 |
Электроэнергетические системы
|
|
|
|
1. Дайте определение энергетической системы и назовите её основные элементы.
2. Что понимается под электроэнергетической системой?
3. Какие технико-экономические преимущества дает создание ЭЭС?
4. Назовите основные особенности процесса производства электроэнергии.
5. Какова структура электроэнергетической системы?
6. Какими технологическими процессами и операциями управляет диспетчер энергосистемы?
7. Назовите основные принципы диспетчерского управления.
8. Что входит в единую энергетическую систему России и как она управляется?
9. Что представляют собой электрические сети и их назначение?
10. По каким признакам классифицируются электрические сети?
11. Какова шкала номинальных напряжений электрических сетей?
12. Каковы режимы работы нейтралей электрических сетей и каковы последствия замыкания фазы на землю в них?
13. Назовите достоинства и недостатки сетей постоянного и переменного тока.
14. Назовите возможные области применения сетей постоянного тока.
15. Какова структура электропередачи постоянного тока?
16. Каково назначение ЛЭП и по каким признакам они классифицируются?
17. Назовите основные элементы воздушных линий электропередачи.
18. Какова конструкция неизолированных проводов?
19. Что такое расщепление фазы на несколько проводов и для чего оно выполняется?
20. Укажите виды опор ВЛ по материалу изготовления и по конструкции.
21. Что понимается под транспозицией фаз и для чего она выполняется?
22. Назовите виды изоляторов и их конструктивные элементы.
23. Назовите виды кабелей по напряжению и конструкции.
24. Чем объясняется малая длина кабельных линий переменного тока?
25. Что включают в себя системы электроснабжения?
|
|
|
26. От чего питаются системы электроснабжения?
27. Какую долю электроэнергии ЭЭС потребляют промышленные предприятия?
28. Какие величины суммарных установленных мощностей характерны для различных предприятий?
29. Назовите наиболее распространенный вид нагрузки на промышленных предприятиях.
30. Какое влияние на работу системы электроснабжения оказывают асинхронные двигатели?
31. Какие нагрузки оказывают наибольшее влияние на режимы работы системы электроснабжения?
32. Что представляет собой суточный график нагрузки потребителей электроэнергии?
33. Каким показателем характеризуется надежность электроснабжения потребителей?
34. Каковы особенности электроснабжения коммунально-бытовых потребителей?
Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем
1. Назовите назначение и основные функции автоматики в электроэнергетической системе.
2. Назовите основные автоматические устройства, управляющие режимами ЭЭС и их назначение.
3. Чем опасен режим короткого замыкания (КЗ)?
4. Что нужно предпринимать при КЗ в ЭЭС?
5. Назовите основные характеристики устройств релейной защиты (РЗ).
6. Какова структура устройств релейной защиты?
7. Каковы принципы функционирования устройств РЗ энергоустановок?
ЗАДАЧИ И ПРИМЕРЫ ИХ РЕШЕНИЯ
Основы термодинамики
Задача №1. Двигатель работает по циклу Карно. Как изменится КПД теплового двигателя, если при постоянной температуре холодильника 17оС температуру нагревателя повысить со 127 до 447оС?
Решение: КПД двигателя, работающего по циклу Карно,
T 1=273+127=400˚K; T 2=273+17=290˚K; h1= 1- 290/400 = 0,275= 27,5%;
При повышении температуру нагревателя T 1=273+447=720˚K
h2= 1- 290/720 = 0,597= 59,7%
Таким образом, КПД увеличится в h2/h1= 59,7/27,5 = 2,17 раза.
Задача №2. Определить КПД двигателя, которому для выполнения работы 1,9 
107Дж потребовалось 1,5 кг топлива с удельной теплотой сгорания 4,2 107Дж/кг. (Ответ: 
).
|
|
|
Задача №3. Рабочее тело (газ) тепловой машины, работающей по идеальному циклу Карно, получает от нагревателя 8,36 103Дж теплоты и 80% от неё передаёт холодильнику. Найти КПД цикла и работу, совершённую машиной. (Ответ: 
, 
=1,67 103Дж).
Задача №4. Температура нагревателя идеальной тепловой машины в 3 раза выше, чем холодильника. Нагреватель передал газу количество теплоты 42 кДж. Какую работу совершил газ? (Ответ: =28 103Дж).
Задача №5. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, КПД которого 40%. Температура приёмника 0ОС. Найти температуру нагревателя и работу изотермического сжатия, если температура изотермического расширения 8 Дж. (Ответ: =4,8 Дж).
Задача №6. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, получает теплоту от нагревателя с температурой 
200 О С (Т = 
ОС +273) и отдаёт теплоту холодильнику с температурой 
12ОС, совершая за один цикл работу 
= 10 МДж. Определить количество теплоты 
, отдаваемое холодильнику за один цикл. (Ответ: 
=15,5 МДж).
Задача №7. Нагреватель тепловой машины, работающей по циклу Карно, имеет температуру 200ОС. Определить температуру 
, охладителя, если при получении от нагревателя количества теплоты 
= 1 Дж машина совершает работу =0,4 Дж? Потери на трение и теплоотдачу не учитывать. (Ответ: =284ОК).
Задача №8. В идеальной тепловой машине, абсолютная температура холодильника которой вдвое меньше температуры нагревателя, не меняя температуры нагревателя температуру холодильника понизили вдвое. Как изменится КПД машины.
Решение: КПД идеальной тепловой машины
h1= (T 1- T 2)/ T 1=(T 1- 0,5 T 1)/ T 1=0,5;
После понижения температуры холодильника вдвое
h2=(T 1- 0,25 T 1)/ T 1=0,75;
Таким образом, КПД увеличится в h2/h1=0,75/0,5 =1,5 раза.
Задача №9. Чему равна работа, совершаемая идеальной тепловой машиной за один цикл, в котором газ получает от нагревателя 75 кДж теплоты при абсолютной температуре нагревателя, втрое большей абсолютной температуры холодильника?
Задача №10. В некотором процессе газ совершил работу, равную 5 МДж, а его внутренняя энергия уменьшилась на 2 МДж. Какое количество теплоты передано газу в этом процессе?
Задача №11. В идеальном тепловом двигателе из каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, 700 Дж отдаётся холодильнику. Если температура нагревателя равна 227 ОС, то чему равна температура холодильника?
|
|
|
Задача №12. Температура нагревателя идеального теплового двигателя 127 ОС, а температура холодильника 7 ОС. Количество теплоты, получаемое двигателем ежесекундно от нагревателя, равно 50 кДж. Какое количество теплоты отдаётся холодильнику за 1 секунду?
Задача №13. Температура нагревателя идеального теплового двигателя 227 ОС, а температура холодильника 27 ОС. Количество теплоты, получаемое двигателем ежесекундно от нагревателя, равно 50 кДж. Какое количество теплоты отдаётся холодильнику за 1 секунду?
Задача №14. В идеальном тепловом двигателе из каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, 300 Дж отдаётся холодильнику. Определить температуру нагревателя, если температура холодильника равна 7 ОС?
Задача №15. При изотермическом расширении идеальному газу сообщили 10 Дж тепла. Чему равна работа, совершённая газом?
Задача №16. КПД теплового двигателя равен 25%. Во сколько раз количество теплоты, полученное двигателем от нагревателя, больше совершённой им полезной работы?
Задача №17. На сколько процентов повысится КПД тепловой машины, если, не изменяя температуру холодильника, повысить температуру нагревателя в n - раз?
Задача №18. В некотором процессе газ совершил работу, равную 2 МДж, а его внутренняя энергия уменьшилась на 3 МДж. Какое количество теплоты газ в этом процессе передал в окружающую среду?
Задача №19. Температура нагревателя идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, 227 ОС. Определить температуру холодильника, если за счёт каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, двигатель совершает 350 Дж механической работы.
Задача №20. Тепловая машина с КПД 40% за цикл работы, получает от нагревателя 150 Дж. Какую полезную работу машина совершает за цикл?
Задача №21. Идеальный газ отдал 300 Дж теплоты, а внешние силы совершили над ним работу 100 Дж. Как при этом изменилась внутренняя энергия газа? (увеличилась на 400 Дж, увеличилась на 200 Дж, увеличилась на 200 Дж, увеличилась на 400 Дж)
|
|
|
Задача №22. Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы, получает от нагревателя 50 Дж. Какое количество теплоты машина отдаёт за это время в окружающую среду? (20 Дж, 30 Дж, 50 Дж, 80 Дж)
Задача №23. Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы, получает от нагревателя 100 Дж. Какую полезную работу машина совершает за цикл?
Задача №24. Идеальный газ сначала охлаждался при постоянном объёме, потом его объём уменьшался при постоянном давлении, затем при постоянной температуре объём газа увеличился до первоначального значения. Нарисовать в координатах p-v график изменения состояния газа.
Задача №25. Тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя 100 Дж и отдаёт холодильнику 40 Дж. Чему равен КПД тепловой машины? (40%, 60%, 29%, 43%).
Задача №26. Тепловая машина с КПД 50% за цикл работы, получает от нагревателя 100 Дж. Какую полезную работу машина совершает за цикл? (200 Дж, 150 Дж, 100 Дж, 50 Дж).
Задача №27. Тепловая машина с КПД 20% за цикл работы, отдаёт холодильнику 80 Дж. Какую полезную работу машина совершает за цикл? (100 Дж, 64 Дж, 20 Дж, 16 Дж).
Решение: h1= (Q 1- Q 2)/ Q 1 = (Q 1-80)/ Q 1=0,2; Отсюда Q 1=100 Дж.
Полезная работа A =h1* Q 1= 0,2*100= 20 Дж.
Задача №28. Идеальный газ сначала охлаждался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объёме, затем при постоянной температуре уменьшилось до первоначального значения. Нарисовать в координатах p-Т график изменения состояния газа.
Задача №29. Идеальный газ совершил работу 100 Дж и отдал количество теплоты 300 Дж. Как при этом изменилась внутренняя энергия газа? (увеличилась на 400 Дж, увеличилась на 200 Дж, уменьшилась на 400 Дж, уменьшилась на 200 Дж).
Задача №30. Тепловая машина за цикл совершает работу 50 Дж и отдаёт холодильнику 40 Дж. Чему равен КПД тепловой машины? (100%, 50%, 33%, 67%).
Задача №31. Идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление уменьшилось при постоянном объёме, затем при постоянной температуре давление газа увеличилось до первоначального значения. Нарисовать в координатах p-Т график изменения состояния газа.
|
|
|
