ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Декан электроэнергетического факультета
доцент______________
«_____»________________2011 г.
.
СД. Ф.8 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Направление подготовки 110302.65 - ''Электрификация и автоматизация
Профиль подготовки - Электрификация технологически процессов
Квалификация (степень) выпускника - инженер
г. Ставрополь
2011
Рабочая программа по дисциплине ''Электроснабжение'' рассмотрена и утверждена методической комиссией факультета электрификации сельского хозяйства Cтавропольского государственного аграрного университета (протокол №1 от «01» сентября 2011года)
ДАННЫЕ ПО РАБОЧЕМУ УЧЕБНОМУ ПЛАНУ
Трудоемкость по Госстандарту 180 час зачет. ед.
из них:
самостоятельная работа 90час
аудиторные занятия 90 час 2,5
в том числе:
лекции 58 час 1,6
лабораторные 32 час 0,9
семинарские - -
практические - -
Семестры: 9
недель в семестре 17 17
часов в неделю 4 3
Форма контроля:
экзамен + (1 зачет. единица)
зачет +
СТРУКТУРА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
Цель дисциплины - формирование у будущего инженера-электрика
системы знаний и практических навыков, необходимых для решения задач, связанных с электроснабжением сельскохозяйственных предприятий и сельских населенных пунктов.
Студент должен знать:
· основные требования ГОСТов, ПУЭ, ПТЭ и ПТБ при производстве распределении и потреблении электроэнергии;
· способы обеспечения надежного и экономичного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей;
· методы и средства обеспечения необходимого качества электрической энергии;
· методы энергосбережения.
Студент должен уметь:
· оценить техническое состояние и определить перспективы развития системы электроснабжения населенных пунктов и сельскохозяйственных предприятий;
выполнять расчеты нагрузок электрических сетей и токов
короткого замыкания;
· выбирать электрическую аппаратуру, средства обеспечения нормированной надежности электроснабжения и качества электроэнергии;
· получить навыки преподавания дисциплины в средних специальных учебных заведениях.
УЧЕБНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№ п/п | Наименованиеразделов и тем | Всего, часов | В том числе | ||||
Лекции | Лабо- ратор. | Прак- тич. | Семи- нарск. | Самост. работа | |||
1. | Электрические нагрузки и расчет сельских электрических сетей | 72 | 32 | 16 | - | - | 24 |
2. | Электрическая аппаратура сельскохозяйственных систем электроснабжения | 27 | 8 | - | - | - | 19 |
3. | Релейная защита и автоматизация систем сельского электроснабжения | 53 | 12 | 16 | - | - | 25 |
4. | Технико-экономические показатели и проектирование систем сельского электроснабжения | 28 | 6 | - | - | - | 22 |
ИТОГО: | 180 | 58 | 32 | - | - | 90 |
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС
Раздел 1.Электрические нагрузки и расчет сельских электрических сетей
Тема 1.1. Введение, задачи сельского электроснабжения (4 часа)
Лекция 1.1.1. (2 часа)
Содержание: Современный уровень электроснабжения. Задачи элект-роснабжения сельского хозяйства. Основные схемы, понятия, обозначения.
Лекция 1.1часа)
Содержание: Требования к электроснабжению, показатели качества электроэнергии. Характеристики уровней напряжения в сетях, режимы и средства регулирования напряжения.
Тема 1.2. Устройство наружных и внутренних электрических
сетей (4 часа)
Лекция 1.2.1. (2 часа)
Содержание: Расчётные параметры элементов системы электроснабжения, линий, трансформаторов, генераторов. Устройство наружных электрических сетей.
Лекция 1.2часа)
Содержание: Конструкции и типы опор, изоляторов марки проводов. Особенности стальных проводов. Потеря напряжения на участке линии.
Тема 1.3. . Потери в электрических сетях (напряжения, мощности,
энергии) ( 4 часа)
Лекция 1.3.1. (2 часа)
Содержание: Потери напряжения в трансформаторе, радиальной сети, сети с двухсторонним питанием. Потери напряжения в сетях с неравномерной нагрузкой фаз.
Лекция 1.3часа)
Содержание: Потери напряжения в сетях с глухо заземлённой нейтралью.
Потери мощности в линии и трансформаторе. Потери напряжения при пуске электродвигателей.
Тема 1.4. Емкостная компенсация в электрических сетях (4 часа)
Лекция 1.4часа)
Содержание: Понятие коэффициента реактивной мощности. Расчёт и выбор батарей конденсаторов для поперечной компенсации. Экономическое обоснование компенсации.
Лекция 1.4часа)
Содержание: Нормативные требования, технические средства регулирования емкости компенсирующих устройств. Продольная емкостная компенсация.
Тема 1.5. Электрические нагрузки сельскохозяйственных объектов
и электрических сетей (2 часа)
Лекция 1.5часа)
Содержание: Графики нагрузок. Методы расчета электрических нагрузок сельскохозяйственных объектов. Методы расчёта электрических сетей.
Тема 1.6. Расчёт сечения проводов линии электропередач по
техническим требованиям (6 часов)
Лекция 1.6часа)
Содержание: Характеристика уровней напряжения в электрических сетях. Регулирование напряжения в электрических сетях. Расчет и выбор сечения проводов по допустимой потере напряжения участка магистральной сети, разветвленной радиальной сети, сети с двухсторонним питанием по условию минимума потерь мощности.
Лекция 1.6часа)
Содержание: Расчёт сетей по нагреву током нагрузки. Расчёт сетей по нагреву током короткого замыкания.
Лекция 1.6часа)
Содержание: Расчёт проводов и тросов на механическую прочность. Учёт требований ПУЭ и механической прочности проводов и тросов.
Тема 1.7. Выбор элементов сети с учётом экономических требований
(2 часа)
Лекция 1.7часа)
Содержание: Приведённые затраты на сооружение линий электропередач, подстанций, распределительных устройств. Расчёт и выбор сечения проводов и мощности трансформаторов по экономическим интервалам. Взаимосвязь технических и экономических требований.
Тема 1.8. Короткие замыкания в электрических сетях (6 часов)
Лекция 1.8часа)
Содержание: Причины коротких замыканий и их последствия. Виды коротких замыканий. Симметричные короткие замыкания. Сопоставление расчётных схем.. Параметры элементов электрической сети.
Лекция 1.8часа)
Содержание: Расчёт токов короткого замыкания в именованных и базисных единицах. Переходный процесс короткого замыкания в электрических сетях. Определение токов короткого замыкания по расчётным кривым. Расчёт сетей при несимметричных коротких замыканиях.
Лекция 1.8часа)
Содержание: Метод симметричных составляющих. Однофазные и двухфазные короткие замыкания. Распределение токов и напряжений вдоль линии при коротком замыкании. Сопротивление элементов сети токам симметричных составляющих.
Тема 1.9. Перенапряжения в электрических сетях и защита от
них (2 часа)
Лекция 1.9часа)
Содержание: Классификация перенапряжений. Координация изоляции. Внешние (атмосферные) перенапряжения, образование и интенсивность. Описание процессов перенапряжения в сети. Защита от прямых ударов молнии и волн перенапряжения. Молниеотводы, разрядники трубчатые, вентильные. Схемы защиты электрических сетей. Внутренние перенапряжения. Замыкания на землю через дугу.
Раздел 2. Электрическая аппаратура сельскохозяйственных
систем электроснабжения
Тема 2.1. Сельские трансформаторные подстанции (2 часа)
Лекция 2.1часа)
Содержание: Типы и схемы электрических соединений подстанций 110-10 кВ. Схемы распределительных устройств высокого и низкого напряжения. Комплектные трансформаторные подстанции. Обоснование выбора схемы подстанций с учётом требований надёжности электроснабжения.
Тема 2.2. Электрическая аппаратура (4 часа)
Лекция 2.2часа)
Содержание: Понятие об электрических контактах. Электрическая дуга и способы ее гашения. Электрические коммутационные аппараты сетей до и выше 1000 В.
Лекция 2.2часа)
Содержание: Трансформаторы тока и напряжения, схемы их соединения с нагрузкой. Выбор электрической аппаратуры с учетом рабочего и аварийного режимов.
Тема 2.3. Сельские электростанции (2 часа)
Лекция 2.3часа)
Содержание: Типы автономных электростанций, электрические схемы.
Обоснование применения резервной электростанции, выбор мощности. Особенности применения ветро - и гидроэлектростанций.
Раздел 3. Релейная защита и автоматизация систем сельского
электроснабжения
Тема 3.1. Технические средства релейной защиты (2 часа)
Лекция 3.1часа)
Содержание: Назначение, требования, принципы выполнения релейной защиты. Принцип работы реле различных типов: электромагнитного, индукционного, полупроводникового и т. д.
Тема 3.2. Токовые защиты (4 часа)
Лекция 3.2часа)
Содержание: Многоступенчатая токовая защита. Дифференциальная токовая защита. Направленная токовая защита. Токовая защита с блокировкой по напряжению. Дистанционная защита. Защита сетей напряжением до 1000 В. Карта селективности.
Лекция 3.2часа)
Содержание: Определение мест повреждения на воздушных ЛЭП. Конструкция и принцип работы фиксирующих индикаторов ИМФ -1, ИМФ -2, ИМФ -3 С, ИМФ -10 Т.
Тема 3.3. Способы и средства защита асинхронных электродвигателей
(4 часа)
Лекция 3.3часа)
Содержание: Особенности работы электродвигателей в сельском хозяйстве. Анализ повреждаемости электродвигателей. Характеристика работы электродвигателя в нормальном и аварийном режимах. Обзор способов защиты электродвигателей. Защиты, основанные на измерении электрических величин: тока, напряжения, фазы.
Лекция 3.3часа)
Содержание: Защиты основанные на измерении неэлектрических величин: температуры, скорости и т. д. Комбинированные типы защиты. Оценка эффективности защит. Расчеты уставок защиты.
Тема 3.4. Автоматизация сельских электрических сетей (2 часа)
Лекция 3.4часа)
Содержание: Автоматическое повторное включение. Сочетание АПВ с релейной защитой. Автоматическое включение резервного питания. Автоматическое регулирование напряжения. Автоматизация электростанций. Автоматическая форсировка возбуждения. Автоматическое гашение поля, синхронизация генераторов.
Раздел 4. Технико-экономические показатели и проектирование систем
сельского электроснабжения
Тема 4.1. Технико-экономические показатели установок сельского
электроснабжения (2 часа)
Лекция 4.1часа)
Содержание: Методы определения ущербов от перерывов в электроснабжении. Технико - экономическое обоснование средств повышения надежности электрооборудования. Определение приведенных затрат на электроснаб -
жение. Определение себестоимости передачи и производства 1 кВт*часа электрической энергии. Тарифы на электрическую энергию.
Тема 4.2. Проектирование электроснабжения сельского хозяйства
(4 часа)
Лекция 4.2часа)
Содержание: Общие вопросы подхода к проектированию. Обоснование и выбор конфигурации сети. Выбор оптимального напряжения сети.
Лекция 4.2часа)
Содержание: Обоснование числа и мест расположения трансфор - маторных подстанций. Обоснование протяженности распределительных электрических сетей. САПР. Влияние энергетических установок на окружающую среду.
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Исследование режима работы линии с двухсторонним питанием – 4 часа.
2. Исследование режима напряжения радиальной сети и выбор величин надбавок у трансформаторов – 4 часа.
3. Исследование линии электропередач с емкостной компенсацией – 4 часа.
4. Исследование радиальной линии с неравномерной нагрузкой - 4 часа.
5.Схемы включения трансформаторов тока и реле – 4 часа.
6. Промежуточные, указательные реле и реле времени – 4 часа.
7. Электромагнитные реле тока и напряжения – 4 часа.
8. Реле тока индукционное – 4 часа.
9. Реле направления мощности – 4 часа.
10. Дифференциальное реле – 4 часа.
11. Устройство автоматического повторного включения – 2 часа.
12. Устройство автоматического включения резерва – 2 часа.
ТЕМАТИКА ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Расчет электрических нагрузок сельскохозяйственных сетей (2 часа).
2. Расчет разомкнутых разветвлённых сетей при симметричных нагрузках по экономической плотности тока и экономическим интервалам. Расчёт проводов и кабелей при различных способах прокладки по условиям допустимого нагрева. Выбор автоматических выключателей и предохранителей для защиты проводов (2 часа).
3. Расчёт разомкнутых сетей с двух сторонним питанием (2 часа).
4. Определение тока короткого замыкания в сети с напряжением до и свыше 1000 В (2 часа).
5. Построение карты селективности (2 часа).
6. Выбор и проверка электрических аппаратов, измерительных трансформаторов тока и напряжения (2 часа).
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Тема курсового проекта: «Электроснабжение сельского населённого пункта ».
Курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки и двух листов графической части и выполняется в соответствии с методическими указаниями, разработанными на кафедре.
РАСПРЕДЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ НА ИЗУЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
№ п/п | Наименованиеразделов и тем | Время в % от общего количества | |
1. | Электрические нагрузки и расчёт сельских электрических сетей | 40 |
|
2. | Электрическая аппаратура сельскохозяйственных систем электроснабжения | 15 |
|
3. | Релейная защита и автоматизация систем сельского электроснабжения | 29 |
|
4. | Технико-экономические показатели и проектирование систем сельского электроснабжения | 16 |
|
ИТОГО: | 100 |
|
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
№ п/п | Наименование Оборудования | Число на подгруппу, шт. |
1 | Универсальный стенд для выполнения лабораторных работ по электрическим сетям сельскохозяйственного назначения | 4 |
2 | Универсальный стенд для выполнения лабораторных работ по релейной защите | 4 |
3 | Регулятор напряжения трехфазный типа РНТ | 4 |
4 | Асинхронный электродвигатель | 2 |
5 | Фазорегулятор | 2 |
6 | Стенд для изучения конструкции высоковольтного оборудования | 1 |
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ РАБОТУ
№ п/п | Вид работы | Количество отводимого времени, час. |
1 | Подготовка к лекциям | 12 |
2 | Подготовка к лабораторным занятиям | 10 |
3 | Подготовка к практическим занятиям | 8 |
4 | Подготовка к экзамену | 23 |
5 | Самостоятельное изучение тем | 12 |
Итого: | 65 часов |
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1. Лещинская сельского хозяйства / . М.:
Колос, 2006.
2. Будзко сельского хозяйства /,
, . - М.: Колос, 2000.
3. Будзко сельского хозяйства / , .
- М.: Агропромиздат, 1990.
4. Веников системы. Том II/ и др. - М.: Выс-
шая школа, 1972.
5. Федосеев защита электроэнергетических систем / -
ев. - М.: Энергоатомиздат, 1981.
6. Басс защита электроэнергетических систем / Учебн. пособие //
, , под ред. .- М.: Издательство МЭИ,
2002.
7. Беркович техники релейной защиты / . - М.: Энер-
гоатомиздат, 1984.
8. Шабад электрических сетей 6-35 кВ в сельской местности /
. - Л.: Энергия, 1979.
9. Электроснабжение сельского хозяйства / Методические указа-
ния к курсовому и дипломному проектированию //, А. В.
Нагорный. - Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2004.
Дополнительная:
1. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства./ Под ред.
. - М.: Колос, 1982.
2. Гессен и дипломное проектирование по электроснабжению
сельского хозяйства /. - М.: Колос, 1981.
3. Справочник по проектированию электросетей в сельской местности / Э. Я.
Гричевский, , и др.; Под ред. ,
. - М.: Энергия, 1980.
Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной литературой по дисциплине
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
№ п/п | Наименование Дисциплины | Факультет, курс | Кол-во обучающихсястудентов | Реквизиты основной учебной литературы | Кол-во экз-в, имеющихся в библиотеке | Фактическая обеспеченность, экз/чел |
1 | Электроснабжение | Факультет электрификации с. х., 4 курс | 75 | , Гессен сельского хозяйства.-М.: Колос, 1979. | 149 | 1,9 |
2 | -/- | -/- | -/- | и др. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. – М.: Колос, 1985. | 96 | 1,3 |
3 | -/- | -/- | -/- | , Зуль сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1990. | 103 | 1,4 |
4 | -/- | -/- | -/- | и др. Электроснабжение сельского хозяйства/ , , .- М.: Колос, 2000. | 10 | 0,1 |
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО по специальности
110302.65 – «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»
Программу составил доцент
Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры Э и ЭЭ
протокол №1 30 августа 2011
(число) (месяц) (год)
Рецензенты:
Доцент кафедры «Электроснабжение
и эксплуатации электрооборудования», к. т.н.
Доцент кафедры «Теоретических основ
электротехники», к. т.н.
Заведующий кафедрой ЭМ,
доцент
