Абильмажинова Айнура Жанайдаровна, преподаватель специальных дисциплин, Электроснабжение промышленных предприятий, ЭСН-31, Алматинский государственный колледж энергетики и электронных технологий, Казахстан, г. Алматы.
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ОТКРЫТОГО ЗАНЯТИЯ
Дисциплина Электроснабжение промышленных предприятий/
Тема Основное электрооборудование электрических станций и подстанций.
Назначение ГПП и ГРП.
Методическая разработка открытого урока "Основное электрооборудование электрических станций и подстанций. Назначение ГПП и ГРП".
Презентация "Основное электрооборудование электрических станций и подстанций"
Презентация "Орг. момент, проверка знаний"
Дата __---------------________ Группа ____ЭСН-31 ________
Урок № _32________________
Тема занятия Основное электрооборудование электрических станций и подстанций. Назначение ГПП и ГРП.
Цель занятия
образовательная _формирование знаний и понимания основного элекрооборудования электрических станций и подстанций, разъяснение назначения ГПП и ГРП___________________________
развивающая развитие инженерной психологии, технической эстетики, навыков анализа электрических схем
воспитательная формирование критического мышления; чувства долга и ответственности, исполнительности, инициативы
Тип занятия _____комбинированный_______________________________
Обеспечение занятия
а) учебно-наглядные пособия презентация, видеоматериалы__________
б) раздаточный материал _вопросники, кейсы_____________________
в)ТСО____ проектор, ноутбук____________________________________
Межпредметная связь __электрооборудование линий электропередач, подстанций и распределительных сетей ; профессиональный английский язык ____
Литература к занятию
Основная__Б.Ю.Липкин Электроснабжение промышленных предприятий и установок_
Дополнительная _Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий
Самостоятельная работа на занятии_анализ схем, решение проблемных ситуаций
План занятия
I. Организационная часть_________________________________ 3 минуты
_II. Проверка знаний и умений обучающихся ________ _13 минут
_III. Изложение новой темы__________________________________40 минут
_ IV. Закрепление нового материала 17 минут
_V. Подведение итогов занятия_______________________________3 минуты
_VI. Рефлексия__________________________________________ 2 минуты
_VII. Оценивание__________________________________________1 минута
_VIII.Домашнее задание____________________________________1 минута
Ход занятия
Организационный момент
Подготовка аудитории
Приветствие
Проверка посещаемости обучаемых
План и цели, задачи урока
Проверка знаний и умений обучающихся
Вопросы с возможными вариантами ответов да/нет
1.Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания
2.Магистральные схемы применяют при равномерном распределении нагрузки по площади цеха
3. Разъединителем отключают токи короткого замыкания
4.К потребителям I категории относят жилые и общественные здания
5.Районные подстанции питаются от районных (основных) сетей энергосистемы
6. Трансформаторные подстанции являются основным звеном системы электроснабжения
7.ЗРУ сооружают при напряжении 20кВ и выше
8. ОРУ сооружают при напряжении 35 кВ и выше
9. Применение элегаза SF6 в качестве изоляции позволяет создать КРУ на высокие напряжения ( до 800 кВ)
10.КРУН предназначены для открытой установки вне помещения ( да)
11. Буквенный код трансформатора тока TL
12. КРУ- комплексное распределительное устройство
13. Буквенный код трансформатора напряжения TV
14. Большинство трансформаторов после снятия с них нагрузки можно отключать разъединителями или отделителями
15. По режиму работы электроприемники могут быть разделены на 3группы, для которых предусматривают 3 режима работы продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный
Содержание и последовательность изложения новой темы
Основное электрооборудование электроподстанций:
- Силовые трансформаторы, автотрансформаторы.
- Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередачи.
- Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ) распределительные устройства, включая:
- Системы и секции шин.
- Силовые выключатели.
- Разъединители.
- Измерительное оборудование (измерительные трансформаторы тока и напряжения, измерительные приборы).
- Оборудование ВЧ-связи между подстанциями (конденсаторы связи, фильтры присоединения).
- Токоограничивающие, регулирующие устройства (конденсаторные батареи, реакторы, фазовращатели и пр.).
- Преобразователи частоты, рода тока (выпрямители).
- Система питания собственных нужд подстанции:
- Трансформаторы собственных нужд.
- Щит переменного тока.
- Аккумуляторные батареи.
- Щит постоянного (оперативного) тока.
- Дизельные генераторы и другие аварийные источники энергии (на крупных и особо важных подстанциях).
- Системы защиты и автоматики:
- Устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики для силовых линий, трансформаторов, шин.
- Автоматическая система управления.
- Система телемеханического управления.
- Система технического и коммерческого учёта электроэнергии.
- Система технологической связи энергосистемы и внутренней связи подстанции.
- Система заземления, включая заземлители и контур заземления.
- Молниезащитные сооружения.
По значению в системе электроснабжения:
- Главные понижающие подстанции (ГПП).
- Подстанции глубокого ввода (ПГВ).
- Тяговые подстанции для нужд электрического транспорта, часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током.
- Комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). Последние называются цеховыми подстанциями в промышленных сетях, городскими — в городских сетях.
Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления, зашиты и измерения.
Электрическое распределительное устройство, не входящее в состав подстанции, называется распределительным пунктом. Преобразовательная подстанция, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный и последующего преобразования постоянного тока в переменный исходной или иной частоты называется вставкой постоянного тока.
Главной понизительной подстанцией (ГПП) называется подстанция на напряжение 35...220 кВ, получающая питание непосредственно от районной энергосистемы и распределяющая электроэнергию при более низком напряжении по всему предприятию. Применяются на предприятиях малой мощности.
Главная распределительная подстанция - это электроустановка, предназначенная для приема и распределения электроэнергии без трансформации напряжения.
Главные понизительные подстанции, питающие крупные промышленные предприятия, включают в себя распределительные устройства на напряжение 35...220 и 6 (10) кВ, главные трансформаторы на напряжение 35...220/6 (10) кВ, трансформаторы собственных нужд на напряжение 6 (10)/0,4 кВ, конденсаторные батареи напряжением 6 (10) кВ, шиты управления электроснабжением, мастерские и т.д.
На ГПП, как правило, устанавливают два одинаковых трансформатора на 35...220/6 (10) кВ. Необходимость двух трансформаторов обусловлена тем, что на современных промышленных предприятиях преобладают нагрузки второй категории и обычно имеются нагрузки первой категории, для питания которых необходимо иметь два независимых источника. Установка более двух трансформаторов неэкономична и применяется в основном лишь при расширении предприятия. Главные понизительные подстанции размещают вблизи центра нагрузки.
При установке на ГПП двух трансформаторов, питаемых от разных линий электропередачи, создается возможность применения надежных и высокоэкономичных упрощенных схем: блока линия 35...220 кВ — трансформатор ГПП и блока линия на 35... 220 кВ — трансформатор ГПП — токопровод на 6 (10) кВ. Эти схемы не содержат сборных шин и выключателей на стороне первичного напряжения ГПП, а на стороне вторичного напряжения 6 (10) кВ обычно имеют одиночную секционированную систему шин или токопроводы от каждого трансформатора. Одно- трансформаторные ГПП можно применять при наличии возможности обеспечить резервное питание нагрузок первой и второй категорий по сети напряжением 6 (10) кВ от соседних подстанций или ТЭЦ. Экономичность этих схем и индустриализация монтажа подстанций возросли в связи с изготовлением последних на заводе в виде блочных подстанций типа КТПБ.
На рис. 1 приведена схема ГПП напряжением 35... 220/6 (10) кВ для предприятия средней мощности, получающего электроэнергию от энергосистемы по двум радиальным линиям BJl I и BJ12. Трансформаторы 77, 72 подключают к линиям только через разъединители QSJ, QS2 РЛНД (разъединитель с линейным контактом, наружной установки, двухколонковый), так как при радиальной схеме нет необходимости в отделителях. Перемычка между цепями напряжением 35... 220 кВ, позволяет питать каждый трансформатор не только от своей, но и от другой линии. По условиям ремонта в перемычку включают последовательно два разъединителя (на схеме QS3, QS4). Согласно СН 174-75, следует применять в основном схему без перемычки напряжением 35... 220 кВ.
Рис. 1. Схема ГПП напряжением 35...220/6 (10) кВ с секционированной системой шин на стороне напряжения 6 (10) кВ
На вводах к трансформаторам устанавливают короткозамыкатели QK1, QK2: в сетях с глухозаземленной нейтралью — в одной фазе, в сетях с изолированной нейтралью — в двух. Короткозамыкатель автоматически включается при срабатывании релейной защиты в результате внутренних повреждений в трансформаторе ГПП, к которым нечувствительна защита с помощью головных выключателей линий BJ11 и ВЛ2 энергосистемы. При включении короткозамыкателя создается искусственное короткое замыкание на входах высшего напряжения (ВН) трансформатора. На такое короткое замыкание реагирует релейная защита линии в системе и отключает соответствующую линию.
Двухобмоточные трансформаторы ГПП имеют схему соединения обмоток У/Д-11 или Y0/A-l 1. Включение нейтралей трансформаторов 110...220 кВ на землю осуществляется через однополюсные разъединители QS5, QS6 типа ЗОН. Последние включают не всегда. Число включенных на землю нейтралей регулируют так, чтобы ток одно- и двухфазного коротких замыканий на землю не превышал установленные пределы. Для защиты изоляции трансформаторов от пробоя при возникновении перенапряжения в период работы с разземленной нейтралью предусмотрены разрядники FV2, FV3 в нейтрали. Кроме того, разрядники устанавливают на вводе ВН трансформаторов во всех трех фазах для защиты от набегающих по линиям волн перенапряжений (на схеме FV1, FV4).
Трансформаторы ГПП подключают к сборным шинам вторичного напряжения 6 (10) кВ через масляные выключатели QF1 и QF2 и разъединители QS7 и QS8. Если требуется ограничение тока короткого замыкания в сети предприятия напряжением 6 (10) кВ, то между выключателями и разъединителями ввода включают трехфазные бетонные реакторы LR1, LR2.
На рис. 2 показаны схемы подключения вводов трансформаторов ГПП к сборным шинам распределительного устройства напряжением 6 (10) кВ. Схему а применяют при установке трансформаторов мощностью до 25 MB А. При большей мощности трансформаторов обычно требуются мероприятия по ограничению токов короткого замыкания. При мощности трансформатора 40 MB А применяют схемы бив, при мощности 63 MB - А рекомендуются схемы гид. Если же мощность трансформатора достигает 80 MB • А, то применяют схемы е, ж, з.
К вводам подключаются трансформаторы собственных нужд подстанции для обеспечения питания приемников собственного расхода, в том числе приводов масляных выключателей, независимо от состояния сборных шин напряжением 6 (10) кВ ГПП.
Сборные шины напряжением 6 (10) кВ распределительных устройств ГПП секционируют выключателем. Благодаря этому при повреждении или ремонте сборных шин отключается только одна секция и все основные электроприемники получают питание от другой секции. При внезапном исчезновении напряжения на одной секции, например при отключении питающей линии, с помощью устройств АВР включается секционный выключатель, обеспечивая питание секции. Секционный выключатель выбирают по нагрузке одной секции шин, а выключатель ввода трансформатора — по нагрузке двух секций в послеаварийном режиме ГПП. Для ограничения токов короткого замыкания секционный выключатель нормально отключен.
Прежде чем приступить к рассмотрению следующего вопроса (схемы) заполните данную блок схему:
Секция III
Рис. 2. Схема ГПП напряжением 35...220/6 (10) кВ с четырьмя секциями сборных шин напряжением 6 (10) кВ:
ТСШ, ТСН2— трансформаторы собственных нужд; TV1—TV4— трансформаторы напряжения
В схеме, показанной на рис. 2, каждая вторичная обмотка обоих трансформаторов подключена к отдельной секции шин напряжением 6 (10) кВ. Все четыре секции одной системы сборных шин работают раздельно, но при выходе из работы одного трансформатора вся нагрузка автоматически переводится на другой включением секционных выключателей QBI и QB2 под действием устройств А В Р. В распределительном устройстве данной подстанции установлены ячейки КРУ с масляными выключателями QF типа ВМП напряжением 6(10) кВ. Конденсаторные батареи, измерительные трансформаторы напряжения предусматриваются на каждой секции шин, так как их режим регулируется самостоятельно и напряжения секций могут существенно различаться.
Если передаваемая от одной секции мощность составляет 25 MB А и более, а потребители расположены по одной трассе, то эффективно применение магистральной схемы питания с токопроводами. Шинные и гибкие токопроводы напряжением 6... 10 кВ выполняют одновременно роль сборных шин и распредели тельных линий.
Рассмотренные примеры не отражают всего многообразия схем ГПП, применяемых на разных предприятиях. Так, для открытых подстанций напряжением 35 (110) кВ, не имеюших нагрузок первой категории, с трансформаторами мощностью до 6300 кВ -А применяются схемы с разъединителями и стреляющими предохранителями напряжением 35 (110) кВ на вводе ВН. При этом отпадает необходимость в выключателях или отделителях с короткозамыкателями на стороне первичного напряжения подстанции.
При сооружении мощных ГПП на небольшом (несколько километров) расстоянии от районных подстанций или электростанций можно отказаться от установки каких-либо коммутационных аппаратов (за исключением разъединителей) на вводе напряжением 35...220 кВ к главным трансформаторам. Функции защиты и отключения трансформаторов, так же как и линий, передаются головному выключателю питающей ГПП линии. При срабатывании релейной защиты трансформатора ГПП отключающий импульс передается на головной выключатель линии по высокочастотным каналам или специально построенной для этого линии связи.
Если подстанция сооружается в зоне повышенного загрязнения, то следует применять самые простые схемы коммутации с минимально возможным количеством аппаратуры и изоляции наружной установки. Рационально использование в таких условиях трансформаторов с кабельными вводами линии непосредственно в бак трансформатора. Тогда вообще отпадает необходимость в открытой изоляции. При этом защиту следует осуществлять с передачей отключающего импульса на головной выключатель линии. В отдельных случаях выгоднее строить закрытые распределительные устройства (ЗРУ) напряжением 35 (110) кВ. Открытые распределительные устройства (ОРУ) напряжением 35... 220 кВ в условиях загрязнения делают с усиленной изоляцией. В ОРУ напряжением 35 кВ в загрязненной среде ставят изоляторы на напряжение 110 кВ, а в ОРУ напряжением 110 кВ — изоляторы напряжение 150...220 кВ.
Просмотр видеоматериала - комментарий специалистов АО «KEGOK» по данной теме.
Профессиональные термины их транскрипция и перевод
a transformer |transˈfɔːmə| - трансформатор
substation |ˈsʌbsteɪʃ(ə)n| - подстанция
direct current |dɪˈrɛkt| |ˈkʌr(ə)nt| - постоянный ток
alternating current |ˈɔːltɜːneɪtɪŋ| |ˈkʌr(ə)nt| - переменный ток
voltage |ˈvəʊltɪdʒ| -напряжение
D.C. link |dɪˈrɛkt| |ˈkʌr(ə)nt| |lɪŋk| -вставка постоянного тока
a shorting device |ˈʃɔːtɪŋ| |dɪˈvʌɪs| -короткозамыкатель
a short |ʃɔːt| -короткое замыкание
a winding |ˈwʌɪndɪŋ| - обмотка
a capacitor |kəˈpasɪtə| - конденсатор
main busbar |meɪn| [ˈbʌzbər] – сборная шина
rectifier |ˈrɛktɪfʌɪə| - выпрямитель
distribution point |dɪstrɪˈbjuːʃ(ə)n| |pɔɪnt| - распределительный пункт
relay protection |ˈriːleɪ| |prəˈtɛkʃ(ə)n| - релейная защита
section switch |ˈsɛkʃ(ə)n| |swɪtʃ| - секционный выключатель
outdoor switchgear |ˈaʊtdɔː| |ˈswɪtʃɡɪə| - открытое распределительное устройство
indoor switchgear |ˈɪndɔː| |ˈswɪtʃɡɪə| - закрытое распределительное устройство
Следующее задание носит название matching, вы должны сопоставить термины и представленные картинки.
Закрепление нового материала, формирование умений и навыков
Работа в микрогруппе – задача решить кейс и презентовать свой минипроект
Кейс №1
Анализ конструктивных схем подстанций
- Разъяснение назначения основных элементов, указание условных кодов оборудования
- Выбор и аргументирование наиболее надежной и эффективной схемы
- Формулировка технической терминологии на английском языке
Кейс №2
- Привести классификацию подстанций.
- Начертить примерный план двухтрансформаторной ГПП с трансформацией напряжения с 110 кВ на 6 кВ.
- Формулировка технической терминологии на английском языке
Кейс№3
Анализ схем ГПП и ГРП
- Разъяснение назначения основных элементов, указание условных кодов оборудования
- Объяснить назначение ГПП и ГРП
- Формулировка технической терминологии на английском языке
Критерии оценивания работы группы
1. Умение работать в команде
2. Выражение собственной позиции, ее обоснование
3. Аргументированное решение проблемы, алгоритмизация
4. Оригинальность мышления, креативность в оформлении
5. Максимальное применение терминов на английском языке
Подведение итогов занятия
Анализ/Выводы по уроку
Рефлексия
1.Чем запомнился Вам урок сегодня?__________________
2.Пригодятся ли знания полученные сегодня в Вашей профессиональной деятельности ?
3. Считаете ли Вы урок эффективным?________________
Оценка
Выставление оценок
|
Домашнее задание Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий
|
§5.1. Стр.156-161
Подпись преподавателя __________________________
__f1017_e4.jpg)
__f1018_45.jpg)
