05.14.01 – энергетические системы и комплексы

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 23 августа 2007 г. № 138
 

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ-МИНИМУМ

Данная программа представляет собой описание содержательного минимума, необходимого для сдачи кандидатского экзамена по специальности 05.14.01 – энергетические системы и комплексы (технические науки).

Программа ориентирует аспирантов, обучающихся по данной специальности, а также соискателей на приобретение систематических знаний в области энергетических систем и комплексов, включая изучение:

  • Электрического оборудования электростанций и подстанций.

  • Электроснабжения промышленных потребителей.

  • Вопросов термодинамики и промышленной теплотехники.

  • Электромеханических и электромагнитных переходных процессов в энергетических системах.

Содержание и логическая последовательность теоретического материала в программе минимум преследует цели развития у аспирантов и соискателей широкого кругозора в избранной области научных знаний, овладение базисной информацией по теме квалификационной работы, формирование у них навыков аналитического мышления, умения интерпретировать результаты проведенных исследований и делать по результатам анализа научно обоснованные выводы, определять области возможного приложения фундаментальных знаний, пути дальнейшего совершенствования технологий и технических устройств на базе новых знаний в области  энергетических систем и комплексов.

Программа минимум содержит список литературных источников, по тематике, объему и содержанию научной и учебной информации, полностью охватывающей все указанные разделы.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ЗНАНИЙ АСПИРАНТА (СОИСКАТЕЛЯ)

Аспирант (соискатель) должен:

а) знать:

  • основы термодинамики и промышленной теплотехники;

  • основные положения теории электромеханических и электромагнитных переходных процессов в энергетических системах;

  • методы получения и обработки научной информации;

  • конструктивные особенности электрического оборудования электростанций и подстанций;

  • основы электроснабжения промышленных потребителей.

б) уметь характеризовать:

  • сущность рассматриваемых физических процессов;

  • основные способы получения электрической энергии и доставки ее потребителям.

в) уметь анализировать, интерпретировать и иллюстрировать:

  • результаты научных исследований;

  • области возможного приложения фундаментальных знаний

в) приобрести умения и навыки:

  • аналитического мышления,

  • моделирования реальных физических объектов;

  • совершенствования технологий и технических устройств.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

1. Электрическое оборудование электростанций и подстанций.

Общие сведения об электрических станциях, подстанциях и энергосистемах. Особенности технологического оборудования и режимов работы электростанций различных типов (ТЭС, ГЭС, АЭС, ДЭС). Классификация и общее назначение электротехнического оборудования электростанций и подстанций. Режимы работы электрооборудования (нормальный, ремонтный, аварийный, послеаварийный). Основное оборудование станций и подстанций. Конструкции, системы охлаждения трансформаторов. Особенности конструкции и режимы работы автотрансформаторов. Классификация электрических аппаратов. Назначение отключающих аппаратов в электроустановках до 1000 В и выше. Основные типы выключателей, их принцип действия и устройство. Собственные нужды электростанций и подстанций. Источники оперативного тока. Понятие автоматизированного электропривода. Общие положения по регулированию тока, момента, скорости и положения электропривода. Основы механики электропривода. Электропривод с ДПТ ПВ и ДПТ СВ (общее понятие). Электропривод с АД (общее понятие). Следящий электропривод. Электропривод с программным управлением, с адаптивным управлением.

2. Электроснабжение промышленных потребителей.

Характеристика промышленных потребителей электроэнергии (по режиму работы, по надежности, по технологической принадлежности). Графики эл.нагрузок. Основные методы определения эл.нагрузок. Распределение электроэнергии при напряжении до   1000 В (требования, предъявляемые к цеховым эл.сетям и схемы таких сетей, применяемое оборудование). Комплектные устройства и подстанции. Надежность электроснабжения. Основные виды тарифов. Природа потери электроэнергии в элементах систем электроснабжения. Методы определения потерь. Оптимизация определения потерь. Оптимизация электропотребления с целью энергосбережения. Классификация электротехнических установок. Электрические печи сопротивления. Индукционные печи и установки. Дуговые эл.печи. Электроннолучевые установки. Лазерные технологические установки. Установки эл.сварки. Электролизные установки. Ультразвуковые установки. Установки импульсной обработки давлением. Установки электронно-ионной технологии.

3. Вопросы термодинамики и промышленной теплотехники.

Параметры рабочих тел. Внутренняя энергия рабочего тела. Первый закон термодинамики. Энтальпия и энтропия. Теплоемкость. Основные процессы идеального газа в Р-V, T-S диаграммах. Реальные газы. Водяной пар, как рабочее тело, Р-V, T-S диаграммы водяного пара. Второй закон термодинамики. Цикл Карно и его термический КПД. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. Уравнение энергии, расхода, количества движения. Уравнение энергии потока в механической форме. Передача тепла теплопроводностью, конвекцией и излучением. Теплопроводность однослойной и многослойной стенок. Конвективный теплообмен. Уравнение теплоотдачи. Критерий подобия. Естественная и вынужденная конвекция. Теплообмен излучением. Основные законы излучения. Теплопередача через стенку. Типы электростанций и энергоустановок. Тепловые схемы и основное оборудование ТЭС, ТЭЦ, АЭС. Парогенераторы. Паровые турбины. Вспомогательные установки ТЭС. Системы водоснабжения (общие сведения). Системы теплоснабжения (общие сведения). Системы вентиляции и кондиционирования воздуха (общие сведения). Холодильные установки (общие сведения).

4. Электромеханические и электромагнитные переходные процессы в энергетических системах.

Особенности электромагнитных переходных процессов, причины их возникновения. Изменение во времени тока и его составляющих. Практические расчеты токов трехфазных КЗ в системах, питаемых от мощных источников. Переходные процессы в электрических машинах. Расчет установившегося тока трехфазного КЗ. Практические методы расчета токов КЗ для произвольного момента времени. Классификация электромеханических переходных процессов. Устойчивость и энергетика переходных процессов. Понятие динамической устойчивости. Понятие о критериях динамической устойчивости. Исследование статической устойчивости простейшей нерегулируемой системы методом малых отклонений. Исследование статической устойчивости простейшей регулируемой системы малых отклонений. Практические критерии статической устойчивости. Переходные процессы при малых изменениях режима, динамические характеристики элементов нагрузки. Переходные процессы при соизмеримости мощностей источника электроэнергии и асинхронных двигателей.

Литература

  1. Ядерные энергетические установки: Учеб. пособие для вузов / Б.Г.Ганчев, Л.Л.Калишевский, Р.С.Демешев и др.; Под общ. Ред. Н.А.Доллежаля – 2-е изд., перераб.   и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 629 с.

  2. Боровиков В.А. Электрические сети и системы / В.А.Боровиков, В.В.Косарев, Г.А.Ходот. – М.: Энергия, 1968.

  3. Чернобровов Н.В. Релейная защита. – М.: Энергия, 1971.

  4. Электрическая часть станций и подстанций / Под ред. Б.Н.Неклепаева. – М.: Энергия, 1972.

  5. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1990. – 366 с.

  6. Техническая термодинамика: Учеб. для машиностр. спец. Вузов / В.И.Крутов, С.И.Исаев, И.А.Кожинов и др.; Под ред. В.И.Крутова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1991. – 384 с.

  7. Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник в 4-х кн. / Под общ.ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1987-1991. Кн.1. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. – 456 с. Кн.2. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. – 560 с. Кн.3. Тепловые и атомные электростанции. – 608 с. Кн.4. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. – 588 с.

  8. Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика. М.: Изд-во Академия, 2005 г., 208 стр.

  9. Ф.А.Кушнарев, В.И.Свешников, А.В.Коваленко, Г.С.Федорченко. Организация энергетического производства. М.: Изд-во Энергоатомиздат, 2001 г. , 288 стр.

  10. Трухний А.Д., Макаров А.А., Клименко В.В.; под общ.ред.чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова. Основы современной энергетики: Курс лекций для менеджеров энергетических компаний. В двух частях. Современная теплоэнергетика. М.: Изд-во МЭИ, 2003 г., 828 стр.

  11. Овсейчук В.А. Прогнозирование электрификации региона (технико-экономические проблемы и методы). М.: Изд-во ИПКгосслужбы,  2002 г. 168 стр.

  12. Тупов В.Б. Снижение шума от энергетического оборудования. М.: Изд-во МЭИ, 2005 г., 232 стр.