ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Учебная программа для специальности 1-43 01 02 “Электроэнергетические системы и
сети” специализации 1-43 01 02 01
“Проектирование и эксплуатация электроэнергетических систем”
1. Цель дисциплины
Цель дисциплины - изучение основных принципов передачи электрической
энергии переменным и постоянным током, новых способов и средств ее передачи.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать
- терминологию по электропередачам;
- физические процессы при передаче электроэнергии;
- схемы замещения линий электропередачи;
- методы расчета потерь мощности и электроэнергии;
- методы электрического расчета электропередач;
- основные экономические показатели электропередач, критерии техникоэкономического анализа;
- пути повышения пропускной способности электропередач;
- передовой отечественный и зарубежный опыт в области передачи
электрической энергии;
уметь
- рассчитывать параметры электропередач;
- рассчитывать и анализировать режимы работы электропередач;
- выполнять технико-экономическое обоснование вариантов сооружения
электропередач.
2. Виды занятий и формы контроля
Виды занятий и формы контроля
Курс
Семестр
Лекции, час
Лабораторные занятия, час
Практические занятия, час
Экзамен (семестр)
Курсовой проект (семестр)
Самостоятельная работа, час
Аудиторных часов
Всего часов изучения дисциплины
Дневное
отделение
5
9
48
16
32
9
9
119
96
215
Заочное
отделение
6
11
10
12
11
11
193
22
215
3 Содержание учебной дисциплины
3.1 Темы и их содержание
Тема 1. Элементы теории передачи электрической энергии переменным током.
Основные понятия и уравнения линии электропередачи. Натуральная мощность и
натуральный режим. Расчетные соотношения нормальных режимов электропередач.
Уравнение линии без потерь в мощностях. Векторная диаграмма линии без потерь.
Режимы реактивной мощности линии электропередачи. Синхронизационные режимы
систем и передачи по условиям самовозбуждения генераторов. Режим четверти волны.
Режим полуволны. Распределение напряжений и токов вдоль полуволновой линии
электропередачи. Промежуточный отбор мощности от полуволновой линии. Настройка
линии электропередачи на режим полуволны. Возможности системы электропередачи
без применения средств повышения устойчивости. Основные принципы компенсации
параметров линии электропередачи. Компенсация индуктивного сопротивления линии
статическими конденсаторами. Коэффициент эффективности последовательной
компенсации. Повышение дальности передачи шунтирующим реактором. Предельная
компенсация параметров электропередачи по условиям предела передаваемой
мощности. Источники реактивной мощности и их характеристики. Экологические
аспекты линий электропередачи. Технико - экономические показатели электропередач.
Рациональные конструкции опор воздушных линий. Основные соотношения между
конструктивными параметрами проводов. Оптимизация радиуса расщепления круглых
фаз. Оптимизация расположения проводов в пространстве. Конструкции проводов и
тросов ЛЭП сверхвысокого напряжения. Основные соотношения между
конструктивными параметрами проводов.
Тема 2. Передача энергии постоянным током.
Краткие исторические сведения. Общая характеристика электропередач постоянного
тока. Технико-экономическое сопоставление электропередач постоянного и
переменного тока. Основные преимущества и недостатки системы передачи
постоянного тока. Области применения электропередач постоянного тока. Вставки
постоянного тока. Схемы электрических соединений преобразовательных подстанций,
работающих на электропередачи постоянного тока. Действующие, сооружаемые и
проектируемые электропередачи постоянного тока в СНГ и за рубежом.
Тема 3. Элементы технико-экономического анализа электропередач
Уравнение стоимости передачи энергии. Критериальные параметры и анализ техникоэкономических характеристик линий электропередачи. Определение основных
параметров электропередачи по экономическому КПД. Определение потерь активной
мощности от нагревания проводов линии электропередачи с учетом емкостных токов.
Потери активной мощности линии электропередачи от реактивной мощности в
симметричном режиме. Потери активной мощности от стока зарядной мощности и от
реактивной мощности. Определение потерь энергии от перетоков реактивной мощности
в линии электропередачи с учетом расчета потерь электроэнергии в линии
электропередачи от протекания реактивной мощности. Технико-экономические
закономерности электропередачи постоянного тока. Сравнение удельных и волновых
параметров воздушных и кабельных линий. Критериальные параметры и анализ
технико-экономических характеристик линий электропередачи. Недостатки методов
выбора экономических сечений проводов. Определение основных параметров
электропередачи по минимуму стоимости передачи электроэнергии. Экономическая
плотность тока электропередачи постоянного тока. Усовершенствованный метод
экономических интервалов на основе минимума стоимости передачи электроэнергии.
Выводы по выбору экономических сечений проводов. Зависимости предела
передаваемой мощности от дальности. Зависимость эквивалентного сопротивления
генераторов от удельной передаваемой мощности. Работа системы передачи на
короткую и длинную линию. Влияние АРВ генераторов на особые точки ЛЭП.
Передаваемая мощность системы передачи в узел нагрузки Зависимость эквивалентного
сопротивления генераторов от параметров АРВ. Зависимость предела системы от
коэффициента статизма по мощности. Соотношения капитальных затрат, годовых
эксплуатационных расходов и приведенных затрат при изменении сечения проводов.
Режим реактивной мощности ЛЭП. Определение дальности передачи по условиям
допустимых напряжений. Зависимости эквивалентных сопротивлений системы
передачи от дальности.
Тема 4. Пути совершенствования электропередачи
Распределение электромагнитной энергии в междуфазовом пространстве. Принципы
повышения эффективности использования междуфазового пространства для передачи
энергии. Одноцепные компактные воздушные линии. Разомкнутые электропередачи.
Полуразомкнутые электропередачи. Особенности работ. Оценка экономической
эффективности. Многофазные электропередачи. Управляемые электропередачи.
Конструктивное и схемное исполнения электропередач с фиксированным и
результируемым фазовым сдвигом. Фазорегулирующие устройства. Компактные
управляемые разноцепные линии с чередованием проводов в расщепленных фазах.
Четырех фазные электропередачи. Понятие о криогенных линиях электропередачи.
Газоизолированные линии.
3.2. Примерный перечень лабораторных занятий
1. Устройство и возможности физической высокочастотной модели-тренажера
протяженной электропередачи.
2. Исследование распределения напряжения вдоль линии электропередачи на ее
модели.
3. Исследование влияния нагрузки и перепада напряжений на режим реактивной
мощности линии электропередачи
4. Исследование режимов холостого хода протяженной электропередачи
5. Исследование распределения напряжения
вдоль линии электропередачи,
содержащей продольную емкостную компенсацию
6. Исследование режимов полуволновой линии
7. Исследование режимов холостого хода протяженной электропередачи на ЭВМ
8. Исследования на ЭВМ распределения напряжения вдоль линии электропередачи
и режима реактивной мощности при различной передаваемой активной
мощности
9. Исследование на ЭВМ распределения напряжения вдоль линии электропередачи,
содержащей продольную емкостную компенсацию
10. Исследование и анализ электрических параметров компактных линий
электропередачи на ЭВМ
11. Оптимизация конструкций фазы компактных линий электропередачи
12. Влияние шунтирующего реактора на параметры электропередачи и
распределение напряжения по ее длине
13. Влияние продольной компенсации электропередачи на ее параметры и
пропускную способность
3.3. Примерный перечень практических занятий
1. Расчет основных и волновых параметров воздушных и кабельных линий
электропередачи.
2. Условия работы системы передачи энергии с короткой и длинной линией.
3. Представление ЛЭП четырехполюсником с учетом и без учета потерь.
4. Вычисление основных и волновых параметров, характеризующих условия
протекания высших гармонических составляющих тока.
5. Расчет векторных диаграмм электропередачи.
6. Выбор оптимального шага расщепления фазы воздушной линии.
7. Выбор сечений проводов по условию радиопомех и акустических шумов.
8. Расчет потерь мощности и энергии на корону.
9. Расчет критериальных параметров ЛЭП.
10. Расчет коэффициента запаса статической устойчивости систем передачи
различных напряжений и систем АРВ.
11. Определение параметров компенсаторов емкости ЛЭП.
12. Экономическое сравнение мероприятий повышения пропускной способности
электропередачи.
13. Расчет нормального режима электропередачи постоянного тока.
14. Экономические интервалы.
15. Выбор средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности.
3.4. Тема курсового проекта
Проектирование электропередачи большой пропускной способности
4. Литература
1. Веников В.А., Рыжов Ю.П. Дальние электропередачи переменного и
постоянного тока: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 272 с.
2. Электрические системы. Т. 3. Передача энергии переменным и постоянным
током высокого напряжения / В.А.Веников. В. В.Худяков. Н. Д. Анисимова. Под ред. В.
А. Веникова. - М.: Высшая школа 1972 -368 с.
3. Поспелов Г.Е.. Федин В. Т. Электрические системы и сети. Проектирование. Минск: Вышэйшая школа. 1988. - 368 с.
4. Поспелов Г.Е.. Короткевич М.А., Федин В.Т.. Червинский Л. Л.
Электропередачи. Методическое пособие к курсовому проекту - Минск: БПИ. 1984. 47с.
5. Короткевич М.А.. Поспелова Т. Г.. Поспелов Г. Е. Дальние электропередачи. Минск: БПИ. 1979. - 100 с.
6. Федин В.Т., Головач Ю.Д., Селиверстов Г.И., Чернецкий М.С.
Электропередачи переменного тока повышенной мощности. - Минск: Навука i тэхнiка,
1993. - 223 с.
7. Поспелов Г.Е., Федин В.Т. Передача энергии и электропередачи.- Мн.:
Адукацыя i выхаванне, 2003.
7. Поспелов Г.Е. Элементы технико-экономических расчетов систем
электропередач. - Минск: Вышэйшая школа, 1967. - 313 с.
8. Проектирование линий электропередачи сверхвысокого напряжения
/ Г.Н.Александров, В.В. Ершевич, С.В. Крылов и др.: Под ред. Г.Н.Александрова, и Л.Л.
Петерсона. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1983. - 368 с.
9. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи
330 - 550 кВ / Н.А.Мельников, С.С. Рокотян, А.Н. Шеренцис. Под ред. С.С. Рокотяна. М.: Энергия. 1974. - 472 с.
10. Поспелов Г.Е., Запатрин Р.И., Поспелова Т.Г. Технико-экономические
характеристики дальних электропередач с промежуточными присоединениями. Минск: Наука и техника, 1983. - 143 с.
11. Александров Г.Н. Передача электрической энергии пременным током. – Л.:
Энергоатомихдат. 1990. – 176 с.
12. Поссе А.В. Схемы и режимы электропередач постоянного тока. Л.: Энергия.
Ленингр. отд-ние, 1973. - 302 с.
13. Бережной А. В., Федин В.Т. Криогенные электропередачи. - Минск: БПИ,
1977. - 103 с.
14. Тиходеев Н.Н. Передача электрической энергии / Под ред. В.И.Попкова. - Л.:
Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984. - 248 с.
15. Лабораторный практикум по курсу “Технико-экономические расчетв систем
электропердачи” / А.В. Бережной, В.Г. Прокопенко, Л.И. Птицына, Л.Л. Червинский. –
Минск: БПИ, 1983. – 60 с.
16. Поспелов Г.Е., Федин В.Т. Опыт разработки и внедрения компактных линий
электропередачи. - Минск: БелНИИНТИ, 1987. - 40 с.
17. Электропередачи: лабораторные работы. Червинский Л.Л., Золотой А.А.,
Зорич А.М. / Под ред. В.Т. Федина – Мн.: УП “Технопринт”, 2002.