Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление магистерской подготовки: 140400. 68
| Вид материала | Программа |
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 280.71kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 130.24kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 154.63kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 388.04kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 653.36kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 99.12kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 444.74kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 522.64kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру Иргту направление, 95.7kb.
- Программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру по направлению 140400, 75.07kb.
Минобразования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет послевузовского обучения
УТВЕРЖДАЮ
Ректор ИрГТУ
_______________ И.М. Головных
ПРОГРАММА
Вступительных испытаний
для поступающих в магистратуру ИрГТУ
Направление магистерской подготовки: 140400.68 –
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Магистерские программы: Электрические станции, системы и сети; Оптимизация развивающихся систем электроснабжения; Техника и физика высоких напряжений; Нетрадиционная и возобновляемая энергетика; Электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника
ИРКУТСК - 2011
ПРОФИЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Дисциплина: «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА»
Тема 1: Производство электроэнергии, современные и перспективные источники электроэнергии, электрооборудование электростанций.
Типы электростанций и особенности их технологического режима. Электрические схемы электростанций, компоновка электростанций. Электрооборудование электростанций. Основные характеристики генераторов, трансформаторов, электродвигателей, электрических аппаратов и проводников. Выбор электрооборудования. Собственные нужды электростанций.
Тема 2: Распределительные устройства (РУ), их схемы. Схемы РУ, область их применения, закрытые и открытые РУ. Конструктивное выполнение РУ. Заземляющие устройства. Расчет заземляющих устройств.
Тема 3: Электростанция как элемент энергосистемы.
Режимы работы электростанций в энергосистеме. Оптимальное распределение нагрузки между агрегатами электростанций. Резерв мощности в энергосистеме. Планирование и организация ремонтов оборудования. Автоматизация производства электроэнергии.
Тема 4: Передача и распределение электроэнергии.
Линии электропередачи, понижающие и преобразовательные подстанции. Основные технические, экономические и экологические проблемы передачи электроэнергии. Линии электропередачи (ЛЭП) переменного и постоянного тока, электрические сети, понижающие и преобразовательные подстанции. Основные типы конфигураций сетей. Методы выбора конструкций и параметров оборудования ЛЭП и подстанций.
Тема 5: Электрические нагрузки узлов электрических сетей, расчет режимов ЛЭП и электрических сетей.
Статические характеристики и методы задания электричеких нагрузок. Схемы замещения ЛЭП, трансформаторов, автотрансформаторов, определение их параметров. Основные уравнения, описывающие режимы ЛЭП. Расчеты режимов электрических сетей. Узловые уравнения состояния. Методы расчетов режимов сложных сетей.
Тема 6: Балансы активной и реактивной мощности в энергосистеме, качество электроэнергии.
Определение потерь электроэнергии. Определение потерь электроэнергии. Связь режимных параметров, определяющих качество электроэнергии с балансом активной и реактивной мощностей в энергосистеме и последствия нарушения этих балансов. Основные методы и способы регулирования напряжения и частоты в электроэнергетических системах.
Тема 7: Электроснабжение, виды систем электроснабжения, типы электроприемников, режимы их работы.
Системы электроснабжения (СЭС) различных объектов и их характерные особенности, СЭС как подсистема электроэнергетических систем. Характеристики электроприемников, их режимы работы. Общие методы синтеза СЭС. Иерархия сетей различных номинальных напряжений в СЭС.
Тема 8: Методы расчета электрических нагрузок, методы достижения заданного уровня надежности систем электроснабжения. Формирование процессов электропотребления. Нагрузки элементов СЭС. Основные вероятностно-статистические модели для описания электропотребления в СЭС. Принципы формирования расчетных значений электрических нагрузок элементов СЭС. Практические приемы и методы определения характеристик и расчетных значений электрических нагрузок в СЭС различного назначения.
Тема 9: Показатели качества электроснабжения.
Схемы электрических соединений в системах электроснабжения.
Влияние показателей качества напряжения на работу электроприемников и оборудования СЭС. Нормирование показателей качества напряжения, интегральные критерии качества. Методы и средства обеспечения нормированных показателей качества напряжения. Надежность СЭС, современные методы расчета надежности, методы и средства обеспечения нормированного уровня надежности электроснабжения потребителей в СЭС. Схемы электрических соединений в СЭС. Области применения различных схем электрических соединений в СЭС.
Тема 10: Релейная защита и автоматизация, типы автоматических устройств и их функции. Назначение устройств релейной защиты и автоматизации электроэнергетических систем. Соотношения электрических величин при коротких замыканиях. Устройства релейной защиты с относительной селективностью, их параметры срабатывания и принципиальные схемы применительно к линиям электропередачи. Устройства релейной защиты с абсолютной селективностью.
Тема 11: Релейная защита генераторов, трансформаторов, блоков генератор-трансформатор, сборных шин.
Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов и трансформаторов. Основные и резервные защиты генераторов, трансформаторов и блоков генератор-трансформатор. Релейная защита сборных шин электрических станций и подстанций.
Тема 12: Автоматическое управление в электроэнергетических системах.
Автоматическое повторное включение; автоматическое включение резервного источника питания: автоматическая частотная разгрузка; автоматическое включение синхронных генераторов на параллельную работу; автоматика предотвращения нарушения устойчивости, автоматика ликвидации асинхронного режима; назначение и виды устройств телемеханики. Автоматическое регулирование параметров режима энергосистем.
Автоматическое регулирование возбуждения синхронных генераторов; автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности; автоматическое регулирование частоты и активной мощности; принципы построения и типы устройств автоматического
Тема 13: Изоляция и перенапряжения.
Виды электрической изоляции оборудования высокого напряжения. Виды диэлектриков, используемых в качестве изоляции. Газообразные, жидкие, твердые диэлектрики; строение
диэлектриков, физические свойства и характеристики. Электрический разряд в воздухе, виды электрического разряда в газах. Источники перенапряжений.
Внешняя и внутренняя изоляция. Основные виды внутренней изоляции. Общие свойства внутренней изоляции. Электрическая прочность внутренней изоляции. Длительная и кратковременная электрическая прочность.
Общая характеристика внешней изоляции. Назначение и типы изоляторов. Электрическая прочность воздушных промежутков в однородном и неоднородном электрическом поле. Разряд в длинном промежутке. Регулирование электрических полей во внешней изоляции электроустановки. Изоляционные расстояния на опорах и в пролетах воздушных линий.
Тема 14: Молниезащита воздушных линий и распределительных устройств.
Развитие молнии. Электрические характеристики молнии. Принцип действия молниеотводов. Конструкция молниеотвода. Защитные аппараты и устройства. Общие принципы молниезащиты воздушных линий.
Электрическая прочность воздушных промежутков на подстанциях. Изоляционные расстояния в распределительных устройствах. Изоляция трансформаторов, масляных и воздушных выключателей, вводов высокого напряжения, электрических машин. Испытания изоляции. Эксплуатация изоляции. Элегазовая изоляция. Изоляционные характеристики элегаза. Самовосстанавливающаяся изоляция. Применение элегаза в высоковольтном оборудовании. Преимущества и недостатки элегазового оборудования.
Молния как источник грозовых перенапряжений. Защита подстанций от прямых ударов молнии. Параметры импульсов грозовых перенапряжений, набегающих на подстанцию. Принципы защиты от внешних перенапряжений.
Тема 15: Защита изоляции электрооборудования от внутренних перенапряжений.
Источники и виды внутренних перенапряжений. Общая характеристика коммутационных перенапряжений. Перенапряжения переходного процесса при коммутациях. Ограничение коммутационных перенапряжений. Установившиеся перенапряжения в электропередачах.
Экологические аспекты электроустановок высокого напряжения.
Литература:
- Электрическая часть станций и подстанций / А.А. Васильев [и др.]. - М.: Энергоатомиздат, 1990. – 640 с.
- Электрические системы. Т.2. Электрические сети / Под ред. В.А. Веникова.-
- 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1984.
- Электроснабжение городов.- Л.: Энергоатомиздат, 1988.
- Федосеев, А.М. Релейная защита электроэнергетических систем / А. М. Федосеев. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 520 с.
- Автоматизация электроэнергетических систем / О.А. Алексеев [и др]; под ред. В.П. Морозкина и Д.Энгелаге. – М. Энергоатомиздат, 1994. – 448 с.
- Электрофизические основы техники высоких напряжений/ И.М. Бортник [и др.]; под ред. И.П. Верещагина, В.П. Ларионова. – М.: Энергоатомиздат, 1993.
- Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций / Б. Н. Неклепаев. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 486 с.
- Идельчик, В.И. Электрические системы и сети / В. И. Идельчик. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
- Князевский, Б.А. Электроснабжение промышленных
- предприятий / Б. А. Князевский, Б. Ю. Липкин. – М.: Высшая школа, 1989.
- Чернобровов, Н.Г. Релейная защита энергетических систем / Н. Г. Чернобровов, В. А. Семенов. – М,: Энергоатомиздат, 1998. – 800 с.
- Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжения в электрических системах / В.В. Базуткин, В.П. Ларионов, Ю.С. Пинталь; под ред. В.П. Ларионова. – М.: Энергоатомиздат, 1986.
Дисциплина: «ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ»
Тема 1: Общие вопросы функционирования электростанций и подстанций.
Структура электростанций (ЭСТ), подстанций (ПС) и энергосистем (ЭС). Назначение и роль электрической части и электрооборудования в части уровня изоляции, допустимого нагрева в продолжительных режимах, стойкости при коротких замыканиях (КЗ), коммутационной способности. Потребители электроэнергии, требования к надежности электроснабжения. Виды и параметры графиков нагрузки электроустановок. Влияние качества электроэнергии на работу ее потребителей. Назначение структурных и главных схем электроустановок, схем собственных нужд.
Тема 2: Режимы и условия работы электрооборудования.
Эксплуатационные режимы работы электрооборудования. Нагрев проводников и электрических аппаратов в продолжительном режиме при равномерном графике нагрузки. Нормирование допустимых температур для различных классов изоляции. Нагрев проводников при неравномерном графике нагрузки, постоянного времени нагрева, влияние теплопередачи в окружающую среду.
Термическая стойкость проводников и электрических аппаратов. Нормируемые допустимые температуры. Способы определения термической
стойкости. Математическая модель проверки проводников и аппаратов на термическую стойкость. Возгораемость кабелей при КЗ.
Электродинамические силы в электроустановках при различных КЗ. Расчетные условия. Электродинамическая стойкость проводников и аппаратов. Типы механических систем, учет колебаний шин и изоляторов. Математическая модель проверки проводников и электрических аппаратов на электродинамическую стойкость.
Тема 3: Основное силовое электрооборудование ЭСТ и ПС.
Синхронные генераторы. Сведения о конструкциях, основные параметры и характеристики. Системы охлаждения. Предельные мощности, системы возбуждения. Нормальный режим работы, способы включения в сеть, регулирование активной и реактивной мощности.
Синхронные компенсаторы. Основные параметры и характеристики. Способы включения в сеть. Системы охлаждения и возбуждения. Область применения. Статические компенсаторы и их характеристики, область применения.
Силовые трансформаторы и автотрансформаторы и их характеристики. Особенности режимов работы. Нагрузочная способность. Регулирование напряжения, способы заземления нейтрали, защита от перенапряжений.
Условия выбора.
Тема 4: Электрическая дуга и особенности отключения цепей переменного и постоянного тока.
Дуга переменного тока и ее характеристики. Физические процессы в дуге, влияющие факторы. Короткие и длинные дуги. Открытая дуга и ее электрическое сопротивление.
Отключение цепей переменного тока. Особенности отключения однофазной цепи, а также трехфазной цепи при двухфазном и трехфазном КЗ. Влияние апериодической составляющей тока КЗ.
Методы гашения дуги переменного тока. Типы гасительных камер. Разбиение дуги на ряд коротких дуг. Стеснение дуги в узких щелях. Использование масляного, воздушного и электромагнитного дутья, вакуума и элегаза.
Отключение цепей постоянного тока. Способы гашения дуги. Сведения о конструкциях электрических аппаратов постоянного тока.
Тема 5: Характеристики,основные параметры и условия выбора электрооборудования.
Расчетные условия для выбора электрооборудования. Формирование расчетных условий. Детерминированный и вероятностный подход. Общая математическая модель для выбора электрических аппаратов и проводников.
Изоляторы. Сведения о конструкциях, параметрах, условиях выбора.
Электрические кабели. Типы, конструкций, параметры, область применения, условия выбора.
Токопроводы напряжением до 1 кВ и свыше 1 кВ. Сведения о конструкциях, параметрах, условиях выбора.
Особенности экранированных токопроводов. Нагрев и электродинамическая стойкость. Способы ограничения токов в экранах.
Электрические контакты. Конструкции, характеристики, нормирование параметров.
Конструкции, параметры и основные эксплуатационные характеристики выключателей. Баковые, маломасляные, воздушные, электромагнитные, вакуумные, тиристорные и элегазовые выключатели. Области применения. Синхронизированные выключатели. Выключатели нагрузки. Условия выбора.
Разъединители, отделители, короткозамыкатели, плавкие предохранители, заградители, разрядники, ограничители перенапряжений. Сведения о конструкциях, параметрах, области применения. Условия выбора.
Средства ограничения токов КЗ. Реакторы одинарные и сдвоенные, резисторы, трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения, ограничители ударного тока, токоограничивающие устройства различного типа. Параметры, характеристики, области применения. Условия выбора.
Электрические аппараты напряжением до 1кВ. Автоматические выключатели, контакторы, магнитные пускатели, плавкие предохранители, рубильники, пакетные выключатели и переключатели, реакторы. Сведения о конструкциях, параметрах, принципах работы, области применения. Условия выбора.
Измерительные трансформаторы и устройства. Трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, емкостные делители напряжения. Сведения о конструкциях. Параметры, схемы замещения, векторные диаграммы, схемы включения. Области применения. Условия выбора.
Тема 6: Электростанции как элемент энергосистем. Электростанции – важнейший элемент энергосистем. Структура установленной мощности электростанций. Распределение электростанций по типу, мощности и числу распределительных устройств (РУ) повышенного напряжения. Частота использования различного числа РУ.
Схемы выдачи мощности электростанцией. Пропускная способность линий электропередачи. Фундаментальные соотношения параметров режима в энергосистемах.
Режимы нейтралей электроустановок. Классификация сетей по способу заземления нейтралей. Влияние режима нейтралей на уровни токов короткого замыкания (УТКЗ) на электростанциях и сетях, на требования к параметрам электрооборудования. Динамика изменения УТКЗ и параметров электрооборудования. Влияние УТКЗ на технико-экономические характеристики электроустановок. Методы ограничения токов КЗ. Координация УТКЗ.
Тема 7: Схемы электрических соединений ЭСТ и ПС. Принципы построения схем электрических соединений электростанций и подстанций.
Назначение и особенности структурных и принципиальных главных схем электроустановок.
Схемы распределительных устройств. Типовые группы схем, их характеристики, условия функционирования и область применения. Оперативные переключения в схемах РУ, учет фактора надежности.
Главные схемы электроустановок. Схемы КЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС, ГАЭС и подстанций. Особенности схем, влияние технологического процесса на выбор схем электроустановок. Динамика развития схем, внедрение нового поколения электрооборудования.
Тема 8: Установки и схемы собственных нужд ЭСТ и ПС. Назначение и роль установок собственных нужд, их влияние на надежность работы электростанций и энергосистем. Состав потребителей собственных нужд и их основные характеристики. Принципы построения схем собственных нужд. Схемы собственных нужд КЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС, ГАЭС и подстанций. Требования к надежности функционирования собственных нужд. Выбор числа и мощности трансформатора собственных нужд.
Тема 9: Вспомогательные системы на ЭСТ и ПС. Системы измерения, контроля и сигнализации.
Установки оперативного тока, характеристики их источников и потребителей. Схемы электрических соединений и условия функционирования.
Тема 10: Компоновки и конструкции электроустановок. Заземление устройства. Основы компоновки и конструкций электроустановок: КЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС, ГАЭС и подстанций. Вопросы экологии. Проблема расширения электроустановок и их распределительных устройств.
Заземляющие устройства электроустановок. Принципы выполнения и характеристики заземлений и занулений, область применения. Рабочее заземление. Напряжения прикосновения и шага. Обеспечение электробезопасности персонала электроустановок. Выполнение заземляющих устройств.
Литература:
- Электрическая часть станций и подстанций: учеб. для вузов / Под ред. А.А. Васильева.- 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1990. – 575 с.
- Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: учеб. для вузов / Б.Н. Неклепаев.- 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986. – 550 с.
- Электрическая часть электростанций: учеб. для вузов / Под ред. С.В. Усова. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 556 с.
- Сборник задач и упражнений по электрической части электростанций и подстанций. Часть 1 / Под ред. Б.Н. Неклепаева, В.А. Старшинова. – М.: Изд-во МЭИ, 1996. – 256 с.
- Неклепаев, Б.Н., Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючко. - М.: Энергоатомиздат, 1989. – 605 с.
- Двоскин, Л.И. Схемы и конструкции распределительных устройств / Л. И. Двоскин. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 240.
- Правила устройства электроустановок. – 6-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1986.
- Балаков, Ю. Н. Надежность схем выдачи мощности электростанций / Ю.Н. Балаков, А.Г. Шевченко, А.В. Шунтов. – М.: МЭИ, 1993. – 287 с.
- Схемы выдачи мощности электростанций: методологические аспекты формирования / Ю.Н Балаков, М.Ш. Мисриханов, А.В. Шунтов. – М.: Энергоатомиздат, 2002. – 287 с.
- Балаков, Ю. Н. Проектирование схем электроустановок / Ю.Н. Балаков , М.Ш. Мисриханов, А.В. Шунтов. – М.: Изд-во МЭИ, 2004. -288 с.
- Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования / Под ред. И.П. Крючкова, В.А. Старшинова. – 2-е изд., стер. – М.: Изд-кий центр «Академия», 2006. – 416 с.
Дисциплина: «ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»
Тема 1: Общие сведения об электромагнитных переходных процессах.
Основные понятия. Причины возникновения переходных процессов. Требования к расчетам переходных процессов. Основные допущения, принимаемые при расчетах. Составление схем замещения. Использование системы относительных единиц. Схемы замещения многообмоточных трансформаторов и сдвоенных реакторов.
Тема 2: Переходные процессы в трехфазных цепях, подключенных к источнику синусоидального напряжения. Переходный процесс при трехфазном коротком замыкании (КЗ) в цепи без трансформаторов. Ударный ток КЗ. Методы определения ударного коэффициента. Особенности переходного процесса при КЗ в разветвленной цепи. Переходный процесс при включении в сеть трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой. Переходный процесс при КЗ за трансформатором.
Тема 3: Электромагнитные переходные процессы в электрических машинах
Математическая модель синхронной машины, отражающая основные закономерности электромагнитных переходных процессов в машине. Линейные преобразования дифференциальных уравнений переходного процесса. Уравнение Парка-Горева. Переходные процессы в синхронной машине без учета влияния демпферных контуров. Характеристическое уравнение и его корни.Постоянные времени затухания свободных составляющих токов.
Изменение тока якоря при трехфазном КЗ. Влияние системы возбуждения на переходный процесс. Переходные процессы при гашении магнитного поля синхронной машины и неуспешном повторном включении на КЗ.
Переходные процессы в синхронной машине с учета влияния демпферных контуров. Переходные процессы в контурах ротора при разомкнутой обмотке якоря. Постоянные времени затухания свободных составляющих токов контуров ротора. Влияние на переходный процесс замкнутой обмотки якоря.
Особенности переходных процессов в асинхронных машинах