Рабочая программа учебной дисциплины Релейная защита электроэнергетических систем (стр. 1 )

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ЭНИН

_____________

«___»________________2011 г

Рабочая программа учебной дисциплины

Релейная защита электроэнергетических систем

НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ: «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

СТЕПЕНЬ: Бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 2011 г.

КУРС 4; СЕМЕСТР 8;

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 8

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ЛЕКЦИИ	36 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ	30 часов (ауд.)
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ	18 часов (ауд.)
ВСЕГО АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ	84 часа
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА	96 часов
ИТОГО	180 часов

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ экзамен, диф. зачет

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: каф. «Электроэнергетические сети и системы»

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ к. т.н., доцент

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП к. т.н., доцент

ПРЕПОДАВАТЕЛИ к. т.н., доцент

2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

Основной целью дисциплины является подготовка выпускников к деятельности, связанной с практическими задачами эксплуатации и проектирования электроэнергетических систем при выполнении требований по защите окружающей среды и правил безопасности производства электрической энергии.

В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей Ц1, Ц4 и Ц5 основной образовательной программы «Электроэнергетика»; приобретенные знания, умения и навыки позволят подготовить выпускника:

– к проектно-конструкторской деятельности, способного к расчету, анализу и проектированию электроэнергетических элементов, объектов и систем с использованием современных средств автоматизации проектных разработок (Ц1);

– к производственной деятельности в сфере эксплуатации, монтажа и наладки, сервисного обслуживания и испытаний, диагностики и мониторинга электроэнергетического оборудования(Ц4);

– к самостоятельному обучению и освоению новых знаний и умений для реализации своей профессиональной карьеры (Ц5).

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к профессиональному циклу базовой части модуля «Электроэнергетика»; профили – «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем. Указанная дисциплина является одной из профилирующих; имеет как самостоятельное значение, так и является базой для ряда специальных дисциплин.

Для успешного освоения дисциплины слушателю необходимо:

знать:

законы электротехники, методы расчета электрических цепей; конструктивное исполнение электрических машин и принципы их работы; основы общей энергетики; содержание и способы использования информационных и компьютерных технологий.

уметь:

выявлять физическую сущность явлений и процессов в объектах энергосистем и выполнять применительно к ним технические расчеты по расчету параметров аварийных режимов с использованием компьютерной техники и информационных технологий.

владеть:

средствами компьютерной техники; методами расчета переходных и установившихся процессов в линейных и нелинейных электрических цепях; методами анализа режимов работы электроэнергетического и электротехнического оборудования и систем; навыками исследовательской работы.

Кореквизиты – «Электрические станции и подстанции», «Электроэнергетические системы и сети»

3. Результаты освоения дисциплины

Студенты должны освоить дисциплину на уровне, позволяющем выбрать, рассчитать параметры и оценить работоспособность устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов.

В соответствии с поставленными целями после изучения дисциплины бакалавры приобретают знания, умения и опыт, которые определяют результаты обучения согласно основной образовательной программы: Р2, Р3, Р6, Р7, Р8, Р12, Р13*. Соответствие знаний, умений и опыта указанным результатам представлено в таблице № 1.

Таблице № 1

Декомпозиция результатов обучения

Код результатов обучения в соответствии с ООП*	Составляющие результатов освоения дисциплины
Код	Перечень знаний, умений, владение опытом
Р3 Р7 Р8 Р13	З3.2 З7.1 З7.4 З8.1 З8.4 З13.1	В результате освоения дисциплины бакалавр должен знать: – современные тенденции развития технического прогресса; - функции комплексного переменного и численные методы решения алгебраических и дифференциальных уравнений; – методы математического и физического моделирования режимов, процессов, состояний объектов электроэнергетики и электротехники; теоретических основ электротехники: основных понятий и законов электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей; методов анализа цепей постоянного и переменного токов – принципы построения релейной защиты и автоматизации электроэнергетических систем – назначение, виды, принципы выполнения, области применения и требования к устройствам автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резерва (АВР), автоматической частотной разгрузки. - инструментария для решения задач проектного и исследовательского характера в сфере профессиональной деятельности по электроэнергетике и электротехнике
Р2 Р7 Р8 Р12	У2.1 У7.1 У8.1 У8.3 У12.1 У12.2	В результате освоения дисциплины бакалавр должен уметь: – применять компьютерную технику и информационные технологии в своей профессиональной деятельности – применять методы математического анализа при проведении научных исследований и решении прикладных задач в профессиональной сфере - применять и производить выбор элементов релейной защиты и автоматики – использовать методы анализа, моделирования и расчетов режимов сложных систем, изделий, устройств и установок электроэнергетического и электротехнического назначения с использованием современных компьютерных технологий и специализированных программ – проводить эксперименты по заданным методикам с последующей обработкой и анализом результатов в области электроэнергетики; – планировать эксперименты для решения определенной задачи профессиональной деятельности; – подготовить исходные данные в соответствии с формальными правилами профессиональных программных комплексов, выбрать расчетные условия и рассчитать аварийные режимы в заданном районе ЭЭС
Р2 Р3 Р6 Р8 Р12 Р13 Р8	В2.1 В3.1 В3.2 В6.1 В.8.3 В.8.4 В12.2 В13.1 В.8.5.	В результате освоения дисциплины бакалавр должен владеть опытом: - применять компьютерную технику и информационные технологии в своей профессиональной деятельности – использования основных методов организации самостоятельного обучения и самоконтроля – приобретения необходимой информации с целью повышения квалификации и расширения профессионального кругозора; – аргументированного письменного изложения собственной точки зрения; навыками публичной речи, аргументации, ведения дискуссии и полемики, практического анализа, логики различного рода рассуждений; навыками критического восприятия информации; – анализа режимов работы электроэнергетического и электротехнического оборудования и систем; – расчета параметров устройств релейной защиты и автоматики - экспериментальных исследований работы устройств релейной защиты и автоматики на объектах электроэнергетики; математической обработки результатов и представления отчета, заключения - работы с технической документацией, стандартами, патентами и другими источниками информации владеть: - использованием прикладных программ и средствами автоматизированного проектирования при решении инженерных задач электроэнергетики и электротехники – методами расчета параметров устройств релейной защиты и автоматики

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника»

Курсивом отмечены уникальные знания, умения и опыт, соответствующие данной дисциплине

4. Структура и содержание дисциплины

4.1. Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения

Таблица №3

Название разделов	Аудиторная работа (час.)	СРС	Итого	Формы текущего контроля и аттестации
Лекц.	Прак. занятия	Лаб. занятия
1. Виды повреждений и ненормальных режимов работы энергосистем	4	Темы №1 Час.2	ЛБ 1, 6 час.	14	26	Устный опрос, Отчет по ЛБ
2. Защита линий напряжением 6-35 кВ	6	№2 Час.2	ЛБ 2, 6 час.	16	30	Устный опрос, Отчет по ЛБ
3. Защита линий напряжением 110 кВ и более	6	Темы №3 Час.4	ЛБ3, 6 час.	16	32	Устный опрос, Отчет по ЛБ
4. Защита трансформаторов и автотрансформаторов	6	Темы №4 Час.4	ЛБ 4, 2 час. ЛБ 5, 4 час.	16	32	Контрольная работа №1 Отчет по ЛБ
5. Защита генераторов и высоковольтных электродвигателей	6	Темы №5 Час.4	ЛБ 6, 6 час.	16	32	Устный опрос, Отчет по ЛБ
6. Защита шин	4			8	12	Устный опрос
7. . Согласование действия релейной защиты и автоматики	4	Темы №6 Час.2	.	10	16	Устный опрос, Отчет по ЛБ
8. Промежуточная аттестация						Экзамен
Всего по формам обучения	36	18	30	96	180

4.2. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1.Виды повреждений и ненормальных режимов работы энергосистем

Виды повреждений: трехфазные и двухфазные короткие замыкания, однофазные и двухфазные замыкания на землю, методы их расчета и основные допущения, средства автоматизации расчета токов короткого замыкания. Сложные виды повреждений, влияние переходного сопротивления в месте повреждения. Ненормальные режимы: токи перегрузки и внешних замыканий, качания и нарушения синхронизма.

Практические занятия

Тема № 1

Промышленные программы расчета токов короткого замыкания для целей релейной защиты и автоматики

Лабораторная работа 1

Установки для испытания устройств релейной защиты РЕТОМ 11, РЕТОМ 41,

РЕТОМ 51

Раздел 2.Защита линий напряжением 6-35 кВ

Максимальные токовые защиты: принцип действия, алгоритмы функционирования измерительных органов защиты на различной элементной базе - электромагнитной, индукционной, полупроводниковой и цифровой. Схемы включения трансформаторов тока и измерительных органов защиты. Расчет параметров и оценка чувствительности защит. Область применения, достоинства и недостатки максимальных токовых защит.

Токовые ступенчатые защиты. Принцип выполнения, расчет параметров, примеры схемных решений. Общая оценка токовых ступенчатых защит, область применения. Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению. Принцип действия, расчет параметров, область применения.

Максимальная токовая направленная защита, назначение, структура. Измерительные органы защиты: индукционные, полупроводниковые и цифровые; характеристики и схемы включения. Структура токовой направленной защиты, расчет параметров. Недостатки защиты и возможные способы их устранения. Область применения защиты.

Принципы выполнения защит от замыканий на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью: требования к защите; электрические величины, используемые для действия защит; типы защит; фильтр токов нулевой последовательности; расчет параметров.

Практические занятия

Тема № 2

Выбор и расчет защит от междуфазных замыканий и замыканий на землю в сетях 6-35 кВ

Лабораторная работа 2

Испытание и настройка микропроцессорных терминалов защиты и автоматики сетей 6-35

кВ.

Раздел 3.Защита линий напряжением 110 кВ и более

Дистанционная защита: принцип действия; характеристики измерительных органов дистанционной защиты; реализация обработки входных величин; структурная схема построения защиты. Поведение защиты при возникновении качаний в энергосистеме, принципы выполнения блокировок от качаний. Расчет параметров срабатывания дистанционной защиты. Область применения, достоинства и недостатки.

Продольная и поперечная дифференциальные защиты. Принцип действия, причины возникновения токов небаланса, расчет параметров срабатывания, достоинства и недостатки, область применения

Дифференциально-фазная токовая защита с высокочастотной блокировкой: принцип действия, область применения.

Направленная фильтровая высокочастотная защита: структурная схема выполнения защиты; работа защиты при симметричных и несимметричных замыканий; определение параметров срабатывания защиты; область применения.

Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю: выбор параметров срабатывания защит одиночны линий с двусторонним питанием; особенности расчета защит параллельных линий и линий с ответвлениями.