Електричні станції, системи та мережі

Мета вивчення дисципліни:

формування у студентів знань про будову, принципи роботи та функціонування електричних станцій, систем і мереж, а також їхній вплив на енергетичну безпеку та економіку країни. Розвиток навичок аналізу роботи електроенергетичних об'єктів, оцінки їхньої ефективності, надійності та безпеки. Ознайомлення з методами зменшення втрат електроенергії на всіх етапах – від виробництва до споживання, а також із сучасними технологіями в енергетиці.

Практичне значення та використання отриманих знань:

навчальна дисципліна забезпечує студентів комплексними знаннями про електричні станції, системи та мережі. Особлива увага приділяється питанням аналізу роботи однолінійних схем електроустановок, вибору електротехнічного обладнання, загальним принципам улаштування складних енергетичних об’єктів та порядку роботи електроустановок під час аварійних та післяаварійних режимах. Також розглядаються питання щодо забезпечення надійності функціонування як конкретних електроустановок, так і електричної системи в цілому. Отримані знання дозволять майбутнім фахівцям розв’язувати складні задачі з проектування, експлуатації та технічного обслуговування електричних систем, застосовувати сучасні методи оптимізації для зменшення втрат електроенергії, а також оцінювати вплив електроенергетики на економічний розвиток країни.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Огляд поточного стану енергетичної галузі України. Обґрунтування доцільності використання шкали номінальних напруг на прикладі загальної енергосистеми та схеми одеського енерговузла. Основні поняття та терміни».
Лекція 2. «Види графіків навантажень. Поняття балансу в енергосистемі. Загальні принципи технологічних схем електростанцій за їх типами. Переваги, недоліки та особливості роботи електростанцій за їх типами».
Лекція 3. «Вклад кожного типу генерації в загальний баланс. Основні принципи роботи енергетичного ринку України. Структура тарифу на електричну енергію, поняття «зеленого тарифу».
Лекція 4. «Синхронні генератори: конструкція, основні параметри, системи охолодження та регулювання збудження. Точна та самосинхронізація генераторів з електричною мережею».
Лекція 5. «Силові трансформатори: умовно-графічні позначення, основні параметри, маркування. Аварійна та систематична перевантажувальна здатність. Регулювання напруги в електричних мережах за допомогою трансформаторів. Закон зустрічного регулювання напруги».
Лекція 6. «Розподільчі пристрої електроустановок: основні вимоги та загальні принципи аналізу їх роботи в нормальних, аварійних та ремонтних режимах роботи, область застосування. Вивчення схем: одна та дві секціоновані системи збірних шин, два блоки лінія-трансформатор з ремонтною перемичкою, схему містка з ремонтною перемичкою зі сторони ліній та трансформаторів».
Лекція 7. «Вивчення схем розподільчих пристроїв з підвищеною надійністю: дві робочі системи збірних шин, дві робочі та обхідна системи збірних шин, чотирикутник, полуторна схема, трансформатор-шини з полуторним приєднанням ліній».
Лекція 8. «Загальні вимоги до схем електричних станцій. Огляд схем різних типів електростанцій».
Лекція 9. «Класифікація підстанцій за способом приєднання до енергосистеми. Робота підстанцій в нормальному, аварійному та ремонтному режимах. Основні принципи роботи систем автоматики та захистів електроустановок».
Лекція 10. «Конструктивне виконання та способи компонування підстанцій. Види комплектних комірок, блоків. Елегазові та гібридні підстанції. Гнучке та жорстке ошинування. Огляд типових проектів будівництва підстанцій».
Лекція 11. «Режими нейтралей електроустановок. Глухозаземлена, ізольована, компенсована та ефективно-заземлена нейтраль. Векторна діаграма струмів та напруг під час однофазних замикань на землю в мережах з ізольованою нейтраллю. Параметри та заземлюючого пристрою».
Лекція 12. «Повітряні лінії електропередачі: основні поняття, типи провідників, опор, ізоляторів та лінійної арматури. Вимоги Правил охорони електричних мереж до повітряних ліній, ДБН Б.2.2-12-2019 та ДБН В.2.5-16-99 щодо будівництва повітряних ліній».
Лекція 13. «Вибір перерізу провідників повітряних ліній електропередачі. Механічний розрахунок опор».
Лекція 14. «Кабельні лінії: матеріал струмоведучих жил, види ізоляції та конструктивні особливості, маркування. Особливості кабелів з ізоляцією зі зшитого поліетилену та режимів заземлення їх екранів. Умови вибору кабелів».
Лекція 15. «Способи прокладання кабельних ліній. Умовні позначки комунікацій на геодезичних підосновах, нормативні відстані між інженерними мережами та спорудами під час проектування трас кабельних ліній. Профілі поздовжнього перетину кабелів під час їх проектування та монтажу із використанням методів горизонтально-направленого буріння».
Лекція 16. «Розрахунок робочих режимів замкнутих мереж. Методи поступового перетворення складної замкнутої мережі. Прийоми перетворення складних мереж».
Лекція 17. «Технологічні витрати в елементах електричних мереж. Заходи з підвищення енергетичної ефективності розподілу електричної енергії. Трансформатори з екодизайном та їх характеристики».
Лекція 18. «Власні потреби електростанцій та підстанцій: загальні характеристики та вимоги, види джерел власних потреб. Вибір кількості та потужності основних та резервних трансформаторів власних потреб для різних типів електростанцій. Схеми електричні власних потреб електростанцій».
Лекція 19. «Особливості власних потреб атомних електростанцій. Власні потреби підстанцій. Види оперативного струму та вимоги нормативної літератури до резервування живлення ланцюгів оперативного струму».
Лекція 20. «Вторинні ланцюги керування та сигналізації: основні вимоги та загальні принципи аналізу їх роботи, основне обладнання вторинних ланцюгів, умовно-графічне позначення різних контактів та реле, маркування шинок».
Лекція 21. «Вторинні схеми керування приводами вимикачів з електромагнітними та пружинними приводами».
Лекція 22. «Робоча та аварійна сигналізація. Блокування «від стрибання», контроль цілісності вторинних ланцюгів. Блокування від помилкових дій оперативного персоналу».
Лекція 23. «Технічні та організаційні аспекти безпеки електроустановок. Захисне заземлення, занулення та вимкнення: основні принципи роботи, вимоги нормативно-технічної літератури. Конструктивне виконання контуру заземлення».
Практичні заняття

Практичне заняття №1. «Вибір високовольтних вимикачів та роз’єднувачів».
Мета заняття: отримання практичних навичок з вибору комутаційних апаратів. Ознайомлення з існуючими технічними каталогами електротехнічного обладнання світових та вітчизняних виробників.
Практичне заняття №2. «Вибір кількості та потужності силових трансформаторів».
Мета заняття: навчитися вибирати тип, кількість та потужність силових трансформаторів з урахуванням їх перевантажувальної здатності в післяаварійних режимах роботи.
Практичне заняття №3. «Схеми розподільчих пристроїв електроустановок та їх режими роботи».
Мета заняття: отримання навичок читання однолінійних електричних схем електроустановок. Ознайомлення з заходами забезпечення надійності електропостачання в післяаварійних та ремонтних режимах роботи.
Практичне заняття №4. «Схеми електроустановок одеського енерговузла та їх режими роботи».
Мета заняття: аналіз надійності схем існуючих підстанцій та електростанцій одеського енерговузла. Отримання практичних навичок аналізу однолінійних схем під час виникнення аварійних ситуацій та проведенні ремонтних робіт.
Практичне заняття №5. «Диспетчерська схема одеського енерговузла та її режими роботи».
Мета заняття: ознайомлення з загальною схемою роботи енергетичних мереж напругою 35-330 кВ одеського енерговузла. Аналіз надійності схеми, визначення її ключових вузлів. Отримання практичних навичок аналізу однолінійних схем як окремих підстанцій/електростанцій, так і всієї мережі під час виникнення аварійних ситуацій та проведенні ремонтних робіт.
Практичне заняття №6. «Проектування ділянки повітряної лінії електропередачі».
Мета заняття: ознайомлення з типовими проєктами будівництва повітряних ліній. Отримання практичних навичок проєктування ділянки повітряної лінії електропередачі із застосуванням програмного забезпечення SICAD та SmartLine.
Практичне заняття №7. «Схеми вторинних з’єднань керування та сигналізації високовольтних вимикачів».
Мета заняття: отримати практичні навички читання вторинних схем. Аналіз існуючих схем, ознайомлення із системами робочого та аварійного освітлення, панеллю центральної сигналізації.
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Огляд поточного стану енергетичної галузі України. Основні поняття та терміни. Поняття балансу в енергосистемі. Загальні принципи технологічних схем електростанцій за їх типами. Силове електрообладнання електричних станцій та систем».
Лекція 2. «Розподільчі пристрої електроустановок: основні вимоги та загальні принципи аналізу їх роботи в нормальних, аварійних та ремонтних режимах роботи. Огляд найбільш поширених схем розподільчих пристроїв. Основні поняття про кабельні та повітряні лінії електропередачі».
Практичні заняття
Практичне заняття №1. «Схеми електроустановок одеського енерговузла та їх режими роботи».
Мета заняття: аналіз надійності схем існуючих підстанцій та електростанцій одеського енерговузла. Отримання практичних навичок аналізу однолінійних схем під час виникнення аварійних ситуацій та проведенні ремонтних робіт.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота
Розрахунково-графічна робота
Мета РГР – закріплення знань з теоретичного матеріалу курсу.
Здобувач отримує завдання на першому в семестрі практичному занятті.
Пояснювальна записка містить 15-20 сторінок Кількість розділів – 3. Графічна частина – два аркуші креслень формату А4 або А3.
Змістовна послідовність виконання роботи.
1. Розрахунок параметрів електротехнічного обладнання.
2. Розроблення однолінійної схеми розподільчого пристрою.
3. Розроблення проєктних рішень з будівництва повітряної лінії електропередачі.
Захист розрахунково-графічної роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.
Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 4 теоретичних питання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 2 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно і відповідати вимогам Положення про академічну доброчесність та етику академічних відносин.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за тиждень до початку сесії.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) завдань до практичних робіт. Сумарний бал за успішно виконані завдання до практичних робіт становить 20 балів.
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.
3) Розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 12 балів. Захист роботи – 8 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка – 100 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1. Контрольної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 20 балів, захист роботи – 30 балів
2. Розрахункової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 20 балів. Захист роботи – 30 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.