05.14.02 – Programa examenului de doctorat
Recomandări metodice generale
Cerinţe de ordin general
Scopul studierii disciplinei constă în aprofundarea cunoştinţelor pretendentului la titlul ştiinţific de doctor în ştiinţe tehnice necesare pentru a îndeplini lucrări de cercetare ştiinţifică, de proiectare, de montare a echipamentului electrotehnic şi energetic, de exploatare şi dirijare cu partea electrică a centralelor electrice, funcţionarea sistemelor electroenergetice şi a reţelelor de distribuţie a energiei electrice. Este necesar ca pretendentul să însuşească şi să fie apt de a utiliza metodele moderne de investigare teoretică şi de efectuare a cercetărilor aplicative, precum şi de prelucrare a rezultatelor cercetărilor cu formulare de concluzii recomandări spre utilizare în baza acestor rezultate.
Pretendentul trebuie să cunoască realizarea constructivă a elementelor şi subansamblurilor constructive a centralelor electrice (generatoare, a transformatoarelor de putere şi a transformatoarelor de măsurare, a reactoarelor şunt, pentru stingerea arcului electric şi a reactoarelor care limitează curenţii în circuitele de putere, instalaţiilor distribuitoare, aparaturii de comutare , precum şi a aparaturii cu funcţii de protecţie şi semnalizare). În acest compartiment se includ de asemenea sistemele electroenergetice şi reţelele de distribuţie ( linii aeriene şi de cablu, staţiile electrice de ridicare şi coborâre a tensiunii). Pretendentul trebuie să cunoască bazale teoretice privind producerea , transportul, distribuţia şi consumul , metodele şi aparatajul de asigurare a conlucrării în paralel a centralelor electrice , principiile de funcţionare a echipamentelor de dirijare automată , a protecţiei prin relee , telemecanicii , precum şi metodele de calcul al regimurilor staţionare şi a regimurilor tranzitorii, metodele şi aparatajul necesar pentru asigurarea unei funcţionări fiabile şi sigure a subansamblurilor constructive a centralelor electrice, a reţelelor de distribuţie şi a sistemului electroenergetic.
Doctorandul trebuie să posede metode contemporane privind efectuarea investigaţiilor teoretice şi experimentale, de prelucrare şi analiză a rezultatelor obţinute cu evaluarea nivelului de credibilitate a lor şi trebuie să aibă nivelul profesional necesar pentru a îndeplini aceste lucrări de cercetare, proiectare , montaj şi exploatare a echipamentelor respective utilizate în centralele electrice şi în sistemele electroenergetice.
Compartimentele de bază ale programei examenului de doctorat (orientative):
• Centrale electrice ( partea electrică)
• Reţele electrice
• Sisteme electroenergetice
• Dirijarea cu sistemele electroenergetice şi cu reţelele de distribuţie
Conţinutul programei
Centrale electrice ( partea electrică)
Cuvinte-cheiie: Generatoare, transformatoare, reactoare, bare de colectare, aparate de comutaţie, scheme electrice de conexiune, curenţi de scurtcircuit, diagnostica echipamentului.
Generatoare şi compensatoare sincrone. Procesul de conversie a energiei în generatoare. Tipurile şi parametrii de bază a generatoarelor. Sisteme de excitaţie. Sisteme de răcire. Conexiunea generatoarelor pentru funcţionarea în paralel. Regimuri normale şi anormale. Suprasarcină admisibilă. Utilizarea generatoarelor în regim de compensator sincron. Utilizarea generatorului în regim de motor electric sincron. Supravegherea temperaturi subansamblurilor constructive de bază ale generatorului. Caracteristicile de bază ale generatoarelor în regimuri staţionare şi în regimuri tranzitorii .
Transformatoare şi autotransformatoare de putere. Procesul de transformarea a parametrilor energiei în transformatoare. Clasificarea şi tipurile de transformatoare, elementele constructive de bază şi parametrii transformatoarelor. Grupele de conexiune. Sistemele de răcire. Regimuri de sarcină şi suprasarcină a transformatoarelor. Funcţionarea în paralel a transformatoarelor. Schemele şi realizarea constructivă a subansamblurilor de reglare a tensiunii. Defectele transformatoarelor şi metodele de depistare.
Aparate de comutaţie. Întrerupătoare, separatoare, întrerupătoare de sarcină. Principii de stingere a arcului electric în întrerupătoare. Realizarea constructivă a aparatelor de comutare, parametrii tehnici şi principiile de funcţionare. Principii şi metode de selectare a echipamentelor de comutaţie.
Transformatoare de măsurare a curentului şi a tensiunii. Erorile de măsurare a transformatoarelor. Realizarea constructivă şi principiile de funcţionare. Alegerea transformatoarelor de măsurare a tensiunii şi curentului.
Barele instalaţiilor de distribuire a energiei electrice şi conductoarelor de curent. Repartizarea curentului în secţiunea conductoarelor de diverse profiluri. Conexiuni prin contact. Realizarea constructivă a sistemelor de bare şi conductoare. Rigiditatea electrodinamică. Alegerea şi verificarea barelor colectoare.
Reactoare limitatoare de curent. Realizarea constructivă. Principii şi metode de alegere şi verificare.
Reactoare de şunt (cu conexiune paralelă la reţea). Baterii de condensatoare statice. Realizare constructivă, parametrii, scheme de conexiune.
Consumul propriu de energie ele centralelor şi staţiilor electrice. Surse de alimentare a circuitelor de consum propriu. Ansamblurile de echipamente privind consumul propriu al centralelor şi a staţiilor electrice. Funcţionarea stabilă a echipamentelor şi mecanismelor compartimentului consum propriu în diferite condiţii de exploatare.
Curentul şi circuitele de curent operativ la centralele şi staţiile electrice. Surse de curent continuu şi curent alternativ pentru alimentarea circuitelor de curent operativ.
Scheme de conexiuni ale circuitelor primare din centralele electrice. Scheme de conexiuni ale circuitelor primare din staţiile electrice.
Realizarea constructivă a instalaţiilor de distribuţie. Cerinţe către instalaţiile de distribuţie. Principii de alegere şi argumentare a amplasarea elementelor constructive în instalaţia de distribuţie.
Procese tranzitorii în circuitul care conţine R,L,C elemente. Procesul tranzitoriu în cel mai simplu circuit la un scurtcircuit trifazat. Procesele tranzitorii în circuitele cu legături mutuale magnetice aflate în stare statică şi în mişcare. Procesele tranzitorii în circuitul trifazat la apariţia unui regim nesimetric. Regula privind echivalenţa consecutivităţii directe.
Metode şi echipament de limitare a curenţilor de scurtcircuit.
Indicii de fiabilitatea instalaţiilor şi metodele de determinare a acestor indici.
Metode şi echipament de diagnosticare a stării tehnice a echipamentului
Reţele electrice
Cuvinte-cheie: Scheme echivalente. Metode de calcul şi de dirijare cu regimurile, alegerea şi dimensionarea elementelor reţelei, indici tehnico-economici, partea mecanică a liniilor electrice aeriene, regimul neutrului, exploatarea reţelelor electrice, diagnostica liniilor..
Clasificarea reţelelor electrice.
Elementele de bază ale teoriei de transportului energiei electrice.
Alegerea tensiunii nominale şi dimensionarea liniilor electrice. Calculul mecanic al conductoarelor liniilor electrice aeriene.
Parametrii şi schemele echivalente ale liniilor şi ale transformatoarelor.
Parametrii pasivi ai liniilor electrice.
Metodele de calcul ale regimurilor reţelelor de configuraţie arborescentă.
Metodele de calcul ale regimurilor reţelelor simplu buclate.
Calculul regimurilor reţelelor electrice complex buclate.
Determinarea sarcinilor de calcul a întreprinderilor industriale, a localităţilor urbane (oraşe, municipii) şi în sectorul rural.
Curbele de sarcină şi caracteristicile lor. Caracteristicile statice ale sarcinii după tensiune şi frecvenţă.
Indicii de calitate a energiei electrice.
Sursele de putere reactivă şi caracteristicile acestor surse.
Metode şi aparataj de reglare a tensiunii. Distribuţie naturală şi economică a puterii în circuitele cu topologia închisă. Principii de reglare centralizată şi locală a tensiunii. Alegerea secţionării bobinei transformatorului. Determinarea puterii echipamentului de compensare din condiţia reglării tensiunii.
Bazele calculelor tehnico-economice a reţelelor electrice. Indicii economici de bază.
Proiectarea reţelelor electrice luând în consideraţie factorii de fiabilitate şi aspectele ecologice ale acestor linii.
Măsurile de bază care contribuie la majorarea capacităţii de transport a sistemelor electroenergetice şi a reţelelor electrice. Sisteme flexibile în reţelele de transport (FACTS)
Calculul pierderilor de energie şi măsurile principale care conduc la diminuarea pierderilor energiei electrice la transportul ei la consumator în reţelele electrice cu diferite niveluri de tensiune.
Regimurile de tensiune şi putere reactivă în liniile electrice lungi la funcţionarea la valori variabile a puterii active.
Linii electrice de transport în curent alternativ şi în curent continuu. Scheme a acestor linii.
Realizarea constructivă a liniilor electrice aeriene şi a liniilor de cablu.
Bazele de calcul şi de proiectare a părţii mecanice a liniilor electrice aeriene de transport a energiei electrice.
Particularităţile de realizare constructivă a reţeleler orăşeneşti, în localităţile rurale şi a reţelelor din sectorul industrial.
Regimurile de legătură la pământ a neutrului reţelelor electrice. Supratensiuni în reţelele electrice.
Direcţiile de perfecţionare privind exploatarea reţelelor electrice (alegerea schemei raţionale de asistenţă tehnică şi reparare a reţelei electrice, determinarea periodicităţii optime de îndeplinire a lucrărilor de asistenţă tehnică şi reparaţie a reţelei electrice).
Metode şi echipament de diagnosticare a stării tehnice a liniilor electrice.
Direcţii prioritare privind dezvoltarea reţelelor electrice.
Sisteme electroenergetice
Cuvinte-cheie: Reglarea tensiuni şi a frecvenţei, stabilitatea statică şi stabilitatea dinamică, modele de dezvoltare optimală, fiabilitatea şi siguranţa de exploatare, conservarea energiei
Particularităţile de sistem privind modalităţile de exploatare a diferitor tipuri de centrale electrice.
Performanţele de funcţionare în paralel a sistemelor energetice. Evaluarea eficienţei economice privind funcţionarea în paralel a sistemelor energetice.
Stocarea şi înmagazinarea energiei electrice. Tipurile de acumulatoare a energiei electrice şi utilizarea lor în sistemele energetice.
Reglarea frecvenţei în sistemul energetic. Influenţa frecvenţei asupra regimurilor de funcţionare ale echipamentului electrotehnic. Bilanţul de putere activă. Principiile de reglare primară şi secundară a frecvenţei.
Reglarea tensiunii în sistemul energetic. Bilanţul de putere reactivă.
Metode şi aparataj de asigurare a fiabilităţii sistemelor energetice. Rezerve de putere şi de energie. Optimizarea rezervei de putere.
Principiile de distribuire economică a puterii active a sistemului energetic între centralele electrice. Legătura dintre problema reglării frecvenţei şi a problemei de repartizare optimală a sarcinilor
.Distribuirea sarcinilor cu caracter reactiv între sursele de putere reactivă.
Stabilitatea statică a sistemelor electrice. Tipurile de stabilitate. Criterii de stabilitate. Influenţa reglării automată a excitaţiei (RAE) generatoarelor asupra stabilităţii.
Stabilitatea dinamică a sistemelor electrice. Determinarea valorii maxime de limită a deconectării scurtcircuitului.
Stabilitatea nodurilor de sarcină. Criteriul de stabilitate.
Regimuri asincrone în sistemele electrice. Parametrii regimurilor, stabilitatea rezultantă.
Măsuri privind majorarea stabilităţii sistemelor electrice.
Modele de dezvoltare optimală a sistemelor electroenergetrice. Criterii optimale de evaluare. Alegerea surselor de energie. Optimizarea amplasării centralelor electrice. Optimizarea structurii reţelelor electrice.
Organizarea exploatării sistemelor energetice. Dirijare prin dispecerat a proceselor de producere, transport şi distribuţie a energiei electrice.
Direcţii prioritare privind conservarea energiei.
Dirijarea cu sistemele electroenergetice şi cu reţelele de distribuţie
Cuvinte-cheie: Protecţia prin releu, reglare automată a frecvenţei şi a puterii active, reglarea tensiunii şi a puterii active, automatica contra accidentală.
Principii de realizare a protecţiei prin releu. Funcţiile protecţiei prin releu şi cerinţe către calitatea de executare a acestor funcţii. Protecţii de curent. Direcţionarea protecţiei de curent. Protecţii de distanţă. Protecţii diferenţiale. Protecţii de frecvenţă înaltă şi protecţii radio.
Protecţia prin releu a reţelelor electrice. Reţele de distribuţie 6-10-35 kV. Linii de transport 110-330 kV. Linii de transport la tensiuni de 330-750kV.
Protecţia prin releu a transformatoarelor şi autotransformatoarelor de putere.
Protecţia prin releu a generatoarelor sincrone şi a blocurilor generator-transformator.
Protecţia prin releu a motoarelor electrice şi a compensatoarelor sincrone.
Protecţia prin releu a barelor colectoare şi a barelor instalaţiilor de distribuţie de tensiune înaltă, a instalaţiilor complexe de distribuţie.
Iistoric al dezvoltării componentelor bazei materiale a protecţiei prin releu şi starea ei actuală. Microprocesoare, situaţia curentă şi perspective de utilizare a acestor elemente pentru perfecţionarea protecţiilor prin releu şi a sistemelor de automatizare a instalaţiilor electroenergetice.
Reglarea automată a frecvenţei şi a puterii active. Principii de realizare şi realizare tehnice a regulatoarelor. Semnificaţia şi rolul calculatoarelor electronice în aceste sisteme.
Reglarea automată a tensiunii şi a puterii reactive în sistemele electroenergetice. Reglarea automată a excitaţiei maşinilor sincrone.
Automatica contra accidentală şi automatica de regim ( conexiunea automată la reţea a maşinilor sincrone, reclanşarea rapidă automată, reclanşarea automată a surselor alimentării de rezervă, degrevarea automată prin frecvenţă)
Literatura de specialitate
- Электрическая часть станций и подстанций / Под ред. А. А. Васильева. - М.: Энергия, 1990.
- Электрическая часть электростанций / Под ред. С.В. Усова. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.
- Mircea I. Instalaţii şi echipamente electrice. Ghid teoretic şi practic. Bucureşti: Editura didactică şi pedagogică, 1996, 450 p.
- Traian G. Ionescu, Olga Pop. Ingineria, distribuţia energiei electrice. Bucureşti, Editura Tehnică, 1998, 750 p.
- Eremia M. Tehnici noi în transportul energiei electrice. Aplicaţii ale electronicii de putere. Editura Tehnica. Bucureşti:1997. -260p.
- Mircea N. Sisteme electrice de putere. Timişoara. Editura Politehnica, 1998
- Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.:Энергоатомиздат, 1986.
- Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. -М.: Энергия, 1970.
- Электрические системы. Под ред. В. А. Веникова. - М.: Высшая школа, Т. 2, 1999; Т. 4, 1973; Т. 6,1975; Т. 8, 1979; Т. 9, 1982.
- Поспелов Г.Е., Федин В.Т. Электрические сети и системы. Проектирование. -Минск: Вышэйшая школа, 1988.
- Идельчик В.И. Электрические системы и сети. - М-: Энергоатомиздат, 1989.
- Веников В.А., Журавлев В.Г., Филиппова Т.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. - М.: Высшая школа, 1985.
- Баркан Я.Д. Эксплуатация электрических систем. • М.: Высшая школа, 1990.
- Федосеев А.М., Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем. - М: Энергоиздат, 1992.
- Автоматизация электроэнергетических систем / А.П. Алексеев, В.Л. Козис и др. -М.: Энергоиздат, 1981.
- Александров Г.Н. Передача электрической энергии переменным током. М.: Знак 1998г.
- Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем./ Под ред. Л.А. Жукова// М.: Энергия, 1979г. – 455с.
Bibliografia suplimentară
- Короткевич М.А. Оптимизация эксплуатационного обслуживания электрических сетей. - Минск: Наука и техника, 1984.
- Электропередачи переменного тока повышенной мощности / Федин В.Т., Головач Ю.Д., Селиверстов Г.И., Чернецкий М.С. - Минск: Наука и техника, 1993.
- Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. - М.: Энергия, 1978.
- Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991.
- Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем: Релейная защита сетей. - М.: 1984.
- Романюк Ф.А., Новаш В.И. Информационное обеспечение вычислительного эксперимента в релейной защите и автоматике энергосистем. "ВУЗ-ЮНИТИ", Минск, 1998, 174 с.
