Дніпродзержинський енергетичний технікум

Програмою предмета “Електричні мережі електричних систем” передбачається вивчення основних  питань конструктивного виконання, основних методів електричних і окремих механічних розрахунків електричних мереж різної напруги і призначення, режимних питань, основ техніко-економічних розрахунків і побудови електричних схем електричних мереж, а також питань передачі електроенергії з використанням мереж надвисоких напруг.

Дана програма базується на знанні студентами предметів “Теоретичні основи електротехніки”, “Електричні машини і трансформатори” , “Конструкційні й електротехнічні матеріали”, “Вступ до фаху”. Виклад окремих тим предмета необхідно вести з урахуванням знань, отриманих студентами при вивченні предметів “Електроустаткування станцій і підстанцій”, “Основи електронної і мікропроцесорної техніки”.

Ціль вивчення дисципліни полягає у формуванні знань в області теорії розрахунків і аналізу сталих режимів електричних систем і мереж і керування ними, а також в області їхнього проектування.

До основних завдань ставляться:

·                ознайомлення з фізичною сутністю явищ, які супроводжують процес виробництва, розподілу й споживання електроенергії;

·                складання схем заміщення окремих елементів мережі й ділянки електричної мережі в цілому;

·                визначення їхніх параметрів;

·                розрахунок різних режимів електричних мереж і систем і їхній аналіз;

·                розробка рекомендацій з поліпшення режимів.

Електрична мережа є цілком самостійним, дуже складним і досить дорогим пристроєм, що має визначене призначення і робить великий вплив на техніко-економічні показники систем електропостачання споживачів. Це зв'язано з великою довжиною електричної мережі і пошкоджуваністю її елементів, а також з можливістю впливу на умови електропостачання в процесі передачі і розподілу електроенергії. На сучасному етапі розвитку енергетики предмет «Електричні мережі енергетичних систем» є важливим, профілюючим, що дає основу для вивчення таких предметів, як «Електроустаткування електричних станцій і підстанцій», «Техніка високих напруг», «Експлуатація і ремонт електроустаткування» і ін.

Основною метою дійсного предмета є одержання студентами достатніх представлень про методи розрахунку електричних мереж, що виникають при проектуванні й експлуатації цих мереж.

Та величезна роль, що грає електроенергія в нашім житті обумовлена наступними її властивостями:

·                легкість передачі на більші відстані в порівнянні з іншими видами енергії;

·                можливість перетворень в інші види енергій з високим ккд незалежно від її кількості. Тому немає необхідності в її зберіганні;

·                електроенергія проявляється у вигляді потоку, що роздрібнити на частині легше, ніж інші енергетичні потоки (вугілля, нафтопродукти);

·                споживання електроенергії може плавно мінятися від нуля до максимуму залежно від ходу самого процесу виробництва або навантаження робочого механізму;

·                можливість значної концентрації потужності при виробництві електроенергії;

·                потік електроенергії можна представити безперервним або періодичним у вигляді синусоїди. Таке подання найбільше зручно для інформаційних потоків. Тому ЛЕП часто використаються й для передачі інформації;

·                електроенергія є найбільш чистим видом енергії й найменш  забруднює навколишнє середовище;

·                орієнтація на використання трифазного струму додала використанню електроенергії однорідність.

Електрична мережа, як частина електричної системи

По техніко-економічних міркуваннях всі електростанції, які розташовані в одному регіоні, з'єднуються між собою для паралельної роботи на загальне навантаження за допомогою ЛЕП різного класу напруги. Об'єднання відрізняється спільністю режиму й безперервністю процесу виробництва, розподілу й споживання теплової й електричної енергій. Воно називається енергетичною системою. Інакше кажучи, енергетична система – це сукупність всіх ланок ланцюжка одержання, перетворення, розподіли й використання теплової й електричної енергії. Схематично енергетична система представлена на мал. 1.1.

Електрична або електроенергетична система являє собою частину енергетичної системи. З її виключаються теплові мережі й теплові споживачі.

Електрична система являє собою складний об'єкт. Складність обумовлена рядом специфічних особливостей:

·                постійний збіг за часом процесу виробітку, передачі й споживання електроенергії;

·                безперервність процесу виробітку, передачі й споживання електроенергії й необхідність у зв'язку із цим безперервного контролю за цим процесом. Процес передачі електроенергії по ланцюзі “генератор - споживач” можливий лише при надійної електричного і магнітного зв'язку на всьому протязі цього ланцюга;

·                підвищена небезпека електричного струму для навколишнього середовища й обслуговуючого персоналу;

·                швидке протікання процесів, пов'язаних з відмовою різних елементів основного технологічного ланцюжка;

·                різноманіття функціональних систем і пристроїв, які здійснюють технологію виробництва електроенергії; керування, регулювання й контроль. Необхідність їх постійної й чіткої взаємодії;

·                далекість енергетичних об'єктів друг від друга;

·                залежність режимів роботи електричних систем від різних випадкових факторів (погодні умови, режим роботи енергосистеми, споживачів);

.            значний обсяг робіт по ремонтно-експлуатаційному обслуговуванню великого кількості різнотипного устаткування.

 

Електрична мережа – це сукупність електроустановок для звади-розподілу електричної енергії. Вона складається з підстанцій, розподільних пристроїв, повітряних і кабельних ліній електропередач.

Лінія електропередач (ЛЕП) – це електроустановка, призначена для передачі електроенергії.

Тому що передача електроенергії економічно вигідна тільки по ЛЕП високої напруги, то енергія, що виробляється на ЕС, перетвориться в енергію високої напруги за допомогою трансформаторів ЕС. Підстанції, на яких виробляється ця трансформація називаються підвищувальними (які живлять). На іншому кінці електропередачі будується знижувальна (приймальня) підстанція. Друга назва умовне, тому що знижувальна підстанція може бути одночасно й живильної).

Електроустановки, прийом і розподіл електроенергії в які виконується на одному рівні напруги, тобто без трансформації, називаються перемикальними пунктами.

Енергосистеми, розташовані в різних економічних районах, зв'язуються між собою лініями електропередач високої напруги. Це забезпечує взаємний обмін потужностями й дає наступні переваги:

·                зниження сумарного максимуму;

·                зменшення сумарного резерву потужності (12 - 20% від сумарної потужності);

·                підвищується надійність і якість енергопостачання;

·                підвищується економічність використання енергоресурсів;

·                поліпшується використання потужності ЕС (можна будувати потужні агрегати);

·                полегшується робота систем при сезонних змінах навантаження, при ремонтах і аваріях.

Але в об'єднаних системах ускладнюється релейний захист, автоматика й керування режимами.

Для кращого закріплення досліджуваного матеріалу і забезпечення контролю знань студентів по даному предметі рекомендується проведення практичних занять, а також виконання курсового проекту.

 Тематика практичних робіт, які передбачаються при вивченні дисципліни «Електричні мережі».

1.     Розрахунок опорів та зарядних потужностей ЛЕП.

2.     Розрахунок опорів та потужностей, що намагнічують  трансформаторів. Розрахунок втрат потужності та енергії у ЛЕП та трансформаторах.

3.     Розрахунок втрат напруги у двопроводних лініях та лініях трифазного струму.

4.     Вибір параметрів простої розімкненої електричної мережі та її розрахунок в режимах максимальних та мінімальних навантажень.

5.     Розрахунок розгалуженої електричної мережі.        

6.     Розрахунок постої замкненої електричної мережі із декількома споживачами електроенергії для виявлення крапки потокорозподілу та визначення втрат напруги.     

7.     Розрахунок складної замкненої електричної мережі з декількома джерелами живлення методом перетворення енергії.

8.     Вибір коефіцієнтів трансформації трансформаторів з ПБР та РПН при різних режимах роботи.

9.     Визначення економічного збитку при пошкодженні одного з елементів електричної мережі.     

10.     Побудова схем електричних мереж за допомогою комп’ютерної техніки.

11.     Механічний розрахунок сталеалюмінієвого струмопровіда.   

Сьогодні випускник повинний продемонструвати не тільки гарні професійні знання в обраній їм області діяльності, але і мати достатнє фундаментальне утворення, щоб бути здатним побудувати на цьому фундаменті нове конкретне знання відповідно до нових умов.