на заседании кафедры «Электрические системы»

Протокол №_ от «»_2008 г.

Председатель цикловой методической комиссии