Выполнение упражнений и решение задач.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Казанский государственный энергетический университет

И.м. валеев Е.А. МИРОНОВА

Утверждено

Учебным управлением КГЭУ

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Программа, методические указания и контрольные задания

для студентов - заочников

Казань 2007
УДК 621.311.2:621.313/.316

Валеев И.М. Миронова Е.А.

Производство электроэнергии. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов-заочников.

Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2007.

Программа, методические указания и контрольные задания «Производство электроэнергии» предназначены для студентов-заочников направления подготовки дипломированных специалистов 650900 «Электроэнергетика». Приведены общие рекомендации по работе над курсом, программа дисциплины, методические указания по изучению курса «Производство электроэнергии», варианты контрольного задания.

Ó Казанский государственный энергетический университет, 2007 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данный курс является одним из общепрофессиональных курсов, объединенных в государственном общеобразовательном стандарте 2000 года в цикле общепрофессиональных дисциплин под названием «Электроэнергетика» (ОПД.Ф.08), и знакомит студентов с особенностями и проблемами технологического процесса производства электроэнергии.

По своей природе курс относится к разделу технических прикладных наук и является, по существу, введением в специальность. Практически все положения настоящего курса лекций рассматриваются в более подробном и детальном виде в других отдельных специализированных курсах, таких как «Электрическая часть электрических станций и подстанций», «Передача и распределение электроэнергии», «Изоляция и перенапряжения» и ряд других.

Данный курс должен дать студентам знания о: современных и перспективных источниках электроэнергии; электрических схемах, электрооборудовании электростанций, собственных нуждах и их схемах; распределительных устройствах и их схемах; заземлении электрических сетей; системах измерения, контроля, сигнализации и управления напряжением и частотой; резерве мощности; автоматизации процесса производства электроэнергии на электростанциях; ремонте оборудования.

Общие рекомендации по работе

над курсом “Производство электроэнергии”

Работа студента над курсом “Производство электроэнергии” складывается из следующих элементов:

1) самостоятельное изучение тем курса по учебникам и учебным пособиям с последующей самопроверкой и решением типовых задач

2) индивидуальные консультации (очные и заочные)

3) посещение лекций

4) выполнение контрольных работ

5) сдача экзамена по всему курсу

Самостоятельная работа над книгой.

Начать изучение курса необходимо с рассмотрения его содержания по программе, затем приступить к рассмотрению отдельных тем. Сначала знакомятся с содержащимися в данной теме вопросами, их последовательностью, а затем уже приступают к изучению содержания темы.

При первом чтении необходимо получить общее представление об излагаемых вопросах. При повторном чтении необходимо параллельно вести конспект, в который заносить все основные понятия и терминологию рассматриваемой темы; условные обозначения элементов схем и полные схемы различного уровня детализации электроустановок; алгоритмы вывода формул и сами формулы для расчетов параметров схем; классификацию, маркировку и назначение отдельных аппаратов высокого напряжения и элементов технологического цикла.

По возможности старайтесь представлять информацию в структурированном и систематизированном виде – в виде таблиц, графиков, схем. Это облегчает процесс запоминания материала и облегчает его восстановление при повторных чтениях и подготовке к экзамену.

Не допускайте чисто механического запоминания текста, старайтесь вникнуть в сущность изучаемой темы и понять ее – это позволяет надежно и хорошо усвоить материал. Объем справочной литературы чрезвычайно велик, поэтому не пытайтесь даже запоминать параметры отдельных элементов и аппаратов – их всегда можно найти в справочниках, но выделяйте ключевые моменты.

Переходить к изучению новой темы следует только после полного изучения теоретических вопросов, выполнения самопроверки и решения задач по предыдущей теме.

Самопроверка.

Закончив изучение темы, ответьте на вопросы для самопроверки, которые акцентируют внимание на наиболее важных вопросах темы. При этом старайтесь не пользоваться конспектом или учебником. Частое обращение к конспекту показывает недостаточное усвоение основных вопросов темы.

Если при ответе на вопросы самопроверки Вам приходится часто обращаться к учебникам, это означает неумение правильно конспектировать основные понятия и выделять ключевые моменты темы. Внесите изменения в конспект, который поможет при повторении материала в период подготовки к экзамену.

Консультации.

При возникновении затруднений при изучении теоретической части курса, ответах на вопросы для самопроверки или решении задач, следует обращаться за письменной или устной консультацией к преподавателю в университет. При этом необходимо точно указать вопрос, вызывающий затруднение, место в учебнике, где он разбирается.

Лекции.

В период установочной или лабораторно-экспериментальной сессии студентам читаются лекции обзорного характера, на которых проводится обзор наиболее важных тем и разделов курса, а также рассматриваются вопросы, недостаточно полно и точно освещенные в учебной литературе или вызывающие затруднения у большого числа студентов.

Экзамен.

К сдаче экзамена по курсу «Производство электроэнергии» допускаются студенты, выполнившие контрольную работу и программу практических занятий.

ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ «ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ»

ЦИКЛА ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ

ДИСЦИПЛИН УЧЕБНОГО

ПЛАНА ПОДГОТОВКИ ДИПЛОМИРОВАННОГО

СПЕЦИАЛИСТА

ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ КГЭУ

1. Учебный план по дисциплине

Семестры	Экзамены	Контрольные работы	Курсовые Работы	Часы учебных занятий	Примечание
Всего	Лекции	Практика	Лабораторные работы	Самостоятельная работа
						_

Самостоятельное изучение

Введение

Роль электрической энергии в жизни общества. Энергетика России. История и перспективы развития. История развития энергетики в республике Татарстан.

Раздел I

Тема 1.

Электроэнергии

Электрическая энергия, основные параметры. Потребители электроэнергии. Категории потребителей электроэнергии по степени надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ. Графики электрических нагрузок потребителей.

ТЕМА 2.

ТЕМА 3.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Структура энергетической системы. Технико-экономические преимущества энергосистемы. Графики электрических нагрузок энергосистемы. Система диспетчерского управления энергосистемой.

ТЕМА 4.

Тема 5.

Тема 6.

Тема 7.

ТЕМА 8.

ТЕМА 9.

Тема 10.

Тема 11.

Тема 12.

Тема13.

Раздел IV.

Тема 14.

ТЕМА 15.

Тема 16.

Содержание лекций

Лекция 1. Обзорная лекция по разделу «Общие вопросы производства электроэнергии».

Лекция 2. Обзорная лекция по разделу «Технологические схемы ЭС».

Лекция 3. Обзорная лекция по разделу «Электрическая часть ЭС».

Лекция 4. Обзорная лекция по разделу «Работа электростанций в составе энергетической системы».

Литература

Основная:

1. Электрическая часть станций и подстанций под редакцией А.А. Васильева. М.:Энергия, 1980.

2. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учебник для сред. проф. образования / Л.Д. Рожкова, Л.К.Карнеева, Т.В.Чиркова.- М.:Издательский центр «Академия», 2004.

3. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика-М.: Энергоатомиздат, 1984.

4. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей. ВНТП-81 Минэнерго СССР-М.:ЦНТИ Информэнерго, 1981.

5. Веников В.А., Путятин Е.В. Введение в специальность: Электроэнергетика. Учебн.-2-е изд. перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1988.

Методические указания по изучению курса «Производство электроэнергии»

Программа курса состоит из введения, четырех разделов, которые разбиты на 16 тем. Ниже по каждой теме приводятся ссылки на литературу с указанием глав и параграфов, в которых излагается данная тема, а также номера вопросов и задач для самостоятельного решения. Номер учебника, указанный в квадратных скобках, соответствует его номеру в списке литературы.

Далее приводятся вопросы для самопроверки, на которые следует отвечать после изучения каждой темы. Перечень вопросов, на которые должен знать ответ студент после теоретического изучения учебника, проработки вопросов и решения задач по указанной теме совпадают с перечнем раздела 2 данных методических указаний.

Введение

Вопросы для самопроверки.

1. Кем, где и когда был открыт закон электромагнитной индукции?

2. Какова роль электрической энергии в жизни современного общества?

3. Что такое план ГОЭЛРО?

4. Назовите этапы развития энергетики Татарстана.

Тема 1.

Электроэнергии

Вопросы для самопроверки.

1. Основные параметры электрической энергии.

2. Стандартные междуфазные напряжения в установках до 1 кВ.

3. Стандартные междуфазные напряжения в установках свыше 1 кВ.

4. Перечислите типы (группы) потребителей энергии и основные особенности их режима потребления электроэнергии.

5.Перечислите категории потребителей электроэнергии, их признаки и требования к снабжению их электроэнергией.

6. Что такое суточный график потребления электроэнергии потребителей различного типа и каковы его параметры?

7. Что такое базовая, полупиковая и пиковая части суточного графика нагрузки?

8. Перечислите основные технико-экономические показатели, определяемые из графиков нагрузки.

9. Перечислите способы сглаживания суточного графика нагрузки.

ТЕМА 2.

ТЕМА 3.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Вопросы для самопроверки.

1. Дайте определения энергетической системы и всех элементов в нее входящих.

2. Назовите технические и экономические преимущества объединения электроустановок на параллельную работу в энергосистему.

3. Перечислите типы ЭС, работающих в различных частях суточного графика нагрузки.

4. Основные задачи единой системы диспетчерского управления энергосистемой.

ТЕМА 4.

Тема 5.

Тема 6.

Тема 7.

ТЕМА 8.

ТЕМА 9.

Тема 10.

Тема 11.

Тема 12.

Тема 13.

Тема 14.

ТЕМА 15.

Тема 16.

Тема 17.

Управление работой ЭС

Вопросы для самопроверки.

1. Какие задачи решает оперативный персонал ЭС?

2. На каких станциях применяется блочная организация структуры управления?

3. На каких станциях применяется цеховая организация структуры управления?

4. Перечислите типы цехов на ЭС.

5. Кто входит в состав смены при цеховой и блочной организации управления?

6. Что такое щит управления и какие щиты управления существуют?

7. Кому подчиняется начальник смены ЭС?

8. Как организовано централизованное управление и обслуживание?

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Каждый студент выполняет вариант задания , обозначенный последней цифрой его учебного шифра в зачетной книжке.

ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

1. На основании исходных даннях (табл. 1) выбрать тип электростанции и привести принципиальную технологическую схему производства электроэнергии, сделать ее описание.

2. На основании данных (табл. 1) выбрать и привести характеристики теплоэнергетического оборудования: парогенератора, турбины и привести их основные характеристики.

3. Выбрать по справочнику тип и мощность турбогенераторов, привести основные характеристики (номинальные параметры, систему возбуждения. охлаждение).

4. Разработать и сделать описание структурной схемы электростанции

5. В соответствии с видом топлива для выбранного типа генератора определить расход на собственные нужды.

6. Выбрать тип блочного силового трансформатора, привести номинальные параметры.

7. Определить потери электрической энергии за год (в кВт-часах и рублях) в блочном трансформаторе, подключенном к сети ВН.

8. Перечислить основные механизмы собственных нужд электростанции, пояснить их назначение в технологическом процессе производства электроэнергии

9. Выбрать количество, мощность и место подключения рабочих ТСН. Описать основные функции рабочих ТСН.

10. Выбрать количество, мощность и место подключения резервных или пускорезервных ТСН. Описать основные функции резервных (пускорезервных) ТСН.

11. Разработать и сделать описание схемы рабочего и резервного питания собственных нужд.

12. Выбрать схему распределительного устройства ВН электростанции, сделать описание схемы.

13. Для выбранной схемы РУ разработать последовательность оперативных переключений в РУ для вывода в ремонт высоковольтного выключателя.

14. Произвести расчет токов короткого замыкания для цепи указанной в табл. 1.

15. Произвести расчет условий для выбора аппаратов и проводников по продолжительным режимам работы в цепи указанной в табл. 1 и выбрать высоковольтный выключатель и разъединитель.

16. Выбрать проводники в цепи станции, указанной в табл.1.

17. Выбрать типы измерительных трансформаторов в основных цепях, основные ЩУ и привести перечень контрольно-измерительных приборов.

18. Выбрать по номинальным параметрам аппараты и проводники в цепях: генератора, высокого напряжения силового напряжения, собственных нужд 6 кВ, данные привести в табличной форме.

19. Выбрать режимы работы нейтралей на всех напряжениях и сделать описание основных характеристик выбранных режимов.

20. Выполнить чертеж главной схемы электростанции, включая схему собственных нужд и привести на схеме данные выбранного электрооборудования (генераторов, трансформаторов), аппаратов, проводников (формат А3).

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ

КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ[1]

При выполнении контрольных работ необходимо строго придерживаться указанных ниже правил. Работы, выполненные без соблюдения этих правил, не зачитываются и возвращаются студенту для переработки.

1. Каждая контрольная работа должна быть выполнена в виде брошюры формата А4 (210х297мм) в печатном виде или рукописном чернилами любого цвета, кроме красного. Контрольные работы в виде ксерокопии не рецензируются и не зачитываются. Следует заполнять только одну сторону листа. Необходимо оставлять поля шириной 5-6 см с левой стороны для замечаний рецензента и скрепления брошюры.

2. На титульном листе брошюры (в его верхней части) должны быть приведены название министерства и учебного заведения (см. титульный лист настоящего пособия); фамилия студента, его инициалы, учебный номер (шифр), номер контрольной работы, наименование дисциплины, дату отсылки работы в ВУЗ и адрес студента. В конце работы следует проставить дату ее выполнения и расписаться. Для предотвращения деформаций брошюры в отправляемый конверт следует вкладывать две вкладки из ватмана или тонкого картона, между которыми помещать саму работу.

3. В работу должны быть включены все задачи, указанные в задании строго по положенному варианту. Контрольные работы, содержащие не все задачи, а также задачи не своего варианта, не зачитываются.

4. Решения задач надо располагать в порядке номеров, указанных в заданиях, сохраняя номера задач.

5. Перед решением каждой задачи следует полностью выписать ее условие. В том случае, если несколько задач, из которых студент выбирает задачи своего варианта, имеют общую формулировку, следует, переписывая условие задачи, заменить общие данные конкретными, взятыми из соответствующего номера.

6. Решения задач следует излагать, подробно и аккуратно объясняя и мотивируя все действия по ходу решения и делая соответствующие чертежи. Требуемую по п.п. 201-210 контрольного задания схему электрическую электростанции выполнить на листе формата А3 на миллиметровой бумаге или в компьютерном варианте.

7. После получения прорецензированной работы, как зачтенной, так и не зачтенной, студент должен исправить все отмеченные рецензентом ошибки и недочеты и выполнить все рекомендации рецензента.

Если рецензент предлагает внести в решение задач те или иные исправления или дополнения и прислать их для повторной проверки, то это следует сделать в кратчайшие сроки.

В случае незачета работы и отсутствия прямого указания рецензента на то, что студент может ограничиться представлением исправленных решений отдельных задач, вся работа должна быть выполнена заново.

При высылаемых исправлениях должна обязательно находиться прорецензированная работа и рецензия на неё. Поэтому рекомендуется при выполнении контрольной работы в конце брошюры оставлять несколько чистых листов, для всех дополнений и исправлений в соответствии с указаниями рецензента. Вносить исправления в сам текст работы после её рецензирования запрещается.

Таблица 1.

Данные для выполнения контрольной работы

Номер вари-анта

Тип турбины

N _т

U _вн, кВ

U _нн, кВ

Топливо

Структура схемы станции

S_нс, МВА

х _с

N _ЛЭП _ВН

х _,уд, _Ом/км

_L_лэп

Цепь

Т-110-120

уголь

Блочная

0,9

0,4

Г-Т

Т-250/300

газ

Блочная

0,73

0,325

СН

К-210-130

уголь

Блочная

0,5

0,325

Г-Т

Т-50-130

10,5

Газ

Смешанная

0,88

0,4

ПТ-135/165

уголь

Блочная

0,72

0,325

Г-Т

К-300-240

Газ

Блочная

0,95

0,325

Г-Т

ПТ-80/100

10,5

уголь

Смешанная

0,74

0,4

Т-180/210

Газ

Блочная

0,87

0,325

Г-Т

К-500/130

уголь

Блочная

0,75

0,307

Г-Т

ПТ-60/75

10,5

уголь

Смешанная

0,93

0,4

К-800/240

Газ

Блочная

0,86

0,307

Г-Т

Т-175/210

Газ

Блочная

0,73

0,325

СН

ПТ-50/60

10,5

уголь

Смешанная

0,85

0,4

Р-100/130

10,5

Газ

Смешанная

0,74

0,4

Г-Т

Т-110/120

10,5

Газ

Смешанная

0,79

0,325

Т-250/300

уголь

Блочная

0,75

0,325

Г-Т

К-210/130

Газ

Блочная

0,91

0,307

СН

Т-50/130

уголь

Блочная

0,83

0,325

Г-Т

ПТ-135/165

10,5

Газ

Смешанная

0,88

0,4

К-300/240

уголь

Блочная

0,81

0,307

СН

Примечание:

N_т – число турбин; S_{н с}, МВА - мощность энергосистемы; х _с – сопротивление энергосистемы; N _ЛЭП- число линий электропередач; х_,уд,Ом/км – удельное сопротивление линий электропередач_;_L _{лэп –}длина линий электропередач; цепь в которой следует выбрать аппараты и проводники: Г – генератора, Г-Т блока генератор-трансформатор, СН- собственных нужд.

ОГлавление

Предисловие .................................
Общие рекомендации по работе над курсом «Производство электроэнергии» ................................. ................................. .......................................
Программа дисциплины «Производство электроэнергии» цикла общепрофессиональных дисциплин учебного плана подготовки дипломированного специалиста направления 650900 «Электроэнергетика» заочного отделения КГЭУ. .......................................................................................
Методические указания по изучению курса «Производство электроэнергии» ................................. ................................. .......................................
Задачи контрольного задания ................................. ......................................
Правила выполнения и оформления контрольных работ ...........................
Таблица 1. Данные для различных вариантов контрольных заданий ........

Валеев И.М.

Миронова Е.А.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Программа, методические указания и контрольные задания

Для студентов-заочников

(Кафедра электрических станций КГЭУ)

Редактор издательского отдела

Изд.лиц. Темплан издания КГЭУ г.

Подписано к печати Формат

Гарнитура «Times» Вид печати РОМ Бумага “Business’

Физ.печ.л. Усл.печ.л. Уч.-изд.л.

Тираж Заказ

Издательский отдел КГЭУ

430066, Казань, Красносельская, 51

Типография КГЭУ

[1] Приведены в соответствии с типовым методическим пособием для студентов-заочников инженерно-технических специальностей.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Казанский государственный энергетический университет

И.м. валеев Е.А. МИРОНОВА

Утверждено

Учебным управлением КГЭУ

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Программа, методические указания и контрольные задания

для студентов - заочников

Казань 2007
УДК 621.311.2:621.313/.316

Валеев И.М. Миронова Е.А.

Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2007.

Ó Казанский государственный энергетический университет, 2007 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Общие рекомендации по работе

над курсом “Производство электроэнергии”

Работа студента над курсом “Производство электроэнергии” складывается из следующих элементов:

2) индивидуальные консультации (очные и заочные)

3) посещение лекций

4) выполнение контрольных работ

5) сдача экзамена по всему курсу

Самостоятельная работа над книгой.

Самопроверка.

Выполнение упражнений и решение задач.

Для более прочного усвоения теоретического материала после самопроверки необходимо выполнить упражнения и решить задачи по пройденной теме. Для этого по всем основным темам приводится литература, указываются страницы учебника и номера задач для решения. При этом, как правило, указываются примеры решения типовых задач.

Контрольное задание.

В процессе изучения курса «Производство электроэнергии» студент должен выполнить контрольную работу, которая включает 20 вопросов и задач. Задачи контрольной работы необходимо выполнять по мере изучения соответствующих тем курса. Неудача при решении контрольной работы показывает, что тема не проработана или не решено достаточное количество задач по этой теме. Следует вернуться к рассмотрению основных положений этой темы, еще раз внимательно разобрать решение типовых задач и решить предложенные задачи.

Контрольная работа должна выполняться самостоятельно, поскольку она является формой методической помощи студентам при изучении курса. Преподаватель-рецензент указывает студенту на недостатки в усвоении материала курса, что позволяет устранить эти недостатки к зачету и экзамену. Таблицы вариантов контрольного задания приведена в конце настоящего пособия.

Консультации.

Лекции.

Экзамен.

ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ «ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ»

ЦИКЛА ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ

ДИСЦИПЛИН УЧЕБНОГО

ПЛАНА ПОДГОТОВКИ ДИПЛОМИРОВАННОГО

СПЕЦИАЛИСТА