Методические указания к решению задания №2
Содержание курса «Электроэнергетика»
Тема 1. Введение. Краткий исторический обзор и перспективы развития электроэнергетики.
Тема 2. Производство электроэнергии.
2.1. Современные и перспективные источники электроэнергии. Турбогенераторы: устройство, принцип действия, основные характеристики.
2.2. Электрооборудование электростанций. Системы собственных нужд. Назначение, структура, схемы электрические принципиальные.
2.3. Распределительные устройства: оборудование, электрические схемы.
Тема 3. Электроэнергетические сети и системы.
3.1. Общая характеристика, классификация. Составление расчетных схем замещения. Уравнения установившегося режима.
3.2. Расчет режима линии электропередачи при заданных мощностях нагрузок и напряжения в начале и конце линии.
3.3. Расчет режима линии электропередачи с равномерно распределенной нагрузкой. Расчет режима сети с разными номинальными напряжениями.
3.4. Расчет режима простых замкнутых электрических сетей. Линия с двусторонним питанием. Кольцевая схема. Принцип расщепления сети. Методы контурных токов и узловых напряжений.
3.5. Баланс активной мощности, ее связь с частотой. Регулирование частоты. Баланс реактивной мощности и его связь с напряжением. Регулирующий эффект нагрузки. Потребители и источники реактивной мощности в электроэнергетической системе. Компенсация реактивной мощности. Компенсирующие устройства и их расстановка в электрической сети.
Тема 4. Качество электроэнергии.
4.1. Показатели качества электроэнергии. Задачи регулирования напряжения.
4.2. Принцип встречного регулирования напряжения. Методы регулирования напряжения.
4.3. Несимметрия и несинусоидальность в электрических сетях. Мероприятия по их снижению.
Тема 5. Потери электрической мощности и электроэнергии, мероприятия по их снижению.
5.1. Методы анализа потерь электроэнергии.
5.2. Методы и мероприятия по уменьшению потерь электроэнергии в питающих и распределительных электрических сетях и система электроснабжения.
Тема 6. Особые режимы электрических систем.
6.1. Характеристика и уравнения особых режимов.
6.2. Мероприятия по реализации особых режимов.
Тема 7. Механический расчет линий электропередач.
Тема 8. Общие вопросы электроснабжения.
8.1. Классификация приемников электроэнергии. Их характеристики.
8.2. Особенности электроснабжения городов, промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства и транспортных систем. Определение симметричных и несимметричных нагрузок.
8.3. Графики электрических нагрузок. Методы расчета электрических нагрузок.
Тема 9. Распределение электроэнергии на напряжение до 1000 В.9.1. Выбор напряжения для питания приемников промышленных предприятий. Конструктивное выполнение сетей низкого напряжения.
9.2. Расчет распределительных сетей силовых и осветительных нагрузок.
9.3. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках до 1000 В. Защита распределительных сетей и электроустановок.
Тема 10. Распределение электрической энергии на высоком напряжении.
10.1. Внешнее и внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. Схемы электроснабжения. Надежность системы электроснабжения.
10.2. Выбор напряжения. Выбор распределительного, коммутационного оборудования. Выбор сечений проводов и кабелей. Защита систем электроснабжения высокого напряжения.
10.3. Способы выполнения электропроводки. Шинопроводы. Кабельные и проводные линии. Определение характера и мест повреждения кабельных линий.
Тема 11. Подстанции распределительные пункты промышленных предпреятий.
11.1 Назначение и классификация подстанций.
11.2. Выбор числа и мощности трансформатора. Схемы первичных электрических соединений, конструктивное исполнение подстанций.
Тема 12. Вопросы повышения коэффициента мощности и экономии электроэнергии в системах электроснабжения.
12.1 Классификация и выбор компенсирующих устройств, их конструктивное исполнение. Режимы работы и автоматизация компенсирующих устройств.
12.2. Экономия электрической энергии в электрических сетях за счет применения повышенных напряжений. Накопители энергии. Ресурсосберегающие технологии.
Тема 13. Автоматика в электроэнергетических системах и в системах электроснабжения.
13.1. Самосинхронизация генераторов. Автоматическая разгрузка по частоте. Автоматическое повторное включение и включение резервного питания.
13.2. Самозапуск асинхронных и синхронных двигателей. Автоматичекое регулирование мощности конденсаторных батарей.
Тема 14. Релейная защита.
14.1. Защита силовых трансформаторов и генераторов.
14.2. Защита асинхронных и синхронных двигателей. Защита конденсаторов. Защита воздушных и кабельных линий.
Тема 15. Социально-экономические, экологические, технические требования, предъявляемые к электроэнергетическим сетям и системам.
Задание №1.
Дать письменный ответ на вопрос, привести необходимые схемы и графики.
1. Особенности энергетического производства.
2. Турбогенераторы – устройство, принцип действия.
3. Основные характеристики турбогенератора.
4. Оборудование и принципиальные схемы транзитных подстанций.
5. Оборудование и принципиальные схемы тупиковых подстанций.
6. Электрические сети и системы. Общая характеристика. Классификация.
7. Расчетные системы замещения электрических сетей.
8. Расчет режима простых замкнутых электрических сетей.
9. Расчет режима линии с двухсторонним питанием.
10.Методы регулирования частоты в электросистемах.
11.Компенсирующие устройства и их расстановка в электрической сети.
12.Показатели качества электроэнергии.
13.Методы регулирования напряжения.
14.Потери электроэнергии в электрических сетях и методы их уменьшения.
15.График электрических нагрузок. Методы расчета электрических нагрузок.
16.Внешнее электроснабжение промышленных предприятий. Выбор схем и оборудования.
17.Внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. Выбор распределитель-
ного и коммутационного оборудования. Выбор сечений проводов и кабелей.
18.Параметры и схемы замещения линий электропередач.
19.Повышение коэффициента мощности и экономия электрической энергии в системах
электроснабжения.
20.Релейная защита силовых траснсформаторов.
Задание №2.
Определить погонные параметры воздушной линии электропередач напряжением U, выполненной на одноцепных П-образных опорах с проводами марки АС, сечением F и расстоянием между проводами d. Вычислить параметры схемы замещения двух цепей линии длиной 
. Данные для своего варианта взять из таблицы 1.
Таблица 1. Таблица вариантов
| № | U, кВ. | F, мм2 | d, м. | , км |
| 3,5 | ||||
| 3,5 | ||||
| 4,0 | ||||
| 4,0 | ||||
| 4,25 | ||||
| 4,25 | ||||
| 5,0 | ||||
| 5,5 | ||||
| 4,5 | ||||
| 5,0 | ||||
| 6,0 | ||||
| 6,5 | ||||
| 7,0 | ||||
| 7,5 | ||||
| 7,0 | ||||
| 7,5 | ||||
| 7,5 | ||||
| 8,0 | ||||
| 7,5 | ||||
| 8,0 |
Методические указания к решению задания №2.
Определим среднегеометрическое расстояние между проводами
- при горизонтальном расположении проводов
По таблице 2 определяем искомые погонные параметры линии электропередач 
.
Наличие емкостной проводимости в линиях приводит к образованию зарядных токов, а следовательно и реактивной мощности, генерируемой линией
'с = 
Суммарная зарядная мощность двухцепной линии
с = 
'с
Должна быть учтена в расчете режима работы
| Схема замещения линии электропередач |
Таблица 2.Погонные параметры линии электропередач ( на 100 км)
| Марка и сечение провода |  |  |  | Марка и сечение провода | Кол-во пров. фаз | | |  | |
| U = 110 кВ | U = 220 кВ | ||||||||
| АС – 70 | 45,0 | 44,0 | 2,58 | АСО - 240 | 6,5 | 30,9 | 2,66 3,64 | ||
| АС – 95 | 33,0 | 42,9 | 2,65 | АСО – 300 | 10,8 5,4 | 42,2 30,6 | 2,71 3,7 | ||
| АС – 120 | 27,0 | 42,3 | 2,69 | АСО – 400 | 8,0 4,0 | 41,4 30,1 | 2,73 3,76 | ||
| АС – 150 | 21,0 | 41,6 | 2,74 | АСО – 500 | 6,5 3,2 | 41,0 30,5 | 2,79 3,7 | ||
| АС – 185 | 17,0 | 40,9 | 2,82 | АСО - 600 | 5,3 | 40,3 | 2,84 | ||
| АС – 240 | 13,1 | 40,1 | 2,85 | ||||||
| АС – 300 | 10,8 | 39,2 | 2,91 | ||||||
| АС – 400 | 8,0 | 38,2 | 3,00 | ||||||
Задание №3.
На подстанции установлено два двухобмоточных трансформатора с расщепленными обмотками низшего напряжения. Номинальная мощность каждого трансформатора – Sн.
Паспортные данные трансформатора заданы таблицей 3. Требуется :
1) Определить параметры упрощенной схемы замещения двух параллельно работающих трансформаторов.
2) Определить потери мощности в трансформаторах в двух случаях:
а) при S1 = S2 = 0.6 Sн ;
b) при S1 = 0.3 Sн ; S2 = 0.9 Sн ;
Принять коэффициенты мощности нагрузок в обоих случаях одинаковыми.
| Принципиальная схема трансформаторной подстанции |
Таблица 3. Технические данные силовых трансформаторов.
| № | Sн МВА | Тип | Напряжение U кВ. |  % |  кВт. |  кВт. |  % | Расчет | |||
| ВН | НН |  |  |  | |||||||
| ТДН-16000/110 | 11,0 | 10,5 | 0,85 | 4,38 | 86,7 | ||||||
| ТРДН-25000/110 | 10,5/10,5 | 10,5 | 0,8 | 2,54 | 55,9 | ||||||
| ТРДН-32000/110 | 10,5/10,5 | 10,3 | 0,75 | 1,87 | 43,5 | ||||||
| ТРДН-32000/110 | 6,3/10,5 | 16,0 | 0,75 | 1,87 | 43,5 | ||||||
| ТРДН-40000/110 | 10,5/10,5 | 10,5 | 0,7 | 34,8 | |||||||
| ТРДНС-40000/110 | 6,3/10,5 | 16,0 | 0,7 | 1,44 | 52,8 | ||||||
| ТД-40000/110 | 10,5 | 10,5 | 0,7 | 1,44 | 3,48 | ||||||
| ТРДЦН-63000/110 | 6,3/6,3 | 10,5 | 0,65 | 0,87 | 22,0 | ||||||
| ТРДЦН-80000/110 | 10,5/10,5 | 10,5 | 0,6 | 0,65 | 17,3 | ||||||
| ТДЦ-125000/110 | 10,5 | 10,5 | 0,55 | 0,33 | 11,1 | ||||||
| ТРДН-32000/220 | 6,6/6,6 | 12,0 | 0,9 | 8,66 | 198,5 | ||||||
| ТРДЦН-63000/220 | 11,0/11,0 | 12,0 | 0,8 | 4,0 | 100,0 | ||||||
| ТДЦ-80000/220 | 6,3/10,5/ 13,8 | 11,0 | 0,6 | 2,64 | 72,8 | ||||||
| ТРДЦН-10000/220 | 11,0/11,0 | 12,0 | 0,7 | 1,9 | 63,0 | ||||||
| ТДЦ-125000/220 | 6.3/10.5 | 11.0 | 0.5 | 1.27 | 46.5 | ||||||
| ТРДЦН-160000/220 | 11.0/11.0 | 12.0 | 0.6 | 1.08 | 39.7 | ||||||
| ТДЦ-200000/220 | 13.8/15.75/18.0 | 11.0 | 0.45 | 0.77 | 29.0 | ||||||
| ТДЦ-250000/220 | 13.8/15.75 | 11.0 | 0.45 | 0.55 | 23.2 | ||||||
| ТДЦ-400000/220 | 13.8/15.75/20.0 | 11.0 | 0.4 | 0.29 | 14.5 | ||||||
| ТДЦ-630000/220 | 15.75/20.0 | 11.0 | 0.35 | 0.17 | 9.22 |