Скачать 238.62 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ (ИЭЭ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника Магистерская программа: Техника и электрофизика высоких напряжений Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ " Энергетическое оборудование высокого напряжения и его надёжность "
Москва - 2011 ^ Целью дисциплины является изучение современного электрооборудования высокого напряжения и его надежности, взаимозаменяемости, технических характеристик, технологии его изготовления, области применения, основных нормативных документов, правил эксплуатации, анализа опыта эксплуатации, выбора электрооборудования для заданных условий эксплуатации. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
^
^ Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2.6 и М.2.6.1 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю " Техника и электрофизика высоких напряжений" направления 140400 Электроэнергетика и электротехника. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Теоретические основы электротехни-ки", "Электротехнические материалы", "Электрические машины и аппараты", "Изоляция и перенапряжения в электрических системах" и учебно-производственной практике. Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации и изучении дисциплин "Проектирование электрической изоляции " и "Надеж-ность и диагностика элементов энергетического оборудования", а также программы магистерской подготовки «Энергетическое оборудование высокого напряжения и его надежность». ^ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Владеть:
^ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.
^ 4.2.1. Лекции : 1 семестр 1. Современное электрооборудование высокого напряжения в электроэнергетике Современное электрооборудование высокого напряжения в электроэнергетике. Основные принципы, современные технологии и тенденции в области проектирования, разработки и производства высоковольтного электроэнергетического оборудования новых и совершенст-вования существующих видов. Альтернативные источники электрической энергии. Современные генераторы электрической энергии. Установки преобразования электрической энергии в другие виды энергии, электротехнологические установки высокого напряжения. Выбор энергетического электрооборудования для заданных условий работы эксплуатации. Критерии выбора, основные технические характеристики. ^ Современные высоковольтные силовые трансформаторы, конструктивные особенности, материалы магнитных систем, способы охлаждения, современные изоляционные материалы, конструкции обмоток. Предельные параметры, область применения трансформаторов разных классов напряжения. Обоснование и выбор высоковольтных силовых трансформаторов для преобразования электрической энергии для заданных условий эксплуатации. 3. Современные распределительные устройства, изоляция и изолирующие конструкции, комплектно-распределительные и элегазовые устройства Современные распределительные устройства, изоляция и изолирующие конструкции, комплектно-распределительные и элегазовые устройства. Современные коммутационные устройства, блочные схемы распредустройств. Система усиления изоляции шинного оборудования распредустройств, кабельные вводы и присоединения. Вспомогательное высоковольтное электрооборудование электрических станций и подстанций, устройства высокочастотной связи, защитные средства, заземляющие устройства. 4. Современные высоковольтные измерительные устройства, трансформаторы напряжения, тока Современные высоковольтные измерительные устройства, трансформаторы напряжения, трансформаторы тока. Электромагнитные и емкостные трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, комбинированные трансформаторы тока и напряжения, высокочастотные заградители и устройства связи. Оптические трансформаторы тока. Характеристики, конструктивные особенности и предельные параметры различных видов и типов современных измерительных устройств в электроустановках высокого напряжения. Область применения, основные технические решения при выборе высоковольтных устройств автоматики, измерения, контроля изоляции электроустановок электрических станций и подстанций при проектировании, модернизации, реконструкции, замене, при ремонте для заданных условий эксплуатации. 5.Современные методы и аппараты защиты от перенапряжений. Ограничители перенапряжений Современные методы и аппараты защиты от перенапряжений. Ограничители перена-пряжений. Искровые защитные промежутки, трубчатые разрядники, вентильные разрядники, ограничители перенапряжений нелинейные, R-C цепочки. Ограничители перенапряжений в линиях электропередач с промежутками и разъединителями. Характеристики, конструк-тивные особенности и предельные параметры различных видов и типов современных аппаратов защиты от перенапряжений, область применения. 6. Современные коммутационные аппараты: выключатели, разъединители, отделители, заземлители Современные коммутационные аппараты: выключатели, разъединители, отделители, зазем-лители. Элегазовые и вакуумные выключатели. Коммутационные аппараты элегазовых уст-ройств. Характеристики, конструктивные особенности и предельные параметры различных видов и типов современных высоковольтных коммутационных аппаратов, область примене-ния. Основные технические решения при выборе коммутационных аппаратов при проекти-ровании, модернизации, реконструкции, замене, при ремонте для заданных условий эксплуа-тации. 7. Современные реакторы компенсации реактивной мощности, токоограничивающие и дугогасящие реакторы Современные реакторы компенсации реактивной мощности, токоограничивающие и дугога-сящие реакторы. Реакторы компенсации реактивной мощности, токоограничивающие и дуго-гасящие. Характеристики, конструктивные особенности и предельные параметры различ-ных видов и типов современного электрооборудования высокого напряжения для компенса-ции реактивной мощности, ограничения токов короткого замыкания, компенсации ёмкост-ных токов замыкания на землю, токоограничивающих и дугогасящих реакторов, выбор и об-ласть их применения. 8.Современное электрооборудование воздушных и кабельных линий электропередачи высокого напряжения Современное электрооборудование воздушных и кабельных линий электропередачи высокого напряжения. Изолирующие конструкции и изоляция воздушных и кабельных линий, средства защиты от внутренних и внешних перенапряжений, защитные аппараты. Компактные линии электропередач, линии с самонесущими изолированными проводами, с полимерными изоляторами, применение многогранных опор. Сверхпроводящие устройства, аппараты, кабели. Характеристики, конструктивные особенности и предельные параметры различных видов и типов современного электрооборудования линий электропередачи высокого напряжения, область применения. Основные технические решения при выборе электрооборудования линий электропередачи высокого напряжения при проектировании, модернизации, реконструкции, замене, при ремонте для заданных условий эксплуатации. 9. Правила устройства электроустановок высокого напряжения, технической эксплуатации, испытаний и техники безопасности Правила устройства электроустановок высокого напряжения, технической эксплуата-ции, испытаний и техники безопасности. Основные требования к персоналу, обслужива-ющему высоковольтное электрооборудование, автоматизация контроля состояния электро-оборудования высокого напряжения. Требования и нормы по электромагнитной совмести-мости, экологии. Современные виды и методы испытаний высоковольтного электрообору-дования и его элементов. Высоковольтное испытательное электрооборудование, основные виды, технические характеристики, выбор, область применения. Виды и типы испытатель-ного оборудования, испытательные лаборатории, стационарные и передвижные испытатель-ные установки. Установки для испытания электрической прочности, молниестойкости, характеристик защитных аппаратов, по электромагнитной совместимости. 10. Стандарты и нормативные документы. Анализ опыта эксплуатации Стандарты и нормативные документы при принятии технических решений при проектировании, разработке, изготовлении, при эксплуатации, ремонте и замене оборудования. Анализ опыта эксплуатации высоковольтного электрооборудования. Основ-ные справочные материалы, каталоги, патентные материалы по высоковольтному электро-оборудованию и использование их. Оформление заказов на поставку, монтаж и ввод в эксплуатацию высоковольтного электрооборудования. Основные производители высоко-вольтного энергетического оборудования в России, в других странах. Сравнение основных показателей и характеристик высоковольтного оборудования различных производителей, взаимозаменяемость электрооборудования. Рекомендации по методике выбора оборудования по заданным условиям работы. 11. Понятие надежности оборудования. Свойства оборудования, характеризующие надежность. Особенности объектов энергетики для анализа задач надежности. Жизненный цикл оборудования. 12. Система стандартов «надежность в технике» Структура и состав объектов стандартизации. Организация работ по обеспечению надежности. Способы обеспечения. Вопросы анализа и расчета надежности. 13. Критерии и показатели надежности. Единичные и комплексные свойства надежности объектов энергетики. Состояния и режимы работы, характеризующие надежность объектов энергетики. 14. Надежность различных видов оборудования. Надежность аппаратов высокого напряжения. Надежность ВВ трансформаторов. Надежность воздушных линий. 15. Методы испытаний и контроля Порядок оценки и контроля надежности. Правила и требования к испытаниям. Выбор условий и режимов испытаний. Контрольные и определительные испытания. 16. Специальные вопросы надежности Надежность и риск. Надежность оперативного персонала. ^ 1 семестр 1. Современное электрооборудование высокого напряжения в электроэнергетике. Основные принципы, современные технологии и тенденции в области проектирования, разработки и производства высоковольтного электроэнергетического оборудования новых и совершенст-вования существующих видов. Альтернативные источники электрической энергии. 2. Современные распределительные устройства, изоляция и изолирующие конструкции, комплектно-распределительные и элегазовые устройства. Современные коммутационные устройства, блочные схемы распредустройств. Система усиления изоляции шинного оборудования распредустройств, кабельные вводы и присоединения. 3. Современные высоковольтные измерительные устройства: электромагнитные и емкостные трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, комбинированные трансформаторы тока и напряжения, оптические трансформаторы тока. 4. Современные коммутационные аппараты: выключатели, разъединители. Элегазовые и ва-куумные выключатели. Коммутационные аппараты элегазовых устройств. Аппараты защиты от перенапряжений. Ограничители перенапряжений. 5. Основное электрооборудование воздушных и кабельных линий электропередачи высокого напряжения Особенности эксплуатации энергетического оборудования высокого напряжения на открытом воздухе в разных климатических условиях. 6. Современные виды и методы испытаний высоковольтного электрооборудования и его элементов. Высоковольтное испытательное электрооборудование, основные виды, техни-ческие характеристики, выбор, область применения. Сравнение основных показателей и характеристик высоковольтного оборудования различных производителей, взаимозаменяе-мость электрооборудования. Рекомендации по методике выбора оборудования по заданным условиям работы. Стандарты и нормативные документы. 7. Основные положения теории случайных процессов. Показатели надежности. Вероятностное и статистическое определение характеристик надежности. Решение задач по теме «Расчет характеристик надежности на основании опытных данных». 8. Виды резервирования. Расчет характеристик надежности невосстанавливаемых резервированных изделий. Расчет надежности восстанавливаемых изделий. Методы, основанные на классической теории вероятностей. 9. Марковские процессы с дискретными состояниями и непрерывным временем. Марковские цепи. Система дифференциальных уравнений Колмогорова. Линейные цепи. Процессы гибели и размножения. ^ 1 семестр № 1. Основные виды современного высоковольтного электрооборудования, конструктивное исполнение, изоляция, технические характеристики, описания. Основные принципы проектирования, разработки и изготовления, технические характеристики электрооборудования высокого напряжения. Посещение тематических выставок по электроэнергетическому оборудованию высокого напряжения. № 2. Синтез схемы соединений, состава и расположения элементов высоковольтного оборудования в действующей электроустановке по техническим описаниям, чертежам, схемам и визуальному изучению (по материалам посещения действующего объекта электроэнергетики). Выбор, условия и правила установки, монтажа и эксплуатации высоковольтного электрооборудования, правила техники безопасности (отчет по изучению конкретной электроустановки высокого напряжения). № 3. Надежность электрооборудования высокого напряжения. Испытания высоковольтного электрооборудования. Методы испытаний. Испытательные установки высокого напряжения. № 4. Средства и аппараты защиты электрооборудования высокого напряжения от коротких замыканий и перенапряжений. Составление краткого отчета о выполнении системы защиты от перенапряжений на подстанции высокого напряжения. № 5. Порядок оценки и контроля надежности. Правила и требования к испытаниям. Выбор условий и режимов испытаний. Контрольные, определительные и форсированные испытания. ^ . 4.5. Курсовая работа 1 семестр Курсовая работа:1 Темы курсовой работы Выбор комплекса высоковольтного оборудования объекта электроэнергетики и оценка надежности оборудования: высоковольтное оборудование электростанции, высоковольтное оборудование подстанции, высоковольтное оборудование распределительного устройства, высоковольтное оборудование линии электропередачи, системы средств защиты электрооборудования объекта электроэнергетики. При выполнении курсовой работы необходимо определить состав и технические харак-теристики электрооборудования и выбрать комплекс высоковольтного оборудования объекта электроэнергетики по заданным исходным данным: мощности потребителя, расстояния от источника электрической энергии - электрической станции - климатических условий, катего-рии размещения и надежности снабжения электроэнергией. Выполненная курсовая работа в виде пояснительной записки и графического материала – 2 листа формата А2 представляется к защите или на защите в виде презентации с раздаточным материалом. ^ Лекционные занятия проводятся в традиционной форме обычных лекций с пояснениями на доске, а также с использованием компьютерных презентаций и видеофильмов. (2 часа). ^ включают в себя выездные занятия на предприятия электроэнергетики – электрические станции, подстанции (Белый Раст), электрозавод; просмотр учебных фильмов с последующим обсуждением; встречи с квалифицированными специалистами электроэнергетических предприятий, проектных и научно-исследовательских организаций, испытательных центров и лабораторий. ^ включает подготовку к тестам и контрольным работам, выполнение домашних заданий, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену. ^ Для текущего контроля успеваемости используются тесты, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата, защита курсовой работы. Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен. Оценка за освоение дисциплины, определяется из условия: 0,4(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,6оценка на экзамене.) В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр. ^ 7.1. Литература: а) основная литература: 1.Основы современной энергетики. В 2 тт. Т.2 под ред. А.П. Бурмана и В.А. Строева. "Современная электроэнергетика". 4-е изд., перераб. и доп. Изд-во МЭИ . 1104 стр., 2008 г., 2010 г.2. Электротехнический справочник: В 4-х томах. Том 1. Общие вопросы. Электротехнические материалы. Герасимов В.Г. . 2004. 440 стр. Том 2: Электротехнические изделия и устройства . 2007. 518. стр. Том 3: Производство, передача и распределение электрической энергии. 2009. 964 стр. 3. Хаушильд В., Мош В. Статистика для электротехников в приложении к технике высоких напряжений. Пер. с нем., -Л.: Энергоатомиздат, 1989. 4. Разевиг Д.В. Методы теории вероятности в технике высоких напряжений. М.: МЭИ, 1975. 5. «Надежность систем энергетики и их оборудования». Справочник: в 4-х томах/Под общей ред. Ю.Н.Руденко. Том 2: «Надежность электроэнергетических систем» Справочник/ Под ред. М.Н. Розанова.- М.: Энергоатомиздат. 2000. -568с. 6. Основы теории надежности. Половко А.М., Гуров С.В. С-Пб. 2006.-704с. 7. Теория надежности. Острейковский В.А. М.: Высш.школа. 2003.-463с. б) дополнительная литература: 1. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание, переработанное и дополненное с изменениями. Главгосэнергонадзор, России, Москва, 2003. 2 Справочник по проектированию электрических сетей. Файбисович Д.Л., Карапетян И.Г., Шапиро И. . 2009. 392 стр. 3. Информационные каталоги высоковольтного электрооборудования фирм производителей. Российские и международные нормы, технические условия и стандарты по электроустанов-кам и электрооборудованию высокого напряжения, справочная литература о технических характеристиках и экономических показателях для решения задач технико-экономического выбора оборудования и оценки показателей его надежности. 4. ГОСТ 1516.3 - 96. Электрооборудованию переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. 5. ГОСТ 27.002 - 89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения. ^ а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Блоки презентаций (наборы слайдов), подготовленные преподавателями кафедры ТЭВН, видеофильмы фирм–производителей, Интернет-ресурсы фирм Элсиб, Электрозавод, МРСК, МОСЭНЕРГО, Таврида-Электрик, ЗЭТО, Феникс-88, ОАО “Свердловский завод трансфор-маторов тока”, ООО “ Масса” (Изолятор), Высоковольтный союз, ЗАО “Энергомаш-Уралэлектротяжмаш”, SIMENS, ABB, General Electric, AREVA б) другие: Программные продукты, разработанные преподавателями кафедры ТЭВН, информа-циионные каталоги фирм производителей высоковольтного электрооборудования и справочная литература о технических характеристиках и экономических показателях, опыте эксплуатации, современных тенденциях в проектировании и производстве электрообору-дования высокого напряжения, в ресурсах Интернет, ПУЭ, нормативные документы, стандарты России и международные стандарты, руководящие указания, в том числе для выполнения курсовой работы. Программы для расчета и выбора номинальных параметров оборудования. Используемые программные продукты Mathcad и Mathlab. ^ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов, стенды, макеты, учебные лаборатории, специализированный класс каф. ТЭВН МЭИ, компьютерный класс, аппаратно-программные комплексы, демонстрационные приборы, средства мониторинга. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и магистерской программе «Техника и электрофизика высоких напряжений». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.т.н., доцент Кондратов О.И. д.т.н., профессор Кривов С.А. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой Техника и электрофизика высоких напряжений к.т.н. Хренов С.И. |