Электрическая часть электрических станций и подстанций. Электрическая часть станций и подстанцийДисциплина «Электрическая часть станций и подстанций»
24. Описание понятий: проходная мощность, номинальная мощность, типовая мощность и её коэффициент. 26.Какие функции выполняет в автотрансформаторе трансформаторная обмотка. Может ли быть её мощность равной номинальной мощности автотрансформатора. 27. Область использования измерительных трансформаторов напряжения (ИТН). Дайте определения параметров: номинальных напряжений, мощности, коэффициента трансформации,. амплитудной и угловой погрешности, класс точности. 28.Источники погрешностей ИТН и способы их уменьшения 29. Принцип работы фильтра напряжения нулевой последовательности 30. Емкостные и каскадные ИТН 31. Выбор ИТН 32. Область использования ИТТ. Дать определение параметров: номинальных тока, мощности, коэф-та тр-ции, амплитудной и угловой погрешности, классов точност
34. Способы уменьшения погрешностей ИТТ. 35. Принцип работы фильтра тока нулевой последовательности 36. Конструкция ИТТ 37. Выбор ИТТ 38. Какие функции выполняют токоограничивающие реакторы в системах электроснабжения 39. Конструкции реакторов их способы монтажа и номинальные параметры 40. Режимы работы сдвоенных реакторов 41. Схемы подключения реакторов 42. Выбор реакторов 43. Понятия схем: структурных, главных, и вторичных.. 44. Главные схемы РУ с коммутацией присоединений одним выключателем, области применения, достоинства и недостатки: 45. Главные схемы РУ с коммутацией присоединений двумя и более выключателями, области применения, достоинства и недостатки. 46. Главные схемы РУ- упрощённые studfiles.net Электрическая часть электрических станций и подстанцийЭлектрическая часть электрических станций и подстанций Кафедра электрических станций ЭЭз-41 Литвинов Илья Игоревич, 2 -212 [email protected] ru Электрическая часть электрических станций и подстанций Кафедра электрических станций ЭЭз-42 Купарев Михаил Анатольевич, 2 -314, 212 [email protected] com Тупиковая (или проходная) ПС с тремя РУ Транзит С мощности РУ ВН (110÷ 220 к. В) РУ СН (35 к. В) Нагрузка РУ НН (6÷ 10 к. В) Нагрузка Узловая системная подстанция С 1 Транзит С 2 мощности РУ ВН (220÷ 330 к. В) РУ СН (110 к. В) Нагрузка РУ НН (6÷ 35 к. В) Нагрузка График нагрузки СН Приведение графика нагрузки к двухступенчатому Напряжение системы: 220 к. В Потребители СН: напряжение 110 к. В, количество 4, коэффициент мощности 0, 9 мощность одного 45 МВт, коэффициент одновременности 0, 84 доля потребителей 3 категории 0, 24 Потребители НН: напряжение 10 к. В, количество 14, коэффициент мощности 0, 82 мощность одного 3, 5 МВт, коэффициент одновременности 0, 82 доля потребителей 3 категории 0, 3 вариант графика нагрузки № 2 Выбор мощности трансформаторов (автотрансформаторов) Нормальный рабочий режим (режим систематических перегрузок, оба трансформатора в работе) Расчёт максимальной мощности нагрузки по сторонам НН и СН Таблица 1 – Расчёт мощности стороны НН по суточному графику в нормальном режиме t, ч РНН , QНН , РНН=Р%*Р QНН=РНН* SНН , max , tgφ , % МВт МВАр МВА 0– 4 40 16, 07 8, 67 18, 26 4 – 12 70 28, 13 15, 18 31, 96 12– 16 100 40, 18 21, 68 45, 66 16– 24 50 20, 09 10, 84 22, 83 Таблица 2 – Расчёт мощности стороны СН по суточному графику в нормальном режиме t, ч РСН , QСН , РСН=Р% QСН=РСН SСН , *Рmax , *tgφ , % МВт МВАр МВА 0– 3 65 98, 28 47, 60 109, 20 8 – 18 100 151, 20 73, 23 168, 00 18– 24 65 98, 28 47, 60 109, 20 Таблица 3 – Расчёт мощности стороны ВН по суточному графику в нормальном режиме t, ч РВН=РНН+РСН QВН=QНН+QСН МВА МВт МВАр 0– 4 114, 35 56, 27 63, 72 4– 8 126, 41 62, 78 70, 57 8 – 12 179, 33 88, 41 99, 97 12– 16 191, 38 94, 92 106, 81 16– 18 171, 29 84, 07 95, 41 18– 24 118, 37 58, 44 66, 01 Расчёт коэффициентов начальной загрузки и перегрузки (К 1 и К 2) Суточный график стороны ВН в нормальном режиме Предварительно выбираем автотрансформатор АТДЦТН-125000/220/110, все 24 часа в нормальном режиме будет недогружен, нет смысла рассчитывать К 1 и К 2 Суточный график стороны ВН в нормальном режиме Расчёт аварийного режима Расчёт максимальной мощности нагрузки по сторонам НН и СН Таблица 4 – Расчёт мощности стороны НН по суточному графику в аварийном режиме t, ч РНН , QНН , РНН=Р%*Р QНН=РНН* SНН , max , tgφ , % МВт МВАр МВА 0– 4 40 11, 25 6, 07 12, 79 4 – 12 70 19, 69 10, 63 22, 37 12– 16 100 28, 13 15, 18 31, 96 16– 24 50 14, 06 7, 59 15, 98 Таблица 5 – Расчёт мощности стороны СН по суточному графику в аварийном режиме t, ч РСН , QСН , РСН=Р% QСН=РСН SСН , *Рmax , *tgφ , % МВт МВАр МВА 0– 3 65 74, 69 36, 18 82, 99 8 – 18 100 114, 91 55, 65 127, 68 18– 24 65 74, 69 36, 18 82, 99 Таблица 6 – Расчёт мощности стороны ВН по суточному графику в аварийном режиме t, ч РВН=РНН+РСН QВН=QНН+QСН МВт МВАр МВА 0– 4 85, 94 42, 25 95, 77 4– 8 94, 38 46, 80 105, 35 8 – 12 134, 60 66, 28 150, 03 12– 16 143, 04 70, 84 159, 62 16– 18 128, 98 63, 25 143, 65 18– 24 88, 76 43, 77 98, 96 Суточный график стороны ВН в аварийном режиме Расчёт коэффициентов К 1 и К 2 в аварийном режиме Определение нормированных К 1 и К 2 по справочнику [Крючков, Неклепаев] табл. 1. 36, стр. 52 по среднегодовой эквивалентной температуре заданного региона Для региона Житомир среднегодовая температура составляет 10, 8 °С. Для трансформаторов 220 к. В и выше эту температуру следует увеличить на 20 °С, получаем 30, 8 °С Для трансформаторов с системой охлаждения типа ДЦ допустимой значение коэффициента перегрузки К 2 с продолжительностью 10 часов составляет 1, 3. Это больше расчётного, следовательно, окончательно выбираем автотрансформатор мощностью 125 МВА. Итоговый двухступенчатый график Расчёт токов коротких замыканий Базисная мощность и базисные токи Трансформатор present5.com «Электрическая часть электрических станций и подстанций»Транскрипт1 Министерство образования и науки Российской Федерации ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» Уральский энергетический институт Кафедра «Автоматизированные электрические системы» РАСШИРЕННАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «Электрическая часть электрических станций и подстанций» «Электроэнергетика» Екатеринбург 2012 2 Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования 214 тех/дс, утвержденным г. и определяющим требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по направлению «Электроэнергетика», специальности «Электрические станции». Рекомендована для всех специальностей направления «Электроэнергетика». 2 Программу составили: доцент, к.т.н. Кокин С.Е.; к.т.н., доцент кафедры АЭС Дмитриев С.А.; старший преподаватель кафедры АЭС Нестеренков В.П.; ведущий инженер кафедры АЭС Хальясмаа А.И. Программа одобрена на заседании кафедры «Автоматизированные электрические системы» Протокол от 2012 г. Заведующий кафедрой АЭС А.В. Паздерин АННОТАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина посвящена изучению основ выработки, передачи и распределения электроэнергии, содержит сведения об электрических станциях, подстанциях и их элементах. Рассматриваются основное электрооборудование, аппаратура электростанций и их выбор, схемы электрических соединений, собственные нужды электростанций, конструкции распределительных устройств, устройств контроля, управления и сигнализации на электростанциях. ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет, 2012 3 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Изучение дисциплины требует от студентов знания курсов «Математика», «Физика», «Информатика», «Математические задачи электроэнергетических систем», «Теоретические основы электротехники», «Электроэнергетические системы и сети», «Электромеханика», «Релейная защита и автоматика», «Электромагнитная совместимость в электроэнергетике». Цели дисциплины: изучение электрической части электростанций как элемента единого энергетического комплекса; изучение конструкции, принципов действия и правил выбора силовых трансформаторов, автотрансформаторов, синхронных турбо- и гидрогенераторов, коммутационных аппаратов и вспомогательного оборудования; изучение схем электрических соединений энергообъектов; изучение собственных нужд электростанций и подстанций; изучение схем электрических соединений энергообъектов; изучение конструкций распределительных устройств; изучение систем контроля, управления и сигнализации на электростанциях и подстанциях. 1. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате изучения дисциплины студенты должны: знать электрическую часть электростанций как элемент единого энергетического комплекса; знать основное силовое и вторичное электрооборудование электростанций и правила его выбора; знать устройство силовых трансформаторов и автотрансформаторов и условия их работы; знать схемы электрических соединений энергообъектов; знать собственные нужды электростанций; знать конструкции распределительных устройств; уметь осуществить расчет и анализ элементов электрических станций и подстанций, а также систем в целом, вручную и с помощью современных пакетов программ для ЭВМ. 2. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ 3 Вид учебной работы Всего часов Общая трудоемкость дисциплины 469 Аудиторные занятия 320 Лекции 195 Практические занятия (ПЗ) 61 Лабораторные работы (ЛР) 64 Самостоятельная работа (СР) 149 Курсовой проект 34 Другие виды самостоятельных занятий 115 Вид итогового контроля Экзамен 4 4 3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 3.1. Разделы дисциплины и виды занятий Лекции, ПЗ, ЛР, СР, Раздел дисциплины п/п ч ч ч ч 1 Введение Условия работы проводников и аппаратов Термическое воздействие токов на различные части электроустановок Электродинамические усилия в токоведущих частях Потери в проводниках при переменном токе Короткие замыкания в электроустановках Принципы ограничения токов короткого замыкания Электрические контакты и условия их работы Контактные соединения Электрическая дуга Электрическая дуга постоянного тока Электрическая дуга переменного тока Способы гашения дуги в электрических аппаратах * 5.1 Отключение цепей постоянного тока Отключение цепей переменного тока Электрические аппараты Выключатели на напряжение выше 1000 В Разъединители, отделители и короткозамыкатели Измерительные трансформаторы тока Измерительные трансформаторы напряжения Токоограничивающие реакторы Перенапряжения. Ограничители перенапряжений Токопроводы электростанций и подстанций Шинные конструкции распределительных устройств (РУ) Проблема мощных токопроводов генераторного напряжения Комплектные токопроводы в распределительных устройствах Силовые трансформаторы и автотрансформаторы Конструкция, принцип действия силовых трансформаторов Способы охлаждения силовых трансформаторов Регулирование напряжения в силовых трансформаторах Типы регуляторов напряжения Особенности автотрансформаторов Режимы работы нейтрали электроустановок Область применения и нагрузочная способность автотрансформаторов Нагрузочная способность силовых трансформаторов Выбор числа и мощности силовых трансформаторов Способы ограничения токов короткого замыкания Синхронные генераторы и синхронные компенсаторы Типы генераторов и их параметры 5 5 Лекции, ПЗ, ЛР, СР, Раздел дисциплины п/п ч ч ч ч 9.2 Конструкция турбогенераторов Системы охлаждения синхронных машин Системы возбуждения синхронных машин Способы включения синхронных машин на параллельную работу Возобновляемые источники энергии Источники реактивной мощности в электроэнергетической системе Схемы электрических соединений станций и подстанций Требования к электрическим схемам Методы ограничения тока короткого замыкания (КЗ) Электрические схемы узловых, проходных и тупиковых подстанций (ПС) на повышенном напряжении Схемы электрических соединений блочных электростанций и тепловых электростанций с местной нагрузкой Схемы гидроэлектростанций (ГЭС) Конструктивное выполнение распределительных устройств (РУ) Понятие распределительного устройства Общие требования и основные принципы сооружения РУ Характерные особенности конструкций открытых распределительных устройств (ОРУ) напряжением кв Характерные особенности конструкций закрытых распределительных устройств (ЗРУ) напряжением кв Комплектные РУ (КРУ) кв Размещение основных электротехнических устройств на электростанциях и подстанциях Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) Грозозащита и заземление электроэнергетических объектов Собственные нужды (СН) электростанций и подстанций Основные механизмы собственных нужд Потребители собственных нужд станций Принципы построения схем собственных нужд Схемы питания и резервирования собственных нужд блочных электростанций Схемы питания и резервирования собственных нужд электростанций с поперечными связями Схемы питания и резервирования собственных нужд ГЭС Схемы питания и резервирования собственных нужд АЭС Собственные нужды ПС Технико-экономическое сравнение схем электрических соединений станций и подстанций Выбор структурной схемы ПС Выбор структурной схемы блочной электростанции Математическая модель отказа выключателя 6 Лекции, ПЗ, ЛР, СР, Раздел дисциплины п/п ч ч ч ч 13.4 Таблично-логический метод определения вероятности простоя блока Технико-экономическое сравнение схем электрических соединений блочных электростанций Оперативный ток на энергообъектах Классификация систем оперативного тока Классификация и режимы работы стационарных аккумуляторных батарей Выбор аккумуляторных батарей Конструкции и назначение щитов постоянного тока (ЩПТ) Типовая схема расположения систем оперативного тока на ПС Установки постоянного тока на подстанциях Установки постоянного тока на электростанциях Схема аккумуляторной батареи без элементного коммутатора Схема аккумуляторной батареи с элементным коммутатором Управление, контроль и сигнализация на электрических станциях и подстанциях Назначение систем управления, контроля и сигнализации Принципы построения систем управления, контроля и сигнализации Щиты управления Контрольно-измерительные приборы Дистанционное управление выключателями и разъединителями Основные понятия систем дистанционного управления Сигнализация и блокировки Основные виды блокировок Принцип монтажа и маркировки вторичных цепей Ключи управления Дистанционное управление выключателями с электромагнитными приводами Дистанционное управление воздушными выключателями Блокировка от многократных включений Диагностика Основные понятия и положения технической диагностики Методы диагностики электротехнического оборудования Вибрационный контроль Тепловизионный контроль Трибодиагностика Магнитная структуроскопия Ультразвуковая дефектоскопия Акустико-эмиссионная диагностика Заключение 7 Содержание разделов дисциплины 1. Введение 1.1. Основные показатели развития энергетики страны. Понятия об «энергетической» и «электрической» системах. Процесс производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии. Элементы электрической системы. Классификация объектов электрической сети. 2. Условия работы проводников и аппаратов 2.1. Нагрев проводников и аппаратов длительным током. Уравнение теплового баланса, установившиеся температуры, постоянная времени нагрева. Нагрев аппаратов и проводников током короткого замыкания (КЗ). Тепловой импульс тока КЗ. Термическая устойчивость аппаратов Электродинамическое действие электрического тока. Электродинамические усилия в токоведущих частях. Электродинамические усилия в трехфазной сети. Расчет электродинамических усилий при взаимодействии контуров произвольной формы. Электродинамические усилия в электрических аппаратах. Расчет шинных конструкций на механическую прочность при КЗ мощных токопроводов генераторного напряжения Потери в проводниках при переменном токе. Глубина проникновения электрического поля и поверхностное распределение тока Короткие замыкания в электроустановках. Основные определения и общая характеристика процесса. Трехфазные КЗ. Методы расчетов токов трехфазного КЗ. Схемы замещения. Определение параметров схем замещения. Особенности преобразования сложных схем замещения. Определение токов для любого момента времени при переходном процессе КЗ Принципы ограничения тока КЗ. Секционирование электрической сети. Токоограничивающие реакторы. Расщепление обмоток силовых трансформаторов. 3. Электрические контакты и условия их работы 3.1. Контактные соединения. Определение. Модель контактной поверхности. Физические явления при контактировании. Виды контактов по характеру соприкосновения. Переходные сопротивления. Допустимые условия работы контактов при длительно протекающих токах и токах КЗ. Требования к материалам контактных соединений. Неподвижные и размыкающиеся контакты. Область применения контактных соединений. 4. Электрическая дуга 4.1. Дуга в выключателе и ее характеристики. Электрическая дуга постоянного тока: процессы ионизации и деионизации; падение напряжения в стволе горения дуги; вольтамперная характеристика (ВАХ) дуги постоянного тока; процесс возникновения электрической дуги. Основные способы гашения дуги: охлаждение, обдув, увеличение расстояния между контактами, многократный разрыв Дуга переменного тока: процесс возникновения электрической дуги переменного тока; ВАХ дуги переменного тока; восстановление электрической прочности; восстанавливающееся напряжение. 5. Способы гашения дуги в электрических аппаратах 5.1. Гашение дуги постоянного тока в выключателе Гашение дуги переменного тока в выключателе. Способы повышения отключающей способности выключателей. Особенности отключения малых индуктивных и емкостных токов. 6. Электрические аппараты 6.1. Назначение силовых выключателей. Масляные выключатели с большим объемом масла. Малообъемные масляные выключатели. Воздушные выключатели. Автогазовые выключатели. Электромагнитные выключатели. Элегазовые аппараты. Вакуумные выключатели. Область применения выключателей. Современное состояние и тенденции развития коммутационной техники. Выключатели нагрузки. Приводы силовых выключателей. Выбор коммутационных аппаратов. 8 Назначение разъединителей, отделителей и короткозамыкателей. Конструкция и принцип действия. Приводы разъединителей. Особенности выбора разъединителей Измерительные трансформаторы тока: назначение, принцип действия, виды конструкций. Область применения трансформаторов тока. Классы точности. Допустимая область погрешностей для разных классов точности. Основные критерии выбора трансформаторов тока Измерительные трансформаторы напряжения: назначение, принцип действия, конструкция. Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения. Основные критерии выбора трансформаторов напряжения Токоограничивающие реакторы. Технические характеристики и конструктивное выполнение простого и сдвоенного реакторов. Режимы работы сдвоенного реактора. Выбор реакторов Перенапряжения в электроустановках: виды перенапряжений, способы защиты от перенапряжений. Конструкция и принцип действия разрядников и ограничителей перенапряжений. ВАХ варисторов. Преимущества и недостатки ограничителей перенапряжений. 7. Токопроводы электростанций и подстанций 7.1. Шинные конструкции распределительных устройств электроэнергетических объектов. Виды шинных конструкций и область их применения. Изоляторы: виды, конструкция, назначение, область применения. Расчет шинных конструкций на механическую прочность при коротком замыкании мощных токопроводов генераторного напряжения. Выбор токоведущих частей Проблема мощных токопроводов генераторного напряжения Комплектные токопроводы распределительных устройств. Назначение и конструкция. Достоинства и недостатки комплектных токопроводов. 8. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы 8.1. Назначение и принцип действия силового трансформатора. Устройство: конструкция, активная часть, магнитопровод и обмотки, изоляция обмоток. Коэффициент трансформации. Понятие номинальной мощности трансформаторов. Виды силовых трансформаторов Способы охлаждения силовых трансформаторов. Маркировка систем охлаждения Способы регулирования напряжения в узлах энергосистемы. Принцип регулирования напряжения в силовых трансформаторах Типы регуляторов напряжения. Особенности регуляторов напряжения. Процесс регулирования напряжения. Вольтодобавочные трансформаторы Особенности автотрансформаторов. Достоинства и недостатки автотрансформаторов. Полная и типовая мощность. Комбинированные режимы работы. Нагрузочная способность. Регулирование напряжения. Область применения Режимы работы нейтралей в электроустановках. Трехфазные сети с незаземленными (изолированными), резонансно-заземленными (компенсированными), эффективно-заземленными, глухозаземленными нейтралями. Дугогасящие реакторы Область применения и нагрузочная способность автотрансформаторов Нагрузочная способность силовых трансформаторов Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Графики электрических нагрузок. Износ изоляции и срок службы трансформаторов. Режимы работы силовых трансформаторов. Предельные температуры для обмотки и трансформаторного масла, нормирование перегрева. Определение нагрузочной способности и допустимых продолжительных аварийных перегрузок трансформаторов в соответствии с ГОСТ Способы ограничения токов короткого замыкания. Трансформаторы с расщепленными обмотками. Реакторы. 9 9 9. Синхронные генераторы и синхронные компенсаторы 9.1. Типы генераторов и их параметры. Скорость вращения. Номинальная мощность синхронных генераторов. Проблема роста единичной мощности Конструктивное выполнение современных турбо- и гидрогенераторов [ГОСТ ] Классификация и оценка эффективности различных систем охлаждения серийных генераторов. Криогенное охлаждение Системы возбуждения синхронных машин и основные требования, предъявляемые к ним. Машинное возбуждение (прямое и косвенное). Схемы независимого возбуждения и самовозбуждения с управляемыми и неуправляемыми выпрямителями. Бесщеточная система возбуждения мощных генераторов. Способы гашения поля синхронных генераторов Способы включения синхронных генераторов на параллельную работу. Нормальный режим работы генератора. Понятие о специальных режимах работы генераторов Возобновляемые источники энергии. Формы возобновляемых источников: солнечная, геотермальная, ветровая энергия, энергия морских волн, течений, приливов, энергия биомассы, гидроэнергия, энергия на основе водородных технологий и др Источники реактивной мощности в электроэнергетической системе. 10. Схемы электрических соединений станций и подстанций Основное назначение схем электрических соединений энергообъектов. Определения: структурная схема, схема распределительного устройства (РУ) заданного класса напряжения Элементы схем электрических соединений РУ (присоединение, коммутационная аппаратура, токоведущие части, вспомогательные элементы) Принципы построения схем электрических соединений энергообъектов. Нормируемые аварийные ситуации, анализ последствий различных типов аварийных ситуаций Схемы с однократным принципом подключения присоединений. Секционирование систем шин. Схемы с двумя системами сборных шин. Виды обходных устройств. Достоинства, недостатки и область применения схем с однократным принципом подключения присоединений. Влияние конструктивного исполнения и характеристик оборудования на поведение схем с однократным принципом подключения присоединений Схемы с двукратным принципом подключения присоединений. Схемы многоугольника. Схемы с двумя системами сборных шин и коммутацией присоединения двумя выключателями (схемы «3/2», «4/3», «2/1»). Достоинства и недостатки, область применения схем с двукратным принципом подключения присоединений. Влияние конструктивного исполнения и характеристик оборудования на поведение схем с двукратным принципом подключения присоединений Схемы с трехкратным принципом подключения присоединений Схемы с комбинацией принципов подключения присоединений Схема многоугольника с подменным выключателем Схемы электрических соединений РУ понижающих ПС. Классификация ПС по способу подключения к схеме энергосистемы. Влияние способа подключения ПС к энергосистеме на структуру схемы РУ ПС Схемы электрических соединений РУ тупиковых, ответвительных, проходных и узловых подстанций на высшем напряжении. Схемы подстанций на низшем классе напряжения. Применение упрощенных схем и схем без выключателей на повышенном напряжении. Комплектные трансформаторные подстанции Схемы электрических соединений блочных электрических станций. Схемы единичных и укрупненных блоков. Схемы соединений с многократным присоединением элементов (многоугольники, схемы «Г-Т-Л», «3/2», «4/3», «2/1» и др.). Связь РУ разных напряжений Схемы электрических соединений тепловых станций с местной нагрузкой. Определение числа и мощности трансформаторов связи с системой. 10 Конструктивное выполнение распределительных устройств Понятие конструкции распределительного устройства. Классификация конструкций РУ по классу напряжения, месту расположения, типу компоновки Общие требования и основные принципы сооружения РУ. Способы обеспечения требований к конструкциям РУ (надежность, безопасность, ремонтопригодность, экономичность). Виды РУ (закрытые и открытые). Преимущества и недостатки конструкций открытых и закрытых РУ. Правила устройства РУ. Основные размеры конструкций РУ. Обеспечение безопасности обслуживания и локализации аварий в распределительных устройствах Характерные особенности конструкций открытых распределительных устройств (ОРУ) напряжением кв. Принципы расстановки основного оборудования РУ. Опорные конструкции и подвесные системы. Опорные, подвесные и проходные изоляторы. Токоведущие части ОРУ. Область применения ОРУ. Преимущества и недостатки различных типов ОРУ. Понятие ошиновки. Виды ошиновки. Сравнительный анализ гибкой и жесткой ошиновки. Конструкции ОРУ по схемам «Две рабочие и обходная система шин», «3/2» и «4/3» Характерные особенности конструкций закрытых распределительных устройств (ЗРУ) напряжением кв. Размещение основного оборудования в ЗРУ. Область применения ЗРУ. Преимущества и недостатки различных типов ЗРУ Комплектные распределительные устройства (КРУ) кв внутренней и наружной установки с воздушной и элегазовой изоляцией. Классификации КРУ. Ячейки КРУ, элегазовые комплектные распределительные устройства (КРУЭ) и камеры сборные одностороннего обслуживания (КСО). Преимущества и недостатки КРУ, КРУЭ, КСО. Особенности конструкций. Области применения Размещение основных электротехнических устройств на электростанциях и ПС Комплектные трансформаторные подстанции (КТП), блочные комплектные трансформаторные подстанции (КТПБ), модульные комплектные трансформаторные подстанции (КТПМ), бетонные комплектные трансформаторные подстанции (БКТП), подстанции киоскового типа. Достоинства и недостатки комплектных подстанций различных конструкций Грозозащита и заземление электроэнергетических объектов. Виды заземлений, применяемых на электростанциях и ПС (рабочее, защитное, грозозащитное). Растекание тока по территории энергообъекта, сопротивление земли, двухслойная модель земли. Назначение и принципы организации различных видов заземлений. Шаговое напряжение и напряжение прикосновения. Способы снижения и выравнивания разности потенциалов. Заземлители, контур заземления, сетка выравнивания потенциалов. Расчет заземляющих устройств в сетях с изолированной нейтралью. Расчет заземляющих устройств в сетях с глухозаземленной нейтралью. Особенности общей системы заземления электроэнергетического объекта Грозозащита. Молниеотводы. Зона защиты отдельно стоящего молниеотвода. Расчет зоны защиты молниеотводов на высоте защищаемого объекта. 12. Собственные нужды электростанций и подстанций Основные механизмы собственных нужд (СН). Типы двигателей, применяемых для привода механизмов собственных нужд тепловых станций Зависимость электропотребления на СН в зависимости от типа электрической станции Основные принципы построения схем электроснабжения потребителей СН Схемы питания и резервирования СН блочных электростанций Схемы питания и резервирования СН электростанций с поперечными связями Схемы питания и резервирования СН гидроэлектростанций Схемы питания и резервирования СН атомных электрических станций Собственные нужды подстанций. 11 Технико-экономическое сравнение схем электрических соединений станций и подстанций Выбор структурной схемы подстанции Выбор структурной схемы блочной электростанции Математическая модель отказа выключателя Таблично-логический метод определения вероятности простоя блока Технико-экономическое сравнение схем электрических соединений блочных электростанций. 14. Оперативный ток на энергообъектах Классификация и область применения систем оперативного тока, требования к ним Классификация и режимы работы стационарных аккумуляторных батарей, схемы подключения аккумуляторных установок Методики выбора аккумуляторных батарей расширенная и упрощенная Конструкции и назначение щитов постоянного тока Типовые схемы расположения систем оперативного тока на ПС (электрической станции) Установки постоянного тока на подстанциях Установки постоянного тока на электростанциях. Пример выбора аккумуляторной батареи, зарядно-подзарядного устройства, подключение к щитам постоянного тока Схема аккумуляторной батареи без элементного коммутатора Схема аккумуляторной батареи с элементным коммутатором. 15. Управление, контроль и сигнализация на энергообъектах Назначение систем управления, контроля и сигнализации. Основные понятия систем управления. Основные понятия систем контроля. Основные понятия систем сигнализации. Структурная схема взаимосвязей вспомогательных систем, человека-оператора и управляемого объекта. Назначение систем управления, контроля и сигнализации. Функции систем управления. Функции систем контроля. Функции систем сигнализации. Отличия систем управления от диспетчерского управления Принципы построения систем управления, контроля и сигнализации. Структура систем управления. Формы организационной структуры оперативного управления. Цеховая структура оперативного управления, примеры. Блочная структура оперативного управления, примеры. Централизованная структура оперативного управления, примеры. Принципы построения систем управления. Пример схемы цепей управления. Структура систем контроля. Принципы построения систем контроля. Пример схемы цепей контроля. Структура систем сигнализации. Принципы построения систем сигнализации. Пример схемы сигнализации Щиты управления. Назначение щитов управления. Выбор типа щитов управления в зависимости от типа электростанции, мощности электростанции и структуры ее оперативного управления. Внешний вид щитов управления. Расположение и конфигурация панелей и пультов на щитах управления. Главный щит управления. Функции главного щита управления. Примеры вариантов расположения панелей на главном щите управления. Аппараты управления на щитах управления. Помещения для щитов управления и основные требования для помещений щитов управления. Расположение щитов управления в зависимости от форм организационной структуры оперативного управления Контрольно-измерительные приборы. Назначение контрольно-измерительных приборов. Типы контрольно-измерительных приборов. Условные графические обозначения основных типов контрольно-измерительных приборов. Структурная схема контрольно-измерительных систем. Контрольно-измерительные приборы для различных частей станций (линий электропередачи, трансформаторов, шин и др.) Дистанционное управление выключателями и разъединителями. 12 Основные понятия систем дистанционного управления. Основные требования к системам дистанционного управления выключателями и разъединителями. Реализация команд в системе диспетчерского и технологического управления Сигнализация и блокировки. Основные виды сигнализаций и их назначение: Сигнализация положения коммутационных аппаратов. Условные графические обозначения на схемах сигнализаций. Реализация сигнализации положения коммутационных аппаратов на примере сигнализации положения разъединителя и ее принцип действия. Реализация сигнализации положения коммутационных аппаратов на примере сигнализации положения выключателя и ее действие. Пример схемы сигнализации положения выключателя при использовании релейной защиты Сигнализация аварийного отключения выключателей. Принцип построения сигнализации аварийного отключения выключателей. Реализация аварийной сигнализации отключения выключателя на примере схемы аварийной сигнализации с реле РИС-Э2М и ее принцип действия Предупреждающая сигнализация Принцип построения предупреждающей сигнализации. Реализация предупреждающей сигнализации на примере схемы управления и сигнализации выключателя с ключом ПМОВФ и ее принцип действия Блокировка. Понятия блокировки. Основные назначения блокировки. Основные виды блокировки Блокировка безопасности. Назначения блокировки безопасности. Виды блокировок безопасности. Пример схемы блокировки безопасности Оперативные блокировки. Назначение оперативной блокировки. Виды оперативных блокировок. Реализация блокировки безопасности на примере схемы механической замковой блокировки разъединителей и ее принцип действия. Реализация блокировки безопасности на примере схемы электромагнитной блокировки разъединителей и ее принцип действия Принцип монтажа и маркировки вторичных цепей. Основные этапы осуществления монтажа вторичных цепей. Понятия монтажных схем вторичных цепей. Виды маркировок. Смысловая маркировка. Цифровая маркировка. Смешанная маркировка Устройство ключей управления. Особенности устройства ключей управления. Устройство ключа управления на примере ключа серии ПМОВ /1Д62. Диаграмма и схема ключа ПМОВ /1Д62. Основные типы ключей, применяемых в электроустановках Дистанционное управление выключателями с электромагнитными приводами. Основные свойства выключателя с электромагнитным приводом. Пример схемы управления выключателем с электромагнитным приводом и ее действие Дистанционное управление воздушными выключателями. Основные свойства воздушных выключателей. Пример схемы дистанционного трехфазного управления воздушным выключателем Блокировка от многократных включений. Назначение блокировки от многократных включений. Принципиальная схема устройства блокировки от многократного включения. 16. Диагностика Основные понятия и положения технической диагностики. Цели и назначения технической диагностики. Диагностируемые параметры и их свойства Цели диагностики электротехнического оборудования. Методы диагностики электротехнического оборудования Вибрационный контроль. Основные понятия и задачи вибрационного контроля. Типы дефектов электротехнического оборудования, выявляемые вибрационным контролем. Основные типы оборудования для вибрационного контроля Тепловизионный контроль. Основные понятия и задачи тепловизионного контроля. Типы дефектов электротехнического оборудования, выявляемые тепловизионным контролем. Основные типы оборудования для тепловизионного контроля Трибодиагностика. Основные понятия и задачи трибодиагностики. Типы дефектов электротехнического оборудования, выявляемые трибодиагностикой. Основные типы оборудования для трибодиагностики. 13 Магнитная структуроскопия. Основные понятия и задачи магнитной структуроскопии. Типы дефектов электротехнического оборудования, выявляемые магнитной структуроскопией. Основные типы оборудования для магнитной структуроскопии Ультразвуковая дефектоскопия. Основные понятия и задачи ультразвуковой дефектоскопии. Типы дефектов электротехнического оборудования, выявляемые ультразвуковой дефектоскопией. Основные типы оборудования для ультразвуковой дефектоскопии Акустико-эмиссионная диагностика. Основные понятия и задачи акустико-эмиссионной диагностики. Типы дефектов электротехнического оборудования, выявляемые акустикоэмиссионной диагностикой. Основные понятия аэроультразвукового контроля утечек (вакуумных утечек) электротехнического оборудования. Его свойства, назначение и применение. Диагностическое оборудование для аэроультразвукового контроля утечек. 17. Заключение Обзор состояния и перспективы развития научных разработок по модернизации и усовершенствованию оборудования электрических станций. 14 14 п/п 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Номер раздела дисциплины Наименование практических занятий Объем работ, ч 1 6 Изучение маломасляного выключателя Изучение электромагнитного привода Изучение электромагнитного выключателя Изучение вакуумного выключателя Изучение разъединителя наружной установки Изучение дугогасительных камер Включение генераторов на параллельную работу и синхронизация с энергосистемой Обеспечение живучести электростанции при нарушениях режима энергосистемы (с выделением энергоблока на питание собственных нужд) Распределение активной мощности между генераторами с учетом характеристики относительных приростов Распределение реактивной мощности между генераторами Исследование режима самовозбуждения генератора Исследование процесса ресинхронизации электростанции Оперирование в РУ электростанции (имитация вывода в ремонт коммутационных аппаратов и силовых трансформаторов; оперативные переключения) Схема управления выключателем ключом КСВФ Схема управления выключателем ключом КВФ Контроль изоляции сети оперативного постоянного тока Характеристики срабатывания выключателя ВМП-10Э Магнитные пускатели переменного тока Выбор структурной схемы ПС Выбор структурной схемы блочной электростанции Собственные нужды подстанций Схемы питания и резервирования собственных нужд электростанций 8 15 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ 15 п/п Номер раздела дисциплины Наименование практических занятий Объем работ, ч 1 8 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов Расчет токов КЗ Ограничение токов КЗ Выбор коммутационных аппаратов Выбор токоведущих частей Выбор измерительных трансформаторов Выбор ограничителей перенапряжений Выбор структурной схемы ПС Выбор структурной схемы блочной электростанции Конструктивное выполнение распределительных устройств Собственные нужды подстанций Схемы питания и резервирования собственных нужд ТЭЦ и ГРЭС, АЭС и КЭС Выбор структурной схемы блочной электростанции Расчет вероятности отказа силового выключателя в зависимости от условий его установки в схеме Таблично-логический метод определения математического ожидания простоя блока в результате аварийных ситуаций в схеме электрических соединений Технико-экономическое сравнение вариантов схем электрических соединений энергообъектов 4 6 3 16 6. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект посвящен проектированию понижающей подстанции. В проекте рассматриваются вопросы выбора числа и мощности силовых трансформаторов, главной схемы электрических соединений распределительных устройств высшего и низшего напряжения, оперативного тока подстанции. Выполняются расчеты токов короткого замыкания. Выбирается коммутационная и ограничивающая аппаратура, измерительные трансформаторы и схема питания собственных нужд. Разрабатывается компоновка подстанции. Уделяется внимание вопросам грозозащиты и заземления ПС, описанию релейной защиты. Целью курсового проекта является разработка рационального проектного решения понижающей ПС. В качестве исходных данных для выполнения курсового проекта выступает вариант сети, рассчитанный в курсовом проекте по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети». Выполнение курсового проекта включает следующие расчеты: 1. Выбор числа и мощности трансформаторов. Допустимость продолжительных аварийных перегрузок определяется по тепловому расчету в соответствии с ГОСТ Выбор схемы электрических соединений РУ высшего напряжения (ВН), описание ее работы. Анализ последствий аварийных ситуаций (Отказ, Ремонт, Ремонт + Отказ). Оценка достоинств и недостатков выбранной схемы. 3. Выбор схемы электрических соединений РУ низшего напряжения (НН). Выбор производится в зависимости от уровней токов короткого замыкания и числа отходящих линий с учетом числа обмоток НН силовых трансформаторов и состояния секционных выключателей. 4. Расчет токов короткого замыкания. 5. Выбор коммутационного оборудования и токоведущих частей. 6. Выбор трансформаторов тока в цепи силового трансформатора и трансформаторов напряжения на стороне НН. 7. Выбор трансформаторов собственных нужд, схемы питания потребителей СН и оперативного тока. 8. Разработка и описание конструктивного выполнения РУ ВН и РУ НН. 9. Расчет грозозащиты и описание заземления подстанции. 10. Сметно-финансовый расчет по укрупненным показателям стоимости. Графическая часть 2 листа формата А1: 1) принципиальная схема электрических соединений подстанции; 2) план подстанции в ограде с основными разрезами. Методические указания по выполнению курсового проекта приведены в [5] РАСЧЁТНЫЕ РАБОТЫ 1. Выбор силовых трансформаторов с учетом нагрузочной способности. 17 8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 8.1. Рекомендуемая литература а) Основная литература 1. Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для вузов / Под ред. А.А. Васильева. М.: Энергия, Электрическая часть электростанций / Под ред. С.В. Усова. Л.: Энергия, Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергия, Неклепаев Б.Н., Крючков К.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергия, Проектирование понижающей подстанции: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электрическая часть станций и подстанций» / Дмитриев С. А., Кокин С. Е., Нестеренков В. П. Екатеринбург, Электрическая часть электрических станций и подстанций. Нагрузочная способность силовых трансформаторов: Учебное пособие по дисциплинам «Электрооборудование электрических станций и подстанций» и «Электрическая часть станций» / Дмитриев С. А., Кокин С. Е. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, б) Дополнительная литература 7. Справочник по проектированию подстанций кв / Под ред. С.С. Рокотяна и Я.С. Самойлова. М.: Энергоиздат, Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Нестеренков В.П. Проектирование подстанций: Учебное пособие по курсу «Электрическая часть станций». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, Электротехнический справочник / Под ред. профессоров МЭИ. Т.1, Т.2, Т.3, 9-е изд., исправленное. М.: Издательство МЭИ, Средства обеспечения освоения дисциплины 1. Пакет программ анализа и расчета теплового режима силовых трансформаторов TRANS ПЭВМ. 2. Раздаточный материал «Схемы электрических соединений». 3. Руководство к лабораторным работам. 4. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электрическая часть станций и подстанций». 9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1. Компьютерный класс. 2. Лаборатория электрических станций. 3. Лаборатория высоковольтной аппаратуры. 4. Универсальная цифро-аналоговая динамическая модель энергетической системы. 17 18 РАСШИРЕННАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «Электрическая часть электрических станций и подстанций» Авторы: Редактор: Кокин Сергей Евгеньевич Нестеренков Владимир Петрович Дмитриев Степан Александрович Хальясмаа Александра Ильмаровна Осипова Елена Владиленовна Подписано в печать Формат /16 Бумага типографская Плоская печать Усл. п. л. Уч.-изд. л. Тираж Заказ Цена «С» Редакционно-издательский отдел ФГАОУ ВПО УрФУ , Екатеринбург, Мира, 19 Ризография НИЧ ФГАОУ ВПО УрФУ , Екатеринбург, Мира, г. docplayer.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
