Программа итогового междисциплинарного экзамена

Передача и распределение электроэнергии.

 

Классификация электрических сетей напряжением 35 -- 330 кВ и выше. Основные характеристики, конструкции и условия работы воздушных и кабельных линий. Схемы замещения элементов электрической сети, определение потерь мощности и электроэнергии в линиях.

Основные положения теории передачи электроэнергии, схемы замещения и уравнения длинной линии электропередачи.

Методика расчета параметров режимов разомкнутых и простейших замкнутых электрических сетей, а также расчет режимов сложно-замкнутых линий с использованием матричных методов и проектирования с использованием компьютеров.

Регулирование и управление режимами электрических сетей., способы снижения потерь мощности в элементах электрической сети. Регулирование уровня напряжения на подстанциях потребителей, методы снижения потерь напряжения -- централизованные и местные.

Основы проектирования электрических сетей. Выбор сечения воздушных линий и кабелей, определение мощности трансформаторов подстанций, расчет потоков мощности по линиям электропередачи, определение величины напряжения в узловых точках линий, выбор регулирующих элементов и составление баланса активной и реактивной мощности в системе электроснабжения

Выбор оптимальной системы электроснабжения на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом трех критериев: экономичность, надежность и качество электроэнергии. Основные показатели качества электроэнергии и их влияние на работу потребителей.

 

Переходные процессы в электроэнергетических системах

 

Переходные электромагнитные процессы. Симметричные короткие замыкания. Неполнофазные короткие замыкания. Схемы замещения. Расчеты в именованных и относительных единицах. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания, ударный ток, ток короткого замыкания в произвольный момент времени, установившийся ток короткого замыкания.

Особенности расчета электромагнитных переходных процессов во вращающихся электрических машинах. Расчет и построение векторных диаграмм токов и напряжений при однофазном коротком замыкании на землю, двухфазном, двухфазном коротком замыкании на землю.

Параметры элементов систем электроснабжения для токов различных последовательностей.

Особенности расчета переходных процессов при замыканиях в сетях с изолированной нейтралью. Способы ограничения мощностей и токов короткого замыкания. Расчет токов и напряжений при разрывах фаз.

Электромеханические переходные процессы.

Понятие об устойчивости электроэнергетических систем ЭЭС и узлов нагрузки УН. Виды математических моделей. Основные допущения при анализе устойчивости. Основные допущения при анализе устойчивости.

Статическая устойчивость ЭЭС. Математическое описание процессов при анализе статической устойчивости. Практические критерии СУ. Коэффициент запаса СУ. Исследование СУ методом малых колебаний.

Динамическая устойчивость ЭЭС. Метод площадей и вытекающие из него соотношения: определение предельного угла отключения при коротком замыкании в системе, определение предельного времени отключения. Коэффициент запаса ДУ. Метод последовательных интервалов.

Устойчивость устойчивости узлов нагрузки при малых и при больших возмущениях режима. Анализ устойчивости УН при пуске и самозапуске электродвигателей. Расчетные схемы и критерии устойчивости узлов нагрузки при малых возмущениях режима. Критическое напряжение и запас устойчивости.

Способы повышения устойчивости систем электроснабжения.

Электропитающие системы и электрические сети

 

Основное электрооборудование электрических станций и подстанций. Трансформаторы и автотрансформаторы. Их основные параметры, режимы работы, систематические и аварийные перегрузки. Выбор трансформаторов. Повышение экономических показателей подстанций.

Электрические отключающие аппараты высокого напряжения. Классификация отключающих аппаратов на напряжение выше 1000 В. Дуговой разряд. Методы гашения дуги. Условия горения дуги переменного тока. Выключатели высокого напряжения. Разъединители, отделители, короткозамыкатели, разрядники. Выбор и проверка отключающих аппаратов.

Главные схемы станций и подстанций. Классификация схем. Требования к главным схемам. Одиночная, двойная, обходная, резервная системы шин. Блок линия—трансформатор без выключателя. Схемы многоугольников. Мостиковые схемы. Эксплуатационные особенности и область применения.

Методы ограничения токов короткого замыкания. Схемное решение. Токоограничивающие реакторы. Простые и сдвоенные реакторы. Режимы работы, расчет и выбор реактора.

Собственные нужды станций и подстанций. Состав собственных нужд. Схемы собственных нужд обслуживаемых и необслуживаемых станций. Переменный, постоянный и выпрямленный оперативные токи. Их особенности и область применения.

Компоновка оборудования на подстанциях. Оборудование районных и заводских подстанций. Классификация распредустройств. Выбор и проверка шин. Типовые конструкции закрытых и открытых распредустройств и трансформаторных подстанций.

 

Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения.

 

Назначение и требования к релейной защите. Виды коротких замыканий и ненормальных режимов работы линий электропередачи и трансформаторов в сетях до 1000 В и выше. Виды и назначение реле в устройствах релейной защиты и автоматики. Расчет токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах систем электроснабжения в сетях до 1000 В и выше.

Выбор плавких предохранителей и автоматических выключателей в сетях 0,4 кВ. Проверка их по селективности и чувствительности.

Виды защит воздушных и кабельных линий с односторонним питанием в сетях выше 1000 В. Виды защит силовых трансформаторов. Расчет параметров релейной защиты и выбор схемы. Проверка релейной защиты по селективности и чувствительности. Виды оперативного тока. Источники оперативного тока, их достоинства и недостатки.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения, их назначение. Схемы соединений измерительных трансформаторов и обмоток реле.

Назначение автоматики в системах электроснабжения (АПВ, АВР, АЧР, ЧАПВ), Выбор их параметров и схем.

.

Системы электроснабжения.

 

Структура и параметры систем электроснабжения; особенности систем электроснабжения промышленных предприятий; типы электроприемников, режимы их работы; методы расчета электрических нагрузок; методы достижения заданного уровня надежности оборудования, систем электроснабжения; условия выбора параметров основного оборудования в системах электроснабжения различного назначения; режимы нейтрали и практические методы расчетов токов коротких замыканий.; типы схем распределительных электросетей до и выше 1000 В их выбор и расчёт; режимы работы систем электроснабжения, их технико-экономические характеристики и оптимизация (включая компенсацию реактивных нагрузок);

Нормативные показатели качества электроэнергии, техические, социально-экономические и экологические требования, предъявляемые к системам электроснабжения.

Мероприятия по экономии электроэнергии на промышленных предприятиях

 

Электротехнологические установки

 

Электрические печи сопротивления периодического действия. Классификация ЭПС. Устройство камерных, шахтных, колпаковых, элеваторных ЭПС. Тепловой расчет ЭПС периодического действия. Электрические печи сопротивления непрерывного действия. Устройство конвейерных, рольганговых, барабанных, карусельных ЭПС. Плавильные ЭПС, печи-ванны. Тепловой и электрический расчет ЭПС. Индукционные плавильные печи. Физические основы индукционного нагрева. Индукционные канальные печи: устройство, схемы электроснабжения, расчет мощности. Индукционные тигельные печи: устройство, схемы электроснабжения, расчет мощности. Индукционные нагревательные установки. Индукционные закалочные установки.

Нагрев диэлектриков: физические свойства и основы, источники питания, расчет мощности и частоты источников питания.

Дуговые электрические печи и установки. Электрическая дуга и ее характеристики. Дуговые сталеплавильные печи: конструкции, схемы электроснабжения. Руднотермические печи, установки электрошлакового переплава: устройство, семы электроснабжения. Вакуумно-дуговые и плазменно-дуговые печи; электронно-лучевые установки: устройство, схемы электроснабжения.

Электрическая сварка. Сварочные генераторы, сварочные трансформаторы. Автоматическая дуговая сварка. Электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая сварка. Машины и установки контактной, точечной и роликовой сварки.

Электролиз. Электрохимические методы обработки металлов. Магнитострикционные преобразователи. Лазерная обработка металлов.

 

Эксплуатация систем электроснабжения

 

Монтаж и эксплуатация воздушных линий электропередачи. Монтаж и эксплуатация кабельных линий: кабельные линии в траншеях, блоках, на эстакадах, в каналах, туннелях. Монтаж и эксплуатация соединительных и концевых муфт кабелей. Монтаж кабелей из сшитого политэтилена..

Монтаж электроустановок, электропроводок в трубах, тросовых электропроводок. Эксплуатация электропроводок. Монтаж контактных соединений проводов, кабелей и шин.

Монтаж и эксплуатация комплектных трансформаторных подстанций и комплексных распределительных устройств. Монтаж и эксплуатация выключателей, разъединителей, короткозамыкателей, отделителей.

Монтаж реакторов. Монтаж и эксплуатация силовых трансформаторов, испытание на герметичность, ревизия, сушка, очистка трансформаторного масла, текущий и контрольный ремонты. Монтаж и эксплуатация распределительных щитов и пусковой аппаратуры. Монтаж и эксплуатация заземляющих устройств.

Монтаж и эксплуатация электрических машин: ревизия, сушка, пробный пуск, текущий и капитальный ремонты.

 

Электрический привод

 

Механика электропривода. Расчетная схема. Уравнение движения. Определение параметров расчетной схемы для электропривода механизма.

Электромеханические характеристики двигателей. Естественные и искусственные характеристики электродвигателей. Их расчет. Пуск в ход двигателей. Тормозные режимы.

Переходные процессы в электроприводе. Определение продолжительности. Потери энергии в переходных процессах. Регулирование скорости электроприводов.

Тиристорный привод постоянного тока. Принцип работы тиристорного преобразователя. Реверсивный и нереверсивный привод. Частотное регулирование. Построение преобразователя частоты. Законы частотного регулирования.

Разомкнутые системы управления. Автоматизация процессов пуска, торможения, реверсирования. Типовые схемы выполнения функций управления.

Замкнутые схемы управления. Обратная связь. Системы управления с обратными связями по скорости, току, напряжению.

Выбор мощности двигателей для различных режимов работы.