Podstawowe wielkości i zależności

1. Energia elektryczna jako produkt i jako towar, jego specyfika.

1. Chronologiczny (kalendarzowy) wykres obciążenia mocą czynną i wykres obciążenia mocą bierną. Ważniejsze parametry i relacje między nimi.

1. Co to jest moc zainstalowana urządzeń: a) odbiorczych; b) wytwarzających energię?

1. Jakie odbiorniki wlicza się, a jakich nie uwzględnia się przy określaniu mocy zainstalowanej?

1. Stopień obciążenia i stopień wyzyskania: a) chwilowy; b) średni; c) szczytowy; d) najmniejszy.

1. Moc szczytowa 15-minutowa, 30-minutowa. Uzasadnienie, sposób obliczania i/lub pomiaru, ograniczenia w operowaniu tak wyznaczoną mocą szczytową.

1. Moc średnia, sposób obliczania i/lub pomiaru, przydatność pojęcia.

1. Jak działa licznik energii czynnej ze wskaźnikiem mocy szczytowej? Jakie zastrzeżenia może budzić zasada działania wskaźnika?

1.  Współczynnik jednoczesności (diversity factor), definicja i przydatność pojęcia.

1.  Podać wartość współczynnika jednoczesności k_j w następujących przypadkach:

1. Podać wartość współczynnika jednoczesności k_j w następujących przypadkach:

1.  Podać wartość współczynnika jednoczesności k_j w następujących przypadkach:

1.  Jak się określa współczynnik jednoczesności szczytowych obciążeń mocą bierną k_jQ? Dlaczego jego wartość może się różnić od wartości k_j określonej dla obciążeń mocą czynną? W jakich przypadkach te różnice są najmniejsze, a w jakich - największe?

1.  Uporządkowany wykres obciążenia mocą czynną. Sposób sporządzania. Ważniejsze parametry i relacje między nimi.

1.  Ile wynosi roczny czas użytkowania mocy szczytowej: a) w przeciętnym mieszkaniu; b) w zakładzie przemysłowym 1-zmianowym; c) w zakładzie przemysłowym 2-zmianowym; d) w zakładzie przemysłowym 3-zmianowym; e) w zakładzie przemysłowym o ruchu ciągłym.

Określanie zapotrzebowania na moc

1. Z jakich powodów prognozuje się zapotrzebowanie na moc i z jaką dokładnością udaje się to?

1. Jakie metody wyznaczania obciążenia szczytowego stosuje się przy prognozowaniu rozwoju sieci, a jakie - przy projektowaniu urządzeń zasilających?

1. Jak wyznacza się przewidywane obciążenie szczytowe metodą współczynnika zapotrzebowania (demand factor)?

1. Jaki jest związek między współczynnikiem jednoczesności i współczynnikiem zapotrzebowania?

1. Jak współczynnik zapotrzebowania zależy od liczby i rodzaju urządzeń odbiorczych?

1. Podać przykładowe wartości współczynnika zapotrzebowania dla: a) zespołu trzech pomp w stacji zasilającej miasto w wodę; b) grupy 100 narzędzi ręcznych w warsztacie montażowym; c) instalacji oświetlenia podstawowego; d) instalacji oświetlenia bezpieczeństwa; e) grupy 20 obrabiarek w warsztacie remontowym; f) ; e) grupy 60 obrabiarek w zakładzie produkcji seryjnej.

1. Jakie informacje pochodzące z pomiarów w istniejącym obiekcie są niezbędne do wyznaczenia przewidywanego obciążenia szczytowego w nowym obiekcie metodą współczynnika zapotrzebowania?

1. Na czym polega metoda dwuczłonowa (Liwszyca) wyznaczania przewidywanego obciążenia szczytowego? Wykazać jej związek z metodą współczynnika zapotrzebowania.

1. Wyjaśnić procedurę wyznaczania przewidywanego obciążenia szczytowego metodami statystycznymi.

1.  Na czym polega wyższość metod statystycznych wyznaczenia przewidywanego obciążenia szczytowego?

1.  Przy jakim poziomie ufności można wyznaczyć przewidywane obciążenie szczytowe?

1.  Jak wyznacza się przewidywane obciążenie szczytowe metodą powierzchniowej gęstości obciążenia?

1.  Podać przykładową powierzchniową gęstość obciążenia dla: a) instalacji oświetleniowej w typowej sali wykładowej; b) dzielnicy mieszkaniowej Przymorze; c) śródmieścia wielkich metropolii zabudowanego wieżowcami biurowymi; d) stoczni morskiej.

1.  Jak wyznacza się przewidywane obciążenie szczytowe metodą jednostkowego zużycia energii?

1.  Jak należy uwzględniać przy prognozowaniu obciążeń: a) właściwy horyzont czasowy; b) warunki zasilania awaryjnego?

Straty mocy i energii, sprawność, koszt energii

1. Wyjaśnić sposób obliczania jałowych i obciążeniowych strat mocy w liniach napowietrznych.

1. Wyjaśnić sposób obliczania jałowych i obciążeniowych strat mocy w liniach kablowych.

1. Wyjaśnić sposób obliczania jałowych i obciążeniowych strat mocy w transformatorach.

1. Wyjaśnić sposób obliczania jałowych i obciążeniowych strat mocy w silnikach indukcyjnych.

1. Wykazać, jak zależy od stopnia obciążenia sprawność: a) transformatora; b) silnika indukcyjnego.

1. Wyprowadzić wzór określający stopień obciążenia transformatora, przy którym występuje największa sprawność. Jakich innych urządzeń dotyczy ten wzór?

1. Transformator ma sprawność znamionową 0,95. Ile wynosi jego sprawność maksymalna występująca przy stopniu obciążenia 0,6?

1. Silniki wentylatorów, sprężarek i pomp pracują ze stałym obciążeniem, równym znamionowemu. Jaka powinna być relacja między różnymi składnikami zachodzących w nich strat?

1. Co to są silniki energooszczędne (energy efficient motors)?

1.  Jak się oblicza dobowe i roczne jałowe straty energii?

1.  Jak się oblicza dobowe i roczne obciążeniowe straty energii?

1.  Jak się oblicza dobowe i roczne (całkowite) straty energii?

1.  Roczny czas trwania maksymalnych strat obciążeniowych; sposób obliczania, przydatność pojęcia.

1.  Wyjaśnić zależność czasu trwania maksymalnych strat obciążeniowych od czasu użytkowania mocy szczytowej.

1.  W jakim celu oblicza się średnią kwadratową stopnia obciążenia mocą pozorną?

1.  Do czego służą liczniki I²h oraz liczniki U²h? Wykazać, jak należy wykorzystywać ich wskazania.

1.  Główne składniki kosztów wytwarzania i/lub przesyłu energii elektrycznej. Koszty stałe i koszty zmienne.

1.  Objaśnić zależność jednostkowego kosztu wytwarzania energii elektrycznej (stałego, zmiennego i całkowitego) od czasu użytkowania mocy zainstalowanej elektrowni.

1.  Objaśnić zależność kosztów pobieranej energii elektrycznej od czasu użytkowania mocy szczytowej.

1.  Na pokrycie jakich kosztów stałych oraz zmiennych płacimy 0,26 PLN/kWh? Ile z tego idzie na opłacenie węgla spalanego w elektrowni?

1.  Objaśnić przekonująco dlaczego niektórzy odbiorcy płacą nie tylko za pobraną energię elektryczną, ale i za moc? Jacy odbiorcy i za jaką moc? Jak to rozumowanie można by przenieść na odbiorcę wody?

1. Dlaczego energia elektryczna pobierana w szczycie jest najdroższa?

1.  Ile węgla trzeba spalić w elektrowni na wytworzenie 1 kWh: a) węgla kamiennego; b) węgla brunatnego?

1.  Objaśnić strukturę obowiązującej w Polsce taryfy opłat za energię elektryczną.

1.  Na kataraktach Inga o naturalnym spadzie 112 m rzeka Kongo ma średni roczny przepływ 40.000 m³/s (odchylenia min-max 1:2), co stanowi największy potencjał hydroelektryczny świata, skupiony w jednym miejscu. Ile on wynosi (wyrażony w jednostkach mocy)?

1.  Jakiej mocy elektrownię wodną można zbudować na Dolnej Wiśle o średnim rocznym przepływie 900 m³/s (odchylenia min-max 1:14) spiętrzając wodę o 16 m zaporą ze zbiornikiem o wyrównaniu krótkotrwałym?

1.  Jakiej mocy elektrownię może uruchomić leśniczy w miejscu nieczynnego młyna wodnego przy spadzie 2,5 m i przepływie osiągającym 1,2 m³/s przez znaczną część roku?

1.  Jaką rolę spełniają elektrownie pompowe?

1.  Objaśnić zasady rozdziału obciążenia między elektrownie pracujące w systemie elektroenergetycznym.

1.  Jakie elektrownie i dlaczego pełnią rolę elektrowni podstawowych?

1.  Jakie elektrownie i dlaczego pełnią rolę elektrowni szczytowych?

1.  Czy rolę elektrowni szczytowej może pełnić elektrownia: a) cieplna jądrowa; b) wodna pompowa; c) wiatrowa; d) słoneczna; e) cieplna z turbiną gazową?

1.  Co to jest ekonomiczna gęstość prądu?

1.  Wyprowadzić wzór określający ekonomiczną gęstość prądu.

1.  W jakich sytuacjach ekonomiczna gęstość prądu jest szczególnie mała? Jakie są tego konsekwencje?

1.  Objaśnić jaki wpływ na ekonomiczną gęstość prądu i dlaczego mają: a) zwiększenie współczynnika udziału w szczycie; b) zwiększenie czasu trwania maksymalnych strat obciążeniowych.

1.  Objaśnić jaki wpływ na ekonomiczną gęstość prądu i dlaczego mają: a) zwiększenie ceny węgla; b) zwiększenie oprocentowania kredytu.

Gospodarka mocą bierną

1. Zakładając sinusoidalne przebiegi napięcia i prądu narysować przebieg pobieranej mocy i jego składowe przy współczynniku mocy: a) cosϕ = 1; b) cosϕ = 0_ind; c) cosϕ = 0_poj; d) cosϕ = 0,707_ind.

1. Jakie są konsekwencje utrzymywania zaniżonego współczynnika mocy w sieciach?

1. Jak wymagana moc transformatora i wymagana obciążalność kabla zależą od współczynnika mocy obciążenia?

1. Jak spadek napięcia w linii zależy od współczynnika mocy obciążenia?

1. Przy jakim współczynniku mocy obciążenia spadek napięcia w linii jest: a) największy; b) najmniejszy?

1. Przy jakim współczynniku mocy obciążenia spadek napięcia w transformatorze jest: a) największy; b) najmniejszy?

1. Jak straty mocy w linii zależą od współczynnika mocy obciążenia?

1. Co to jest energetyczny równoważnik mocy biernej? W jakich sytuacjach jego wartość jest: a) szczególnie mała; b) szczególnie duża? Podać przykładowe wartości.

1. Ile węgla trzeba spalić w elektrowni na wytworzenie 1 kvar mocy biernej?

1.  Jakie urządzenia są głównymi odbiornikami mocy biernej?

1.  Na czym polegają naturalne środki poprawy współczynnika mocy?

1.  Co to są naturalne źródła mocy biernej i jak można je wykorzystać?

1.  Na czym polega ograniczanie poboru mocy biernej bez instalowania urządzeń kompensujących?

1.  Narysować i uzasadnić zależność współczynnika mocy silnika indukcyjnego od stopnia obciążenia.

1.  Jak można ograniczyć pobór mocy przez silniki indukcyjne: a) przy konstruowaniu silników; b) przy doborze silników do urządzeń napędzanych; c) podczas eksploatacji silników.

1.  Czy silnik indukcyjny 230/400 V można wyposażyć w samoczynny przełącznik trójkąt/gwiazda do przełączania uzwojeń w gwiazdę na czas zmniejszonego obciążenia? Przy zasilaniu z jakiej sieci?

1.  Czy silnik indukcyjny 400/690 V można wyposażyć w samoczynny przełącznik trójkąt/gwiazda do przełączania uzwojeń w gwiazdę na czas zmniejszonego obciążenia? Przy zasilaniu z jakiej sieci?

1.  Wymienić co najmniej trzy różne urządzenia do kompensacji poboru mocy biernej i objaśnić ich przydatność.

1.  Jak są zbudowane kondensatory elektroenergetyczne i jakie są ich główne parametry?

1.  W jaki sposób dąży się do miniaturyzacji kondensatorów elektroenergetycznych? Wyprowadzić zależność przedstawiającą moc przypadającą na jednostkę objętości.

1.  Jakie znaczenie mają następujące cechy bądź parametry dielektryka: a) jednorodność; b) największe dopuszczalne naprężenie dielektryczne; c) stratność?

1.  Na czym polega postęp w dziedzinie dielektryków kondensatorowych?

1.  Czym się charakteryzują oleje syntetyczne PCB (np. trójchlorodwufenyle)? Jakie są następstwa skażenia nimi środowiska? Co zachodzi w razie ich pirolizy?

1.  Jak są zbudowane kondensatory samoregenerujące się (self-healing capacitors)?

1.  Przebieg prądu przy załączaniu samotnej baterii kondensatorów. Jak można oszacować wartość szczytową prądu?

1.  Przebieg prądu przy dołączaniu baterii kondensatorów. Jak można łatwo ograniczyć wartość szczytową prądu?

1.  Jakie trudności napotyka łącznik przy wyłączaniu baterii kondensatorów?

1.  Zasady doboru wyposażenia obwodu baterii kondensatorów niskiego napięcia: bezpiecznika, stycznika i przewodów.

1.   Zasady doboru wyposażenia obwodu baterii kondensatorów niskiego napięcia: wyłącznika (w tym nastawienie wyzwalacza zwarciowego oraz przekaźnika przeciążeniowego) i przewodów.

1.  Jakie wymagania i z jakich powodów obowiązują odnośnie do rozładowania wyłączonej baterii kondensatorów?

1. Zasady doboru rezystorów rozładowczych do baterii kondensatorów.

1.  W jakich przypadkach bateria kondensatorów nie wymaga rezystorów rozładowczych?

1.  Obliczyć stałą czasową rozładowania 3-fazowej baterii kondensatorów.

1.  Obliczyć stałą czasową rozładowania 3-fazowej baterii kondensatorów.

1.  Obliczyć stałą czasową rozładowania 3-fazowej baterii kondensatorów.

1.  Jak się odbywa rozładowanie wysokonapięciowej baterii kondensatorów?

1.  Podać główne zalety i główne wady trzech systemów kompensacji mocy biernej: a) kompensacji indywidualnej; b) kompensacji grupowej; c) kompensacji centralnej.

1.  Na czym polega indywidualna kompensacja mocy biernej? Podać trzy jej przykłady.

1.  Obliczyć parametry kondensatora do indywidualnej kompensacji mocy biernej świetlówki 230 V, 40 W, ze statecznikiem indukcyjnym ograniczającym napięcie na jej zaciskach do 125 V.

1.  Obliczyć parametry kondensatora do indywidualnej kompensacji mocy biernej rtęciówki 230 V, 400 W, ze statecznikiem indukcyjnym ograniczającym napięcie na jej zaciskach do 125 V.

1.  Obliczyć parametry kondensatora do indywidualnej kompensacji mocy biernej silnika indukcyjnego 400 V, 40 kW, 2950 min^-1.

1.  Podać największą moc baterii kondensatorowej, jaką można zainstalować do indywidualnej kompensacji przy silniku indukcyjnym klatkowym 400V, 55 kW, 735 min^-1.

1.  Objaśnić zjawisko samowzbudzenia przekompensowanego silnika indukcyjnego. Czym ono zagraża? Jak mu się zapobiega?

1.  Przy jakich silnikach indukcyjnych nie należy stosować indywidualnej kompensacji mocy biernej?

1.  Obliczyć parametry kondensatora do indywidualnej kompensacji mocy biernej transformatora 15/0,42 kV, 630 kVA, u_kr = 6%, i_j = 1%, grupa połączeń Dyn5.

1.  W sieci rozdzielczej promieniowej ma być zastosowana grupowa kompensacja mocy biernej. Jak należy rozdzielić będące do dyspozycji jednostki kondensatorowe pomiędzy 8 linii wychodzących ze stacji?

1.  Jakie czynniki należy brać pod uwagę ustalając liczbę członów wieloczłonowej baterii kondensatorów?

1.  Ile stopni wytwarzanej mocy biernej może zapewnić bateria 3-członowa: 20+20+20 kvar?

1.  Ile stopni wytwarzanej mocy biernej może zapewnić bateria 3-członowa: 20+40+40 kvar?

1.  Ile stopni wytwarzanej mocy biernej może zapewnić bateria 3-członowa: 20+40+80 kvar?

1.  Jakie czynniki należy brać pod uwagę ustalając zwłokę załączania i zwłokę wyłączania członów wieloczłonowej baterii kondensatorów?

1.  Jak działa regulator współczynnika mocy sterujący wieloczłonową baterią kondensatorów?

1.  W jaki sposób typowy regulator współczynnika mocy: a) mierzy rzeczywistą wartość cosϕ; b) ustala zadaną wartość cosϕ?

1.  Jakie czynniki należy brać pod uwagę ustalając czułość regulator współczynnika mocy sterującego wieloczłonową baterią kondensatorów?

1.  Czym grozi nadmierna czułość regulatora współczynnika mocy, a czym - czułość zbyt mała?

1.  W stacji 15/0,42 kV z transformatorem 630 kVA zastosowano do centralnej kompensacji mocy biernej baterię 6×50 kvar. Określić prąd rozruchowy c/k regulatora. Co byłoby, gdyby nastawić wartość dwukrotnie większą?

1.  Określić wymaganą czułość regulatora cosϕ sterującego 5-stopniową baterią kondensatorową. Objaśnić konsekwencje doboru prądu rozruchowego regulatora: a) zbyt dużego, b) zbyt małego.

1.  Określić wymaganą czułość regulatora cosϕ sterującego 5-stopniową baterią kondensatorową. Objaśnić konsekwencje doboru prądu rozruchowego regulatora: a) zbyt dużego, b) zbyt małego.

1.  Określić wymaganą czułość regulatora cosϕ sterującego 5-stopniową baterią kondensatorową. Objaśnić konsekwencje doboru prądu rozruchowego regulatora: a) zbyt dużego, b) zbyt małego.

1.  Narysować i uzasadnić zależność współczynnika mocy silnika indukcyjnego od stopnia obciążenia: a) przed zastosowaniem indywidualnej kompensacji mocy biernej; b) po zastosowaniu indywidualnej kompensacji mocy biernej.

1. Objaśnić działanie filtrów, jakie należy zastosować w miejscu przyłączenia prostownika 12-pulsowego. Czym grozi przyłączenie tam baterii kondensatorowej do kompensacji mocy biernej bez takich filtrów?

7

Edward Musiał

Urządzenia elektroenergetyczne - Gospodarka mocą i energią Pytania kontrolne

---