Дисциплины, читаемые на кафедре для студентов других специальностей

Электроснабжение промышленных предприятий для спец. 1804 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» (энергетический ф-т)
Целью изучения дисциплины является освоение студентами комплекса вопросов, связанных с передачей, распределением и преобразованием электрической энергии на промышленных предприятиях.

В результате изучения дисциплины «Электроснабжение промышленных предприятий» студент должен знать:
- принцип построения схем внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий;
- типы, устройство, принцип действия основных элементов системы электроснабжения;
- методы технико-экономических расчетов при выборе оптимальных вариантов систем электроснабжения;
- методы расчета электрических сетей;
- методы выбора и проверки электрооборудования в нормальных и аварийных режимах работы;
- устройство, принцип действия, настройку средств релейной защиты и системной автоматики;
- безопасные методы эксплуатации электрооборудования;
- основные мероприятия по экономии электроэнергии и энергосбережения.

Студент должен уметь:
- читать главные схемы в системах электроснабжения промышленных предприятий;
- выполнять расчет электрических нагрузок и выбирать оптимальную мощность источников питания;
- производить технико-экономические расчеты;
- выбирать эффективные средства релейной защиты и системной автоматики;
- осуществлять мероприятия по строгому учету и экономии электроэнергии.


Тема 1. Введение - 1 час.
Предмет и задача курса "Электроснабжение промышленных предприятий", его место в системе подготовки инженеров специальности 1804. Связь данной дисциплины со смежными и профилирующими дисциплинами. Основные сведения об электроэнергетических системах и системах электроснабжения промышленных предприятий. Основные понятия и определения. Проблемы и задачи электроэнергетики на современном этапе. Технические и экономические требования к системам электроснабжения промышленных предприятий.

Тема 2. Характеристика промышленных потребителей электроэнергии - 2 часа.
Классификация приемников электроэнергии и их характеристики (мощность, род тока, напряжение, частота, режим работы, надежности электроснабжения). Характерные приемники электроэнергии промышленных предприятий (силовые общепромышленные установки, компрессорные, насосные, подъемно-транспортные устройства; электрические осветительные установки; электрические печи).

Тема 3. Основы технико-экономических расчетов - 1 час.
Капитальные затраты. Ежегодные эксплуатационные расходы. Срок окупаемости. Целесообразное сочетание капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Приведенные годовые расчетные затраты. Необходимость технико-экономических сравнений вариантов для правильного решения вопросов проектирования электроснабжения промышленных предприятий.

Тема 4. Графики потребления электроэнергии и электрические нагрузки - 6 час.
Графики электрических нагрузок и их характеристики Классификация графиков электрических нагрузок. Основные определения и обозначения (номинальная мощность приемника и группы приемников, средняя мощность, максимальные длительные и кратковременные нагрузки, расчетная нагрузка). Связь номинальной мощности с максимальной и средней мощностью. Оптимальная длительность интервала осреднения нагрузки. Показатели, характеризующие графики нагрузки и приемники электрической энергии (коэффициенты использования, включения, максимума, спроса, коэффициент заполнения графика нагрузки). Методы определения электрических нагрузок и расхода электроэнергии: - метод коэффициента спроса; - метод упорядоченных диаграмм; - метод удельной плотности нагрузки; - метод удельного потребления электроэнергии на единицу продукции; - определение электрических нагрузок однофазных электроприемников; - определение пиковых нагрузок.

Тема 5. Основные показатели по использованию электрической энергии - 2 часа.
Коэффициент реактивной мощности. Способы и технические средства компенсации реактивной мощности (синхронные компенсаторы, синхронные электро-двигатели, батареи статических конденсаторов). Выбор и размещение компенси-рующих устройств в системах электроснабжения. Удельный расход электроэнергии. Методы определения удельных расходов электроэнергии. Потери мощности и электроэнергии в линиях электропередачи и силовых трансформаторах. Определение стоимости потребления электроэнергии. Тарифы на потребленную электроэнергию.

Тема 6. Электрические подстанции - 4 часа.
Классификация подстанций. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции. Приведенные потери мощности в трансформаторах. Экономически целесообразный режим работы трансформаторов. Технико-экономические расчеты при выборе мощности трансформаторов. Построение картограммы и определение центра электрических нагрузок, использование их для рационального построения схем электроснабжения. Нагрузочная способность силовых трансформаторов. Электрические схемы подстанций. Конструктивное выполнение подстанций.

Тема 7. Электрические сети внешнего и внутризаводского электроснабжения - 6 час.
Характерные схемы электроснабжения: - электроснабжение от собственной электростанции; - электроснабжение от энергетической системы при отсутствии собственной электростанции; - электроснабжение от энергетической системы при наличии собственной электростанции; - распределение электрической энергии на напряжение выше 1000 В по радиальной схеме; - распределение электрической энергии по магистральной схеме. Выбор напряжения. Методы расчета величины рационального напряжения. Конструктивное исполнение электрических сетей. Воздушные линии электропередачи. Кабельные линии электропередачи и способы их прокладки. Выбор сечения проводов и кабелей по техническим критериям и по условиям экономической целесообразности.

Тема 8. Электрические сети внутрицехового электроснабжения - 4 часа.
Требования, предъявляемые к цеховым электрическим сетям. Классификация помещений и наружных установок по окружающей среде. Схемы и способы канализации электроэнергии в цехах. Марки применяемых проводов и кабелей. Типы и конструкции шинопроводов на напряжение до 1000 В. Распределитеольные шкафы, пункты, щитки, комплектные устройства. Коммутационная и защитная аппаратура. Электрические сети осветительных установок. Особенности расчета осветительных сетей.

Тема 9. Короткие замыкания в системах электроснабжения промышленных предприятий - 4 часа.
Причины возникновения коротких замыканий, их последствия. Виды коротких замыканий. Короткое замыкание, как вид переходного процесса. Составляющие короткого замыкания, способы их определения. Определение сил тока и мощности короткого замыкания в электрической системе с неограниченной мощностью. Расчет тока и мощности короткого замыкания по расчетным кривым. Учет синхронных и асинхронных электродвигателей при ко-ротком замыкании. Особенности расчета токов короткого замыкания в электроустановках напряжением ниже 1000 В. Термическое действие токов короткого замыкания. Нагревание токоведущих частей при коротком замыкании. Определение температуры нагрева токоведущих частей при коротком замыкании. Проверка электрических аппаратов на термическую стойкость. Электродинамическое действие токов короткого замыкания. Определение механических усилий, действующих на токоведущие части в режиме короткого замыкания. Проверка на электродинамическую стойкость жестких токоведущих частей и электрических аппаратов. Ограничение токов короткого замыкания. Выбор реакторов и их размещение в системах электроснабжения.

Тема 10. Режим работы нейтрали в электрических сетях - 4 часа.
Выбор режима работы нейтрали в электрических сетях напряжением выше 1000 В. Электрические сети с изолированной нейтралью, с компенсированной нейтралью, с эффективно заземленной нейтралью. Выбор режима работы нейтрали в электрических сетях напряжением ниже 1000 В.

Тема 11. Качество электроснабжения - 6 час.
Показатели качества электрической энергии. ГОСТ 13109-97. Отклонение напряжения. Колебание напряжения. Несинусоидальность напряжения. Несимметрия напряжений. Отклонение частоты. Провал напряжения. Импульс напряжения. Временное перенапряжение.

Тема 12. Релейная защита электроустановок - 4 часа.
Классификация способов защиты. Назначение релейной защиты, требования, предъявляемые к ней. Параметры релейной защиты. Элементы релейной защиты. Источники оперативного тока. Максимально-токовая защита. Виды схем максимально-токовой защиты: то-ковая отсечка, направленная токовая и дистанционная защиты. Дифференциальная токовая защита. Защита от однофазных замыканий. Защита от перегрузок. Защита силовых трансформаторов подстанций промышленных предприятий: защита от внутренних повреждений, защита от перегрузки, защита трансформато-ров специальных установок). Защита воздушных и кабельных линий электропередачи. Дифференциальная и дистанционная защита. Релейная защита электродвигателей, электропечных и конденсаторных установок.

Тема 13. Автоматические устройства в системах электроснабжения - 2 часа.
Назначение устройств автоматики в системах электроснабжения, их классификация. Устройства автоматического включения резерва (АВР), требования к АВР, схемы резервирования с помощью АВР. Устройства автоматического повторного включения (АПВ), требовния к АПВ, схемы АПВ на переменном и постоянном оперативном токе. Устройства автоматической частотной разгрузки (АЧР). Устройства автоматического регулирования мощности конденсаторных батарей.

Тема 14. Заземляющие устройства - 2 часа.
Основные сведения о заземляющих устройствах. Искусственные и естественные заземлители и заземляющие проводники. Расчет заземляющих устройств.


УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1. Основная литература (учебники):
1. Кудрин Б. И., Прокопчик В. В. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1995.
2. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – Минск: Высш. школа, 1988.
3. Федоров А. А., Ристхейн Э. М. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1981.
4. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Дополнительная литература (справочники):
1. Справочник по проектированию электроснабжения / под ред. Ю. Г. Барыбина. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
2. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / под ред. Ю. Г. Барыбина. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
3. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. 1 и 2 т. / под ред. А. А. Федорова – М.: Энергоатомиздат, 1989.
4. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / под ред. Б. Н. Неклепаева. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
5. Правила устройства электроустановок. Изд. 6, – Санкт-Петербург, 2000.

3. Перечень методических указаний по проведению учебных занятий
1. Сборник лабораторных работ по курсу «Электроснабжение». Учебное пособие. –Магнитогорск, МГТУ, 2001 .
2. Электроснабжение промышленных предприятий. Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочного факультета по специальности 1804 – Электропривод и автоматика промышленных установок и технических комплексов. – Магнитогорск, МГТУ, 2002.

Ведущие преподаватели: Белых Г. Б., Жданов А. И., Шеметов А. Н.