ОПД.Ф.8.4. Производство, передача и распределение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. ПЕТРОПАВЛОВСКЕ-КАМЧАТСКОМ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Производство, передача и распределение электроэнергии»
специальность 140211.65 "Электроснабжение"
Форма подготовки очная/заочная
курс __3/3__семестр __5/__
лекции __18/8__ (час.)
практические занятия___0/4__час.
лабораторные работы___18/4_час.
всего часов аудиторной нагрузки__36/16_ (час.)
самостоятельная работа _40/60_ (час.)
контрольные работы (количество)
курсовая работа __________
курсовой проект __________
зачет ___________
экзамен 5 семестр / 3 курс_
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями
государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования
(214 тех/дс от 27.03.2000 г.).
Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании Методической
комиссии протокол № 1_от_ «01» сентября 2011 г.
Зам. председателя Методической комиссии:_Т.И. Горева
Составитель (ли): к.т.н., доцент Белов О.А.
АННОТАЦИЯ
Учебно-методический комплекс дисциплины «Производство, передача и
распределение электроэнергии» разработан для студентов
специальности
140211.65
«Электроснабжение»
в
3 курса по
соответствие
с
требованиями ГОС ВПО 214 тех/дс от 27.03.2000 г.
Дисциплина «Производство, передача и распределение электроэнергии»
входит в федеральный компонент цикла общепрофессиональных дисциплин.
Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 76 часов.
Учебным
планом
предусмотрены
лекционные
занятия
(18/8
часов),
практические занятия (0/4 часа), лабораторные работы (18/4 час.),
самостоятельная работа студента (40/60 часов).
Цель изучения дисциплины состоит в формировании базовых знаний
в области оптимального построения, функционирования и развития систем
электроснабжения промышленных предприятий, городов, объектов сельского
хозяйства и транспортных систем.
Задачей изучения основных разделов дисциплины является освоение
методов расчета, проектирования и анализа систем электроснабжения,
овладение конкретными методами расчетов, изучение нормативных и
инструктивных документов.
Учебно-методический комплекс включает в себя:
 рабочую программу дисциплины;
 материалы лабораторных работ;
 контрольно-измерительные материалы (тесты);
 список литературы (в том числе интернет-ресурсов).
-2-
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. ПЕТРОПАВЛОВСКЕ-КАМЧАТСКОМ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ДИСЦИПЛИНЫ
«Производство, передача и распределение электроэнергии»
специальность 140211.65 "Электроснабжение"
Форма подготовки очная/заочная
курс __3/3__семестр __5/__
лекции __18/8__ (час.)
практические занятия___0/4__час.
лабораторные работы___18/4_час.
всего часов аудиторной нагрузки__36/16_ (час.)
самостоятельная работа _40/60_ (час.)
контрольные работы (количество)
курсовая работа __________
курсовой проект __________
зачет ___________
экзамен 5 семестр / 3 курс_
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования (214 тех/дс от
27.03.2000 г.).
Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании Методической комиссии
протокол № 1_от_ «01» сентября 2011 г.
Зам. председателя Методической комиссии:_Т.И. Горева
Составитель (ли): к.т.н., доцент Белов О.А.
-3-
Пояснительная записка
Цель изучения дисциплины состоит в формировании базовых знаний
в области оптимального построения, функционирования и развития систем
электроснабжения промышленных предприятий, городов, объектов сельского
хозяйства и транспортных систем.
Задачей изучения основных разделов дисциплины является освоение
методов расчета, проектирования и анализа систем электроснабжения,
овладение конкретными методами расчетов, изучение нормативных и
инструктивных документов.
Дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами при
изучении:

общих
математических
и
естественнонаучных
дисциплин
-
«Математика», «Физика», «Химия», «Инженерная графика», «Экология»,
«Информатика», «Прикладное программное обеспечение», «Математические
задачи энергетики»;

общепрофессиональных дисциплин - «Механика», «Теоретические
основы электротехники», «Электрические измерения», «Электрические
машины», «Безопасность жизнедеятельности», «Электроэнергетические сети
и
системы»,
«Электрические
аппараты»,
«Релейная
защита
ЭЭС»,
«Автоматизация ЭЭС»;

специальных
дисциплин
-
«Переходные
процессы
в
ЭЭС»,
«Надежность электроснабжения», «Электропитающие системы и сети»,
«Электропривод»

дисциплин
специализации
-
«Монтаж
и
эксплуатация
электроустановок», «Физические основы устойчивости»;

разделов параллельно изучаемых курсов - «Электромагнитная
совместимость в электроэнергетике»), «Экономика энергетики», «Релейная
защита и автоматизация СЭС».
-4-
В результате изучения дисциплины студенты должны:
иметь представление:

о роли и месте знаний по дисциплине при освоении основной
профессиональной образовательной программы по специальности и в сфере
профессиональной деятельности ;

о принципиальных особенностях систем электроснабжения городов,
промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства и транспорта;

о методах проектирования систем электроснабжения; о методах
расчета электрических нагрузок, о методах достижения требуемой степени
надежности и бесперебойности электроснабжения;

об
использовании
обязательных
справочных материалах
при
нормативных,
руководящих
и
принятии решений по выполнению
технических, социально-экономических и экологических требований к
системам электроснабжения;

об основных научно-технических проблемах и перспективах развития
электроснабжения объектов различного назначения;
знать:

общие требования, предъявляемые к
системам электроснабжения
различного назначения;

принципы проектирования электроснабжения

положения Правил устройства электроустановок (ПУЭ), Правил
технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) и Правил техники
безопасности (ПТБ), строительных норм и правил (СН и П), других
нормативных документов;

назначение, типы, режимы работы потребителей электрической
энергии;

устройство
систем
электроснабжения,
применения электрооборудования;
-5-
конструкцию,
области

критерии выбора элементов схемы электроснабжения; порядок расчета
мощности силовых трансформаторов;

порядок организации проектирования систем электроснабжения;

функциональные,
конструктивные
и
технологические
аспекты
электроснабжению
объектов
поектирования электроснабжения
уметь:

принимать
основные
решения
по
различного назначения, работать с нормативными документами, справочной
литературой и другими информационными источниками;

составлять электрические схемы; планы размещения оборудования;
применять типовые решения при проектировании электроснабжения

выполнять расчет схем и элементов основного оборудования, выбирать
основные
технические
основных
элементов схемы
соблюдения
всех
и
конструктивно-эксплуатационные
электроснабжения
требований,
параметры
в целях обеспечения
предъявляемых
как
к
системам
электроснабжения, так и к качеству электрической энергии;

производить
расчеты
технико-экономических
показателей
при
обосновании принятия технического решения.
Содержание дисциплины
Распределение
по видам (час)
Л
ПЗ
ЛР
Раздел дисциплины
Раздел 1.
Производство электроэнергии. Современные
и перспективные источники электроэнергии
2/2
0
Раздел 2
Электрические схемы, электрооборудование
электростанций, собственные нужды и их
схемы
2
0
2/2
Раздел 3
Распределительные устройства, их схемы;
заземление электрических сетей
2/2
0/2
2
Раздел 4
Системы
измерения,
контроля,
сигнализации и управления напряжением
1
0
2
-6-
и частотой; резерв мощности
Раздел 5
Автоматизация процесса производства
электроэнергии
на
электростанциях;
ремонт оборудования
2
0
2
Раздел 6
Передача и распределение электроэнергии;
общие сведения об электроэнергетических
системах
2/2
0
2
Раздел 7
Линии электропередачи переменного и
постоянного
тока.
Понижающие
и
преобразовательные
подстанции.
Характеристики оборудования линий и
подстанций
2
0/2
2
Раздел 8
Типы конфигураций электрических сетей.
Электрические
нагрузки
узлов
электрических сетей
2/2
0
2
Раздел 9
Схемы замещения линий, трансформаторов
и автотрансформаторов
1
0
Раздел 10
Расчет режимов линий электропередачи и
электрических сетей в нормальных и
послеаварийных режимах
1
0
2/2
Раздел 11
Балансы активной и реактивной мощности
в энергосистеме, качество электроэнергии.
Регулирование напряжения и частоты в
электроэнергетической системе
1
0
2
18/8
0/4
18/4
Всего:
Вопросы к экзамену
1. Производство электроэнергии.
2. Современные и перспективные источники электроэнергии.
3. Электрические
схемы,
электрооборудование
электростанций,
собственные нужды и их схемы.
4. Распределительные устройства, их схемы.
5. Заземление электрических сетей.
6. Системы измерения, контроля,
напряжением и частотой.
-7-
сигнализации
и
управления
7. Резерв мощности электрических сетей и подстанций.
8. Автоматизация
процесса
производства
электроэнергии
на
электростанциях; ремонт оборудования.
9. Передача и распределение электроэнергии.
10. Общие сведения об электроэнергетических системах.
11. Линии электропередачи переменного и постоянного тока.
12. Понижающие и преобразовательные подстанции.
13. Характеристики оборудования линий и подстанций
14. Типы конфигураций электрических сетей.
15. Электрические нагрузки узлов электрических сетей
16. Схемы замещения линий, трансформаторов и автотрансформаторов.
17. Расчет режимов линий электропередачи и электрических сетей в
нормальных и послеаварийных режимах.
18. Балансы активной и реактивной мощности в энергосистеме.
19. Качество электроэнергии.
20. Регулирование напряжения и частоты в электроэнергетической
системе.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник
для студентов высших учебных заведений. / Б.И. Кудрин. – М.: Интермет
Инжиниринг, 2005. – 652 с.
2. Рожкова
Л.Д.
Электрооборудование
электрических
станций
и
подстанций. / Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова. – 2-е изд., стер. –
М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 260 с.
3. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и
установок / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин, В.А. Яшков. – М.: Высшая
школа, 2005. – 250 с.
Дополнительная литература
-8-
1. Федоров
А.А.,
Каменева
В.В.
Основы
электроснабжения
промышленных предприятий: - М., Энергоатомиздат, 2005. – 250 с.
2. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий.
– М., Энергоатомиздат, 2006. – 520 с.
3. Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети жилых и общественных
зданий.- М.: Энергоатомиздат, 2007. – 125 с.
4. Веников В.А. Электрические системы. Электрические сети. Учебник
для энергетических спец. вузов. / В.А. Веников, А.А.Глазунов, Л.А. Жуков:
Под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева . – 2-е изд., доп. и перераб. – М.:
Высшая школа, 2004.
5. Трунковский Л.Е. Электрические сети промышленных предприятий. –
2-е доп. и перераб. / Л.Е. Трунковский. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 128 с.
Электронные ресурсы
1. http://window.edu.ru/resource/109/57109 Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие. - Томск: ТПУ, 2000. 144 с.
Щербаков,
2. http://window.edu.ru/resource/199/77199
Электроснабжение объектов строительства:
Е.Ф.
учебное пособие /
Е.Ф.
Щербаков, Д.С. Александров, А.Л. Дубов. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 404 с.
Климова
3. http://window.edu.ru/resource/259/75259
энергосбережения
в
электроснабжении
Г.Н.
промышленных
Элементы
предприятий:
учебное пособие / Г.Н. Климова, А.В. Кабышев; Томский политехнический
университет.- Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 187 с.
-9-
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. ПЕТРОПАВЛОВСКЕ-КАМЧАТСКОМ
МАТЕРИАЛЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
по дисциплине «Производство, передача и распределение электроэнергии»
специальность 140211.65 «Электроснабжение»
г. Петропавловск-Камчатский
2011
-10-
Лабораторная работа №1
РУЧНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СЕТИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
МЕТОДОМ ТОЧНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
Цель
работы:
усвоить
практические
приемы
лабораторного
исследования ручного подключения к сети синхронного генератора
методом
точной
синхронизации
экспериментально
подтвердить
теоретические сведения.
Приборы и оборудование:
Обозначен
ие
G1
Наименование
Параметры
Трехфазный источник питания
400 В ~; 16 А
0…250 В 
3 А (якорь)
200 В ; 1 А
(возбуждение)
0…40 В ;
3,5 А
50 Вт; 230 В ~;
cos  = 1;
1500 мин1
6 выходных
сигналов
90 Вт; 220 В
0,76 А (якорь)
220 В; 0,2 А
(возбуждение)
3 х 80
ВА; 242, 235,
230, 126, 220,
133, 127 / 230
В
(треугольник)
220 В ~; 10 А;
синхроноскоп
;
3
индикаторны
е лампы
0…2000 мин1
0...500 В ~;
45...55 Гц,
220 В ~
G2
Источник питания двигателя
постоянного
тока
G3
Возбудитель машины переменного тока
G4
Машина переменного тока
(Синхронный генератор)
G5
Преобразователь угловых перемещений
M1
Двигатель постоянного тока
А1
Трехфазная трансформаторная группа
A2
Блок синхронизации
Р1
Указатель частоты вращения
Р2
Измеритель напряжений и частот
-11-
Теоретические сведения
Таблица 1.1
Условия выполнения точной синхронизации
Условие
Средство
контроля
Критерий
Критерий не
Рекомендации по
выполнения
выполнения
выполнению
условия
условия
условия
Равенство
Вольтметры со
Напряжения со
Напряжения со
Регулировать
напряжений
стороны
стороны
стороны
напряжения
синхронного
синхронного
синхронного
синхронного
возбуждения
генератора и сети генератора и сети генератора и сети генератора и сети
синхронного
равны
неравны
генератора до
момента
выравнивания
напряжений со
стороны
синхронного
генератора и сети
Одинаковый
Лампы в
Лампы в фазах:
Лампы в фазах
Переключить
порядок
разрывах фаз
периодически
периодически
любые две фазы
чередования фаз
одновременно
неодновременно
синхронного
напряжений
загораются и
загораются и
генератора
синхронного
гаснут (частоты гаснут, создавая
генератора и сети
напряжений не
эффект
равны); горят
“кругового огня”
(напряжения в
противофазе); не
горят
(напряжения
синфазные)
Равенство частот Синхроноскоп
Стрелка
Стрелка
Регулировать
синхронного
синхроноскопа
синхроноскопа частоту вращения
генератора и сети
неподвижна
вращается
синхронного
генератора
Синфазность
Синхроноскоп
Стрелка
Стрелка
Регулировать
напряжений
синхроноскопа
синхроноскопа частоту вращения
синхронного
располагается
отклонена от
синхронного
генератора и сети
вертикально
вертикального
генератора
напротив риски
положения
Порядок выполнения эксперимента
Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как
первичный двигатель М1 с независимым возбуждением, присоединена к
нерегулируемому
выходу
"ВОЗБУЖДЕНИЕ"
источника
G2,
к
регулируемому выходу "ЯКОРЬ" которого присоединена якорная обмотка
-12-
этой же машины. Вход питания источника G2 присоединен с помощью
электрического шнура к розетке "380 В" на тыльной стороне трехфазного
источника питания G1.
Обмотка
ротора
машины
переменного
тока,
используемой
как
синхронный генератор G4, через гнезда "F1", "F3" присоединена к выходу
возбудителя G3. Вход питания возбудителя присоединен с помощью
электрического шнура к розетке "220 В~" трехфазного источника питания
G1.
Фазы статорной обмотки генератора G4 через блок синхронизации А2 и
трехфазную трансформаторную группу А1 с напряжениями 230 / 230 В,
присоединены к гнездам трехфазного источника питания G1.
Частоту вращения генератора G4 можно контролировать с помощью
указателя
Р1,
соединенного
с
выходом
преобразователя
угловых
перемещений G5.
Величину и частоту напряжения генератора G4 и сети можно
контролировать с помощью измерителя напряжений и частот Р2.

Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от
сети электропитания.

Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины
переменного тока (стр. 5).

Соедините гнезда защитного заземления "
" устройств, используемых в
эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.

Соедините
аппаратуру
в
соответствии
с
электрической
схемой
соединений.

Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и блока
синхронизации А2 переведите в положение "РУЧН.".

Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните
против часовой стрелки до упора.
-13-

Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны
сигнализировать светящиеся лампочки.

Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

Включите выключатель "СЕТЬ" указателя Р1.

Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту
вращения двигателя М1 (генератора G4) 1500 мин–1.

Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя
G3.

Вращая
регулировочную
рукоятку
возбудителя
G3,
установите
напряжение между фазами (линейное) генератора G4 равным линейному
напряжению сети.

Включите выключатель "СЕТЬ" блока синхронизации А2.

Обеспечьте условия синхронизации согласно табл. 1.1, после чего,
нажатием на кнопку "ВКЛ." блока синхронизации А2, подключите
генератор G4 к сети.

Убедитесь, что генератор G4 вошел в режим синхронной работы с сетью о
чем должно свидетельствовать постоянство напряжения между фазами
генератора G4.

По
завершении
синхронизации
эксперимента
А2,
нажмите
поверните
кнопку
регулировочные
"ОТКЛ."
рукоятки
блока
сначала
возбудителя G3, а затем источника G2 против часовой стрелки до упора,
отключите выключатели "СЕТЬ" возбудителя G3, источника G2, блока
синхронизации А2 и указателя Р1, отключите источник G1 нажатием на
красную кнопку – гриб и последующим отключением ключа –
выключателя.
-14-
-15-
+
-
Возбуждение
+
+
-
-
Якорь
A
V
A
V
209.2
G2
206.1
G3
V
A1
V
Hz
A2
G/M
Hz
M1
504.1
E1
P2
E2
F1F2 F3
U1 V1 W1
U V W
NF
N
B
n
+
-
P1
506.2
A1
A3
G4
347.2
319
G5
Электрическая схема
соединений
L1
L2
L3
N
РЕ
Вкл.
201.2
G1
Электрическая схема соединений тепловой защиты машины переменного
тока
L1
L2
L3
N
РЕ
TK
Вкл.
201.2
G1
102.1
TK
A1
Перечень аппаратуры
Обознач
ение
Наименование
Тип
А1
Машина переменного тока
102.1
G1
Трехфазный источник питания
201.2
-16-
Параметры
50 Вт, 220
В 1500
мин1
400 В ~; 16
А
Лабораторная работа № 2
ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ МОДЕЛЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ ВИРТУАЛЬНОГО ПУЛЬТА
Цель работы: усвоить практические приемы лабораторного исследования
дистанционного управления моделью электрической системы с помощью
виртуального пульта экспериментально подтвердить теоретические сведения.
Приборы и оборудование:
Обознач
ение
Наименование
G1
Трехфазный источник питания
G2
Источник питания двигателя
постоянного
тока
G3
Возбудитель машины
переменного тока
G4
Машина переменного тока
(Синхронный генератор)
G5
Преобразователь угловых
перемещений
M1
Двигатель постоянного тока
А1
Трехфазная трансформаторная
группа
-17-
Т
и
Параметры
п
2
0
1
400 В ~; 16 А
.
2
2
0…250 В 
0
3 А (якорь)
6
200
В ; 1 А
.
1 (возбуждение)
2
0
9 0…40 В ; 3,5 А
.
2
1
0 50 Вт; 230 В ~;
2
cos  =1;
.
1500 мин1
1
1
0
6 выходных
4
сигналов
1
0
1
.
1
3
4
90 Вт; 220 В
0,76 А (якорь)
220 В; 0,2 А
(возбуждение)
3 х 80 ВА;
230 (звезда) /
A2
Блок синхронизации
А3, A4
Блок измерительных
трансформаторов
тока и напряжения
А5
Коннектор
А6
Персональный компьютер
А7
Трехфазная трансформаторная
группа
А8
Модель линии электропередачи
А9
Блок ввода/вывода цифровых
сигналов
А10
Терминал
А11
Трехполюсный выключатель
Р1
Указатель частоты вращения
Р2
Измеритель напряжений и частот
-18-
7 242, 235, 230, 126,
. 220, 133, 127 В
1
220 В ~; 16 А;
3
синхроноскоп;
1
3 индикаторные
9
лампы
4
600 В / 3 В
0
(тр-р напряж.)
1
0,3 А / 3 В
.
(тр-р тока)
1
8 аналог. диф.
3
входов;
3 2 аналог. выхода;
0 8 цифр. входов/
выходов
IBM
совместимый,
Windows 9*,
3
монитор, мышь,
1
клавиатура,
0
плата сбора
информации
PCI 6024E
3
3 х 80 ВА; 242,
4
235, 230, 126, 220,
7
133, 127 / 230
.
(треугольник)
2
3
1
3 400 В ~; 3  0,5 А
.
2
8 входов типа
3
«сухой контакт»;
3
8 релейных
1
выходов
6 розеток с
3
0 8 контактами;
4
68 гнезд
3
0
400 В ~; 10 А
1
5
0
6 0…2000 мин1
.
2
5
0...500 В ~;
0 45...55 Гц, 220 В ~
Р3
Измеритель мощностей
P4
Блок розеток
P5
Указатель угла нагрузки
синхронной
машины
20
4
.
1
5
15; 60; 150; 300;
0
600 В,
7
0,05; 0,1; 0,2; 0,5
.
А.
2
2 евророзетки
(220 В/10 А),
3
1 трехфазная
розетка
(380 В/25 А).
5
05.2
180…0…180
Порядок выполнения эксперимента
Описание электрической схемы соединений
Обмотка возбуждения машины постоянного тока, используемой как
первичный двигатель М1 с независимым возбуждением, присоединена к
нерегулируемому
выходу
«ВОЗБУЖДЕНИЕ»
источника
G2,
к
регулируемому выходу «ЯКОРЬ» которого присоединена якорная обмотка
этой же машины. Вход питания источника G2 присоединен с помощью
электрического шнура к розетке «380 В» трехфазного источника питания G1.
Обмотка
ротора
машины
переменного
тока,
используемой
как
синхронный генератор G4, через гнезда "F1", "F3" присоединена к выходу
возбудителя
G3,
вход
питания
которого
присоединен
с
помощью
электрического шнура к розетке «220 В» трехфазного источника питания G1.
Фазы статорной обмотки генератора G4 через блок F2 синхронизации и
трехфазную трансформаторную группу А7 с номинальными напряжениями
обмоток 230 / 230 В присоединены к модели А8 линии электропередачи.
Модель А8 линии электропередачи через трехфазную трансформаторную
группу А1 с номинальными напряжениями обмоток 230 / 230 В,
и
трехполюсный выключатель А11 присоединена к выходу трехфазного
источника питания G1.
-19-
Блоки А3 и A4 измерительных трансформаторов тока и напряжения
использованы для получения сигналов, пропорциональных следующим
величинам (соответственно сверху вниз по силовой схеме):

напряжение UАС сети непосредственно после выключателя A11
(используется для измерения частоты сети);

напряжение UАВ системы (используется для измерения мощностей и
коэффициента мощности генератора);

ток IВ генератора (используется для измерения мощностей и
коэффициента мощности генератора);

напряжение
UАС
системы
(используется
при
синхронизации
генератора с системой);

напряжение UCC скольжения генератора относительно системы
(используется при синхронизации генератора с системой);

ток IC генератора (используется для измерения мощностей и
коэффициента мощности генератора, а также для отображения тока
генератора на виртуальном пульте);

напряжение UAC генератора (используется при синхронизации
генератора с системой).
Плата сбора информации персонального компьютера А6 плоским
проводом подключена к коннектору А5, соединенному в свою очередь с
блоком А9 ввода-вывода цифровых сигналов.
К аналоговым входам блока А9 ввода-вывода цифровых сигналов
подключены следующие сигналы:

ACH0-ACH8 – аналоговый выход указателя частоты вращения;

ACH1-ACH9 – напряжение UCC скольжения генератора;

ACH2-ACH10 – напряжение UAC генератора;

ACH3-ACH11 – напряжение UАС системы;

ACH4-ACH12 – напряжение UАС сети после выключателя А11;

ACH5-ACH13 – ток IC генератора;

ACH6-ACH14 – напряжение UАВ системы;
-20-

ACH7-ACH15 – ток IВ генератора.
Аналоговые выходы DAC0OUT, DAC1OUT,
земля аналоговых
выходов AОGND, а также цифровые входы/выходы блока А9 ввода-вывода
цифровых сигналов присоединены к соответствующим гнездам терминала
А10, розетки которого с помощью контрольных кабелей подключены к
розеткам
управления
источника
возбудителя
G2,
G3,
блока
А2
синхронизации и выключателя А11.
Все блоки стенда, имеющие внешнее питание, подключены к сети
220/380 В через блок розеток P4.
Внимание! Корректная работа программы возможна лишь в случае
прямого следования фаз питающей сети.
Указания по проведению эксперимента

Убедитесь,
что
устройства,
используемые
в
эксперименте,
отключены от сети электропитания.

Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты
машины переменного тока (стр. 12).

Соедините
гнезда
защитного
заземления
"
"
устройств,
используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.

Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой
соединений.

Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3,
выключателя А11 и блока синхронизации А2 переведите в положение
"АВТ.".

Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А6,
войдите в каталог “Программное обеспечение учебного лабораторного
комплекса «Модель электрической системы»”, вызовите прикладную
программу
"Виртуальный
пульт
управления
системы".
-21-
моделью
электрической

Запустите программу с помощью виртуальной кнопки «RUN».

Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе
должны сигнализировать светящиеся лампочки.

Включите выключатель "СЕТЬ" источника G2, возбудителя G3,
указателя Р1, блока A2 синхронизации, выключателя А11 и блока А9 вводавывода цифровых сигналов.

Установите на пульте управления уставки частоты вращения
(например, 1500 мин–1), напряжения (например, 220 В), активной мощности
(например, 40 Вт).

Нажмите на виртуальную кнопку (QM) в цепи управления двигателем
М1 и дождитесь разгона его до заданной частоты вращения.

Нажмите
на
виртуальную
кнопку
(Qf)
в
цепи
управления
возбуждением генератора G4 и дождитесь достижения заданного значения
напряжения генератора.

Включите выключатель А11, нажав на виртуальную кнопку (QC) в
его цепи управления.

Добейтесь, если необходимо, приемлемой (не выше 0,2 Гц) частоты
напряжения скольжения между генератором и сетью путем изменения
уставки частоты вращения генератора на виртуальном регуляторе.

В момент прохождения кривой напряжения скольжения между
генератором и сетью (наблюдайте на мониторе) через минимальное (близкое
к нулю) значение подключите генератор к сети путем нажатия на
виртуальную кнопку (Q4) управления положением выключателя в блоке А2
синхронизации.

Убедитесь, что генератор вошел в режим синхронной работы с
сетью, о чем должно свидетельствовать постоянство напряжения между его
фазами.

Убедитесь, что генератор взял заданную активную нагрузку
(мощность).
-22-

По
завершении
эксперимента
снизьте
активную
мощность
генератора до нуля, отключите последовательно выключатель в блоке А2
синхронизации, сетевой выключатель А11, возбуждение генератора G4 и
питание двигателя М1 путем нажатия соответствующих виртуальных кнопок
на пульте управления, остановите работу программы «Виртуальный пульт
управления универсальной моделью электрической системы», отключите
выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, источника G2, указателя Р1, блока А2
синхронизации, выключателя А11 и блока А9 ввода-вывода цифровых
сигналов, отключите источник G1 нажатием на красную кнопку – гриб и
последующим отключением ключа – выключателя.
-23-
-24-
G3
+
-
Возбуждение
G2
A1
-
A
+
-
A
V
A2
G/M
+
Якорь
V
209.2
E1
M1
206.1
A2
E2
U V W
на "0" генератора
W
F1F2 F3
U1 V1 W1
319
P3
507.2
var
NF
N
n
+
-
B
G5
L N

P4
347.2
504.1
505
+
-
V
V
506.2
P1
G4
P2
Hz
Hz
A7
A8
313.2
401.1
A4
A3
401.1
Электрическая схема соединений
A1
347.1
A11
301
G1
L1
L2
L3
N
РЕ
Вкл.
201.2
-25-
A2
G3
G2
+
+
+
-
-
Якорь
U V W
-
Возбуждение
301
A11
A
V
A
V
319
209.2
206.1
A10
5
1
5
1
5
1
6
2
6
2
6
2
6
6
5
5
2
1
2
6
5
1
2
1
7
3
7
3
7
3
7
3
7
3
7
3
304
8
4
8
4
8
4
8
4
8
4
8
4
DO7
DI7
DO6
DI6
DO5
DI5
DO4
DI4
DO3
DI3
DO2
DI2
DO1
DI1
DO0
DI0
A9
331
DIO7
DIO6
DIO5
DIO4
DIO3
DIO2
DIO1
DIO0
n
+
-
401.1
401.1
506.2
P1
A3
A4
ACH4
ACH0
ACH13 ACH6
A5
ACH10 ACH3
ACH15
ACH11
AOGND
330
DAC0OUT DAC1OUT
Аналоговые выходы
к компьютеру A6
ACH14 ACH7
AISENSE
ACH9 ACH2
AIGND
ACH1
ACH12 ACH5
ACH8
Аналоговые входы
Электрическая схема соединений (продолжение)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. ПЕТРОПАВЛОВСКЕ-КАМЧАТСКОМ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
по дисциплине «Производство, передача и распределение электроэнергии»
специальность 140211.65 «Электроснабжение»
г. Петропавловск-Камчатский
2011
-26-
-27-
Вопросы к экзамену
1. Производство электроэнергии.
2. Современные и перспективные источники электроэнергии.
3. Электрические
схемы,
электрооборудование
электростанций,
собственные нужды и их схемы.
4. Распределительные устройства, их схемы.
5. Заземление электрических сетей.
6. Системы измерения, контроля,
сигнализации
и
управления
напряжением и частотой.
7. Резерв мощности электрических сетей и подстанций.
8. Автоматизация
процесса
производства
электроэнергии
на
электростанциях; ремонт оборудования.
9. Передача и распределение электроэнергии.
10. Общие сведения об электроэнергетических системах.
11. Линии электропередачи переменного и постоянного тока.
12. Понижающие и преобразовательные подстанции.
13. Характеристики оборудования линий и подстанций
14. Типы конфигураций электрических сетей.
15. Электрические нагрузки узлов электрических сетей
16. Схемы замещения линий, трансформаторов и автотрансформаторов.
17. Расчет режимов линий электропередачи и электрических сетей в
нормальных и послеаварийных режимах.
18. Балансы активной и реактивной мощности в энергосистеме.
19. Качество электроэнергии.
20. Регулирование напряжения и частоты в электроэнергетической
системе.
-28-
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. ПЕТРОПАВЛОВСКЕ-КАМЧАТСКОМ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
по дисциплине «Производство, передача и распределение электроэнергии»
специальность 140211.65 «Электроснабжение»
г. Петропавловск-Камчатский
2011
-29-
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
4. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник
для студентов высших учебных заведений. / Б.И. Кудрин. – М.: Интермет
Инжиниринг, 2005. – 652 с.
5. Рожкова
Л.Д.
Электрооборудование
электрических
станций
и
подстанций. / Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова. – 2-е изд., стер. –
М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 260 с.
6. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и
установок / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин, В.А. Яшков. – М.: Высшая
школа, 2005. – 250 с.
Дополнительная литература
6. Федоров
А.А.,
Каменева
В.В.
Основы
электроснабжения
промышленных предприятий: - М., Энергоатомиздат, 2005. – 250 с.
7. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий.
– М., Энергоатомиздат, 2006. – 520 с.
8. Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети жилых и общественных
зданий.- М.: Энергоатомиздат, 2007. – 125 с.
9. Веников В.А. Электрические системы. Электрические сети. Учебник
для энергетических спец. вузов. / В.А. Веников, А.А.Глазунов, Л.А. Жуков:
Под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева . – 2-е изд., доп. и перераб. – М.:
Высшая школа, 2004.
10.Трунковский Л.Е. Электрические сети промышленных предприятий. –
2-е доп. и перераб. / Л.Е. Трунковский. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 128 с.
Электронные ресурсы
4. http://window.edu.ru/resource/109/57109 Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие. - Томск: ТПУ, 2000. 144 с.
-30-
Щербаков,
5. http://window.edu.ru/resource/199/77199
Электроснабжение объектов строительства:
Е.Ф.
учебное пособие /
Е.Ф.
Щербаков, Д.С. Александров, А.Л. Дубов. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 404 с.
Климова
6. http://window.edu.ru/resource/259/75259
энергосбережения
в
электроснабжении
Г.Н.
промышленных
Элементы
предприятий:
учебное пособие / Г.Н. Климова, А.В. Кабышев; Томский политехнический
университет.- Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 187 с.
-31-