Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«Утверждаю»

Проректор по УМР ОмГТУ

_ Л.О.Штриплинг

«»_ 201 год

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «Электрооборудование станций и подстанций» (П. С.3.В.03) для направления подготовки специалистов 140107.65 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов»

Омск, 2013 г.

Разработана в соответствии с ООП по направлению подготовки специалитета 140107. «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов».

Программу составил: ст. преподаватель С.Ю. Долингер Обсуждена на заседании кафедры ЭсПП от «»_ 20_ г. № Зав. кафедрой ЭсПП В.Н. Горюнов «_»2013г.

Руководитель ООП _ В.Н. Горюнов «_»_2013г.

Ответственный за методическое обеспечение ООП _ / Д.Г. Сафонов «_»20г.

1. Цели и задачи дисциплины Целью изучения дисциплины «Электрооборудование станций и подстанций» является – подготовить обучающихся к работе по эксплуатации электрооборудования электрических станций и подстанций и энергетических объектов промышленных предприятий и городов, к выполнению отдельных частей проектов электрической части электростанций и подстанций и к проведению исследований, направленных на повышение надежности работы электрооборудования этих объектов.

В результате освоения дисциплины «Электрооборудование станций и подстанций»

должны быть сформированы следующие компетенции:

– способностью применять методы анализа вариантов, разработки и поиска компромиссных решений (ПК-16);

– способностью выбирать серийное энергетическое оборудование (ПК-18);

– способностью эксплуатировать, проводить испытания и ремонт технологического оборудования (ПК-28);

– способностью вести работы по монтажу электрооборудования и электрических сетей специальных объектов (ПСК-2.5);

– способностью осуществлять эксплуатацию электрооборудования и электрических сетей специальных объектов (ПСК-2.6).

Основные задачи дисциплины:

– развить у обучающихся способность выполнять работу по эксплуатации электрооборудования электростанций и подстанций, используя современные методы;

– развить у обучающихся способность выполнять работу по проектированию новых электростанций и подстанций с использованием средств вычислительной техники;

– развивать способность вести исследования в области электроэнергетики.

Место дисциплины 2.

Дисциплина «Электрооборудование станций и подстанций» входит в вариативную часть дисциплин по выбору студента «Профессионального цикла» основной образовательной программы подготовки специалистов по специализации « Электроснабжение специальных технических систем и объектов».

Студент, начинающий изучать дисциплину «Электрооборудование станций и подстанций», должен знать дисциплины «Математического и естественнонаучного цикла», знать теоретические основы электротехники и основы общей энергетики.

Дисциплины, изучаемые одновременно: « Тепломеханическая часть электростанция специальных объектов», « Системы учета электрической и тепловой энергии», « Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» и « Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах».

Последующие дисциплины: « Основы электромагнитной совместимости», « Техника безопасности в электроустановках», « Системы электроснабжения», « Электроснабжение специальных объектов», « Энергосбережение».

3. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение данной дисциплины 3.1. В результате освоения дисциплины студент должен демонстрировать освоение указанными компетенциями по дискрипторам «знания, умения, владения», соответствующие тематическим модулям дисциплины, и применимые в их последующем обучении и профессиональной деятельности:

- Знать:

З.1. Основные схемы электрических соединений электростанций и подстанций;

З.2. Особенности конструкций распределительных устройств разных типов;

З.3. Современное электрооборудование и его характеристики;

З.4. Основные методы испытаний электрооборудования электрических станций и подстанций.

- Уметь:

У.1. Компоновать и рассчитывать главные электрические схемы электростанций и подстанций.

У.2. Выбирать электрические аппараты и проводники, и производить их проверку по условиям короткого замыкания;

У.3. Выполнять оперативные переключения в электроустановках выше 1 кВ;

У.4. Применять на практике основные методы испытаний электрооборудования электрических станций и подстанций.

- Владеть:

В.1. Навыками проектирования и эксплуатации электрической части электростанций и подстанций;

В.2. Навыками исследований физических процессов, происходящих в электрооборудовании при его работе;

3.2. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.

Проектируемые результаты освоения Индекс компетенции 4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах Очная форма обучения лекциям экзамен, дифференцированный зачет) 5. Содержание разделов данной дисциплины по модулям и видам учебных занятий:

5.1. Содержание дисциплины по модулям.

5.1.1. Энергетическая схемотехника.

5.1.2. Электрооборудование электростанций и подстанций.

5.1.3. Диагностика электрооборудования.

Электростанции и подстанции как элементы энергосистемы. Основные типы электростанций и подстанций, их характерные особенности.

Общее понятие о структурных схемах электростанций и подстанций. Структурные схемы ТЭЦ, КЭС, ГЭС, АЭС. Нормативное обеспечение проектирования и Л эксплуатации главных схем РУ. Классификации главных схем РУ.

Схемы РУ с коммутацией присоединений одним выключателем. Схемы РУ с двумя коммутацией присоединений двумя и более выключателями. Упрощенные схемы.

Оперативное управление в электроустановках, оперативные переключения. Л Системы собственных нужд электростанций и подстанций. Конструкции распределительных устройств.

Модуль 2. Электрооборудование электростанций и подстанций.

Общая классификация электрического оборудования используемого на электростанциях и подстанциях. Тепловой режим оборудования в продолжительных режимах и при коротких замыканиях. Термическая и электродинамическая стойкость проводников и электрических аппаратов.

Синхронные генераторы. Основные эксплуатационные характеристики. Системы возбуждения синхронных машин, их технические характеристики и требования к Л ним.

Асинхронизированные турбогенераторы. Возобновляемые источники энергии.

Источники реактивной мощности в электроэнергетической системе.

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы. Их классификация.

Нормативные требования к характеристикам и условиям эксплуатации.

Конструктивные схемы современных трансформаторов и автотрансформаторов.

Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки.

Автотрансформатор, особенности его конструкции и эксплуатационных свойств.

Комплексный анализ схем соединения обмоток и конструкции магнитопровода на Л режимы работы энергосистем.

Системы регулирования напряжения и современные тенденции их развития. Л Коммутация в электроэнергетических системах, общая характеристика проблемы и методов решения. Характеристика пробивного и восстанавливающего напряжений. Л Нормирование восстанавливающего напряжения.

Конструктивные схемы и характеристики современных высоковольтных выключателей. Современные тенденции и перспективы развития коммутационной Л техники Конструктивные схемы и характеристики разъединителей, короткозамыкателей, отделителей.

Реакторы. Их типы, функции, режимы, особенности конструкций.

Токоограничивающие устройства.

Модуль 3. Диагностика электрооборудования.

Основные понятия и положения технической диагностики. Методы диагностики электротехнического оборудования. Вибрационный контроль. Тепловизионный контроль. Трибодиагностика. Магнитная структуроскопия. Ультразвуковая дефектоскопия. Акустико-эмиссионная диагностика.

Примечание: приводится содержание модулей; Л – материал излагается на лекции; С – материал, вынесенный на самостоятельное изучение студентами. Формы обучения: О- очная.

5.2. Содержание практических и лабораторных занятий 5.2.1. Содержание практических занятий Цель практических занятий – привитие студентам навыков в решении задач, в пользовании справочной литературой, а также подготовке их к самостоятельной работе над курсовым проектом.

Содержание курса практических занятий Модуль 1. Энергетическая схемотехника.

Модуль 2. Электрооборудование электростанций и подстанций.

Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока и напряжения. + Модуль 3. Диагностика электрооборудования.

5.2.2. Содержание лабораторных работ Цель лабораторного практикума - ознакомить студентов с современными методами измерения; привить студентам практические навыки по методикам экспериментальных исследований и обработки опытных данных; помочь им в усвоении отдельных теоретических разделов курса.

Лабораторный практикум выполняется по индивидуальному графику бригадами, состоящими из 2-3 студентов. За период обучения студент выполняет 9 лабораторных работ в соответствии с графиком, разработанным для каждой бригады:

Двойная система шин. Переключения при переводе присоединений с одной системы шин на другую.

Двойная система шин с обходной шиной. Переключения при выводе в ремонт выключателя присоединения и заменой его обходным выключателем.

Четырехугольник или «4/3». Переключения при выводе в ремонт выключателя присоединения.

Модуль 2. Электрооборудование электростанций и подстанций.

Испытание типовых схем соединения обмоток трансформаторов и автотрансформаторов.

Определение группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов. + Включение генераторов на параллельную работу и синхронизация с энергосистемой.* Пуск и регулирование реактивной мощности синхронного компенсатора. + Изучение различных способов ограничения тока короткого замыкания. + * Компьютеризированный лабораторный комплекс.

6. Образовательные технологии.

6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Х» используются следующие образовательные технологии:

6.1.1. Информационно-развивающие технологии.

6.1.2. Развивающие проблемно-ориентированные технологии.

6.1.3. Личностно ориентированные технологии обучения.

6.1.4. Метод проектов.

6.2. Методы активизации учебного процесса Контекстное обучение Обучение на основе опыта Индивидуальное обучение Междисциплинарное обучение Опережающая работа 6.3. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения учебных занятий») 7 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

8 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

8 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с учебным планом) Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.

Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах 7.1.

изучение отдельных тем дисциплины; поиск и обзор литературы и электронных источников; чтение и изучение учебника и учебных пособий.

отчетов к лабораторным работам Объем и распределение часов на выполнение СРС произведено на основании опроса студентов.

7.2. Темы курсовых проектов 1. Разработка и расчет главной электрической схемы ТЭЦ.

2. Разработка и расчет главной электрической схемы узловой подстанции.

3. Расчет главной электрической схемы городской районной подстанции 7.3. Домашнее задание.

1. Разработка и расчет главной электрической схемы ТЭЦ.

2. Разработка и расчет главной электрической схемы узловой подстанции.

3. Расчет главной электрической схемы городской районной подстанции 8. Оценка качества освоения программы дисциплины 8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных средств по дисциплине») Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.

Фонд оценочных средств по дисциплине «Электрооборудование станций и подстанций»

включает:

- экзаменационные билеты;

- экзаменационные вопросы;

- вопросы к зачету;

- варианты домашнего задания;

- варианты курсового проекта;

- вопросы для допуска к выполнению лабораторных работ;

- вопросы к итоговому заданию по лабораторному практикуму;

- тестовый комплекс;

- задания для проведения занятий в интерактивной форме.

Оценка качества освоения программы дисциплины «Электрооборудование станций и подстанций» включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию.

Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества учебного процесса.

Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.

8.2. Контрольные вопросы по дисциплине Модуль 1.

1. Структурные схемы ТЭЦ.

2. Структурные схемы КЭС.

3. Структурные схемы АЭС.

4. Структурные схемы ГЭС.

5. Главные схемы распределительных устройств.

6. Упрощенные схемы РУ 7. Применение обходной системы шин.

8. Схемы РУ с коммутацией присоединений одним выключателем.

Схемы РУ с двумя системами сборных шин.

Двойная система шин.

Модуль 2.

Синхронные генераторы, их параметры и режимы.

Синхронные компенсаторы.

Основные системы, обеспечивающие работу генераторов и синхронных компенсаторов;

Схемы управления выключателями и разъединителями. Блокировка выключателей и разъединителей Трансформаторы в схемах электростанций и подстанций.

Автотрансформаторы в схемах электростанций и подстанций.

Принцип работы дугогасящих камер масленых выключателей.

Понятие о восстанавливающем напряжении, его параметры.

Нормирование восстанавливающего напряжения.

Краткое описание процессов поддерживающих и разрушающих электрическую дугу.

Статические и динамические вольт-амперные и вольт-секундные характеристики электрической дуги.

Принцип работы воздушных и вакуумных силовых выключателей Описание процесса отключения чисто активного переменного тока (вывод формулы, построение осциллограммы).

Оценка токоограничивающих свойств реакторов.

Разъединители: их функции в схемах электроснабжения, конструкции.

Понятия пробивного и восстанавливающего напряжений.

Коммутация цепи с чисто индуктивным током.

Короткозамыкатели и отделители: их функции в схемах электроснабжения, конструкции.

Отключение неудаленных к.з.

Принцип работы элегазовых выключателей.

Сдвоенный реактор: особенности его использования Повышение дугогасящих свойств силовых выключателей посредством многократных Принцип работы воздушных и вакуумных силовых выключателей.

Реакторы: их функции в схемах электроснабжения, понятие номинального сопротивления, понятие остаточного напряжения, типовые схемы включения.

Автотрансформаторы: параметры автотрансформатора, обоснование рациональных схем соединения его обмоток.

Схемы РПН трансформаторов на реакторах и сопротивлениях. Принцип их работы Регулирование напряжения в сетях вольт-добавочными трансформаторами.

Режимы работы автотрансформаторов: вывод формул.

Шинные конструкции: виды шин и токопроводов.

Системы оперативного тока: переменный ток.

Системы оперативного тока: постоянный и выпрямленный.

Модуль 3.

Вибрационный контроль.

Тепловизионный контроль.

Трибодиагностика.

Магнитная структуроскопия.

Ультразвуковая дефектоскопия.

Акустико-эмиссионная диагностика.

9. Ресурсное обеспечение дисциплины 9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

9.1.1. Лабораторные стенды: «Испытание силового высоковольтного выключателя», «Исследования режимов трансформатора и автотрансформатора», «Главная схема ТЭЦ».

9.1.2. При изучении теоретического курса - работа студентов с обучающее-контролирующими программами, содержащими учебный материал по отдельным вопросам курса.

9.1.3. При проведении лабораторных работ:

9.1.3.1. применение расчетных программ по обработке результатов эксперимента;

9.1.3.2. использование программных комплексов для проведения лабораторных работ дистанционно.

9.1.4. При курсовом проектировании:

9.1.4.1. Выполнение расчетов для построения графиков нагрузок для различных режимов ТЭЦ.

9.1.4.2. Применение графопостроителей для выполнения построения однолинейной электрической схемы.

9.1.5. Технические средства обучения и контроля:

9.1.5.1. Мультимедийные лекционные аудитории.

9.1.5.2. Использование тестовых заданий для текущего контроля знаний студентов, полученных при самостоятельном изучении лекционного материала и в период промежуточных аттестаций.

9.1.5.3. Использование учебных плакатов.

9.1.5.4. Демонстрация макетов и деталей, изготовленных в металле.

9.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение 9.2.1. Основная литература 9.2.1.1. Кудрин, Б.И. Электрооборудование промышленности / Б. И. Кудрин. - М. :

9.2.1.2. Щукин, О. С. Главные электрические схемы электрических станций и подстанций. Компоновка, эксплуатация, расчет : учеб. пособие/ О. С. Щукин;

ОмГТУ. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008.-99 c. (без грифа) – 121 экз.

9.2.2. Дополнительная литература 9.2.2.1. Справочник по проектированию электрических сетей/ И. Г. Карапетян, Д. Л.

Файбисович, И. М. Шапиро ; под ред. Д. Л. Файбисовича. - 3-е изд., перераб. и 9.2.2.2. Щукин, О.С. Высоковольтные выключатели / О. С. Щукин, Н. В. Ляш ; ОмГТУ. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2004. – 68 с. – 72 экз.

9.2.2.3. Основы электроснабжения городов: учеб. пособие / В.К. Грунин, В.А. Ощепков, Д.С. Осипов, А.Г. Лютаревич, Д.Г. Сафонов, Е.В. Петрова, под общ. ред. В.К.

Грунина. – Омск: Изд-во «Полиграфический центр КАН», 2012. – 141 с. ЭБС.

9.2.2.4. Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения:

справочник / Под общ. ред. В.Л. Вязигина, В.Н. Горюнова, В.К. Грунина (гл. ред.) и др. Омск: ИЦ «Омский научный вестник», 2006. – 232 с. ЭБС.

9.2.2.5. Основы составления главных схем электрических подстанций: учебное пособие / М.Ю. Николаев [и др.]; ОмГТУ. –Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009.-87, [1] с. ЭБС.

9.2.2.6. Гиршин, С.С. Электропитающие системы и электрические сети / С. С. Гиршин, О.С. Щукин, А. А. Киргизов ; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2006. - 86 с.– 9.2.3. Периодическая литература 9.2.3.1. Электричество. 1989 – 2013.

9.2.3.2. Промышленная энергетика. 2001 – 2013.

9.2.3.3. Электрические станции и сети. ЭРЖ 1997 – 2013.

9.2.3.4. Электрические машины и трансформаторы. ЭРЖ 1997 –2013.

9.2.3.5. Электрические станции. 1985 – 2013.

9.2.3.6. Омский научный вестник. Приборы, машины и технологии. 1997 – 2013.

9.2.4. Информационные ресурсы 9.2.4.1. Стандарты СНГ и России.

9.2.4.2. Патенты России.

9.2.4.3. Научная электронная библиотека elibrary.ru.

9.2.4.4. ЭБС «АРБУЗ».

9.2.4.5. Elsevier Engineering.

С полным перечнем методических указаний для практических занятий, лабораторного практикума и выполнения СРС можно ознакомиться на сайте кафедры: www.omgtu.ru.