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 – Семестр – (7)семестр Лекции 10 часов Лабораторные работы 4 часа Семинарские занятия Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Самостоятельная работа студентов под контролем Самостоятельная внеаудиторная работа 92 часов Контрольная работа Всего часов по курсу 106 часов Вид заключительного контроля 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 7 семестра (10 часов) 2.1. Введение (1 ч) Современное состояние электроэнергетики, ее реформирование. Основные понятия об электроэнергетических системах и сетях. Классификация сетей питающих, магистральных, распределительных). Шкала (системообразующих, номинальных напряжений элементов электрических сетей и принципы ее построения.

2.2. Характеристики и расчет параметров схем замещения элементов электроэнергетической системы (2 ч) Схемы замещения линий электропередачи и их параметры. ВЛ с проводами из цветного металла и стали. Расщепление фаз. Потери мощности на корону и в изоляции.

Зарядные мощности линии. Транспозиция фаз. Схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов, вольтодобавочных трансформаторов и линейных регуляторов напряжения. Нагрузки электрических сетей. Графики нагрузок и их показатели.

Статические характеристики нагрузок по напряжению и частоте. Способы задания нагрузок в расчетах сетей. Источники активной и реактивной мощности. Способы представления источников (генераторов и компенсирующих устройств) в расчетах сетей.

2.3. Расчет и анализ установившихся режимов разомкнутых и замкнутых электрических сетей (4 ч) Расчетные модели электрических сетей. Уравнение установоившихся режимов, причины их нелинейности. Расчет УР ЛЭП при нагрузке, заданной током и мощностью.

Расчет УР элементов сети по параметрам «конца» и параметрам «начала» схемы.

Итерационный расчет УР. Расчет сети с разными ступенями номинальных напряжений.

Расчет линий с распределенной нагрузкой. Приближенный учет распределенных параметров ВЛ. Расчет УР простых замкнутых сетей. Понятие о точности расчета УР.

Расчет линии с двухсторонним питанием. Векторные диаграммы разомкнутых и замкнутых сетей. Послеаварийные режимы разомкнутых и замкнутых сетей. Особенности проектных расчетов замкнутых сетей (расчет «по длинам»). Учет источников при расчетах УР. Определение расчетных нагрузок и мощностей электростанций.

2.4. Основы расчета установившихся режимов электрических сетей на ЭВМ (1ч) Математическая постановка задачи и общая характеристика методов решения.

Матрица решений узловых проводимостей и ее особенности. Методы решения линейных и нелинейных уравнений узловых напряжений. Применение методов Зейделя и Ньютона.

Алгоритмы расчета УР. Способы представления топологии сети. Балансирующий узел.

Пути улучшения сходимости итерационного процесса. Точность расчетов. Понятие об эквивалентировании при расчетах УР. Понятие о существовании и единственности решений уравнений УР.

2.5. Основы регулирования режимов ЭЭС (2 ч) Влияние качества напряжения на работу электроприемников и элементов сети.

показатели качества электроэнергии и их регулирование ( отклонение, размах колебаний, несимметрия, несинусоидальность). Понятие об ущербе при снижении качества напряжения. Встречное регулирование напряжения. Способы регулирования напряжения, их особенности и область применения. Регулирование напряжения с помощью:

синхронных генераторов; силовых трансформаторов и автотрансформаторов с ПБВ и РПН; специальных трансформаторов; компенсирующих устройств поперечного и продольного включения.

Понятие о лавине напряжения. Экономическая целесообразность регулирования напряжения. Автоматизация регулирования напряжения.

Баланс реактивной мощности и его связь с уравнями напряжения в сети. Общий и местный баланс реактивной мощности. Назначение компенсации реактивной мощности в сетях. Характеристика компенсирующих устройств ( батареи конденсаторов, статические тиристорные компенсаторы, управляемые шунтирующие реакторы, синхронные компенсаторы).

Баланс активной мощности и его связь с частотой в ЭЭС. Влияние частоты на работу электрооборудования электростанций, на работу потребителей. Способы регулирования частоты в нормальных режимах работы (первичное и вторичное регулирование). Особенности регулирования частоты в послеаварийных режимах работы и в объединенных АО-энерго. Понятие о лавине частоты.

3. Лабораторные работы 3.1. Лабораторные работы 7 семестра (4 ч) применением программного комплекса «Энергия» (лаб.раб.№2) 2.Расчеты установившихся режимов замкнутых электрических сетей на ПЭВМ.(лаб. раб. №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 (промежуточные контроли) -80 часов, вид отчетности- письменные работы;

- подготовка к лабораторным занятиям ( 12 часов, вид отчетности – отчеты по лабораторным работам );

5.1. 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 5.2. 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.

5.3. 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).

5.4. Методические указания по изучению дисциплины для студентов.

5.4.1. 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.

5.4.5. 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 5.5. 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.).

6. Требования к уровню усвоения программы и итогового контроля.

Итоговый (заключительный) контроль проводится в форме зачета с собеседованием. Экзаменационный билет включает 2 теоретических 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