Учебная программа курса (syllabus)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный исследовательский технический университет имени

Институт высоких технологий и устойчивого развития

Кафедра электроэнергетики и автоматизации технологических комплексов

«Утверждаю»

Директор ИВТиУР

____________

«____»____________ 2015 г.

УЧЕБНАЯ программа курса (Syllabus)

по дисциплине «Релейная защита энергосистем»

для специальности: 5В071800 –Электроэнергетика

Форма обучения: ускоренная

Всего: 2 кредита

Курс: третий (3)

Семестр: пятый

Лекции: 15 часов

Практические занятия: 15 часов

Рубежный контроль (количество): 2

СРС: 60 часов

Всего аудиторных занятия: 30 часов

Всего внеаудиторных занятий: 60 часов

Трудоемкость 90 часов

Экзамен (устно): 5 семестр

Алматы 2015

Учебная программа курса (Sillabus) по дисциплине: «Релейная защита энергосистем» для студентов КазНИТУ имени по специальности: 5В071800 – «Электроэнергетика» составлена к. т.н., доцентом кафедры электроэнергетики и автоматизации технологических комплексов на основании рабочего учебного плана специальности 5В071800 – Электроэнергетика

Рассмотрена на заседании кафедры ЭиАТК

«01» сентября 2015 г. Протокол №1

Зав. кафедрой ЭиАТК

Одобрено ИВТиУР

«21» сентября 2015 г. Протокол №1

Председатель

Сведения о преподавателе:

Сулейменова Гулфариза Абатбеккызы – к. т.н., доцент кафедры ЭиАТК, научно-педагогический стаж работы 13 лет. Окончила КазАТК им. М. Тынышпаева в 2002 году. В КазНИТУ работает с 2015 года.

Офис: кафедра ЭиАТК

Адрес: 2, 208 ГМК

Тел.: [phone]

Факс: [phone]

Е-mail: *****@***ru

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1 Цель преподавания дисциплины

Целью изучения дисциплины "Релейная защита энергосистем" является получение студентами знаний в области принципов построения релейной защиты и автоматики (РЗиА) основного электрооборудования систем электроэнергетики, применяемых современных методов и средств для выполнения РЗиА.

1.2 Задача изучения дисциплины

Задачей изучения дисциплины является расширение представлений о возможностях РЗиА; закрепление и конкретизация теоретического материала, касающегося принципов действия и устройства РЗиА, их основных свойств, методики применения; получение навыков расчета параметров, необходимых для настройки РЗ; правильного выбора методов и средств РЗиА; оценка эффективности и надежности выбранной РЗиА.

1.3 Пререквизиты:

Изучение дисциплины "Релейная защита энергосистем " базируется на знаниях, полученных студентами при изучении курсов "Теоретические основы электротехники", «Электроснабжение предприятий», "Информационно-измерительная техника", «Электрические машины».

1.4 Постреквизиты:

Выполнение дипломной работы и для грамотной профессиональной деятельности в области релейной защиты и автоматики объектов электроэнергетики.

2 СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ

По кредитной технологии обучения для всех курсов и по всем дисциплинам КазНИТУ имени применяется рейтинговый контроль знаний студентов. Сведения об оценке знаний, осуществляемой по рейтинговой системе в виде шкалы, где указываются все виды контроля.

При итоговом контроле знаний для данной дисциплины принимается вариант распределения рейтинга (таблица 1), определенный рабочим учебным планом специальности.

Рейтинг каждой дисциплины, которая включена в рабочий учебный план специальности, оценивается по 100 - процентной шкале независимо от итогового контроля.

Для дисциплины устанавливаются следующие виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, коллоквиум и итоговый контроль.

Видами текущего контроля являются рефераты, семестровые задания, коллоквиумы, выполнение лабораторных работ и др. Виды текущего и недельное количество контроля приведены ниже (таблица 2).

Таблица 1

Распределение рейтинга в % по видам контроля

№ варианта	Вид итогового контроля	Виды контроля	Проценты
1	Экзамен	Текущий контроль	100
Рубежный контроль	100
Итоговый контроль	100

Таблица 2

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Релейная защита электрооборудования»

Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Вид контроля	П1	П2	П3	П4	П5	П6	П7	П8 РК1	П9	П 10	П 11	П12	П13	П 14	П15 РК2
Количество недельное контроля	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Виды контроля: П – практические занятия; РК – рубежный контроль;

Студент допускается к сдаче экзамена, если за семестр его суммарный рейтинг больше или равен 50 процентов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).

Таблица 3 Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	Рейтинговый балл (в %)	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А-	90-94	3,67
Хорошо	В+	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
С	65-69	2,0
С-	60-64	1,67
D+	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Изучение дисциплины «Релейная защита энергосистем» предполагает обязательные лекционные и праткические занятия, а также самостоятельную работу студентов (СРС). Такие комплексные занятия обеспечивают полное усвоение курса, способствуют приобретению студентами прочных знаний.

Тематический план дисциплины с указанием наименований тем и количества академических часов по всем видам занятий (по темам) приведен в таблице 4.

Таблица 4 Распределение часов по видам занятий

Наименование темы	Количество академических часов
Лекция	Прак. зан.	СРСП	СРС
ауд	офис
1	2	3	4	5	6
1. Краткая характеристика релейной защиты. Основные сведения о системе противоаварийного управления	1				3
2. Структура и алгоритмы работы УРЗ. Измерительные преобразователи	1				4
3. Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью (МТЗ)	1	1			5
4. Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью (МТЗ, МТЗ с БН, ТЗ, МТНЗ)	1				3
5. Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью (ДЗ)	1				3
6. Основные алгоритмы функционирования защит с абсолютной селективностью. Защита от замыканий на землю высоковольтных сетей	1				5
7. Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита трансформаторов и автотрансформаторов	1	6			5
8. Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита генераторов	1	5			3
9. Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита электродвигателей	1	2			4
10. Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита шин	1	1			3
11. Защиты воздушных и кабельных линий электропередачи	1				3
12. Автоматика систем электроэнергетики. Автоматическое повторное включение (АПВ)	1				4
13. Автоматика систем электроэнергетики. Автоматический ввод резерва (АВР)	1				5
14. Автоматика систем электроэнергетики. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)	1				5
15. Автоматика систем электроэнергетики. Автоматическое регулирование напряжения (АРН)	1				5
ВСЕГО ЧАСОВ	15	15			60

Таблица 5

3.1 Лекционные занятия и их содержание

№	Наименование темы	План и содержание лекций	Объем час.
1	2	3	4
1	Краткая характеристика релейной защиты. Основные сведения о системе противоаварийного управления	Цели и задачи курса «РЗА», исторический обзор развития релейной защиты, основные виды релейной защиты, требования, предъявляемые к релейной защите, основные органы релейной защиты	1,0
2	Структура и алгоритмы работы УРЗ. Измерительные преобразователи	Блок-схема РЗ, структурная схема устройств защит, основные алгоритмы функционирования, измерительные преобразователи, особенности работы трансформатора тока в схемах РЗ, трансформаторы напряжения в схемах РЗ	1,0
3	Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью (МТЗ)	Классификация защит, максимальные токовые защиты, электромагнитные реле, полупроводниковые реле, микропроцессорные реле тока	1,0
4	Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью (МТЗ, МТЗ с БН, ТЗ, МТНЗ)	Схемы МТЗ. Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению. Токовые отсечки. Максимальные токовые направленные защиты.	1,0
5	Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью (ДЗ)	Назначение и принцип действия дистанционной защиты. Основные органы защиты. Устройства блокировки при неисправности цепей напряжения (УБН). Характеристики измерительных органов дистанционной защиты. Выполнение измерительных органов дистанционной защиты. Структурная схема дистанционной защиты. Принципы выполнения блокировки от качаний. Выбор параметров срабатывания дистанционной защиты.	1,0
6	Основные алгоритмы функционирования защит с абсолютной селективностью. Защита от замыканий на землю высоковольтных сетей	Продольная дифференциальная защита. Поперечная дифференциальная защита. Дифференциально-фазная высокочастотная защита. Изолированная нейтраль. Компенсированная нейтраль. Заземление через активное сопротивление. Глухозаземленная нейтраль.	1,0
7	Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита трансформаторов и автотрансформаторов	Выбор типа защит. Защита от внутренних повреждений. Токовая отсечка. Выполнение измерительного органа защиты. Дифференциальная защита. Газовая защита. Защита от внешних замыканий. МТЗ, МТЗ с БН, токовая защита обратной последовательности, ДЗ, защита от внешних замыканий на землю, защита от перегрузок.	1,0
8	Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита генераторов	Виды повреждений и ненормальных режимов работы генераторов. Защита генераторов от внутренних повреждений. Поперечная дифференциальная защита. Продольная дифференциальная защита. Защита от замыканий на землю. Защиты от внешних коротких замыканий. МТЗ с блокировкой по напряжению. Токовая защита обратной последовательности. Дистанционная защита. Защита от повышения напряжения.	1,0
9	Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита электродвигателей	Виды повреждений и ненормальных режимов работы электродвигателей. Защиты электродвигателей от междуфазных замыканий. Защита от перегрузок. Защита от потери питания.	1,0
10	Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем. Защита шин	Дифференциальная защита. Дуговая защита шин. Устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ).	1,0
11	Защиты воздушных и кабельных линий электропередачи	Защиты от КЗ на землю. Дифференциальные защиты ВЛ напряжением 110 кВ и выше. Продольные дифференциальные защиты. Дифференциально-фазная высокочастотная защита. Поперечная дифференциальная защита параллельных ВЛ. Направленные защиты с высокочастотной блокировкой (ускорением).	1,0
12	Автоматика систем электроэнергетики. Автоматическое повторное включение (АПВ)	Назначение и классификация. Основные требования к схемам АПВ. Согласование работы устройств АПВ и релейной защиты. Алгоритм работы схемы АПВ однократного действия с пуском от несоответствия положения ключа управления и выключателя. АПВ на линиях с двухсторонним питанием.	1,0
13	Автоматика систем электроэнергетики. Автоматический ввод резерва (АВР)	Основные сведения. Принципы выполнения пусковых органов АВР.	1,0
14	Автоматика систем электроэнергетики. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)	Назначение и основные принципы выполнения АЧР. Предотвращение ложных отключений потребителей от АЧР при кратковременных понижениях частоты в энергосистеме. Принципы выполнения АЧР	1,0
15	Автоматика систем электроэнергетики. Автоматическое регулирование напряжения (АРН)	Назначение регулирования напряжения. Автоматические регуляторы коэффициента трансформации трансформаторов.	1,0
	Итого:		15,0

Таблица 6

3.2 Содержание практических занятий

№	Наименование темы	Содержание	Объем час.
1	2	3	4
1	Расчет токов срабатывания максимальных токовых защит. Выбор выдержки времени.	Схема электрической сети напряжением 35 кВ. Исходные данные. Пример решения. Индивидуальные исходные данные.	1,0
2	Изучение основных видов повреждений, которые выявляют средства РЗ. Источники оперативного тока.	Короткие замыкания в электроустановках Ненормальные режимы работы в электроустановках Источники оперативного тока	1,0
3	Защита трансформаторов и автотрансформаторов. Дифференциальная токовая защита	Расчет дифференциальной защиты трансформатора на реле типа РНТ-565.	1,0
4	Дифференциальная токовая защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов с реле типа ДЗТ-11	Расчет дифференциальной защиты, выполненной на реле типа ДЗТ-11.	1,0
5	Дифференциальная токовая защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов с реле типа ДЗТ-21	Расчет дифференциальной токовой защиты, выполненной на реле типа ДЗТ-21.	1,0
6	Дифференциальная токовая защита трансформаторов	Расчет дифференциальной токовой защиты понижающих трансформаторов с реле типа РСТ-15, RET 316.	1,0
7	Дифференциальная токовая защита трансформаторов	Расчет дифференциальной токовой защиты трансформаторов на модуле SPCD 3D53 и блока комплекса ШЭ 1111.	1,0
8	Защита автотрансформаторов	Расчет токовой защиты обратной последовательности и дистанционной защиты автотрансформаторов. Расчет токовой защиты нулевой последовательности автотрансформаторов.
9	Защита генераторов. Выбор и расчет защит от междуфазных и витковых КЗ	Расчет дифференциальной защиты на реле типа РНТ-565. Рачет дифференциальной защиты на реле типа ДЗТ-11. Расчет дифференциальной защиты микропроцессорного исполнения.	1,0
10	Выбор и расчет защит генератора от замыканий на землю в обмотке статора.	Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора, реагирующая на емкостный ток. Защита от замыканий на землю обмотке статора турбогенератора, реагирующая на напряжение третьей гармоники и на наложенный переменный ток. Защита от замыканий на землю обмотке статора, выполняемая с наложением на цепь статора постоянного тока.	1,0
11	Выбор и расчет защит генератора от внешних КЗ.	Защита генераторов мощностью до 30 МВт. Защита генераторов мощностью 30-60 МВт. Защита генераторов мощностью более 60 МВт.	1,0
12	Защита генераторов.	Защита от симметричной перегрузки обмотки статора. Защита от потери возбуждения. Защита цепей возбуждения.	1,0
13	Продольная и поперечная дифференциальная токовая защита генератора	Расчет уставок защит с реле типа ДЗТ-11/5	1,0
14	Защита электродвигателей	Выбор и расчет защит двигателей от междуфазных замыканий.	1,0
15	Защита сборных шин	Расчет уставок дифференциальной токовой защиты.	1,0
	Всего:		15,0

3.3 Самостоятельная работа студентов

Одной из основных целей кредитной системы обучения является обес­печение более высокого качественного уровня самостоятельной работы сту­дентов, что в свою очередь, требует повышения качества учебно-методичес­кого обеспечения дисциплины.

Общее количество часов самостоятельной работы студентов составляет 60 часов в семестре (15 недель).

Содержание самостоятельной работы студентов СРС

1. Общие сведения и вопросы релейной защиты энергосистем – 3ч.

2.Принципы выполнения релейных защит основного электро-оборудования – 4ч.

3. Изучение повреждений и ненормальных режимов работы – 5ч.

4. Токовые отсечки без и с выдержками времени линий электропередач – 3ч.

5. Максимальные токовые защиты линий электропередач – 3ч.

6. Токовые направленные защиты линий электропередач – 5ч.

7. Защита от замыканий на землю линий электропередач – 5ч.

8. Дистанционная направленная защита – 3ч.

9. Схемы дистанционной защиты линий электропередач – 4ч.

10. Исследование схем дистанционной защиты линий электропередач – 3ч.

11. Характеристика дифференциальной защиты ЛЭП – 3ч.

12. Дифференциально-фазная токовая защита ЛЭП – 4ч.

13. Особенности защит трансформаторов и автотрансформаторов – 5ч.

14. Особенности защит синхронных генераторов – 5ч.

15. Особенности защит асинхронных и синхронных двигателей – 5ч.

Итого: 60ч.

4 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4.1 Список основной литературы

1., Федосеев защита электроэнергетических систем.-М.: Энергоатомиздат. 1992.528с.

2. Андреев защита и автоматика систем электроснабжения.- М.:Высшая школа.1991. 496с.

4.2 Список дополнительной литературы

1., Пономарев средства релейной защиты и автоматики электросетей.- Киев: Энергомашвин. 2004.

2., Дорогунцев защита электроэнергетических систем. Учебное пособие / Под ред. . – 2-е изд.,стереот.-М.:Изд. дом МЭИ,2006.-296с.

3., Семенов защита энергетических систем. Учеб. пособие для техникумов. М.:Энергоатомиздат. 1998. 800с.

4.Шабад релейной защиты и автоматики распределительных сетей. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат. 1985. 296с.

5 СОДЕРЖАНИЕ

1. Цели и задачи дисциплины……………………………………………...3

2. Система оценки знаний …………………………………………………3

3. Содержание дисциплины ……………………………………………….5

4. Список литературы …………………………………………..………....12