Учебно-методический комплекс МДК 01.01 по специальности Электроснабжение (по отраслям)

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное

учреждение «Ульяновский техникум железнодорожного транспорта»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ПО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОМУ КУРСУ

МДК 01.01 «УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ»

ПМ 01 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ

Профессиональный учебный цикл

технический профиль

образовательной программы среднего профессионального образования – программы подготовки специалистов среднего звена по специальности

13.02.07 Электроснабжение (по отраслям)

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ОЧНОЙ и ЗАОЧНОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ

Ульяновск, 2018

Составитель: Королева О.Н., преподаватель ОГБПОУ УТЖТ

Учебно-методический комплекс по МДК 01.01 «Устройство и техническое обслуживание электрических подстанций» составлен в соответствии с требованиями к минимуму результатов освоения ПМ, изложенными в Федеральном государственном стандарте среднего профессионального образования по специальности 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям), утвержденном приказом Министерства образования и науки РФ от «13» августа 2014 г. № 1002.

Учебно-методический комплекс по междисциплинарному курсу (далее МДК) входит ПМ 01 техническое обслуживание оборудование электрических подстанций и сетей и является частью основной профессиональной образовательной программы ОГБПОУ УТЖТ по специальности 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям), разработанной в соответствии с ФГОС СПО.

Учебно-методический комплекс по МДК 01.01 «Устройство и техническое обслуживание электрических подстанций» адресован обучающимся очной  и заочной форм обучения.

УМКД включает теоретический блок, перечень практических занятий и/или лабораторных работ, задания по самостоятельному изучению тем дисциплины, вопросы для самоконтроля, перечень точек рубежного контроля, а также вопросы и задания по промежуточной аттестации (при наличии).

СОДЕРЖАНИЕ

Наименование разделов	стр.
1. Введение……………………………………………………………...	4
2. Образовательный маршрут………………………………………….	9
3. Содержание дисциплины
3.1. Раздел 1. Устройство электрических подстанций и составление их схем………………………………………………………………………….	10
3.2. Раздел 2. Техническое обслуживание оборудования электрических подстанций ………………………………………………………………….	32
4. Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины…	41
5. Информационное обеспечение дисциплины………………………	49

Уважаемый студент!

Учебно-методический комплекс по МДК 01.01 «Устройство и техническое обслуживание электрических подстанций» является частью профессионального модуля ПМ 01 Техническое обслуживание оборудование электрических подстанций и сетей и создан Вам в помощь для работы на занятиях,  при выполнении домашнего задания, самостоятельной работы и подготовки к различным видам контроля МДК 01.01 «Устройство и техническое обслуживание электрических подстанций», а так же при самостоятельном изучении МДК.

УМК по МДК включает теоретический блок, перечень практических занятий и лабораторных работ, задания для самостоятельного изучения тем дисциплины, вопросы для самоконтроля, перечень точек рубежного контроля, а также вопросы и задания по промежуточной аттестации (при наличии экзамена, дифференцированного зачета).

Приступая к изучению МДК, Вы должны внимательно изучить список рекомендованной основной и вспомогательной литературы. Из всего массива рекомендованной литературы следует опираться на литературу, указанную как основную.

По каждой теме в УМК перечислены основные понятия и термины, вопросы, необходимые для изучения (план изучения темы), а также краткая информация по каждому вопросу из подлежащих изучению.  Наличие тезисной информации по теме позволит Вам вспомнить ключевые моменты, рассмотренные преподавателем на занятии.

Основные понятия, используемые при изучении содержания МДК, приведены в глоссарии.

После изучения теоретического блока приведен  перечень практических работ, выполнение которых обязательно. Наличие положительной оценки по практическим и лабораторным работам необходимо для получения зачета по МДК и допуска к экзамену, поэтому в случае отсутствия на уроке по уважительной или неуважительной причине Вам потребуется найти время и выполнить пропущенную работу.

В процессе изучения МДК предусмотрена самостоятельная внеаудиторная работа.

Содержание рубежного контроля (точек рубежного контроля) разработано на основе вопросов самоконтроля, приведенных по каждой теме.

По  итогам изучения МДК проводится дифференцированный зачет.

В зачетную книжку выставляется дифференцированная зачет оценка.  Зачет выставляется на основании оценок за практические и лабораторные работы и точки рубежного контроля. 

В результате освоения МДК Вы должны уметь:

– читать и составлять электрические схемы;

– рассчитывать токи короткого замыкания;

– исследовать конструкции трансформатора, производить выборку и проверку;

– производить выборку и проверку токоведущих частей;

– изучать конструкции коммутационного и защитного оборудования распределительных устройств.

– изучать оперативно-техническую документации электрических подстанций

– оформлять оперативную техническую документацию на производство работ в электроустановке

– оформлять отчетную документацию;

– испытывать и проверять рабочее состояние оборудования.

В результате освоения дисциплины/МДК Вы должны знать:

– общие сведений об электроэнергетических системах, электрических станциях и подстанциях;

– короткого замыкания в электрических системах;

– силовых и измерительных трансформаторов

– изоляторов и токоведущих частей;

– коммутационного и защитного оборудования распределительных устройств.

– общих сведений о техническом обслуживании оборудования электрических подстанций;

– организации безопасных условий труда на подстанции;

– технического обслуживания силовых трансформаторов;

– эксплуатации и технического обслуживания электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций.

В результате освоения МДК у Вас должны формироваться общие компетенции (ОК):

Название ОК	Результат, который Вы должны получить после изучения содержания МДК
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес	знание основ, понимание социальной значимости и проявление устойчивого интереса к будущей профессии
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество	обоснование выбора и применения методов и способов решения профессиональных задач в области конструирования электрических подстанций, эксплуатации и технического обслуживания электрооборудования; демонстрация эффективности и качества выполнения
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность	демонстрация способности принимать решения стандартных и нестандартных профессиональных задач в области конструирования электрических подстанций, эксплуатации и технического обслуживания электрооборудования
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития	эффективный поиск необходимой информации с использованием различных источников, включая электронные
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности	работа с автоматизированными системами управления устройствами электроснабжения; оформление технической и отчетной документации в электронном виде
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями	взаимодействие с обучающимися, преподавателями и мастерами в ходе обучения
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий	проявление ответственности за работу подчиненных, результат выполнения заданий
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации	самоанализ и коррекция результатов собственной работы; организация самостоятельных занятий при изучении профессионального модуля
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности	анализ инноваций в области технического обслуживания оборудования электрических подстанций и сетей

Содержание МДК направлено на формирование профессиональных компетенций в рамках профессионального модуля ПМ 01 Техническое обслуживание оборудование электрических подстанций и сетей.

В таблице приведены профессиональные компетенции, на формирование которых направлено содержание МДК 01.01 «Устройство и техническое обслуживание электрических подстанций».

Название ПК	Результат, который Вы должны получить после изучения содержания МДК
ПК 1.1. Читать и составлять электрические схемы электрических подстанций и сетей	– определение видов электрических схем; - распознавание видов электрооборудования на принципиальных электрических схемах электрических подстанций и сетей по условным графическим и буквенным обозначениям; – составление электрических схем электрических подстанций; – расчеты рабочих токов и токов короткого замыкания в электрических сетях и электрооборудовании подстанций; – обоснование выбора электрооборудования электрической подстанции с помощью технической документации и инструкций; – обоснование модернизации схем электрических устройств подстанций и сетей
ПК 1.2. Выполнять основные виды работ по обслуживанию трансформаторов и преобразователей электрической энергии	– изложение принципов действия трансформаторов и преобразователей электрической энергии; – изложение основных положений правил технической эксплуатации электроустановок; – выделение основных элементов в конструкции трансформаторов и преобразователей электрической энергии; – определение видов работ по обслуживанию трансформаторов и преобразователей электрической энергии – планирование выполнения работ по обслуживанию согласно технологическим картам; – демонстрация различных способов выполнения работ по техническому обслуживанию трансформаторов и преобразователей электрической энергии
ПК 1.3. Выполнять основные виды работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств электроустановок, систем релейных защит и автоматизированных систем	- изложение принципов действия электрооборудования распределительных устройств, устройств релейной защиты, аппаратуры автоматизированных систем управления; – изложение основных положений правил технической эксплуатации электроустановок; – выделение основных элементов в конструкции электрооборудования; распределительных устройств, устройств релейной защиты, аппаратуры автоматизированных систем управления; – определение видов работ по техническому обслуживанию электрооборудования распределительных устройств; – выполнение работ по техническому обслуживанию устройств релейной защиты и аппаратуры автоматизированных систем управления; – демонстрация приемов безопасного производства работ при обслуживании оборудования распределительных устройств электроустановок
ПК 1.5. Разрабатывать и оформлять технологическую и отчетную документацию	- создание отчетной и технологической документации с применением инструкций, правил, нормативно-технической документации; – обоснование принятых технических решений

Внимание! Если в ходе изучения МДК у Вас возникают трудности, то Вы всегда можете к преподавателю прийти на дополнительные занятия, которые проводятся согласно графику. Время проведения дополнительных занятий Вы сможете узнать у преподавателя, а также познакомившись с графиком их проведения, размещенном на двери кабинета преподавателя.

В случае, если Вы пропустили занятия, Вы также всегда можете прийти на консультацию к преподавателю в часы дополнительных занятий.

Образовательный маршрут по МДК

Таблица 1

Формы отчетности, обязательные для сдачи	Количество
лабораторные занятия	17
практические занятия	40
Точки рубежного контроля	81
Итоговая аттестация (при наличии)	Курсовая работа

Желаем Вам удачи!

СОДЕРЖАНИЕ МДК

Раздел 1.

Устройство электрических подстанций и составление их схем

Тема 1.1.

Общие сведения об электроэнергетических системах, электрических станциях и подстанциях

Основные понятия и термины по теме: электроэнергия, электроустановка, электрические станции, распределительное устройство, потребители электроэнергии, электрическая система.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Понятии энергетики, электроустановках, приемника электроэнергии, потребителях электроэнергии. Стадии работ.

2. Понятия и классификации электротехнической системы, электрической станции, трансформаторные подстанции.

3. Виды электрических схем их назначение, обозначение и предъявляемые к ним требования.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Особенности электрического производства является одновременность выработки электроэнергии и ее потребления, поэтому образуется тесная связь между электроэнергетическими предприятиями и потребителями. Создается необходимость бесперебойной подачи электроэнергии и высокого уровня надежности электроснабжения потребителей.

Для реализации этих задач создана энергосистема, где на электростанциях вырабатывается электроэнергия, которая передается и распределяется между потребителями с помощью электрической сети, состоящей из линий электропередач (ЛЭП) и подстанций.

Большинство электростанций в России - это тепловые, работающие на различных видах топлива: уголь, газ, мазут и т.д. Возможность истощения природных топливных ресурсов привела к появлению новых источников энергии. Так появились атомные электростанции (АЭС), ветряные электростанции, использующие энергию приливов и отливов, солнечные и т.д.

Особняком стоят гидроэлектростанции (ГЭС). Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой ими, гораздо ниже, чем на тепловых и атомных, но капиталовложение в них значительно больше и, кроме того, большие площади земли занимают под водохранилища.

При передаче электроэнергии на значительные расстояния увеличивают напряжение, чтобы избежать больших потерь электроэнергии. Для этого применяют трансформаторные подстанции с повышающими трансформаторами. В местах использования полученной электроэнергии напряжение понижают до такой величины, с которой его удобно использовать.

Основным средством для изображения электроустановок на чертежах является схема, на которой условными графическими обозначениями указаны все элементы электроустановки (приборы, аппараты, кабели, провода) и связи между этими элементами.

Схемы подразделяют на структурные, функциональные, принципиальные, соединений (монтажные), подключений (внешних соединений), общие и расположения. Наибольшее распространение получили схемы принципиальные, соединений и подключений.

Принципиальная схема дает полное представление о составе входящих в данную электроустановку элементов и связи между ними, о работе всех электрических цепей. Эта схема служит основанием для разработки схем соединения и подключения. Принципиальные схемы составляются как для отдельных электроизделий панели управления, магнитной станции, осветительного щитка, так и полные, включающие все элементы, которые входят в электроустановку, и связи между ними.

На схемах соединений изображают соединения составных частей изделия или отдельного узла электроустановки, взаимное расположение отдельных элементов, провода, жгуты и кабели, которыми осуществляются соединения, а также сборки зажимов, разъемы и другие элементы, через которые обеспечивается связь данного изделия с другими частями электроустановки.

Схема подключений (внешних соединений) показывает, как соединяются между собой отдельные узлы и изделия электроустановки. На них изображены преимущественно ряды зажимов каждого изделия и кабели, жгуты или провода, подключаемые к зажимам для связи этого изделия с другими изделиями данной электроустановки.

Подробнее об электрических схемах вы можете узнать из [14], [16].

Лабораторные работы/ Практические занятия

- не предусмотрено

Задания для самостоятельного выполнения

1. Электроэнергетические системы, электрические станции и трансформаторные подстанции

2. Электрические схемы

3. Составление электрических принципиальных схем

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест

-                   Проверка конспекта и таблиц

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Укажите назначение трансформаторных подстанций в системе электроснабжения потребителей.

2.Дайте определение энергосистемы.

3.Кратко охарактеризуйте типы электростанций с указанием их достоинств и недостатков.

4.Объясните необходимость повышения и понижение напряжения в ЛЭП при передаче и распределении электроэнергии.

5.Дайте определения электрическим схемам, применяемым в электроснабжении потребителей.

Тема 1.2.

Короткие замыкания в электрических системах

Основные понятия и термины по теме: короткое замыкание, переходный процесс, нейтраль.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Виды, причины, последствия КЗ. Причины переходного процесса. Назначения расчетов и требования к их точности.

2. Понятие нейтрали, виды, режим работы электроустановок.

3. Элементы цепи, расчет сопротивления, тока и мощности при коротком замыкании.

4. Порядок проверки электрооборудования на электродинамическую и термическую стойкость.

5. Методы ограничения тока короткого замыкания. Понятие реактор, способ применения и включения.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Расчет токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ) необходим для технически обоснованного выбора и проверки на динамическую и термическую стойкость аппаратуры и токоведущих частей электроустановок, а также для определения токов срабатывания и коэффициентов чувствительности защит.

При изучении характера изменений тока при трехфазном КЗ рекомендуется повторить темы «Цепь с индуктивностью», «Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью», «Короткое замыкание участка цепи с сопротивлением и индуктивностью».

Обратите внимание на сложные процессы, происходящие в цепи при КЗ, а также возникновение апериодической и периодической составляющих тока КЗ.

Определяя относительное сопротивление отдельных элементов и всей цепи до точки короткого замыкания, пользуются произвольно принятым значением базисной мощности. При этом нужно уяснить, почему все элементы цепи короткого замыкания должны быть приведены к единым базисным условиям и почему эти базисные условия могут быть выбраны совершенно произвольно.

При определении токов короткого замыкания в установках до 1000 В расчет ведется не в относительных, а в абсолютных именованных единицах. При этом учитывают как индуктивные, так и активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи, выраженные в миллиомах.

Изучая вопрос ограничения токов короткого замыкания, следует помнить, что применение реакторов для этих целей является экономически выгодным при питании от мощных электрических систем и наличии на подстанции мощных трансформаторов. В этом случае создается возможность применения менее мощного оборудования.

При выборе и проверке аппаратуры по токам короткого замыкания надо четко разграничивать требования, вытекающие из нормальных и аварийных условий работы; поэтому, выбрав аппарат по номинальным параметрам, т. е. по работе в нормальных условиях, проверяют его на динамическую и термическую устойчивость при кратковременном аварийном режиме, возникающем в результате короткого замыкания.

Проверку токоведущих частей по условиям термического действия токов короткого замыкания практически можно производить по кривым нагревания или определением минимально необходимого сечения токоведущих частей. Последний способ является самым простым и наиболее распространенным в практике.

Необходимо рассмотреть и проанализировать примеры выбора и проверки аппаратуры на динамическую и термическую устойчивость при токах короткого замыкания, которые приведены в [16].

Подробнее о видах и расчетах токов КЗ, электродинамическом и термическом действиях токов КЗ и их ограничений вы можете узнать в главе 2 [16].

Порядок расчета токов КЗ, максимальных рабочих токов подстанции, выбора и проверки электрооборудования качественно описан в главах 3; 4 и 5 [15].

Лабораторные работы

- не предусмотрено

Практические занятия

№ 1. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для опорной подстанции.

№ 2. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для транзитной подстанции.

№ 3.Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для отпаечной подстанции.

№ 4. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для тупиковой подстанции.

№ 5. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В.

Задания для самостоятельного выполнения

1. Электродинамическое и термическое действия токов КЗ.

2. Расчет сопротивлений элементов цепи при КЗ в относительных и именованных единицах, расчет токов и мощности КЗ.

3. Выполнение расчетов, выбор и проверка оборудования по расчетным и паспортным параметрам.

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача практических работ.

-                   Проверка решений задач.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Укажите причины возникновения и виды КЗ в системах переменного тока высокого напряжения.

2.Поясните, как возникает ударный ток КЗ и порядок его вычисления.

3.Объясните электрическое воздействие токов КЗ на электрооборудование подстанций.

4. Перечислите и поясните способы ограничения токов КЗ.

5.Объясните термическое действие токов КЗ на электрооборудование подстанций.

6.Укажите, как проверить аппаратуру подстанций и токоведущих частей по условиям термической стойкости к токам КЗ.

7.Поясните способы проверки аппаратуры подстанций и токоведущих частей по условиям электродинамической стойкости к токам КЗ.

Тема 1.3.

Силовые и измерительные трансформаторы

Основные понятия и термины по теме: трансформатор тока, трансформатор напряжения, схема.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Силовые трансформаторы (типы, параметры, конструкция, условные обозначения).

2. Виды охлаждения (схемы, группы соединений обмоток).

3. Измерительные трансформаторы тока (типы, параметры, конструкция, схемы соединений обмоток. Режимы работы, условные обозначения).

4. Измерительные трансформаторы напряжения (типы, параметры, конструкция, схемы соединений обмоток. Режимы работы, условные обозначения).

5. Трансформаторы тока для внутренней установки (Катушечные, проходные, шинные трансформаторы тока).

6. Трансформаторы тока для наружной установки (Втулочные, кабельные трансформаторы тока, их особенности).

7. Измерительные трансформаторы напряжения с двумя вторичными обмотками (Схема, включение в трехфазную цепь, векторная диаграмма. Векторные диаграммы напряжений первичной и вторичной дополнительной обмоток при однофазном замыкании на землю).

Краткое изложение теоретических вопросов:

Тема «Силовые и измерительные трансформаторы тесно связана с темой 3.3 «Трансформаторы» учебной дисциплины ОП2 Электротехника и электроника и темой «Измерительные трансформаторы».

Очень важно повторить принцип действия и устройство силового трансформатора. Кроме того, необходимо научиться расшифровывать маркировку трансформаторов, т.к. она содержит много информации о трансформаторе. Повторение режимов работы силовых трансформаторов (холостой ход, работа под нагрузкой, короткое замыкание) создаст хорошую базу знаний для понимания работы трансформатора. Очень важно разобраться со схемами и группами соединения обмоток силовых трансформаторов, т.к. параллельная работа трансформаторов с разными группами соединения запрещена.

Группой соединения обмоток трансформатора называют сдвиг фаз между векторами линейных ЭДС. первичной и вторичной обмоток. Номер группы соединения можно определить, если векторы ЭДС, сдвинутые под этим углом, приложить к циферблату механических часов так, чтобы вектор ЭДС первичной обмотки Е1 указывал на число 12. То число, на которое укажет вектор ЭДС вторичной обмотки Е2, называют номером группы соединения. Стандарт определяет 12 групп соединения (0-11), где нулевой является та группа соединения, при которой оба вектора указывают на число 12. Базовыми являются группы соединения Y/Y-0; Y/Y-6; Y/Δ-11; Y/Δ-5. Остальные группы соединения получают при изменении порядка чередования фаз обмоток.

При соединении обмоток силовых трансформаторов используют схемы соединений «звезда» и «треугольник».

Соединение обмоток в «зигзаг» в силовых трансформаторах не применяют. Этот вид соединения используют в трехфазных сварочных трансформаторах для увеличения потоков рассеивания. Измерительные трансформаторы тока применяют для расширения пределов измерений электроизмерительных приборов и подключения токов обмоток реле защит. К вторичным обмоткам трансформаторов тока подключают токовые обмотки электроизмерительных приборов (ваттметров, счетчиков электрической энергии, фазометров) и амперметры. Токовые обмотки имеют малое электрической сопротивление, поэтому трансформаторы тока работают в режиме, близком к короткому замыканию.

Обратите внимание на конструкцию трансформаторов тока. Требуется различать их по способу установки: проходные и опорные; по конструкции первичной обмотки: одновитковые, шинные и многовитковые. Изучая их буквенно–цифровые обозначения, Вы по их маркировке можете составить достаточно полное представление о трансформаторе тока.

Следует детально разобраться с охлаждением трансформаторов тока, заземлением вторичной обмотки и опасностью работы при разомкнутой вторичной обмотке и схемам соединения обмоток. Т.к. в процессе эксплуатации электрооборудования подстанций придется использовать токоизмерительные клещи (разновидность трансформатора тока), то внимательно изучите их особенности конструкции.

Трансформаторы напряжения применяют в сетях переменного тока. Он представляет собой понижающий трансформатор, напряжение вторичной обмотки которого составляет 100 В или 100/√3. К ней подключают обмотки напряжения измерительных приборов и реле защиты. Это расширяет пределы измерений электроизмерительных приборов и защищает их изоляцию, т.е. изоляцию реле от высоких напряжений.

При изучении трансформаторов напряжения обратите внимание на их конструкцию, способы охлаждения активной части, схемы включения и маркировку.

В последнее время появились сухие трансформаторы напряжения с литой изоляцией и элегазовые (ЗНГ-110;ЗНОГ-220). Преимущества и недостатки каждого из них вы можете оценить из личного опыта.

Схемы соединения обмоток - «звезда», «треугольник», «неполный треугольник». Обратите внимание на схему соединения обмоток, «неполный треугольник», которая используется для непрерывного контроля за изоляцией.

Подробнее о трансформаторах можно узнать в главе 3 [16].

Лабораторные работы

- не предусмотрено

Практические занятия

№ 6. Исследование конструкции силового трансформатора.

№ 7. Исследование конструкции измерительных трансформаторов.

№ 8. Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока.

№ 9. Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения.

Задания для самостоятельного выполнения

1. Трансформаторы тока

2. Трансформаторы напряжения

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача практических работ.

-                   Проверка решений задач.

-                   Защита реферата и доклада

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Расшифруйте маркировку силового трансформатора ТДТН-16000/110-81У1.

2.Объясните назначение силовых трансформаторов в системе электроснабжение.

3.Перечислите основные элементы выемной (активной) части силового трансформатора и укажите их назначение.

4.Укажите основные элементы силового трансформатора, расположенные на крышке бака и укажите их назначение.

5.Объясните, почему режим холостого хода очень опасен для измерительного трансформатора тока.

6.Начертите электрическую схему подключения катушек реле в схеме соединения вторичной обмотки трансформатора напряжения в « неполную звезду».

Тема 1.4.

Изоляторы и токоведущие части

Основные понятия и термины по теме: изоляторы, шины, провода, кабели.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Изоляторы распределительных устройств (назначение, типы, параметры, конструкция).

2. Шины и провода распределительных устройств (назначение, типы, параметры, конструкция).

3. Кабели (назначение, типы, параметры, устройство, условные обозначения).

4. Токоведущая часть распределительных устройств (принцип действия).

5. Изоляторы, шины, кабели, их преимущество (достоинство, и различия).

6. Принцип действия изоляторов (принцип работы изоляторов распределительных устройств).

7. Принцип действия шин и проводников (принцип работы шин и проводников распределительных устройств)

8. Принцип действия кабелей (принцип работы кабелей).

Краткое изложение теоретических вопросов:

Изучение это темы следует начать с назначения и конструкции изоляторов. Все параметры изоляторов сводятся к роду установки (наружная или внутренняя) номинальному напряжению и по разрушающей нагрузке, которая возникает при электродинамическом воздействии тока короткого замыкания. Проходные изоляторы, кроме того, проверяются по номинальному току.

Особое место занимают маслонаполненные изоляторы (вводы), которые используются в силовых трансформаторах и высоковольтных выключателях. Подвесные изоляторы используются на воздушных линиях электропередачи и гибких вводах на подстанциях.

Кроме того, на воздушных линиях электропередачи используют и штыревые изоляторы.

Основные материалы для изготовления изоляторов: электротехнический фарфор, покрытый слоем глазури и обожженный в печах; стекло (закаленное) и полимерные, изготовленные из специальных пластических масс.

Обозначение изоляторов.

- конструкция: Ш - штыревой; П - подвесной;

- материал: Ф - фарфор; С - стекло; П - полимер;

- назначение: Т - телеграфный; Н - низковольтный; Г - грязестойкий (для подвесных); Д - двухъюбочный;

- типоразмер А; Б; В; Г (для штыревых);

- цифры, которые у штыревых изоляторов указывают на номинальное напряжение (10; 20; 35) или диаметр внутренней резьбы (для низковольтных), а у подвесных на гарантированную механическую прочность, кН.

Шины являются жесткими неизолированными проводниками, из которых выполняются сборные шины распределительных устройств, электрическое соединение между аппаратами и присоединение их к сборным шинам. Материал шин должен удовлетворять ряду требований: обеспечивать необходимую электрическую проводимость, механическую прочность, быть устойчивым к химическим воздействиям окружающей среды, иметь небольшую массу и стоимость. В качестве материала шин могут быть использованы медь, алюминий и сталь. Медные шины используются только в особых случаях и при соответствующем технико-экономическом обосновании. Стальные шины могут использоваться в маломощных электроустановках при рабочих токах до 200-300 А. По соображениям экономического порядка применяют, как правило, шины из алюминия и его сплавов с различными электрическими и механическими характеристиками. Распространенной формой поперечного сечения шин является прямоугольник, имеющий соотношение сторон в /h = 1/5; 1/12 (рис. 1, а). Такие шины называются плоскими. Они обеспечивают хороший отвод тепла в окружающую среду, так как имеют большую поверхность охлаждения. При рабочих токах более 2000 А токопроводы собирают из нескольких шин (пакет шин). Пакет состоит из двух или трех полос (рис. 1, б и в). Допустимый ток при этом увеличивается соответственно до 3200 А и 4100 А, т.е. не пропорционально числу полос из-за неравномерного распределения тока между полосами и ухудшения условий охлаждения. Недостатком пакета шин является также сложность монтажа и снижение механической устойчивости шин при КЗ из-за притяжения полос друг к другу, так как по ним протекают токи одного направления. Чтобы исключить смыкание полос при КЗ, между ними ставятся дистанционные прокладки с соответствующим креплением. При больших рабочих токах применяют составные шины из двух коробчатых шин большого сечения (рис. 1 г). Благодаря малому влиянию эффекта близости и достаточно хорошему охлаждению использование металла коробчатых шин получается значительно лучше по сравнению с пакетом прямоугольных шин того же общего сечения. Расчеты показывают, что уже трехполосовые пакеты шин выгодно заменять коробчатыми шинами. Шины прямоугольного и коробчатого сечения применяют на напряжение до 10 кВ. В установках напряжением 35 кВ и выше необходимо учитывать явление коронного разряда, который возникает при частичном электрическом пробое воздуха у поверхности проводника. Шины прямоугольного и коробчатого сечения способствуют формированию неравномерного электрического поля и появлению короны (фиолетового свечения, хорошо видимого в темноте). Коронирование шин весьма нежелательно, так как при этом происходит ионизация воздуха, снижающая его электрическую прочность и облегчающая перекрытие изоляторов и пробой между фазами. При коронных разрядах происходит образование озона и окислов азота. Озон интенсивно окисляет металлические конструкции распределительного устройства, а окислы азота образуют с водой азотную кислоту, которая разрушает изоляцию и металлы.

Рис. 1. Формы поперечного сечения шин: а — прямоугольник; б — пакет из двух полос; в — пакет из трех полос; г — коробчатые шины; д — трубчатые шины 15

Наиболее совершенной формой поперечного сечения шин является круглая кольцевая, которую имеют трубчатые шины (рис. 1, д). При правильном выборе соотношения толщины стенки t и диаметра трубы D обеспечивается хороший отвод тепла и достаточная механическая прочность. Вокруг трубчатой шины создается равномерное электрическое поле, что препятствует возникновению короны. Трубчатые шины укрепляют на опорных стержневых или штыревых изоляторах, а также крепят к опорным конструкциям гирляндами подвесных изоляторов. Наряду с трубчатыми шинами в открытых распределительных устройствах широко применяют гибкие многопроволочные провода. Обычно применяют сталеалюминевые провода марки АС, у которых сердечник скручен из стальных оцинкованных проволок, а алюминиевая часть из проволок одинакового диаметра укладывается рядами (повивами) вокруг стального сердечника. Окраска шин эмалевой краской несколько повышает теплоотдачу в окружающую среду, что дает возможность увеличить допустимый ток нагрузки на шины. Для облегчения ориентировки персонала в электроустановке применяют цветную окраску шин. В распределительных устройствах постоянного тока шины положительной полярности окрашивают в красный цвет, отрицательной — в синий. Окраска шин при переменном трехфазном токе следующая: фаза А — желтый цвет; фаза В — зеленый; фаза С — красный; нулевая рабочая N — голубой; нулевая защитная N — продольные полосы желтого и зеленого цветов. Шины однофазного тока, являющиеся ответвлением от системы трехфазного тока, окрашиваются как соответствующие шины, от которых они ответвляются. Резервные шины окрашиваются в цвет резервируемом основной. Если же резервная шина может заменить любую из основных, то она окрашивается поперечными полосами в цвета основных, которые чередуются между собой. Многопроволочные гибкие провода не окрашивают, так как изменение провисания их при изменении температуры нагрева приводит к разрушению слоя краски.

О самонесущих изолированных проводах вы можете узнать из [7]. Электрические силовые кабели предназначены для передачи электрической энергии от места ее производства или преобразования к потребителям.

В настоящее время появилось много разновидностей кабелей. Особенно изменились изоляция и другие наружные покровы кабелей. Каждая конструкция кабелей имеет определенное обозначение и марку. Марка кабеля составляется из начальных букв слов, описывающих конструкцию кабеля. Используйте справочник Алиева И.И. Казанского С.Б. Кабельные изделия. Для расшифровки марок кабелей и возможности их применения. Там же можно узнать их устройство.

Устройство, назначение, типы кабелей - в главе 4 [16].

Лабораторные работы

- не предусмотрено

Практические занятия

№ 10. Выбор и проверка токоведущих частей и изоляторов для открытого распределительного устройства.

№ 11. Выбор и проверка токоведущих частей и изоляторов для закрытого распределительного устройства.

№ 12. Выбор и проверка кабелей на потерю напряжения.

Задания для самостоятельного выполнения

1. Изоляторы, шины, кабели

2. распределительные устройства

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача практических работ.

-                   Защита реферата и доклада

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Перечислите типы изоляторов и охарактеризуйте места их применения.

2.Объясните, почему шины открытых РУ напряжением выше 10 кВ выполняются гибкими проводами.

3.Перечислите виды сечений жестких шин закрытых РУ.

4.Расшифруйте марку кабеля ААБГ-10 3 х120

5.Укажите параметры, по которым выбираются и проверяются опорные изоляторы.

6.Перечислите покровы кабеля марки АСБ-10 и укажите назначение каждого из них.

Тема 1.5.

Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств

Основные понятия и термины по теме: электрические контакты, рубильники, переключатели, пакетные выключатели, магнитные пускатели, автоматические выключатели, предохранители, масляные выключатели, разъединители, разрядника, ограничители перенапряжения.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Электрические контакты (конструкции, электрическая дуга, процессы ее образования и гашения).

2. Коммутационные и защитные аппараты напряжением до 1000 В (типы, параметры, конструкции, условные обозначения).

3. Коммутационные аппараты напряжением выше 1000 В (приводы аппаратуры напряжением 1000 В, особенности, принцип действия).

4. Назначение, типы, параметры, устройство, условные обозначения (схемы управления).

5. Защитная аппаратура напряжением выше 1000 В (разрядники и ограничители перенапряжений, предохранители, их принцип работы, типы и параметры, условные обозначения).

6. Предохранители и автоматические выключатели (виды, и область применения предохранителей и автоматических выключателей коммутационных и защитных аппаратов напряжением до 1000 В).

7. Выключатели нагрузки и разъединители (область применения разъединителей и выключателей нагрузки)

Краткое изложение теоретических вопросов:

Прежде чем рассматривать конструкцию коммутационных аппаратов, необходимо ознакомиться с основными процессами, происходящими в электрической дуге. Подробно явление разряда в газах, в том числе дуговой разряд, изучается в ОП.02.

Кроме того, перед началом изучения темы 1.5 следует повторить тему 11.2 в учебнике Л.А. Частоедова «Электротехника», связанную с изучением переходных процессов при включении цепи, содержащей R и L, к источникам питания постоянного и переменного тока.

В отключающих аппаратах необходимо не только разомкнуть контакты, но и погасить возникшую между ними дугу. Если разомкнуть контакты в бестоковую паузу и развести их с достаточной скоростью на такое расстояние, чтобы не произошел электрический пробой, то цепь будет отключена очень быстро. В отключающих аппаратах до 1 кВ широко используются следующие способы гашения дуги. Удлинение дуги при быстром расхождении контактов: чем длиннее дуга, тем большее напряжение необходимо для ее существования. Если напряжение источника окажется меньше, то дуга гаснет.

Гашение дуги в узких щелях. Если дуга горит в узкой щели, образованной дугостойким материалом, то благодаря соприкосновению с холодными поверхностями происходит интенсивное охлаждение и диффузия заряженных частиц в окружающую среду. Это приводит к быстрой деионизации и гашению дуги.

Движение дуги в магнитном поле. Электрическая дуга может рассматриваться как проводник с током. Если дуга находиться в магнитном поле, то на нее действует сила, определяемая по правилу левой руки. Ели создать магнитное поле, направленное перпендикулярно оси дуги, то она получит поступательное движение и будет затянута внутрь щели дугогасительной камеры.

Основные способы гашения дуги в аппаратах выше 1 кВ.

Гашение дуги в масле. Если контакты отключающего аппарата поместить в масло, то возникающая при размыкании дуга приводит к интенсивному газообразованию и испарению масла. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, состоящий из водорода (70-80%); быстрое расположение масла приводит к повышению давления в пузыре, что способствует ее лучшему охлаждению и деионизации. Водород обладает высокими дугогасящими свойствами; соприкасаясь непосредственно со стволом дуги, он способствует ее деионизации. Внутри газового пузыря происходит непрерывное движение газа и паров масла.

Гашение дуги в масле широко применяется в выключателях.

Газовоздушное дутье. Охлаждение дуги улучшается, если создать направленное движение газов - дутье. Дутье вдоль или поперек дуги способствует проникновению газовых частиц в ее ствол, интенсивной диффузии и охлаждение дуги. Газ создается при разложении масла дугой (масляные выключатели) или твердых газогенерирующих материалов (автогазовое дутье). Более эффективное дутье холодным неионизированным воздухом, поступающим из специальных баллонов со сжатым воздухом (воздушные выключатели).

Гашение дуги в вакууме. Высокоразряженный газ(10-6-10-8 Н/см2) обладает электрической прочностью, в десятки раз больше, чем газ при атмосферном давлении. Если контакты размыкаются в вакууме, то сразу же после первого прохождения тока в дуге через ноль прочность промежутка восстанавливается, и дуга не загорается вновь. Эти свойства вакуума используются в некоторых типах выключателей.

По сравнению с другими выключателями вакуумные имеют ряд преимуществ: небольшой ход подвижных контактов, высокую скорость действия (0,01 с), малую величину необходимой мощности при включении и отключении (благодаря малой величине хода и веса контактов).

Гашение дуги в газах высокого давления. Воздух при давлении 2 МПа и более высокой электрической прочностью. Это позволяет создавать компактные устройства для гашения дуги в атмосфере сжатого воздуха. Еще более эффективно применение высокопрочных газов, например шестифтористой серы SF6(элегаза). Элегаз обладает не только большей электрической прочностью, чем воздух и водород, но и лучшими дугогасящими свойствами даже при атмосферном давлении. Элегаз применяется в выключателях, отделителях, короткозамыкателях и другой аппаратуре высокого напряжения.

Изучая коммутационную аппаратуру напряжением до 1000 В, следует не только изучить принцип действия аппаратов, но запомнить электрическую схему магнитного пускателя, автоматического воздушного выключателя, максимального тока.

Необходимо хорошо изучить электрические схемы управления выключателями переменного тока, оборудованными электромагнитными или пружинными приводами, твердо представляя назначение и действие каждого из элементов схемы. Для этого следует хорошо изучить схемы, приведенные в [16, рис.5.60-5.63].

В схемах управления для контроля, включенного и отключенного состояния выключателя используются блокировочные сигнальные контакты Q1 и Q2 (блок-контакты). Замыкание и размыкание блок-контактов происходит одновременно с включением и отключением главных контактов выключателя.

Пружинные приводы находят широкое применение для управления выключателями в установках до 10 кВ включительно как на трансформаторных, так и на тяговых подстанциях.

Очень хорошо описано устройство и принцип действия коммутационной и защитной аппаратуры распределительных устройств электрических подстанций в [14].

Некоторые коммутационные аппараты применяются только на железнодорожном транспорте: выключатели быстродействующие постоянного тока серии ВАБ. Их устройство, принцип действия, способы гашения дуги описывается в [16].

Большое значение придается условно – графическим обозначением в электрических схемах, поэтому при выполнении электрических схем используйте [9]; [10]; [12]; [13].

Лабораторные работы

№ 1. Изучение конструкции магнитного пускателя и контактора.

№ 2. Изучение конструкции и выбор предохранителей.

№ 3. Исследование работы автоматического воздушного выключателя.

№ 4. Разборка, замер параметров и сборка высоковольтного выключателя переменного тока.

№ 5. Исследование работы привода высоковольтного выключателя.

№ 6. Исследование схемы управления высоковольтным выключателем переменного тока.

№ 7. Исследование работы магнитного пускателя.

№ 8. Исследование работы предохранителя.

Практические занятия

№ 13. Изучение конструкции высоковольтных выключателей переменного тока.

№ 14. Выбор и проверка выключателей переменного тока напряжением выше 1000 В.

№ 15. Изучение конструкции разъединителей.

№ 16. Выбор и проверка разъединителей.

№ 17. Изучение конструкции магнитного пускателя.

№ 18. Изучение конструкции контактора.

№ 19. Изучение конструкции автоматического воздушного выключателя.

№ 20. Изучение конструкции разрядников и ограничителей перенапряжений.

№ 21. Выбор и проверка выключателей напряжением до 1000 В.

№ 22. Выбор и проверка магнитного пускателя.

№ 23. Выбор и проверка контактора.

Задания для самостоятельного выполнения

1. Электрические контакты.

2. Защитная аппаратура напряжением выше 1000 В.

3. Выполнение рисунков по конструкции коммутационных и защитных аппаратов.

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача практических и лабораторных работ.

-                   Защита реферата и доклада

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Объясните причины возникновения электрической дуги в коммутационных аппаратах.

2.Перечислите и поясните способы гашения электрической дуги в коммутационных аппаратах напряжением до 1000 В.

3.Поясните гашение электрической дуги в масляных выключателях.

4.Сравните способы гашения электрической дуги в вакуумных и элегазовых выключателях.

5.Объясните назначение высоковольтных выключателей и разъединителей.

6.Перечислите основную защитную аппаратуру напряжением до 1000 В с объяснением ее принципа действия.

7.Укажите защитное оборудование электрических подстанций напряжением выше 1000 В.

Тема 1.6. Электрические подстанции

Основные понятия и термины по теме: аккумуляторная батарея, система питаний собственных нужд..

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Требования к распределительным устройствам (открытого и закрытого типа, схемы и конструкции электрических подстанций).

2. Собственные нужды электроустановок (системы питания собственных нужд).

3. Аккумуляторная батарея (принцип действия и применение).

4. Графики нагрузок электроустановок (определение мощности районных потребителей. Определение полной мощности подстанции. Расчеты рабочих токов в распределительных устройствах до и выше 1000 В).

5. Структурные схемы электрической части станций (схемы электрических станций).

6. Технологическая схема ТЭС (тепловая схема ТЭС, Тепловые нагрузки ТЭЦ,  Системы теплоснабжения, Сжигание газа на электростанции).

Краткое изложение теоретических вопросов:

Распределительной устройство (РУ) - это электроустановка, служащая для приема и распределение электрической энергии одного класса напряжения. Оно содержит набор коммутационных аппаратов, сборные и соединительные шины, устройства релейной защиты и автоматики, средства учета электроэнергии и измерительные приборы.

Студенты должны узнать требования к РУ и методы их выполнения:

1) Обслуживание РУ должно быть удобным и безопасным.

2) По своим номинальным данным оборудование РУ должно удовлетворять условиям работы, как в нормальном режиме, так и при КЗ. В условиях нормального режима работы нагрев током проводников не должен превышать значений, установленных нормами. Это обеспечивает надежную работу токоведущих частей и гарантирует экономически оправданный срок службы изоляции, исключая ее ускоренное тепловое старение. В режиме КЗ оборудование РУ должно обладать необходимой термической и электродинамической стойкостью, т.е. оно должно надежно противостоять силам электродинамического воздействия и кратковременному нагреву токами КЗ.

3) Изоляция оборудования должна соответствовать номинальному напряжению сети и выдерживать возможные в эксплуатации повышения напряжения при коммутационных и атмосферных перенапряжениях. Важнейшим условием надежной эксплуатации изоляционных конструкций является содержание изоляции в чистоте путем систематической очистки (протирки) покрытия поверхности изоляторов гидрофобными пастами (обладающими водоотталкивающими свойствами), а для закрытых РУ - защита от проникновения в помещения пыли и вредных газов.

4) Оборудование должно надежно работать при допустимых перегрузках, которые не должны приводить к повреждениям и снижению срока его службы.

5) Производственные помещения РУ должны быть удобны и безопасны при обслуживании оборудования персоналом, а также при ремонтах.

6) Температурный режим и влажность воздуха в помещениях закрытых РУ должны поддерживаться такими, чтобы не происходило выпадения росы на изоляторах. В закрытых РУ температура не должна превышать 40 °С. Вентиляция помещений должна быть достаточно эффективной. Вентиляционные отверстия должны иметь жалюзи или металлические сетки. Окна в закрытых РУ должны быть заперты или защищены сетками, а проемы и отверстия в стенах и камерах заделаны для исключения возможности попадания животных и птиц. Кровля должна быть исправной. Цементные полы должны быть покрашены, чтобы избежать образования цементной пыли. Полы в помещениях КРУ с выкатными тележками должны быть повышенной прочности и иметь металлические направляющие для выкатывания тележек с оборудованием.

7) Распределительные устройства должны быть оборудованы рабочим и аварийным электрическим освещением. Осветительная арматура должна устанавливаться таким образом, чтобы было обеспечено ее безопасное обслуживание. Освещенность рабочих мест при применении ламп накаливания должна быть не менее 30 лк в помещениях сборных шин, коридорах управления, камерах реакторов, выключателей, трансформаторов, КРУ и 10 лк на открытых РУ 35 кВ и выше.

8) Для ориентации персонала все оборудование и особенно приводы коммутационных аппаратов должны быть снабжены четкими, бросающимися в глаза надписями, указывающими название оборудования и диспетчерское наименование электрической цепи, к которой относится надпись. В РУ недопустимо нетиповое (не характерное для данного РУ) расположение рукояток приводов шинных разъединителей, когда, например, одни разъединители отключаются переводом рукоятки привода вниз, а другие – вверх. Выключатели и их приводы, разъединители, отделители, короткозамыкатели и стационарные заземлители должны иметь указатели положения "Включено" и "Отключено".

9) Неизолированные токоведущие части должны располагаться в камерах или быть ограждены.

10) Из помещений закрытых РУ (РУ, расположенных внутри зданий) должны быть выходы наружу или в помещение с несгораемыми стенами и перекрытиями.

11) В ЗРУ должна быть обеспечена пожарная безопасность.

12) РУ должно быть экономичным.

Как выполняются эти требования, Вы может узнать из [14] и [7].

Студенты должны классифицировать РУ:

- по месту расположения: открытые и закрытые распределительные устройства (соответственно ОРУ и ЗРУ);

- по выполнению секционирования: РУ без секционирования, с двумя и более секциями шин, с секционированием сборных шин и обходным устройством;

- по структуре схемы: радиального или кольцевого типа.

Необходимо знать конструктивные особенности ОРУ и ЗРУ, их достоинства и недостатки, применение комплектных, распределительных устройств (КРУ) и их разновидностей (КРУН и КРУЭ).

Чтение электрических схем подстанций - очень важно при подготовке специалистов.

Основные виды схем подстанций:

- однолинейная схема подстанции – это схема соединений электрической части подстанции, в которой многофазные связи показаны для одной фазы (по ГОСТ 24291-90)

- схемы расположения оборудования (план подстанции и разрез).

Следует запомнить условные графические обозначения, применяемые в электрических схемах: выключателей, разъединителей, трансформаторов, разрядников, катушек различных элементов, контактов, ключей управления и т. д. Условные обозначения приводятся в стандартах – ГОСТ 2.710-81,2.748-68,2.755-87 ЕСКД и [13], входящих в Единую систему конструкторской документации (ЕСКД).

Для ускорения сроков строительства подстанций и уменьшения их стоимости широко применяются подстанции с упрощенной схемой на стороне высшего напряжения, где вместо выключателей применяются короткозамыкателей и быстродействующие отделители, предохранители. Схему распределительного устройства 110 кВ, которая часто применяется, следует изучить по [16]. Значительное сокращение сроков монтажа подстанции и повышение его качества дает применение комплектных ячеек заводского изготовления для сборки распределительных устройств. Конструкции таких ячеек нужно изучить по учебнику[14], а также следует максимально использовать возможности их изучения на производстве.

Рассматривая электрические схемы подстанций, необходимо проследить, какие переключения в схеме возможны и какие недопустимы, и оценить преимущества и недостатки каждой схемы с точки зрения бесперебойности снабжения потребителей и электроподвижного состава электрической энергией.

Следует учесть, что в настоящее время разработаны типовые проекты электрических схем и компоновки оборудования на электростанциях и подстанциях, с которыми следует ознакомиться и использовать при выполнении курсового проекта.

Помимо того, необходимо обязательно обратиться к Правилам устройства электроустановок и ПТЭЭП.

Необходимо помнить, что заучивание схемы — занятие бесполезное. Нужно научиться читать схемы. Для этого следует знать условные обозначения элементов схем, их буквенные и цифровые обозначения, весьма полезно запомнить схемы наиболее распространенных узлов электроустановки, например, включения и отключения масляного выключателя, сигнализации его положения. При чтении и составлении схем следует помнить, что положение контактов в схемах соответствует отключенному положению аппарата или отсутствию тока в катушках реле. Подвижные части замыкающих и размыкающих контактов аппаратов изображаются на основании следующего: сила, действующая на подвижную часть контакта для срабатывания, должна иметь направление на схеме сверху вниз при горизонтальном изображений цепей контакта и слева направо — при вертикальном изображений.

Состав потребителей собственных нужд подстанций зависит от типа подстанций, мощности силовых трансформаторов наличия синхронных компенсаторов, типа оборудования. Наименьшее количество потребителей собственных нужд (с.н.) на подстанциях, выполняемых по упрощенным схемам без синхронных компенсаторов, без постоянного дежурства. Это электродвигатели обдува, обогрев приводов отделителей и короткозамыкателей, шкафов КРУН и освещение подстанции.

Состав потребителей с. н. подстанций зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа электрооборудования. Наименьшее количество потребителей с.н. на подстанциях, выполненных по упрошенным схемам, без синхронных компенсаторов, без постоянного дежурства. Это электродвигатели обдува трансформаторов, обогрев приводов QR и QN шкафов КРУН, а, также, освещение подстанции.

На подстанциях с воздушными выключателями дополнительными потребителями являются компрессорные установки (для выключателей ВНВ, ВВБ), а при оперативном постоянном токе — зарядный и подзарядный агрегаты. При установке синхронных компенсаторов необходимы механизмы смазки их подшипников, насосы системы охлаждения.

Наиболее ответственными потребителями с. н. подстанций являются оперативные цепи, система связи, телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение, система пожаротушения, электроприемники компрессорной.

Мощность, потребителей с. н. невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов (рис. 2).

Рис. 2. Схема питания с. н. подстанций:

а- с оперативным переменным током; б- с оперативным постоянным током

Всех потребителей энергии, получающих питание от аккумуляторной батареи, можно разделить на следующие три группы:

- постоянно включенная нагрузка. Сюда относятся аппараты устройств управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включенная часть аварийного освещения;

- временная нагрузка, появляющаяся при исчезновении переменного тока во время аварийного режима. Это токи нагрузки аварийного освещения и электродвигателей постоянного тока. Длительность этой нагрузки определяется длительностью аварии (для электростанций, имеющих связь с энергосистемой, это время принимается равным 0,5 ч, для электростанций, не имеющих связи с энергосистемой — 1 ч);

- кратковременная нагрузка — длительностью не более 5 с. Такая нагрузка создается токами включения и отключения приводов выключателей и автоматов, а также пусковыми токами электродвигателей и токами нагрузки аппаратов управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, кратковременно обтекаемых током.

Постоянная нагрузка на аккумуляторную батарею зависит от мощности постоянно включенных ламп сигнализации и аварийного освещения, а также от типов реле.

Аккумуляторные батареи работают в режиме постоянного подзаряда, т.е. батарея постоянно в любом состоянии подключена параллельно зарядному устройству. Это объясняется тем, что при работе кислотной аккумуляторной батареи по методу «заряд—разряд» (самостоятельное питание нагрузки заряженной аккумуляторной батареей с последующим зарядом ее после разрядки) износ положительных пластин аккумуляторов происходит значительно быстрее, чем при режиме постоянного подзаряда, так как износ пластин наблюдается в конце каждого заряда, когда положительная пластина теряет часть своего объема.

Работа аккумуляторной батареи в режиме постоянного подзаряда обеспечивает надежность питания оперативных цепей, так как батарея находится всегда в заряженном состоянии; при этом уменьшается сульфатация пластин и выпадение их активной массы на дно сосуда вследствие отсутствия периодических глубоких разрядов большим током, что удлиняет срок службы батареи.

В режиме постоянного подзаряда все элементы разряжаются и подзаряжаются равномерно, а в сосудах поддерживается одинаковый уровень и плотность электролита.

Об устройстве свинцово-кислотных аккумуляторов Вы можете прочитать в [14] или [16], в последнее время промышленность многих стран стала выпускать герметичные стационарные аккумуляторные батареи с рекомбинацией газа серии ESPASE RG. Для их установки не требуются отдельные помещения, а их обслуживание сводится к ежемесячной проверке общего напряжения батареи и ежегодной проверке напряжения каждого элемента. Допустимое отклонение напряжения таких батарей не превышает 2,5 % по отношению к его среднему значению.

Режим работы потребителей электроэнергии не остается постоянным, а меняется в различные часы суток, дни недели и месяцы года. Соответственно меняется нагрузка всех звеньев в цепи передачи электроэнергии от генераторов электростанций до потребителей. Изменение нагрузок удобно изображать в виде графиков в осях координат, откладывая по оси абсцисс — время, в течение которого рассматривается изменение нагрузки, а по оси ординат — нагрузки.

Различают графики активных и реактивных нагрузок. В первом случае по оси ординат откладывается активная нагрузка Р, во втором — реактивная Q. По продолжительности периода Т, для которого строится график, различаются суточные и годовые графики нагрузок. По сезонности графики делятся на зимние и летние. Значения активных нагрузок в различные часы суток в эксплуатации определяют по показаниям измерительных приборов и наносят на график. Полученные точки соединяют прямыми линиями, график имеет вид ломаной линии.

Для простоты расчетов по графикам, их строят ступенчатой формы. При этом считается, что между двумя замерами нагрузка не меняется. Подробнее о расчетах мощности нагрузки подстанции можно узнать из [14].

Токоведущие части и электрическое оборудование подстанций выиграют по условию их длительной работы при номинальной и повышенной нагрузке, не превышающей максимальной рабочей. Для этих имей необходимо рассчитать максимальные рабочие токи I р.mах сборных шин и всех присоединений к ним. Эти значения тока необходимы для определения допустимых токов токоведущих частей и номинальных токов электрического оборудования подстанции.

При расчете наибольших (максимальных) рабочих токов сборных шин и присоединений учитывается запас на перспективу развития подстанции, принимаемый равным 30 % расчетной мощности, возможные аварийные перегрузки до 40 %, увеличение значении токов параллельно включенных трансформаторов и линий в случае отключения одного из трансформаторов или одной линии. Формулы для расчетов максимальных рабочих токов зависят от типа подстанции и их Вы найдете в [15].

Лабораторные работы

– не предусмотрено

Практические занятия

№ 24. Исследование схемы опорной подстанции.

№ 25. Исследование схемы транзитной подстанции.

№ 26. Исследование схемы отпаечной подстанции.

№ 27. Исследование схемы тупиковой подстанции.

№ 29. Расчет полной мощности трансформаторной подстанции.

№ 30. Расчет рабочих токов основных присоединений распределительных устройств.

№ 31. Изучение конструкции аккумулятора.

№ 32. Расчет и выбор аккумуляторной батареи.

№ 33. Составление технологической схемы ТЭС.

№ 34. Составление технологической схемы ТЭЦ.

Задания для самостоятельного выполнения

1.                 Нагрузка электроустановок

2. Выполнение расчетов по выбору аккумуляторной батареи

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача практических работ.

-                   Защита реферата и доклада

-                   проверка решения задач

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Дайте определение ОРУ и ЗРУ электрических подстанций.

2.Укажите назначение трансформаторов собственных нужд подстанций и перечислите основных потребителей собственных нужд.

3.Перечислите требования, предъявляемые к ЗРУ электрических подстанций.

4.Объясните устройство свинцово-кислотного аккумулятора и принцип его действия.

5.Укажите разницу между схемами подключения трансформаторов собственных нужд подстанций с постоянным и переменным оперативными токами.

6.Поясните понятие работы аккумуляторной батареи по методу, «заряда - подзаряда».

7.Объясните назначение графиков нагрузок электроустановок и способ расчета мощности подстанции.

Раздел 2.

Техническое обслуживание оборудования электрических подстанций

Тема 2.1.

Общие сведения о техническом обслуживании оборудования электрических подстанций

Основные понятия и термины по теме: подстанции, обслуживание.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Задачи по продлению ресурса (задачи по продлению ресурса и обеспечению надежности работы электрооборудования).

2. Организация эксплуатации электрооборудования (содержание и методы оперативного обслуживания. Виды и периодичность технического обслуживания оборудования электрических подстанций).

3. Виды документаций (основные виды оперативно-технической документации электрических подстанций)

4. Требования к оперативному персоналу (права и обязанности работников).

Краткое изложение теоретических вопросов:

Изучая материал этой темы, следует усвоить следующее:

1) основной задачей работников, участвующих в эксплуатации электрооборудования, является бесперебойная подача электроэнергии потребителям;

2) все оборудование, находящееся в работе системы электроснабжения, со временем изнашивается;

3) правильная организация эксплуатации с использованием передовых методов оперативно – технического обслуживания электрооборудования - это основа для выполнения основной задачи работников эксплуатирующих электрооборудование.

Организация эксплуатации электрооборудования тяговых подстанций возложена на дистанции электроснабжения, структуру и обязанности которых вы можете узнать во 2 – й главе [5].

О видах и периодичности технического обслуживания можно подробно прочитать в [7]. В последнее время рекламируются такой вид технического обслуживания и ремонта как ремонт по техническому состоянию. В этом случае по результатам испытаний можно вывести оборудование в ремонт, не дожидаясь плановых сроков ремонта.

Очень важны межремонтные испытания электрооборудования, по результатам которых создается достаточно полная картина состояния электрооборудования.

Технически грамотно оформленная документация на электрооборудование окажет большую помощь при планировании ремонтов, так и при ремонтах по состоянию оборудования.

Перечень необходимой технической документации можно найти в [4, глава 1.8], а специальной - для тяговых подстанций и других подразделений, обслуживающих устройства электроснабжения электрифицированных железных дорог – в приложениях инструкции по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. ЦЭ-936.М.: «ТРАНСИЗДАТ» 2003..

Работать в электроустановках могут специально обученный электротехнический персонал. Требования к нему можно найти в [4, глава 1.4] .

Лабораторные работы

- не предусмотрено

Практические занятия

№ 35. Составление графика дежурств при различных методах обслуживания подстанции.

№ 36. Изучение оперативно-технической документации электрических подстанций.

Задания для самостоятельного выполнения

1.     Организация эксплуатации электрооборудования.

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест

-                   Проверка конспекта и таблиц

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Организация плановых работ в электроустановках.

2. Перечислите основные положения «кустового» метода обслуживания электроустановок.

3. Укажите основные требования к составлению графика круглосуточного дежурства работников электрохозяйства.

4. Объясните, по каким условиям устанавливаются сроки и виды оперативного обслуживания электроустановок.

5. Перечислите основные требования к оперативно-техническому персоналу.

Тема 2.2.

Организация безопасных условий труда на подстанции

Основные понятия и термины по теме: средства защиты, наряд-допуск.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Средства защиты (классификация, нормы комплектования).

2. Категории работ в отношении мер безопасности (лица, ответственные за безопасность).

3. Организационные и технические мероприятия (наряд-допуск и порядок его заполнения).

Краткое изложение теоретических вопросов:

При изучении темы необходимо обратить внимание на большое количество индивидуальных и общих защитных средств при работах в электроустановках. Они классифицируются как основные, если при работе под напряжением ими можно прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Дополнительные защитные средства служат дополнением к другим средствам защиты. Каждая электроустановка должна быть укомплектована определенными защитными средствами. Ответственность за безопасность проведения работ в разной степени несут все участвующие в работе в электроустановках. Перед началом и во время работы в электроустановке должны выполняться организационно – технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ. Одним из них является оформление наряда – допуска. Подробнее об этом можно узнать в [18, главы 2-3].

Лабораторные работы

– не предусмотрено

Практические занятия

№ 37. Оформление оперативной технической документации на производство работ в электроустановке.

№ 38. Изучение основных и дополнительных средств защиты.

№ 39. Испытание средств защиты.

Задания для самостоятельного выполнения

1. Организационные и технические мероприятия.

2. Составление перечней возможных дефектов для различных видов оборудования.

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача практических работ.

-                   Защита реферата и доклада

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Дайте определение наряда-допуска на работы в электроустановках.

2. По каким признакам классифицируются средства защиты, работающие в электроустановках.

3. Перечислите категории работ в электроустановках.

4. Дайте определение основных средств защиты в электроустановках напряжением до 1000 В.

5. Перечислите организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках.

6. Дайте определение основным и дополнительным защитным средствам в электроустановках.

7. Укажите различия по применению между оперативными, ремонтными и измерительными изолирующими штангами.

8. Объясните правила пользования указателями высокого напряжения на 35-110 кВ.

9. Поясните порядок установки переносных заземлений в электроустановках.

10. Поясните порядок испытаний диэлектрических перчаток.

Тема 2.3.

Техническое обслуживание силовых трансформаторов

Основные понятия и термины по теме: приемка, нормативная и отчетная документация.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Приемка в эксплуатацию силовых трансформаторов (технические осмотры силовых трансформаторов, их содержание и порядок проведения).

2. Профилактические испытания силовых трансформаторов (объем и сроки испытаний. Нормативная и отчетная документация).

3. Эксплуатация трансформаторного масла (анализ состояния трансформаторного масла и методы его восстановления).

Краткое изложение теоретических вопросов:

Изучение темы «Техническое обслуживание силовых трансформаторов» должно базироваться на изучении тем о принципе действия, устройства силовых трансформаторов и соответствующих теоретических разделов других электротехнических предметов.

Перед изучением приемки в эксплуатацию силовых трансформаторов следует изучить устройство и принцип действия, работу силовых трансформаторов в разных режимах, и свойства и параметры трансформаторного мала. Кроме того, уметь работать с мегаомметром, мостом переменного тока, знать способы измерения сопротивления обмоток постоянному току.

Проведение осмотров силовых трансформаторов преследует цель проверки условий их работы и выявление неполадок, которые при развитии могут привести к аварийным повреждениям.

Объем профилактических испытаний силовых трансформаторов указан в [4, приложение 3], а сроки испытаний 1 раз в 4 года.

Обратите внимание на испытание трансформаторного масла, особенно на его хроматографический анализ, т.к. он позволяет обнаружить повреждения внутри бака.

Трансформаторное масло во время работы стареет, поэтому требует к себе повышенного внимания все время эксплуатации. Анализ трансформаторного масла указывает на необходимость его замены. Слитое из бака масло восстанавливают до кондиции эксплуатационного. Методы регенерации трансформаторного масла можно узнать из [5].

Лабораторные работы

№ 9. Испытания трансформаторного масла.

№ 10. Межремонтные испытания силового трансформатора.

Практические занятия

№ 40. Оформление технической документации по результатам испытания силового трансформатора.

Задания для самостоятельного выполнения

1. Организационные и технические мероприятия.

2. Составление перечней возможных дефектов для различных видов оборудования.

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача практических и лабораторных работ.

-                   Защита реферата и доклада

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Перечислите основные документы, необходимые при приёмке силового трансформатора в эксплуатацию.

2. Укажите все виды осмотров силового трансформатора.

3. Укажите, какой показатель указывает на степень старения масла.

4. Перечислите причины снижения стабильности качества масла.

5. Объясните назначение масла в трансформаторах и масляных выключателях.

6. Назовите способы очистки трансформаторного масла.

7. Дайте определение температуры вспышки трансформаторного масла.

8. Укажите способ определения наличия кислот и щелочей в трансформаторном масле.

9. Объясните, для какого масла проводится сокращенный его анализ.

10. Перечислите виды профилактических испытаний силового трансформатора.

Тема 2.4.

Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций

Основные понятия и термины по теме: приемка, нормативная и отчетная документация.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Приемка в эксплуатацию электрооборудования распределительных устройств.

2. Виды, объемы, нормы и периодичность технического обслуживания электрооборудования электрических подстанций. Нормативные документы.

3. Внешний осмотр устройств, внутренне расположение.

4. Ведение технологической и отчетной документации.

5. Содержание осмотров и порядок их проведения. Виды работ при межремонтных испытаниях.

6. Эксплуатация и техническое обслуживание измерительных трансформаторов тока и напряжения. Осмотры, их содержание и порядок проведения.

7. Межремонтные испытания при текущем, капитальном, периодическом осмотре.

8. Особенности эксплуатации элегазовых, вакуумных и масляных выключателей. Осмотры, их содержание и порядок проведения. Межремонтные испытания.

9. Эксплуатация коммутационной аппаратуры – разъединителей, отделителей, короткозамыкателей, рубильников, контакторов. Осмотры, их содержание и порядок проведения. Межремонтные испытания.

10. Осмотры и обслуживание. Меры безопасности при обслуживании аккумуляторных батарей. Требования к помещению аккумуляторной.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Тема «Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования» РУ электрических подстанций изучается после углубленной подготовки по устройству и принципы действия электрооборудования в подстанций. Это поможет детально разобраться в методах эксплуатации и технического обслуживания оборудования.

Объемы работ по техническому обслуживанию и профилактическим испытаниям можно найти в [1].

Для обучения персонала электрических подстанций технически грамотному проведению профилактических испытаний электрооборудования подстанций используются технологические карты, где, помимо технологии испытаний, указываются условия работы, количественный и качественный состав исполнителей и т.д. Технологические карты позволяют не зависеть от необходимости участия в работе очень опытных работников, знающих процесс. Кроме того, на предприятиях составляются местные инструкции по эксплуатации, которые имеют привязку к местным условиям, должностные и производственные инструкции.

Организовать работу по эксплуатации оборудования следует в соответствии с требованиями ПТЭЭП, правил безопасности, ГОСТ и СНиП, в которых изложены основные организационные и технические требования к эксплуатации электрооборудования.

Потребность в материальных, энергетических и трудовых ресурсах можно рассчитать, используя рекомендации справочника А.И.Ящура. Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования.

Техническую документацию вы можете взять там же.

Формы бланков технической документации, в основном, стандартные. Некоторые из них приспосабливают к местным условиям.

Из своего опыта работы вы можете поделиться прогрессивными методами организации труда.

Лабораторные работы

№ 11. Проверка состояния токоведущих частей и изоляторов и оформление отчетной документации.

№ 12. Проверка состояния разрядников и ограничителей перенапряжений и оформление отчетной документации.

№ 13. Испытания измерительного трансформатора тока и оформление отчетной документации.

№ 14. Профилактические испытания высоковольтных выключателей и оформление отчетной документации.

№ 15. Регулировка и испытания трехполюсного разъединителя.

№ 16. Испытания аккумуляторных батарей.

№ 17. Испытания измерительного трансформатора напряжения и оформление отчетной документации.

Практические занятия

– не предусмотрено

Задания для самостоятельного выполнения

1. Эксплуатация коммутационной аппаратуры

2. Эксплуатация аккумуляторных батарей

3. Составление графиков проведения работ технического обслуживания для различных видов оборудования.

Форма контроля самостоятельной работы:

-                   Усный опрос.

-                   Тест.

-                   Проверка конспекта и таблиц.

-                   Выполнение и сдача лабораторных работ.

-                   Защита реферата и доклада

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Перечислите нормативные документы, в которых указываются виды, объемы, нормы и периодичность технического обслуживания электрооборудования электрических подстанций.

2. Укажите преимущества проведения технического обслуживания электрооборудования по его состоянию

3. Приведите содержание осмотров электрооборудования электрических подстанций и порядок их проведения.

4. Перечислите виды электрооборудования электрических подстанций, при межремонтных испытаниях которых проводят испытания повышенным напряжением

5. Объясните, что является основным показателем качества контакта и перечислите требования к качеству контактных соединений.

6. Поясните схему подключения мегаомметра при измерении сопротивления изоляции подвижных направляющих частей высоковольтного выключателя.

7. Укажите, чем опасно разновременное отключение контактов высоковольтного выключателя.

8. Расскажите о мерах безопасности при выполнении профилактических испытаний электрооборудования электрических подстанций.

9. Опишите порядок определения повреждений пластин аккумуляторной батареи

10. Объясните, каким образом проводят определение полярности концов первичной обмотки трансформатора тока.

КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ  ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Текущий контроль

Перечень точек рубежного контроля	Охват тем	Форма контроля
СР «Энергетические системы России». Подготовить реферат	Тема 1.1. Общие сведения об электроэнергетических системах, электрических станциях и подстанциях	Устный опрос, проверка рефератов
СР «Виды электрических схем». Подготовить сообщение	Тема 1.1. Общие сведения об электроэнергетических системах, электрических станциях и подстанциях	Устный опрос, проверка сообщений
СР Составление электрической принципиальной схемы.	Тема 1.1. Общие сведения об электроэнергетических системах, электрических станциях и подстанциях	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, тестиирование
СР Составление таблицы с формулами по теме короткое замыкание	Тема 1.2. Короткие замыкания в электрических системах	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей
СР Подготовить реферат по теме: «Электродинамическое и термическое действия токов КЗ»	Тема 1.2. Короткие замыкания в электрических системах	Устный опрос, проверка рефератов
ПЗ № 1 Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для опорной подстанции	Тема 1.2. Короткие замыкания в электрических системах	Проверка решений задач
ПЗ № 2 Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для транзитной подстанции	Тема 1.2. Короткие замыкания в электрических системах	Проверка решений задач
ПЗ № 3 Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для отпаечной подстанции	Тема 1.2. Короткие замыкания в электрических системах	Проверка решений задач
ПЗ №4 Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1000 В для тупиковой подстанции	Тема 1.2. Короткие замыкания в электрических системах	Проверка решений задач
ПЗ №5 Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В	Тема 1.2. Короткие замыкания в электрических системах	Проверка решений задач, тестирование
СР Подготовка доклада по теме «Силовые трансформаторы»	Тема 1.3. Силовые и измерительные трансформаторы	Устный опрос, проверка доклада
СР Подготовка презентации «Трансформаторы тока»	Тема 1.3. Силовые и измерительные трансформаторы	Устный опрос, проверка презентаций
СР Подготовка презентации «Трансформаторы напряжения»	Тема 1.3. Силовые и измерительные трансформаторы	Устный опрос, проверка презентаций
ПЗ № 6 Исследование конструкции силового трансформатора	Тема 1.3. Силовые и измерительные трансформаторы	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 7 Исследование конструкции измерительных трансформаторов	Тема 1.3. Силовые и измерительные трансформаторы	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 8 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока	Тема 1.3. Силовые и измерительные трансформаторы	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 9 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения	Тема 1.3. Силовые и измерительные трансформаторы	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование
СР Подготовка презентации  «Распределительные устройства»	Тема 1.4. Изоляторы и токоведущие части	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, презентаций
СР Подготовка сообщения «Изоляторы и токоведущие части»	Тема 1.4. Изоляторы и токоведущие части	Устный опрос, проверка сообщений
СР Подготовка презентации по теме «Принцип работы изоляторов и токоведущих частей»	Тема 1.4. Изоляторы и токоведущие части	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, презентаций
ПЗ № 10 Выбор и проверка токоведущих частей и изоляторов для открытого распределительного устройства	Тема 1.4. Изоляторы и токоведущие части	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 11. Выбор и проверка токоведущих частей и изоляторов для закрытого распределительного устройства	Тема 1.4. Изоляторы и токоведущие части	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ 12 Выбор и проверка кабелей на потерю напряжения	Тема 1.4. Изоляторы и токоведущие части	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование
СР Подготовка сообщения «Электрические контакты»	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, сообщений
СР Подготовка презентации «Коммутационные и защитные аппараты напряжением до 1000В»	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, презентаций
СР Подготовка презентации «Коммутационные и защитные аппараты напряжением выше 1000В»	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, презентаций
СР Выполнение рисунков по конструкции коммутационных и защитных аппаратов	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей
ЛЗ № 1 Изучение конструкции магнитного пускателя и контактора	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 2 Изучение конструкции и выбор предохранителей	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 3 Исследование работы автоматического воздушного выключателя	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 4 Разборка, замер параметров и сборка высоковольтного выключателя переменного тока	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ №  5 Исследование работы привода высоковольтного выключателя	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 6 Исследование схемы управления высоковольтным выключателем переменного тока	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 7 Исследование работы магнитного пускателя	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 8 Исследование работы предохранителя	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 13 Изучение конструкции высоковольтных выключателей переменного тока	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 14 Выбор и проверка выключателей переменного тока напряжением выше 1000 В	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 15 Изучение конструкции разъединителей	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 16 Выбор и проверка разъединителей	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 17 Изучение конструкции магнитного пускателя	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 18 Изучение конструкции контактора	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 19 Изучение конструкции автоматического воздушного выключателя	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 20 Изучение конструкции разрядников и ограничителей перенапряжений	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 21 Выбор и проверка выключателей напряжением до 1000 В	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 22 Выбор и проверка магнитного пускателя	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 23 Выбор и проверка контактора	Тема 1.5. Коммутационное и защитное оборудование распределительных устройств	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование
СР Подготовить сообщение «Нагрузка электроустановок»	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, сообщений
ПЗ № 24 Исследование схемы опорной подстанции	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 25 Исследование схемы транзитной подстанции	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 26 Исследование схемы отпаечной подстанции	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 27 Исследование схемы тупиковой подстанции	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 28 Исследование схемы электрической подстанции 10/0,4	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 29 Расчет полной мощности трансформаторной подстанции	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов, проверка решений задач
ПЗ № 30 Расчет рабочих токов основных присоединений распределительных устройств	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов, проверка решений
ПЗ № 31 Изучение конструкции аккумулятора	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
Пз № 32 Расчет и выбор аккумуляторной батареи	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов, проверка решений задач
ПЗ № 33 Составление технологической схемы ТЭС.	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 34 Составление технологической схемы ТЭЦ	Тема 1.6. Электрические подстанции	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование
СР Подготовить сообщение «Организация эксплуатации электрооборудования»	Тема 2.1. Общие сведения о техническом обслуживании оборудования электрических подстанций	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, сообщений
ПЗ № 35 Составление графика дежурств при различных методах обслуживания подстанции	Тема 2.1. Общие сведения о техническом обслуживании оборудования электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 36 Изучение оперативно-технической документации электрических подстанций	Тема 2.1. Общие сведения о техническом обслуживании оборудования электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование
СР Составление перечней возможных дефектов для различных видов оборудования	Тема 2.2. Организация безопасных условий труда на подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
СР Подготовка доклада «Организационные и технические мероприятия»	Тема 2.2. Организация безопасных условий труда на подстанции	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, докладов
ПЗ № 37 Оформление оперативной технической документации на производство работ в электроустановке	Тема 2.2. Организация безопасных условий труда на подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 38 Изучение основных и дополнительных средств защиты	Тема 2.2. Организация безопасных условий труда на подстанции	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 39 Испытание средств защиты	Тема 2.2. Организация безопасных условий труда на подстанции	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование
СР Подготовка реферата «Профилактические испытания силовых трансформаторов»	Тема 2.3. Техническое обслуживание силовых трансформаторов	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, докладов
СР Составление графиков проведения работ технического обслуживания для силовых трансформаторов	Тема 2.3. Техническое обслуживание силовых трансформаторов	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, графиков
ЛЗ № 9 Испытания трансформаторного масла	Тема 2.3. Техническое обслуживание силовых трансформаторов	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 10 Межремонтные испытания силового трансформатора	Тема 2.3. Техническое обслуживание силовых трансформаторов	Устный опрос, проверка отчетов
ПЗ № 40 Оформление технической документации по результатам испытания силового трансформатора	Тема 2.3. Техническое обслуживание силовых трансформаторов	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование
СР Подготовка презентации «Эксплуатация коммутационной аппаратуры»	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, презентаций
СР Подготовка реферата «Эксплуатация аккумуляторных батарей»	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка рабочих тетрадей, рефератов
ЛЗ № 11 Проверка состояния токоведущих частей и изоляторов и оформление отчетной документации	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 12 Проверка состояния разрядников и ограничителей перенапряжений и оформление отчетной документации	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 13 Испытания измерительного трансформатора тока и оформление отчетной документации	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 14 Профилактические испытания высоковольтных выключателей и оформление отчетной документации	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 15 Регулировка и испытания трехполюсного разъединителя	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 16 Испытания аккумуляторных батарей	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
ЛЗ № 17 Испытания измерительного трансформатора напряжения и оформление отчетной документации	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов
СР Составление графиков проведения работ технического обслуживания для различных видов оборудования	Тема 2.4. Эксплуатация и техническое обслуживание электрооборудования распределительных устройств электрических подстанций	Устный опрос, проверка отчетов, тестирование

Промежуточный контроль по дисциплине

Вопросы к дифференцированному зачету

1.                 Общие понятия об электроустановках, потребителях электроэнергии.

2.                 Понятия и классификация электротехнической системы и электрической станции.

3.                 Понятия и классификации трансформаторной подстанции.

4.                 Виды электрических схем.

5.                 Причины и виды коротких замыканий в электрических сетях.

6.                 Переходный процесс при коротком замыкании.

7.                 Назначение расчетов и требования к их точности.

8.                 Режимы работы нейтрали электроустановок.

9.                 Расчет токов и мощности короткого замыкания.

10.            Электродинамическое и термическое действия токов короткого замыкания.

11.            Реакторы и способы из включения.

12.            Силовые трансформаторы.

13.            Виды охлаждения.

14.            Измерительные трансформаторы тока.

15.            Измерительные трансформаторы напряжения.

16.            Изоляторы распределительных устройств.

17.            Шины и провода распределительных устройств.

18.            Кабели.

19.            Электрические контакты.

20.            Коммутационные аппараты напряжением до 1000 В.

21.            Коммутационные аппараты напряжением выше 1000 В.

22.            Разрядники и ограничители перенапряжения.

23.            Предохранители, их принцип работы.

24.            Собственные нужды электроустановок.

25.            Системы питания собственных нужд.

26.            Определить максимальное значение электродвижущей силы во вторичной обмотке трансформатора, если она имеет 100 витков и пронизывается магнитным потоком, изменяющимся со временем по закону  

27.            Трансформатор, содержащий в первичной обмотку 840 витков, повышает напряжение с 220В до 660 В. Каков коэффициент трансформации и сколько витков содержит во вторичной обмотке трансформатора? В какой обмотке провод будет иметь большую площадь сечения?

28.            Понижающий трансформатор с  включен  в сеть напряжением 127 В. Сопротивление вторичной обмотки равно 2 Ом, сила тока 3 А, то, каково напряжение на зажимах вторичной обмотки? Потерями энергии в первичной обмотку пренебречь.

29.            Трансформатор включен в сеть с переменным напряжением 220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки составляет 20 В, а сила тока 1 А. Определите коэффициент трансформации и сопротивление вторичной обмотки, если КПД данного трансформатора равен 91%. Потерями в первичной обмотке и сердечнике пренебречь.

30.            Трансформатор, содержащий в первичной обмотку 820 витков, повышает напряжение с 220В до 380 В. Каков коэффициент трансформации и сколько витков содержит во вторичной обмотке трансформатора? В какой обмотке провод будет иметь большую площадь сечения?

 

 

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МДК

Основные источники (для обучающихся)

1. Москаленко А.В. Электрические сети и системы. М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2014.

2. Южаков Б.Г. Монтаж, наладка, обслуживание и ремонт электрических установок. М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2014.

3. Правила устройства электроустановок.- Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2015

4. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Изд. 5-е. - Ростов н/Д : Феникс, 2016

5. Филатов А.А. Обслуживание электрических подстанций оперативным персоналом.- М.: Энергоатомиздат, 2014

6. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ РМ-16. СПб.: ЦОТПБСП, 2003.

7. Макаров Е.Ф. Обслуживание и ремонт электрооборудования электростанций и сетей. -М.: ИРПО: Издат. Центр «Академия», 2016.

8. Нормы времени на испытания электрооборудования.- М.2015

9. ГОСТ 2.755-87 ЕСКД - Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения.

10. ГОСТ 2.710-81 - Обозначения буквенно–цифровые в электрических схемах.

11. Объем и нормы испытаний электрооборудования /Под. общ. Ред. Б.А.Алексеева и др. -6-е издание с изменением и дополнением- М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2015

12. ГОСТ 2.748-68 - Обозначения условные графические электростанций и подстанций в схемах ЭЛС. Аппараты РУ. Основные условные графические на схемах.

13. Г.П.Митин. Условные обозначения в отечественных и зарубежных электрических схемах. - М.: Изусруд, 2014

14. Л.Д.Рожкова, Л.К.Корнеева, Т.В.Чиркова. Электрическое оборудования электростанций и подстанций. -М.: Академия, 2014.

15.Петров Е.Б. Электрические подстанции. М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2014.

16. Почаевец В.С. Электрические подстанции. М.: Желдориздат, 2001.

Дополнительные источники (для обучающихся)

1. Инструкция от 14.03.2003 г. № ЦЭ-936. «Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог». М.: Трансиздат, 2003.

2. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ РМ-16. СПб.: ЦОТПБСП, 2003.

3. Профилактические испытания электрооборудования и проверка релейных защит тяговых подстанций: Сборник справочных материалов. ЦЭ МПС РФ. М.: Трансиздат, 2001.

5. Типовые нормы времени на техническое обслуживание устройств релейной защиты и электроавтоматики тяговых подстанций, постов секционирования и линий 110–220 кВ электрифицированных железных дорог. М.: Трансиздат, 2001.

6.Алиев И.И. Казанский С.Б. Кабельные изделия. Справочник - М.: Радиоософт, 2002.-224 с.

7. А.И.Ящура. Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.