Комоза Т.Ф. Электроснабжение. Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины - файл n1.doc
Комоза Т.Ф. Электроснабжение. Методические рекомендации по изучению учебной дисциплиныскачать (3712 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования
«Могилёвский государственный технологический колледж»
Утверждаю
Директор колледжа
_________________Э.А. Шуляк
_____________________2009 г.
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины,
задания для контрольных работ и рекомендации по их выполнению
для учащихся заочной формы обучения
по специальности 2-43 01 03«Электроснабжение (по отраслям)»
Могилёв 2009
Автор: Комоза Татьяна Фёдоровна, преподаватель спецдисциплин УО МГТК
Рецензент: Жуковец Тамара Ивановна, преподаватель спецдисциплин УО МГТК
Разработаны на основании рабочей программы по дисциплине «Электроснабжение (по отраслям)» утверждённой директором УО МГТК Шуляком Э. А. 30.06.08 г.
Обсуждены и одобрены на заседании цикловой комиссии
специальностей «Электроснабжение (по отраслям)», «Автоматизация
технологических процессов и производств»
Протокол № от « » 2009 г.
СодержаниеПояснительная записка 4
Перечень рекомендуемой литературы 6
Примерный тематический план 8
Методические рекомендации по изучению разделов тем программы 14
Методические рекомендации для подготовки к экзамену по дисциплине «Электроснабжение» 30 Теоретические вопросы 31
Практические задания 34
Методические рекомендации по выполнению курсового проекта 39 Методические рекомендации по выполнению домашних контрольных работ 41 Задание на домашнюю контрольную работу №1 42 Методические указания по выполнению контрольной работы №1 48
Задание на домашнюю контрольную работу №2 52 Методические указания по выполнению контрольной работы №2 56
Пример выполнения домашней контрольной работы №1(вариант №3) 59
Пример выполнения домашней контрольной работы №2 81
Основные нормативно-технические документы, применяемые при
проектировании электрической части промышленных предприятий 92
Пояснительная запискаДанная дисциплина является профилирующей по специальности 2 – 43 01 03 «Электроснабжение» (по отраслям). Цель изучения дисциплины состоит в формировании знаний в области построения, функционирования и развития систем электроснабжения промышленных предприятий. Задачами изучения основных разделов дисциплины являются освоение методов расчета, проектирования и решения вопросов оптимизации систем электроснабжения промышленных предприятий. Изучение дисциплины основывается на изучении комплекса дисциплин учебного плана и, в первую очередь, "Проектирование систем электроснабжения", "Теоретические основы электротехники", "Электрооборудование подстанций промышленных предприятий", "Электрооборудование", "Релейная защита и автоматика систем электроснабжения" и др. Рабочая программа дисциплины состоит из 7 разделов, по каждому из которых должна быть изучена рекомендуемая основная и дополнительная литература. С целью текущего контроля и координации работы учащихся над учебным материалом в межсессионный период предусмотрено выполнение 2 домашних контрольных работ. Кроме того , предусмотрено выполнение лабораторно-практических работ и курсового проекта. Для оценки уровня усвоения изученного материала дисциплины проводится экзамен. В результате изучения дисциплины учащийся должен знать на уровне представления: -основные сведения об энергетических и электроэнергетических системах; -конструкцию высоковольтных линий электропередачи; -характер влияния электротехнических объектов на окружающую среду и меры по ее защите; -структурные схемы систем электроснабжения предприятий на различных ступенях распределения электроэнергии; -классификацию приемников электрической энергии; на уровне понимания: -методы определения электрических нагрузок; -конструкцию кабельных линий; -выбор токоведущих элементов систем электроснабжения на различные напряжения; -теоретические основы защиты электроприемников и электрических сетей от токов короткого замыкания и от токов перегрузки; -назначение и конструктивное выполнение заземляющего устройства электрооборудования предприятий; -влияние качества электроэнергии на работу потребителей электроэнергии; -показатели качества электроэнергии; -методы и средства компенсации реактивной мощности; -принципы формирования систем электроснабжения предприятий в зависимости от их энергоемкости; -функциональное назначение основных элементов в системе электроснабжения. Учащийся должен уметь: -применять рациональные схемы электрических сетей; -выполнять расчеты внутрицеховых электрических сетей напряжением до 1000 В, а также распределительных и питающих сетей выше 1000 В; -производить расчеты электрических силовых и осветительных нагрузок4 -выбирать пусковую, защитную аппаратуру напряжением до 1000 В и выше 1000 В; -производить расчеты токов короткого замыкания; -выбирать высоковольтное оборудование и проверять его на действие токов короткого замыкания; -составлять схемы распределения электрической энергии; -выбирать тип распределительного устройства; -выбирать силовые трансформаторы на подстанциях; -выполнять технико-экономические расчеты различных вариантов электроснабжения; -производить расчет и выбор компенсирующих устройств; -производить расчет заземляющих устройств; -пользоваться контрольно-измерительными приборами, материалами, инструментами с учетом требований безопасности труда.Перечень рекомендуемой литературыОсновная
Электроснабжение промышленных предприятий.: Учеб. пособие по курсовому и дипломному проектированию/ О.П. королев, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич,-Мн.: РИПО, 1995 – 134с.
Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения.Мн.,НПООО «ПИОН»,2001 – 292 с.
Ус А.Г., Евминов Л.И. Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий, Мн.,НПООО «ПИОН», 2002 – 457 с.
Дополнительная
Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР.-6-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1986 – 648 с.
Коновалова Я.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. –М.: Энергоатомиздат, 1989 – 528 с.
Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. –М.: Высшая школа, 1990 – 366 с.
Федоров А.А., Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий. -М. .Энергия, 1981 – 360 с.
Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. -Л.: Энергоатомиздат, 1983 – 352 с.
Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. -Л..Стройиздат, 1989 – 352 с.
Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. -М. Энергия, 1973 – 584 с.
Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. -М/.Энергоатомиздат, 1987 – 368 с.
Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Борыбина, МЛ.Самовера. -М. .Энергия, 1981 – 408 с.
Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. ЮГ. Барыбина и др. -М.: Энергоатомиздат, 1990 – 576 с.
Электротехнический справочник. В 3т. Т. 3: В 2кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии / Под общ. ред. И.Н. Орлова и др. -М.: Энергоатомиздат, 1988 – 616 с.
Электротехнический справочник. В Зт. Т. 3. В 2кн. Кн. 2. Использование электрической энергии / Под общ. ред. И.Н. Орлова и др. -М.: Энергоатом из дат, 1988 – 616 с.
Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. -М.Энергоатомиздат, 1989 – 608 с.
Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет / А.С. Овчаренко и др. -К.: Техника, 1985 – 279 с.
Примерный тематический план дисциплины Раздел,тема | Количество учебных часов | Время на самос-тоятельную работу учащихся (часов) |
Всего | В том числе |
Для дневной формы обучения | Для заочной формы обучения | На уста-новочные заня-тия | На обзор- ные занятия | На лабо-ратор-ные, прак-тичес-кие занятия |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Введение Раздел 1 Основные сведения об электроэнергетических системах и системах электроснабжения промышленных предприятий 1.1 Основные понятия и определения 1.2 Общие сведения об электроустановках 1.3 Номинальные параметры и режимы работы источников системы электроснабжения. Раздел 2 Электрические нагрузки промышленных предприятий 2.1 Классификация приемников электроэнергии и их характеристики 2.2 Графики электрических нагрузок Лабораторная работа № 1 «Изучение графиков электрических нагрузок» 2.3 Режимы работы электрических приемников 2.4 Методы определения электрических нагрузок. 2.5 Определение силовых нагрузок методом коэффициента расчетной нагрузки 1 Практическая работа №1 «Определение силовых нагрузок методом коэффициента расчетной нагрузки» 2.6 Способы определения расхода энергии 2.7 Энергобаланс 2.8 Потери мощности и энергии в элементах системы электроснабжения 2.9 Снижение потерь мощности и энергии в системах электроснабжения. 2.10 Электрические измерения и учет электроэнергии Обязательная контрольная работа № 1 2.11 Тарифы на электроэнергию. Расчет предприятий за израсходованную электроэнергию. Лабораторная работа №2 «Изучение схем учета электрической энергии» 2.12 Основные положения методики технико-экономических расчетов. 2.13 Основные положения методики технико-экономических расчётов Практическая работа №2 «Расчет стоимости потерь электрической энергии силовых трансформаторов» Раздел 3 Качество электрической энергии 3.1 Показатели качества электроэнергии. 3.2 Понятие о потере и падении напряжения. 3.3 Влияние колебания и отклонения напряжения на работу электроприемников. 3.4 Несимметрия напряжения. Несинусоидальность формы кривой токов и напряжений. 1 3 .5 Регулирование напряжения Лабораторная работа №3 «Изучение способов регулирования напряжения» Раздел 4 Промышленные электрические сети 4.1 Цеховые электрические сети напряжением до 1000 В 4.1.1 Понятия о цеховых сетях 4.1.2 Требования к цеховым сетям. 4.1.3 Основные элементы цеховых сетей 4.1.4 Конструктивное выполнение внутрицеховых электрических сетей 4.1.5 Способы прокладки цеховых сетей 4.1.6 Способы прокладки осветительных сетей 4.1.7 Основные элементы внутрицеховых сетей и их параметры 4.1.8 Магистральные распределительные и осветительные шинопроводы Практическая работа №3 «Изучение магистральных распределительных и осветительных шинопроводов» 4.1.9 Выбор проводников электрических сетей Практическая работа №4 «Выбор сечений проводников по нагреву» 4.1.10 Принципы построения защиты силовых сетей 4.1.11 Условия выбора плавких вставок 4.1.12 Условия выбора расцепителей автоматических выключателей 4.1.13 Условия выбора тепловых реле, магнитных пускателей
1 П рактическая paбота №5 «Расчет устройств: защиты плавкими предохранителями и автоматическими выключателями» 4.1.14 Выбор и расчёт троллейных линий Практическая работа №6 «Расчет троллейных линий» 4.1.15 Расчёт силовых электрических сетей при потере напряжения Практическая работа №7 «Расчет силовых электрических сетей по потере напряжения» 4.1.16 Электрические сети осветительных установок 4.1.17 Выбор и расчёт сечения проводников осветительных сетей Практическая работа №8 «Расчет сетей осветительных установок» Обязательная контрольная работа № 2 Раздел 4.2 Электрические сети промыш-ленных предприятий выше 1000 В. 4.2.1 Схемы питающих и распределительных сетей 4.2.2 Выбор номинального напряжения для систем внешнего и внутреннего электроснабжения 4.2.3 Канализация электроэнергии 4.2.4 Электрический и механический расчёт линий и сетей 4.2.5 Выбор сечения проводников 6-10 – кВ 4.2.6 Методика расчёта картограммы нагрузок 4.2.7 Определение условного центра нагрузок 4.2.8 Построение картограммы нагрузок
1 Практическая работа №9 «Построение картограммы нагрузок» 4.2.9 Классификация распределительных устройств и трансформаторных подстанций 4.2.10 Конструктивное исполнение распределительных устройств 4.2.11 Конструктивное исполнение трансформаторных подстанций 4.2.12 Условия выбора оборудования. Выбор числа трансформаторов 4.2.13 Выбор мощности трансформаторов 4.2.14 Выбор вариантов внутризаводского электроснабжения Практическая работа №10 «Комплектные распределительные устройства до 1000В» Практическая работа №11 «Комплектные распределительные устройства свыше 1000В» Раздел 5 Компенсация реактивной мощности 5.1 Источники реактивной мощности 5.2 Естественная и искусственная компенсация реактивной мощности Практическая работа №12 «Источники реактивной мощности» 5.3 Потребители реактивной мощности 5.4 Способы уменьшения реактивной мощности Практическая работа № 13 «Потребители реактивной мощности» 5.5 Выбор компенсирующих устройств 5.6 Расчёт компенсирующих устройств 1 П рактическая работа №14 «Выбор и расчет КУ» 5.7 Размещение компенсирующих устройств 5.8 Управление компенсирующими устройствами Раздел 6 Автоматизация в системах электроснабжения 6.1 Устройства автоматического ввода резерва 6.2 Устройства автоматической частотой разгрузки и автоматического ввода резерва Раздел 7 Проектирование систем электроснабжения 7.1 Проектная документация 7.2 Учет условий окружающей среды. 7.3 Технико-экономические расчеты при проектировании 7.4 Энергосбережение на промышленных предприятиях Раздел 8 Курсовое проектирование | 2 6 2 2 2
37
2
2 2
2 2 2 2 4 2 2 2
2
2 1 2
2
2
2
2 12 2 2 2
2 2 2 2
81 47 2 2 2 2
2 2 2
2
2 2 2
2 2 2
2 2 2 2 2 2
2
2 2
2
1 34
2 2
2 2 2 2 2 2 2 2
2
2
2
2
2 2 2
2
22 2 2
2
2 2 2
2 2 2 2 2 2 4 2 2
8 2 2 2 2 30 | 2 2 2 3 2 2 2 2 2
3 2 2 2 2
3 2 2 2
2 3 2 2 2 2 2 2 3 2
30 | 2 4 4 4 4
4 | 2 2 5 2 2 2 2 2
5 2 2 2
5 2
2 5 2 2 2 2
2 5 2 | 6 2 6
2 6 2 2 6 2 6 |
6 2 2 2
2 2
2 2 7 4 2 2 2 1 2 2 2 2 2
2 7 2 2
2 2 2 2 2 2
2 2 2 2
2 7 2 2
2
2 2
2
1
2
2 2 2 2 2 7 2 2
2 2 2
2
2 2 2 2 2 7 2 2
2 2 2 2 2 2 |
Итого: | 202 | 76 | 2 | 36 | 10 | 126 |
Методические рекомендации по изучению разделов, тем программыВведениеКраткая характеристика и содержание дисциплины. Преимущество электрической энергии. Роль электрификации в развитии социально-экономического комплекса Республики Беларусь ( РБ) и благосостоянии общества. Перспективы развития энергетики.Методически рекомендацииПри изучении рекомендуемой литературы необходимо сформировать представление о состоянии и перспективах развития энергетики в РБ, о роли электрификации в развитии социально-экономического комплекса и благосостояния общества, о целях и задачах дисциплины. Раздел 1 Основные сведения об электроэнергетических системах и системах электроснабжения промышленных предприятийПонятие о системах электроснабжения промышленных предприятий, приемниках и потребителях электроэнергии. Классификация промышленных предприятий. Требования, предъявляемые к системам электроснабжения. Принципы и особенности электроснабжения промышленных предприятий. Основные задачи, решаемые при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий.Методически рекомендацииПри изучении литературы необходимо усвоить основные понятия, определения и термины, характеризующие системы электроснабжения промышленных предприятий. Система электроснабжения предназначена для обеспечения электрической энергией потребителей (электроприемников) и должна быть экономичной, надежной, безопасной, удобной в эксплуатации, допускать изменение технологии и рост мощности предприятия, обеспечить надлежащее качество электроэнергии в нормальных и послеаварийных режимах. Электроснабжение промышленных предприятий
имеет свою специфику: электроэнергия рассматривается как одна из компонентов производственного процесса, необходимо учитывать технологические особенности предприятий различных отраслей промышленности, применять специальные автоматические устройства для обеспечения функционирования системы электроснабжения и т.д. Это позволяет рассматривать электроснабжение как самостоятельную подсистему производства конкретного предприятия. Литература [1] с. 5 – 24; [2] с. 5 – 20; [4], с. 12 – 13; [5] с. 9 – 27Вопросы для самоконтроля
Изложите, что называется системой электроснабжения промышленного предприятия и из каких элементов она состоит?
Дайте определение понятиям: электроприемник, потребитель электроэнергии, электрическая сеть, электроустановка, электрическое хозяйство.
Сравните понятия "энергосистема", "электрическая система", "система электроснабжения".
Классифицируйте промышленные предприятия.
Назовите источники питания промышленных предприятий.
Перечислите требования, предъявляемые к системам электроснабжения.
Изложите, в чем состоят особенности электроснабжения промышленных предприятий?
Поясните, в чем заключаются принципы электроснабжения промышленных предприятий?
Раздел 2 Электрические нагрузки промышленных предприятийКлассификация приемников электроэнергии и их характеристики. Графики электрических нагрузок. Режимы работы электрических приемников. Методы определения электрических нагрузок. Определение силовых нагрузок методом коэффициента расчетной нагрузки. Расчётный и технический учёт электроэнергии на промышленных предприятиях. Технические средства учёта и контроля расхода электроэнергии. Система электрических измерений. Потери мощности и энергии в элементах системы электроснабжения и основные способы их снижения. Пути экономии электроэнергии на предприятиях. Нормирование электропотребления. Электробалансы промышленных предприятий. Регулирование режимов электропотребления. Лабораторная работа №1 «Изучение графиков электрических нагрузок»Лабораторная работа №2 «Изучение схем учета электрической энергии»Практическая работа №1 «Определение силовых нагрузок методом коэффициента расчетной нагрузки»Практическая работа №2 «Расчет стоимости потерь электрической энергии силовых трансформаторов»Методические рекомендацииПри изучении данного раздела необходимо познакомиться с классификацией приемников электроэнергии по назначению, роду тока. Изучить принцип построения графиков электрических нагрузок, изучить режимы работы электрических приемников по продолжительности. Необходимо изучить основные методы определения электрических нагрузок. Следует уделить внимание вопросу учета и экономии электрической энергии на предприятиях и в быту. Потребление электроэнергии на предприятиях может контролироваться лимитом планового расхода электроэнергии, потребляемой активной мощности в периоды прохождения максимумов нагрузки в энергосистеме, заданным значениям реактивной мощности, по удельным нормам расхода на единицу выпускаемой продукции или работы, показателям качества электроэнергии. В связи с этим обратить внимание на организацию расчетного (для расчета с энергосистемой) и технического (контрольного) учета электроэнергии, систему электрических измерений на применяемые технические средства для этой цели. Необходимо уяснить сущность путей экономии электроэнергии, основные положения по составлению электробалансов промышленных предприятий, вопросы связанные с разработкой нормативной базы расхода электроэнергии и пути регулирования электрических нагрузок предприятий. Полученные знания следует закрепить путем выполнения лабораторно-практических работ. Литература: [1] с. 271 – 310; [2] с. 354 – 391Вопросы для самоконтроля
Классифицируйте приемники электроэнергии.
Перечислите режимы работы электроприемников.
Перечислите основные методы определения электрических нагрузок, охарактеризуйте их.
Изложите, как организуется расчетный технический учет электроэнергии на промышленном предприятии?
Опишите двухставочный и многоставочные тарифы оплаты за электронергию. Изложите, в каких случаях их применяют.
Изложите, что такое одноставочный тариф оплаты за электроэнергию?
Объясните, в чем заключается необходимость контроля электропотребления?
Перечислите приборы учета и измерения электроэнергии, которые устанавливаются в ТП, РП,ГПП.
Поясните, для чего нужен и как составляется баланс потребления электроэнергии.
Объясните, как определяются потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения?
Перечислите основные мероприятия по экономии электроэнергии.
Изложите, какие бывают и как разрабатываются удельные нормы расхода электроэнергии.
Раздел 3 Качество электрической энергииОбщее понятие о качестве электроснабжения. Основные показатели, характеризующие качество электрической энергии в соответствии с ГОСТ 13109-87. Влияние качества электроэнергии на работу электроприёмников. Оценка и контроль качества напряжения. Регулирование напряжения в системах электроснабжения. Ограничение колебаний напряжения. Снижение несимметрии и несинусоидальности напряжения. Надёжность электроснабжения. Основные определения, показатели, нормирование. Факторы, определяющие надёжность электроснабжения, и их анализ. Оценка ущерба при нарушении электроснабжения. Методы и средства обеспечения надёжности. Оптимизация надёжности систем электроснабжения.Лабораторная работа № 3 «Изучение способов регулирования напряжения» Методические рекомендацииНадёжность систем электроснабжения и качество передаваемой электроэнергии обуславливают обобщённый комплексный критерий качества электроснабжения. Необходимо твёрдо усвоить показатели качества электроэнергии и требования к ним в соответствии с ГОСТом 13109-87. Знать средства регулирования напряжения в сетях промпредприятий, мероприятия по ограничению колебаний напряжения при проектировании систем электроснабжения, по ограничению уровня гармоник и несимметрии напряжения в системах электроснабжения. Эффективность применения регулирующих устройств оценивается результатами технико-экономических расчётов. Решение вопросов регулирования напряжения должно рассматриваться в комплексе с компенсацией реактивной мощности в сети. Следует также ознакомиться с устройствами и приборами, осуществляющие контроль качества электроэнергии. Применительно к системам электроснабжения надёжность - это свойство системы обеспечивать потребителей электроэнергией в допустимых пределах её качества. Надёжность систем электроснабжения определяется надёжностью составляющих её элементов, схемой этой системы с учётом оснащения её релейной защитой и автоматикой и организацией оперативного и ремонтного её обслуживания. Надёжность может характеризоваться рядом показателей, таких как параметр потока отказов, среднее время восстановления, вероятность безотказной работы и др. Требуемая надёжность систем электроснабжения обеспечивается резервированием, ремонтом и обслуживанием, целенаправленным управлением. Выполнение лабораторной работы позволяет применить на практике изученный материал. Литература: [1] с. 203 – 232; [2] с.108 – 147; [3] с. 105 – 129, с. 177 – 179; [10] с. 375 – 396; [13] с. 97 – 108Вопросы для самоконтроля
Перечислите показатели качества электроэнергии.
Раскройте, что такое отклонение и колебание напряжения?
Изложите причины, которые вызывают отклонение, колебание напряжения, несинусоидальность формы кривой и несимметрию напряжения.
Объясните, как влияют на экономичность работы электроприёмников и сетей отклонение и колебание напряжения?
Опишите технические средства и способы регулирования напряжения, которые применяются в системах электроснабжения промышленных предприятий.
Объясните, как выбираются ответвления обмоток у силовых трансформаторов?
Перечислите мероприятия, которые применяются для ограничения колебаний напряжения.
Объясните, как снижают уровень высших гармоник в сетях промышленных предприятий?
Охарактеризуйте мероприятия, которые применяются по снижению несимметрии напряжения.
Объясните, что такое надёжность системы электроснабжения, работоспособность, отказ?
Раскройте, как нормируется надёжность электроснабжения?
Объясните, как определяется параметр потока отказов, среднее время восстановления?
Сформулируйте, чем определяется эксплуатационная надёжность систем электроснабжения?
Поясните, в чём заключается оптимизация эксплуатационной надёжности систем электроснабжения?
Перечислите мероприятия, которые применяются для снижения несимметрии напряжения.