Чукреев Ю.Я. Электроснабжение

Подождите немного. Документ загружается.

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ

АФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Учебно-методический комплекс

по дисциплине «Электроснабжение»

для студентов специальности 310302

«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

специализации «Электроснабжение»

очной и заочной форм обучения

СЫКТЫВКАР 2007

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (филиал)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКОЙ АКАДЕМИИ им. С. М. КИРОВА

АФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электроснабжение»

для студентов специальности 110302

«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

специализации «Электроснабжение»

очной и заочной форм обучения

СЫКТЫВКАР 2007

УДК 629.064.5

ББК 65.9(2)304.15

Э45

Рекомендован к опубликованию на заседании кафедры электроэнергетики Сык-

тывкарского лесного института 17 апреля 2006 г. (протокол № 11).

Утвержден к печати методическим советом сельскохозяйственного факультета

Сыктывкарского лесного института 28 сентября 2006 г. (протокол № 1).

Составитель:

Ю. Я. Чукреев, доктор технических наук, профессор

Ответственный редактор:

Г. П. Шумилова, кандидат технических наук, доцент

Рецензенты:

В. А. Полуботко, кандидат технических наук, доцент

(Сыктывкарский государственный университет);

кафедра электрификации и автоматизации технологических процессов

(Ухтинский государственный технический университет,

заведующий кафедрой доктор технических наук, профессор 3. X. Ягубов)

Э45

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ : учеб.-метод. комплекс по дисц. «Электроснабжение» для студ.

спец. 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» спец. «Электроснабжение»

оч. и заоч. форм обуч. / сост. Ю. Я. Чукреев ; СЛИ. – Сыктывкар, 2007. – 84 с.

УДК 629.064.5

ББК 65.9(2)304.15

Издание включает в себя программу курса. Даны задания на курсовой проект и контроль-

ные работы для студентов заочной формы обучения и расчетно-графические работы для студентов

очной формы обучения, представлены методические указания по их выполнению и решения при-

мерных задач. Приведены формы контроля знаний в виде фондов тестовых заданий и экзаменаци-

онных вопросов.

Предназначено для студентов специальности 110302 «Электрификация и автоматизация

сельского хозяйства» специализации «Электроснабжение» очной и заочной форм обучения.

Санкт-Петербургской государственной

лесотехнической академии им. С. М. Кирова, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ ...................................................................................................................... 4

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ............... 5

1.1. ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.............................................................................. 5

1.2. ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ................................................................................... 5

1.3. ПЕРЕЧЕНЬ ДИСЦИПЛИН И ТЕМ, УСВОЕНИЕ КОТОРЫХ СТУДЕНТАМИ

НЕОБХОДИМО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ......................................................................... 5

1.4. НОРМЫ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА 2000 Г. ......................................................... 6

1.5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ ................................................. 6

2. ПРОГРАММА КУРСА ........................................................................................................ 8

2.1. НАИМЕНОВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ.................................................................. 12

2.2.

НАИМЕНОВАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ...................................................................... 13

2.3.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА И КОНТРОЛЬ УСПЕВАЕМОСТИ ......................................... 13

3. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ, РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ

И КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ............................................................................................... 14

3.1. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА, РГР И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ.... 14

3.2. ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ .............................................................. 15

3.2.1. Контрольная работа № 1...................................................................................... 15

3.2.2. Методические указания к выполнению контрольной работы № 1 ................. 18

3.2.3. Контрольная работа № 2...................................................................................... 22

3.2.4. Методические указания к выполнению контрольной работы № 2 ................. 29

3.3. ТИПОВЫЕ ПРИМЕРЫ....................................................................................................... 43

4. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ .............................................................................. 60

4.1. ФОНДЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ............................................................ 60

4.2. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ...................................................................... 77

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА................................................................................... 82

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электроснабжение»

предназначен для студентов всех форм обучения специальности 110302

«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» специализации

«Электроснабжение». Его содержание дает студентам возможность:

– познакомиться с содержанием программы и списком рекомендуемой

литературы по конкретным темам программы;

– найти необходимые пояснения и методические рекомендации для вы-

полнения курсового проекта, расчетно-графических и контрольных работ;

– осуществить самоконтроль знаний, полученных в ходе изучения про-

граммы курса, с помощью тестов, в т. ч. по каждой теме;

– подготовиться к практическим и лабораторным занятиям, руково-

дствуясь их тематикой;

– подготовиться к итоговому экзамену по дисциплине.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Цель преподавания дисциплины

Цель дисциплины − формирование у будущего инженера-электрика

системы знаний и практических навыков, необходимых для решения задач,

связанных с электроснабжением городских и сельских населенных пунк-

тов, зданий и сооружений, промышленных предприятий, фермерских хо-

зяйств и крестьянских подворий.

1.2. Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

− основные требования ГОСТов, ПУЭ, нормативных руководящих

материалов по проектированию систем для производства и распределения

электроэнергии, обеспечению надежного и экономичного электроснабже-

ния потребителей;

− современные методы расчетов электрических сетей и электрообору-

дования с учетом технических и экономических требований;

− методы и средства обеспечения надежности электроснабжения и ка-

чества электрической энергии, рационального использования электриче-

ской энергии и снижения ее потерь на передачу.

Студент должен уметь:

− оценить техническое состояние и определить перспективы развития

системы электроснабжения потребителей сельских и промышленных рай-

онов;

− выполнять расчеты электрических нагрузок, электрических сетей,

токов коротких замыканий и замыканий на землю;

− выбирать электрическую аппаратуру и средства обеспечения норма-

тивного уровня надежности электроснабжения и качества электроэнергии.

1.3. Перечень дисциплин и тем,

усвоение которых студентами необходимо для изучения дисциплины

Перед изучением данного курса студентом должны быть изучены сле-

дующие дисциплины и темы:

− высшая математика (обыкновенные дифференциальные уравнения,

операционное исчисление, векторные и комплексные функции действи-

тельного переменного);

− физика (физические основы механики, термодинамика, электриче-

ство, электромагнетизм, оптика);

− инженерная графика (основы технического черчения);

− теоретическая механика (статика и динамика твердого тела);

− основы электротехники (линейные и нелинейные цепи постоянного

тока, однофазные и трехфазные цепи синусоидального тока, переходные

процессы в электрических цепях);

− электрические машины (электрические машины переменного тока);

− электрические измерения.

1.4. Нормы Государственного стандарта 2000 г.

Трудоемкость по государственному стандарту – 236 часов, аудитор-

ных занятий – для студентов очной формы обучения 118, заочной – 30 ча-

сов, самостоятельная работа соответственно – 118 и 206 часов.

Электрические нагрузки промышленных и сельскохозяйственных

предприятий; устройство наружных и внутренних электрических сетей, их

расчет; регулирование напряжения в электрических сетях; токи короткого

замыкания и замыкания на землю; перенапряжения и защита от них; элек-

трическая аппаратура; сельские трансформаторные подстанции; надеж-

ность электроснабжения; качество электрической энергии; электроснабже-

ние и рациональное использование электроэнергии; технико-

экономические показатели установок сельского электроснабжения.

1.5. Распределение часов по темам и видам занятий

Текущая успеваемость студентов контролируется опросом лаборатор-

ных работ (ОЛР), контрольным опросом на практике (КО), тестированием

(Т), проверкой выполнения индивидуальных расчетно-графических работ

(РГР), контрольных работ (КР) и домашних заданий на практических заня-

тиях и курсового проекта (КП). Успеваемость студентов определяется на

коллоквиумах и экзамене.

Таблица 1

Очная форма обучения

Объем работы студента, ч

Раздел программы

всего лекций ЛР ПЗ СР

Форма

контроля

успеваемости

Введение 3 1 – – 2 Экзамен

1. Задачи электроснабжения про-

мышленных предприятий и сель-

ского хозяйства

8 4 – 2 2 Экзамен

2. Электрические нагрузки про-

мышленных и сельскохозяйствен-

ных потребителей

18 6 – 6 6 РГР, КП, экзамен,

КО, Т

3. Устройство наружных и внут-

ренних электрических сетей

6 2 2 – 2 ОЛР, Т, КП

4. Расчет электрических сетей 26 8 4 8 6 РГР,ОЛР, КП, КО, Т

5. Регулирование напряжения в

электрических сетях

13 3 4 4 2 ОЛР, КП, КО, Т

6. Токи короткого замыкания и за-

мыкания на землю

42 12 4 12 14 РГР,ОЛР, КП, КО, Т

7. Перенапряжения и защита от

них

8 4 – 2 2 Экзамен, КО, Т

8. Электрическая аппаратура 16 4 6 2 4 Экзамен, ОЛР, КО, Т

9. Сельские трансформаторные

подстанции

10 2 2 2 4 Экзамен, КО, Т

10. Сельские электростанции 6 2 – 2 2 Экзамен, КО, Т

11. Технико-экономические пока-

затели работы систем сельского

электроснабжения

8 2 – 2 4 Экзамен, КО, КП, Т

12. Проектирование систем элек-

троснабжения

6 2 – 2 2 Экзамен, КО, Т

13. Выполнение индивидуальных

курсовых проектов

35 – – – 35 КП

14. Подготовка к экзамену 31 – – – 31 Экзамен

Всего 236 52 22 44 118

Таблица 2

Заочная форма обучения

Объем работы студента, ч

Раздел программы

всего лекций ЛР ПЗ СР

Форма контроля

успеваемости

Введение 2,25 0,25 – – 2 Экзамен

1. Задачи электроснабжения про-

мышленных предприятий и сель-

ского хозяйства

5,25 0,25 – 1,0 4 Экзамен, КО

2. Электрические нагрузки про-

мышленных и сельскохозяйствен-

ных потребителей

14,0 2,0 – 2,0 10 КП, Т, экзамен

3. Устройство наружных и внутрен-

них электрических сетей

6,0 0 – – 6 Тест, КР

4. Расчет электрических сетей 19,0 2,0 2 3,0 12 ОЛР, Т, КР, экзамен

5. Регулирование напряжения в

электрических сетях

12,5 0,5 2 – 10 ОЛР, КП, Т, экзамен

6. Токи короткого замыкания и за-

мыкания

30,0 6,0 – 4,0 20 КП, КР, Т, экзамен

7. Перенапряжения и защита от них 6,0 0 – 0 6 Т, экзамен

8. Электрическая аппаратура 15,0 0 2 0 13 Т, ОЛР

9. Сельские трансформаторные под-

станции

6,0 0 – 0 6 Т, экзамен

10. Сельские электростанции 6,0 0 – 0 6 Т, экзамен

11. Технико-экономические показа-

тели работы систем сельского элек-

троснабжения

6,0 0 – 0 6 Т, КП, экзамен

12. Проектирование систем элек-

троснабжения

8,0 1,0 – 2,0 5 Экзамен, КО

13. Выполнение контрольных работ 40,0 – – – 30 КП

14. Выполнение индивидуальных

курсовых проектов

40,0 – – – 45 КР

15. Подготовка к экзамену 20,0 – – – 25 Экзамен

Всего 236 12 6 12 206

ЛР – лабораторные работы; ПЗ – практические занятия; СР – самостоятельная ра-

бота.

2. ПРОГРАММА КУРСА

Введение

. Развитие электроэнергетики России и зарубежных стран.

Современное состояние и перспективы развития электрификации про-

мышленности и сельского хозяйства России и Республики Коми. Объеди-

нение электростанций в энергосистемы. Единая энергетическая система

России. Номинальные напряжения электроустановок [1–6, 26, 27, 31] (1 ч,

здесь и далее даны часы только для студентов очной формы обучения).

1. Задачи электроснабжения промышленных предприятий и сель-

ского хозяйства. Особенности электроснабжения промышленных пред-

приятий и сельского хозяйства, перспективы развития. Показатели качест-

ва электрической энергии и их нормативные значения. Влияние качества

электрической энергии на работу электроприемников. Мероприятия по

улучшению показателей качества электроэнергии. Контроль показателей

качества электроэнергии. Надежность электроснабжения. Категории по-

требителей по надежности электроснабжения. Требования к надежности

электроснабжения потребителей первой, второй и третьей категорий. Схе-

мы электроснабжения потребителей различных категорий. Норма надеж-

ности электроснабжения потребителей первой, второй и третьей катего-

рий. Ущерб от перерывов в электроснабжении. Способы и средства повы-

шения надежности. Выбор средств повышения надежности электроснаб-

жения [1–6, 11, 19–27, 29, 31] (4 ч).

2. Электрические нагрузки промышленных и сельскохозяйствен-

ных потребителей. Характеристика производственных и коммунально-

бытовых потребителей. Электрические нагрузки, графики электрических

нагрузок: суточные, годовые, годовые по продолжительности, время ис-

пользования максимума нагрузок и время максимальных потерь. Понятие

установленной и максимальной расчетной мощностей, расчетного периода.

Определение средних нагрузок и расхода электроэнергии. Расчетная на-

грузка по нагреву; принцип максимума средней нагрузки. Основные методы

определения расчетных нагрузок: упорядоченных диаграмм (промпред-

приятия) и статистический, вероятностный (сельское хозяйство), вспомога-

тельные методы – коэффициента спроса, удельной мощности на единицу

площади, удельного расхода электроэнергии. Определение нагрузок одно-

фазных электроприемников. Определение расчетных нагрузок электриче-

ских сетей с помощью коэффициентов одновременности для сельскохозяй-

ственных потребителей на напряжении 0,38 кВ, распределительной сети и

6–110 кВ питающей сети, а также ТП 6–110 кВ. Определение пиковой на-

грузки. Расчетная реактивная нагрузка. Практические приемы определения

электрической нагрузки на вводе в дом, в группу домов, на участках линий

электропередачи напряжением 0,38, 6, 10, 35, 110 кВ, на шинах подстанций

напряжением 10/0,4 кВ, 35–110/10 кВ и т. д. [1–6, 26, 27, 29, 31] (6 ч).

3. Устройство наружных и внутренних электрических сетей. Клас-

сификация электрических сетей. Конструкция и марки проводов для воздуш-

ных линий и внутренних проводок, конструкции и марки силовых кабелей

напряжением до 10 кВ. Классификация и конструкции опор, методы пропит-

ки деревянных опор. Изоляторы и линейная арматура. Активные и индуктив-

ные сопротивления проводов и кабелей. Устройство наружных и внутренних

электрических сетей. Вводы в здания [2, 5, 6, 19–27, 29, 31] (2 ч).