Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ)

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор, проректор по учебной работе В.Г. Прокошев «» _2013 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования»

Направление подготовки: 140400.68 Электроэнергетика и электротехника Программа «Оптимизация электроэнергетических сетей»

Квалификация ( степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная Семестр Трудо- Лекции, Лаб. Практич. СРС, Форма ёмкость, час. работы, занятия, час. промежуточного зач. ед./ час. час. час контроля (час.) Второй Экзамен (36) 6/216 18 - 36 Итого 6/216 18 - 36 г. Владимир 2013 г.

ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целями освоения дисциплины являются: приобретение знаний основополагающих принципов обеспечения надёжности систем электроснабжения с помощью современных средств и методов диагностики высоковольтного оборудования (ДВО); формирование способностей использовать технические средства ДВО при решении задач профессиональной деятельности магистров по направлению подготовки 140400 Электроэнергетика и электротехника; формирование готовности к обоснованию принятых технических решений с учётом экономических и экологических последствий их применения.

В результате изучения дисциплины обучающийся должен:

знать современные естественно-научные и прикладные задачи ДВО, методы и средства их решения в научноисследовательской, проектно-конструкторской и производственно-технологической деятельности;

уметь находить нестандартные решения профессиональных задач в сферах применения средств автоматизированного анализа и управления, их технологической подготовки и эксплуатации;

владеть современными измерительными и компьютерными технологиями для наладки и эксплуатации средств автоматизированного анализа и управления, навыками оформления, представления и защиты результатов решения профессиональных задач в сфере ДВО.

Достижение названных целей предполагает решение следующих задач:

изучение понятий, принципов и основ теории диагностики высоковольтного оборудования электроэнергетики;

изучение основных методов обеспечения заданных режимов функционирования систем электроснабжения средствами ДВО;

овладение навыками проектирования, анализа и синтеза систем ДВО с использованием современных информационных технологий;

приобретение умений правильно выбирать, налаживать и эксплуатировать средства ДВО в электроэнергетике;.

приобретение навыков формирования законченных представлений о принятых решениях и полученных результатах в виде научно-технического отчёта с его публичной защитой.

1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

МАГИСТРАТУРЫ

Дисциплина «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы (ООП) магистратуры по направлению подготовки 140400 Электроэнергетика и электротехника. Дисциплина логически, содержательно и методически тесно связана с рядом теоретических дисциплин бакалавриата по профилю «Электроснабжение», общенаучного и профессионального циклов магистратуры, а также с научно-исследовательской работой обучающихся.

Дисциплины общенаучного цикла магистратуры формируют необходимые для изучения курса «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования» знания методологии науки, способности к обобщению и анализу информации о современных проблемах электроэнергетики, навыки постановки цели научных исследований и выбора путей её достижения; готовность использовать компьютер как одно из средств освоения новой дисциплины;

способности математического анализа и моделирования процессов;

способность выявлять физическую основу функционирования силовой электронной аппаратура электроэнергетики, способность и готовность понимать актуальность решения научных проблем в этой области.

К числу дисциплин общенаучного и профессионального циклов магистратуры, наиболее тесно связанных с дисциплиной «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования», относятся «Современные проблемы электроэнергетики», «Электронная аппаратура и релейная защита электроэнергетики» и «Современные технические средства передачи электроэнергии». В результате освоения этих дисциплин приобретаются знания основных этапов развития средств автоматизированного анализа и управления, формируется целостное представление о научных проблемах в этой области, методологии, способах и средствах их решения.

Дисциплина «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования» играет важную роль в подготовке магистрантов к предусмотренной ОПП научно-исследовательской практике и к выполнению выпускной квалификационной работы.

2. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ

В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоение дисциплины «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования» обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

знать правовые и этические нормы при оценке результатов и последствий своей профессиональной деятельности (ОК-7);

методологические основы научного творчества и роль научной информации в сфере электроснабжения (ОК-8); актуальные фундаментальные и прикладные проблемы передачи, распределения электроэнергии и диагностики высоковольтного оборудования, методы и средства их решения в научно-исследовательской, проектно-конструкторской и производственно-технологической деятельности (ПК-8); современные и перспективные компьютерные и информационные технологии для автоматизированного анализа и управления диагностикой высоковольтного оборудования (ПК-9);

методы создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства систем ДВО (ПК-13);

уметь самостоятельно изучать новые виды средств ДВО электроэнергетических систем, методов их исследования с целью изменения научно-производственного профиля профессиональной деятельности в этой области (ОК-2); вести библиографическую работу с привлечением информационных и телекоммуникационных технологий в области средств ДВО электроэнергетических систем (ОК-9); генерировать самому и использовать новые идеи сотрудников по совершенствованию систем ДВО на различных этапах жизненного цикла с применением CALS-технологий (ПК-3); анализировать состояние систем ДВО и профессионально их эксплуатировать на различных этапах жизненного цикла (ПК-7); принимать решения в сфере ДВО электроэнергетических систем с учётом энерго- и ресурсосбережения (ПК-21); оценивать инновационные качества новых средств ДВО (ПК-42);

владеть навыками инженерного проектирования средств ДВО электроэнергетических систем (ПК-12), эксплуатации, испытаний и ремонта элементов этих средств (ПК-18); навыками оформления, представления и защиты результатов выполненной работы (ПК-14);

современными измерительными и компьютерными средствами для поддержки средств ДВО электроэнергетических систем на различных этапах жизненного цикла (ПК-18); навыками разработки планов, программ и методик испытаний средств ДВО на различных этапах жизненного цикла (ПК-22).

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 6 зачётных единицы, 216 часов.

Основные понятия и принципы организации диагностики высоковольтного оборудования перспективное направление развития

4.ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

4.1. Лекционные занятия проводятся в аудиториях, оборудованных компьютерами, электронными проекторами и интерактивными досками, что позволяет сочетать активные и интерактивные формы проведения занятий. Чтение лекций сопровождается демонстрацией компьютерных слайдов, общим количеством 52 шт. (Набор слайдов содержится в электронном приложении к рабочей программе).

4.2. Практические занятия проводятся в компьютерном классе. Около 40% времени практических занятий отведено на интерактивные формы обучения работе с техническими средствами автоматизированного анализа и управления. Для этого используются компьютерные симуляции предупреждения аварийных режимов с помощью средств ДВО на следующих объектах электроэнергетики:

силовом трансформаторе;

высоковольтном выключателе;

В ходе практических занятий студенты используют учебную компьютерную базу данных по средствам ДВО в системах электроснабжения.

Программные средства для проведения практических занятий в интерактивной форме содержатся в электронном приложении к рабочей программе.

Дистанционные образовательные Интернет-технологии 4.3.

используются преподавателем для контроля за ходом самостоятельной работы студентов. Преподаватель имеет возможность контролировать и направлять самостоятельную работу студентов применяя элементы системы дистанционного обучения (СДО ВлГУ): «Форум», «Тест» и др.

Студенты имеют возможность использовать активные элементы электронных методических материалов, размещённых на сайте СДО.

По дисциплине «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования» на сайте СДО размещены следующие материалы:

рабочая программа дисциплины; тексты лекций; вопросы для рейтингконтроля.

5. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ

УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Для текущего контроля успеваемости применяется рейтинг-контроль, проводимый в форме тестирования на 5-й, 9-й и 17-й неделе.

Промежуточная аттестация проводится в форме зачёта.

5.1. Рейтинг – контроль № Назовите традиционные методы диагностики высоковольтного оборудования.

В чём заключаются главные недостатки традиционных методов диагностики высоковольтного оборудования?

Какова структура цифровой системы анализа состояния высоковольтного оборудования?

Какие дефекты трансформаторов позволяет выявить измерение сопротивлений электрических цепей?

Какие дефекты трансформаторов позволяет выявить измерение тока и потерь холостого хода?

Какие дефекты трансформаторов позволяет выявить ХАРГ-диагностика?

Какие дефекты трансформаторов позволяет выявить измерение полного сопротивления и потерь в режиме КЗ?

Каковы основные преимущества интродиагностики высоковольтного оборудования?

Какие дефекты высоковольтного оборудования позволяет выявить анализ магнитных полей рассеяния?

Какие дефекты высоковольтного оборудования позволяет выявить анализ высокочастотного электромагнитного излучения?

Какие дефекты высоковольтного оборудования позволяет выявить анализ частичных разрядов?

Какие дефекты высоковольтного оборудования позволяет выявить акустический метод диагностики?

Что называется регулировочной характеристикой выпрямителя?

Назвать важнейшие энергетические показатели качества электромагнитных процессов.

Назвать важнейшие энергетические показатели качества использования преобразовательных устройств силовой электронной аппаратуры.

Перечислите основные методы расчёта энергетических показателей.

Когда рационально применение составных выпрямителей?

5.2. Рейтинг – контроль № Каковы основные достоинства микропроцессорных комплексов управления?

Каковы принципы действия измерительной части?

В чём заключается многофункциональность комплекса?

Каковы функции микропроцессорных систем защиты высоковольтных двигателей?

Каковы функции микропроцессорных систем защиты высоковольтных выключателей?

Каковы функции микропроцессорных систем защиты высоковольтных силовых трансформаторов?

Каковы функции микропроцессорных систем защиты высоковольтных измерительных трансформаторов?

Каковы функции микропроцессорных систем защиты высоковольтных сборных шин?

Дайте определение прерывистого режима работы выпрямителя.

Дайте определение КПД выпрямителя и зависимого инвертора.

Дайте определение КПД выпрямителя и зависимого инвертора.

Дайте определение коэффициента мощности выпрямителя и зависимого инвертора.

Какие гармоники (номера) имеются в первичных токах трансформатора выпрямителя?

Какие гармоники (номера) имеются в выпрямленном напряжении выпрямителя?

Каковы функции микропроцессорных систем защиты высоковольтных вентильных преобразователей?

5.3.Рейтинг – контроль № Каково назначение микропроцессорных устройств автоматического повторного включения?

В чём заключаются особенности АПВ линий с двухсторонним питанием?

Как осуществляется контроль синхронизма для АПВ линий с двухсторонним питанием?

Возможна ли работа АПВ линий с двухсторонним питанием без контроля синхронизма?

Каково назначение микропроцессорных устройств автоматического включения резерва?

Как расшифровывается аббревиатура «УРОВ»?

Каково назначение микропроцессорных УРОВ?

Пусковые органы устройств автоматического включения резерва.

Каково назначение микропроцессорных устройств автоматической частотной разгрузки?

Каковы принципы автоматического регулирования напряжения в высоковольтных сетях?

Каковы принципы автоматического регулирования реактивной мощности в высоковольтных сетях?

В чём состоит основное отличие схем инверторов напряжения от схем инверторов тока?

Каковы схемные особенности резонансных инверторов?

В каких типах инверторов возможна рекуперация энергии из нагрузки?

Каково назначение инверторов напряжения?

1. Назначение средств диагностики состояния высоковольтного оборудования в системах электроснабжения.

2. Современное состояние парка высоковольтного оборудования в 3. Основные понятия и принципы организации функциональной диагностики.

4. Определение коэффициента трансформации.

5. Определение сопротивления изоляции.

6. Хроматографический анализ растворённых газов (ХАРГ).

7. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости жидкого диэлектрика.

9. Контроль диэлектрических свойств высоковольтной изоляции.

10.Вибродигностика высоковольтного оборудования.

11.Тепловизионное обследование высоковольтного оборудования.

12.Диагностика на основе анализа магнитных полей рассеяния.

13.Принципы мониторинга состояния высоковольтного оборудования.

14.Понятие интродиагностики высоковольтного оборудования.

15.Современные методы интродиагностики.

16.Физические основы электрошумовой интродиагностики.

17.Акустические методы интродиагностики и мониторинга.

18.Магнитные методы интродиагностики и мониторинга.

19.Тепловые методы интродиагностики и мониторинга.

20.Вибрационные методы интродиагностики и мониторинга.

21.СВЧ методы интродиагностики и мониторинга.

22.Интродиагностика и мониторинг методом частичных разрядов.

5.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной В ходе самостоятельной работы по освоению дисциплины студенты имеют возможность использовать активные элементы электронных методических материалов, размещённых на сайте системы дистанционного обучения (СДО) университета. По дисциплине «Методы и средства диагностики высоковольтного оборудования» на сайте СДО размещены следующие материалы:

рабочая программа дисциплины;

план самостоятельной работы и последовательность изучаемых разделов дисциплины;

темы курсовых проектов;

вопросы для рейтинг-контроля;

экзаменационные вопросы.

Эти же материалы имеются в достаточном количестве на бумажном носителе.

При использовании дистанционных образовательных технологий преподаватель контролирует и направляет самостоятельную работу студентов применяя элементы СДО «Форум», «Тест» и др.

План самостоятельной работы и последовательность изучаемых Традиционных методы диагностики высоковольтного оборудования. 1 и 3 недели семестра.

Интродиагностика высоковольтного оборудования. 4 и 5 недели Принципы мониторинга состояния высоковольтного оборудования. 6 и 7 недели семестра.

Тепловизионное обследование высоковольтного оборудования. 8 и 9 недели семестра.

Акустическое обследование высоковольтного оборудования. 10, 11 и 12 недели семестра.

Электрошумовое обследование высоковольтного оборудования.

12,13 и 14 недели семестра.

Вибрационное обследование высоковольтного оборудования. 1 и недели семестра. 15 и 16 недели семестра.

Мониторинг состояния высоковольтного оборудования. 17 и недели семестра.

Около 40% времени практических занятий отведено на интерактивные формы обучения работе с техническими средствами автоматизированного анализа и управления. Для этого используются компьютерные симуляции предупреждения аварийных режимов с помощью ДВОна следующих объектах электроэнергетики:

силовом трансформаторе;

высоковольтном выключателе;

разряднике и ОПН.

В ходе практических занятий студенты используют учебную компьютерную базу данных по средствам автоматизированного анализа и управления в системах электроснабжения.

Разработка первичных преобразователей для диагностического комплекса силового трансформатора.

Разработка элементов системы обработки информации для диагностического комплекса силового трансформатора.

Разработка первичных преобразователей для диагностического комплекса высоковольтного выключателя.

Разработка элементов системы обработки информации для диагностического комплекса высоковольтного выключателя.

Разработка элементов системы тепловизионного мониторинга высоковольтного оборудования электрической подстанции.

Разработка элементов системы электрошумового мониторинга высоковольтного оборудования электрической подстанции.

Разработка элементов системы вибрационного мониторинга высоковольтного оборудования электрической подстанции.

Разработка элементов системы СВЧ мониторинга высоковольтного оборудования электрической подстанции.

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕКСОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Основная литература 1. Михеев Г.М. Цифровая диагностика высоковольтного оборудования систем электроснабжения. М.: Изд. дом «ДОДЭКА».. 2008. 298 с.

2. Овчаренко Н.И. Автоматизированный анализ состояния высоковольтного оборудования. М.: Изд. дом МЭИ. 2009. 473с.

3. Дьяков А.Ф., Овчаренко Н.И. Микропроцессорная автоматика и релейная защита электроэнергетических систем. М.: Изд. дом МЭИ.

2010. 610 с.

4. Таев И.С. Электрические аппараты управления. М.: Энергоатомиздат.

2003. 342 с.

5. Михеев Г.М. Мониторинг высоковольтного оборудования. М.: Изд.

дом «ДОДЭКА».. 2012. 464 с.

6. Фалин Ю.М. Интеллектуальные системы анализа и управления в системах электроснабжения. М.: Изд. дом «ДОДЭКА».. 2009. 318 с.

1. Алексеев, О.В. Высоковольтные аппараты / О.В. Алексеев, В.А.

Фёдоров, С.И. Резин.– М.: Энергоатомиздат, 2001. – 372 с. – ISBN 978-5-4634-4321-2.

2. Зиновьев Г.С. Силовая электроника. Учебник НГТУ. Новосибирск: 3. Энергетическая электроника: справочное пособие / Под ред. В.А.

Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 2002. – 441 с. – ISBN 978-5-364Зиновьев Г.С. Прямые методы определения диагностических показателей высоковольтных преобразователей. Учебник НГТУ.

Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2006. 377 с.

5. Электротехнический справочник/ Под ред. В.Г. Герасимова-М.:

Энергоатомиздат. 1986. 675 с.

6.3.Программное обеспечение и Интернет-ресурсы 1. Электронное средство обучения по дисциплине «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования» / Комплект из слайдов. Составитель В.А. Шахнин. Акт внедрения электронного средства обучения от 2.12.2011 г. – Владимир: ВлГУ.

Микропроцессорные устройства управления средствами диагностической электроники. НТЦ «Радиус-Автоматика» / Компьютерная презентация. – Зеленоград: НТЦ «РадиусАвтоматика» 2009г.

Интеллектуальные диагностические модули (г. Саранск) / «Электровыпрямитель», 2010 г.

4. www.elvipr.ru 5. www.proel.ru 6. www.vei.ru

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

Лекции читаются в аудиториях кафедры ЭтЭн, оборудованных электронными проекторами (ауд. 520-3; 522-3), с использованием комплекта слайдов (Электронное средство обучения по дисциплине «Средства и методы диагностики высоковольтного оборудования» / Комплект из 52 слайдов. Составитель В.А. Шахнин. – Владимир: ВлГУ).

Около 40% времени практических занятий отведено на интерактивные формы обучения работе с техническими средствами автоматизированного анализа и управления. Для этого используются компьютерные симуляции предупреждения аварийных режимов с помощью средств ДВО на следующих объектах электроэнергетики:

силовом трансформаторе;

высоковольтном выключателе;

разряднике и ОПН.

В ходе практических занятий студенты используют учебную компьютерную базу данных по средствам автоматизированного анализа и управления в системах электроснабжения.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО Российской Федерации от 08.12.2009 г., № 700 и учебного плана подготовки магистров по направлению 140400.68 «Электроэнергетика и электротехника», программа «Оптимизация электроэнергетических сетей».

Рабочую программу составил профессор кафедры электротехники и электроэнергетики ВлГУ, д.т.н.

Рецензент:

специалист 1-й категории Программа одобрена на заседании кафедры электротехники и электроэнергетики ВлГУ. Протокол № от Заведуюший кафедрой Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании учебнометодической комиссии направления «Электроэнергетика и электротехника». Протокол № _от _ Программа переутверждена:

на_учебный год. Протокол заседания кафедры № от года.

на_учебный год. Протокол заседания кафедры № от года.

на_учебный год. Протокол заседания кафедры № от года.