Программа дисциплины (syllabus)

Титульный лист программы дисциплины (SYLLABUS)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра Автоматизация и управление

Программа дисциплины (Syllabus)

NPFAR 5202 Новые принципы фиксации аварийных режимов

Павлодар, 2013 г.

Лист утверждения программа дисциплины (Syllabus)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19

УТВЕРЖДАЮ

Декан энергетического факультета

___________

«___»_____________20__г.

Составитель: д. т.н., профессор _____________

Программа дисциплины (Syllabus)

по дисциплине NPFAR 5202 Новые принципы фиксации аварийных режимов

для докторантов очной формы обучения

специальности 6D071800 – Электроэнергетика

Рабочая программа разработана на основании рабочего учебного плана и каталога элективных дисциплин специальности 6D071800 – Электроэнергетика, утверждена на заседании Ученого совета ПГУ им. С. Торайгырова "__" ________ 20__ г., протокол № __.

Рекомендована на заседании кафедры от «___»____________20__г.

Протокол №_____.

Заведующий кафедрой ________________ «____» ________20__г.

Одобрена учебно-методическим советом энергетического факультета

«____»______________20__г. Протокол №____

Председатель УМС ________________ «____» ________20__г.

1. Паспорт учебной дисциплины

Наименование дисциплины Новые принципы фиксации аварийных режимов

Дисциплина вузовского компонента

Количество кредитов и сроки изучения

Всего − 4кредита

Курс: 1

Семестр: 2

Лекции − 30 часов

Практические занятия − 30 часов

СРМ − 120 часов

Общая трудоемкость 180 − часов

Форма контроля

Форма итогового контроля Экзамен – 2 семестр

Пререквизиты – для освоения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки, приобретенные при изучении следующих дисциплин: физики, математики, информатики, методов обработки данных систем автоматизации, теоретических основ электротехники, электрических сетей, электрических станций, релейной защиты.

Постреквизиты – знания, умения и навыки, полученные при изучении дисциплины, необходимы для проведения исследований и написания докторской диссертации

2. Сведения о преподавателях и контактная информация

д. т.н., профессор

Кафедра «Автоматизация и управление», аудитория 333, телефон: 67-36-57,

3. Предмет, цели и задачи

Предмет дисциплины

Дисциплина «Новые принципы фиксации аварийных режимов» должна обеспечить докторанту возможность дальнейшего самостоятельно развития направления исследований в изучаемой области. Научить самостоятельно ставить и решать задачи в области разработки новых принципов фиксации аварийных режимов.

Подготовка высококвалифицированного специалиста, глубоко знающего теорию, и формирование знаний по принципам фиксации токов короткого замыкания в релейной защите электроэнергетических систем в том числе и с помощью герконов.

Задачи изучения дисциплины

- ознакомление докторантов с принципами фиксации токов КЗ, понижения частоты, асинхронных режимов и перегрузок;

- изучить указанные принципы и уметь их творчески использовать.

3. Требования к знаниям, умениям, навыкам и компетенциям

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

иметь представление о:

- принципах фиксации токов короткого замыкания, в том числе и с помощью герконов, их достоинствах и недостатках при использовании в релейной защите;

- принципы фиксации аварийных режимах, традиционно используемых в релейной защите, а также о тех, которые созданы в последнее время;

- расчете индукции магнитного поля в однородных средах;

уметь:

- определить принципы фиксации, использованный в любой момент традиционной защиты;

- найти возможный принцип фиксации для построения, хотя бы одной новой защиты.

- определить принципы фиксации, использованный в любой момент традиционной защиты;

- найти возможный принцип фиксации для построения, хотя бы одной новой защиты

- выбрать уставки срабатывания резервной защиты трансформатора на сравнении токов фаз;

- построить алгоритмы простой централизованной защиты на сравнении знака мощности;

- разбираться в схемах устройств на герконаех и фильтров симметричных составляющих, катушках индуктивности, фиксирующих ток КЗ;

- использовать зокан Киргофа для построения простых защит.

приобрести практические навыки:

- в использовании известных принципов фиксации для защиты электрооборудования от коротких замыканий;

- в использовании новых принципов для построения новой защиты, например на герконах без трансформаторов тока;

5 Тематический план изучения дисциплины

Распределение академических часов по видам занятий

№ п/п	Наименование тем	Количество часов по видам занятий
лекции	практические (семинарские)	лабораторные студийные, индивидуальные	СРО
1	Принципы фиксации токов коротких замыканий (КЗ) в релейной защите	4	4		10
2	Устройства релейной защиты, основанные на сравнении токов КЗ с уставками.	4	6		20
3	Токовые защиты на герконах без использования трансформаторов тока	4	6		20
4	Фильтры симметричных составляющих как фиксаторы токов КЗ.	4	6		20
5	Новые принципы фиксации удаленных КЗ за трансформаторами.	4	4		20
6	Фиксация токов КЗ на основе сравнения направления мощности и закона Киргофа с использованием алгебры логики для построения централизованных защит.	6	4		20
7	Заключение.	4			10
	Всего: 180 (4 кредита)	30	30	-	120

6 Содержание лекционных занятий

Тема 1. Принципы фиксации токов коротких замыканий (КЗ) в релейной защите

Цель и задачи дисциплины, ее взаимосвязь с другими дисциплинами. Основные принципы фиксации токов КЗ. Фиксация по величине тока, по разности токов. Определение токов КЗ с помощью магниточувствительных элементов. Витковые замыкания, способы их выявления. Асинхронные режимы. Перегрузки.

Тема 2. Устройства релейной защиты, основанные на сравнении токов КЗ с уставками.

Выбор уставок максимальной токовой защиты и определение чувствительности при использовании их в РЗ. Индукция магнитного поля, воздействующего на геркон в трехфазных электроустановках. Зависимость времени срабатывания от кратности тока короткого замыкания.

Тема 3. Токовые защиты на герконах без использования трансформаторов тока.

Закон полного тока и Био-Савара-Лапласа. Выбор тока срабатывания и координат герконов. Отстройка от влияния соседних электроустановок и токов в земле. Чувствительность и возможности ее повышения. Сравнение с традиционными защитами по чувствительности и быстродействию.

Тема 4. Фильтры симметричных составляющих как фиксаторы токов КЗ.

Геркон как фильтр тока нулевой последовательности. Учет расположения токопроводов фаз. Методика выбора координат и конструкции для крепления. Устройство на катушках индуктивности, выполняющие функции распространенных фильтров. Методика расчета параметров. Учет погрешностей установки, влияния соседних фаз и электроустановок. Чувствительность защит, использующих рассмотренные фильтры.

Тема 5. Новые принципы фиксации удаленных КЗ за трансформаторами.

Сравнение токов фаз со стороны высшего напряжения понижающего трансформатора. Условия срабатывания защиты, контролирующей максимальный и минимальный токи в фазах при удаленном двухфазном КЗ. Сопоставление комбинаций токов фаз со стороны высшего напряжения с целью фиксации удаленных КЗ. Учет нагрузки. Оценка чувствительности защит на этих принципах.

Тема 6. Фиксация токов КЗ на основе сравнения направления мощности и закона Киргофа с использованием алгебры логики для построения централизованных защит.

Использование алгебры логики для построения централизованных защит на сравнении мощности, защита шин, комплексная защита группы мощных электродвигателей. Резервная централизованная защита присоединений открытого распределительного устройства напряжением 330-750 кВ.

Тема 7. Заключение.

Обзор достоинств и недостатков рассмотренных принципов фиксации. Намечаемые пути их совершенствования и применения.

7 Содержание практических занятий, их объем в часах

Тема 1. Аварийные режимы в электроэнергетических системах.

Тема 2. Методика расчета токов коротких замыканий

Тема 3. Методы фиксации токов КЗ при использовании трансформаторов тока

Тема 4. Использование величины тока для фиксации аварийных режимов

Тема 5. Особенности фиксации токов КЗ с помощью герконов

Тема 6. Фиксация аварийных режимов путем сравнения фаз с помощью герконов.

8 Дополнительные темы для самостоятельной работы

1.  Принцип фиксации токов КЗ в защите линий с абсолютной селективностью

2.  Принцип фиксации токов КЗ в защите линий с относительной селективностью.

3.  Принцип фиксации токов КЗ в защитах трансформаторов с абсолютной и относительной селективностью.

4.  Принципы фиксации витковых замыканий, используемые для защиты генераторов и электродвигателей.

5.  Выбор параметров для фиксации токов КЗ в защитах с абсолютной селективностью

6.  Выбор параметров простых защит с относительной селективностью.

7.  Фиксация КЗ с помощью реле напряжения мощности.

8.  Фиксация КЗ с помощью реле ДЗТ-11

9.  Фиксация КЗ с помощью герконов

10.  Геркон как датчик тока в электроустановках 6-220 кВ

11.  Определения амплитуды тока КЗ по времени замкнутого состояния контактов геркона

9 График консультации СРОП (СРОП составляет 25% из СРО)

№	Виды занятия	понедельник	вторник	среда	четверг	пятница
1.	Консультирование по вопросам лекций	12.00 12.30
2.	Консультирование по вопросам практик		12.00 12.30
3.	Консультирование по вопросам СРО			12.00 12.30
4.	Консультации по вопросам тестовых заданий				12.00 12.30

10 Расписание проверок знаний обучающихся

График выполнения и сдачи заданий по дисциплине

№	Виды работ	Тема, цель и содержание задания	Рекомендуемая литера тура	Продолжительность выполнения	Форма контроля	Срок сдачи
1	2	3	4	5	6	7
1	Аварийные режимы в электроэнергетических системах	Исходная информация: Токи и мощности в асинхронных режимах Исследовать: 1) Изменение тока во времени 2) Изменения мощности в течении двух периодов 3) зависимость мощности от угла между напряжениями системы Результаты исследования отразить в выводах. Вопросы для защиты работы: 1) как фиксируется асинхронный режим с помощью реле, 2) что называют электрическим центром качаний, 3) может ли ток несинхронного включения быть больше тока КЗ	Основная, допополнительная, рекомендуемая лектором	2 недели		1,2 неделя
2	Методика расчета токов коротких замыканий	Исходная информация: Линии электропередач с сопротивлением хл питает трансформатор с сопротивлением хтр и 15% регулированным напряжением под нагрузкой Исследовать: 1) определить ток КЗ за трансформатором без щита РПН 2) с учетом РПН 3) в минимальном и максимальном режимах системы Результаты исследования отразить в выводах. Вопросы для защиты работы: 1) Что такое РПН, 2) по какому закону рассчитывается ток КЗ в простейшем случае, 3) Какие основные преобразования схем замещения используются при расчетах токов КЗ	Основная, допополнительная, рекомендуемая лектором	3 недели		3,4,5 неделя
3	Методы фиксации токов КЗ при использовании трансформаторов тока	Исходная информация: Токовые защиты, трансформаторы тока. Дифференциальные защиты Исследовать: 1) Принцип действия и способ оценки чувствительности 2) необходимость отстройки от броска тока намагничивания 3) токи небаланса в дифференциальных защитах Результаты исследования отразить в выводах. Вопросы для защиты работы: 1) как выбираются уставки в МТЗ, 2) как выбираются уставки в дифзащите трансформатора, 3)от чего зависит ток небаланса в диф защите	Основная, допополнительная, рекомендуемая лектором	2 недели		6,7 неделя
4	Рубежный контроль	Рубежный контроль 1		1 неделя	Сдача выполн. заданий	8 неделя
5	Использование величины тока для фиксации аварийных режимов	Исходная информация: токовая отсечка, токовые защиты с зависимой выдержкой. Токовая защита от КЗ на землю. Исследовать: 1) Величины токов, которые фиксируются токовой отсечкой 2) зависимость выдержки времени от тока в защите с зависимой выдержкой времени 3) величины токов, которые фиксирует защита от КЗ на землю. Результаты исследования отразить в выводах. Вопросы для защиты работы: 1) от какого тока отстраивается отсечка, 2) какова схема защиты от КЗ на землю, 3) от какого режима отстраивается защита от КЗ на землю	Основная, допополнительная, рекомендуемая лектором	2 недели		9, 10 неделя
6	Особенности фиксации токов КЗ с помощью герконов	Исходная информация: герконы, расположенные под шинами электроустановки, законы Био-Савара-Лапласа, намагничивающая сила срабатывания герконов. Исследовать: 1) Воздействие тока в шине электроустановки на геркон 2) как выводится формулы для определения тока в шине, при котором срабатывает геркон 3)в чем преимущества геркона перед трансформаторами тока Результаты исследования отразить в выводах. Вопросы для защиты работы: 1) какова форм)как определить коэффициенты, связывающие ток в шине с намагничивающей силой срабатывания геркона, 3) как добиться, чтобы геркон реагировал на ток, протекающий в одной шине	Основная, допополнительная, рекомендуемая лектором	2 недели		11,12 неделя
7	Фиксация аварийных режимов путем сравнения фаз с помощью герконов	Исходная информация: принципы срабатывания фаз. Схемы сравнения фаз с помощью герконов на основе определений их замкнутого состояния. Исследовать: 1) погрешности, возникающие при фиксации полярности срабатывания геркона в одну из полуволны переменного тока 2) возможность срабатывания фаз по времени замкнутого состояния контактов геркона 3)схемы срабатывания фаз на герконах Результаты исследования отразить в выводах. Вопросы для защиты работы: 1) какие принципы срабатывания используются в релейной защите, 2) каково максимальное время замкнутого состояния геркона с нормально разомкнутыми контактами после срабатывания, 3)от чего возникают погрешности при сравнении фаз с помощью геркона	Основная, допополнительная, рекомендуемая лектором	2 недели		13,14 неделя
8	Рубежный контроль	Рубежный контроль 2		1 неделя	Сдача выпол заданий	15 неделя

11 Критерии оценки знаний обучающихся

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом в форме тестирования, который охватывает весь пройденный материал. Обязательным условием для допуска к экзамену является выполнение всех предусмотренных заданий в программе.

Каждое задание оценивается 0-100 баллов.

Рейтинг допуска выводится из средне арифметического всех выполненных заданий на текущих занятиях (посещение лекции, домашние задания, задания по СРО, задания по практике и другие, рубежный контроль).

К итоговому контролю (ИК) по дисциплине допускаются студенты, выполнившие все требования рабочей учебной программы (выполнение и сдача всех лабораторных работ, работ и заданий по СРС), получившие положительную оценку за защиту курсового проекта (работы) и набравшие рейтинг допуска (не менее 50 баллов).

Уровень учебных достижений студентов по каждой дисциплине (в том числе и по дисциплинам, по которым формой итогового контроля ГЭ) определяется итоговой оценкой (И), которая складывается из оценок РД и ИК (экзамена, дифференцированного зачета или курсовой работы/проекта) с учетом их весовых долей (ВДРД и ВДИК).

И = РД*0,6 + ИК*0,4

Весовые доли ежегодно утверждаются ученым советом университета и должны быть для РД не более 0,6, а для ИК не менее 0,3.

КП/КР защищаются перед комиссией. Оценка выставляется в соответствии с продемонстрированными знаниями с учётом отзыва руководителя.

Итоговая оценка по дисциплине подсчитывается только в том случае, если обучающийся имеет положительные оценки, как по рейтингу допуска, так и по итоговому контролю. Не явка на итоговый контроль по неуважительной причине приравнивается к оценке «не удовлетворительно». Результаты экзамена и промежуточной аттестации по дисциплине доводятся до студентов в тот же день или на следующий день, если письменный экзамен проводился во второй половине дня.

Для корректности подсчета итоговой оценки знания обучающегося на рубежном контроле (рейтинге) и итоговом экзамене оцениваются в процентах от 0 до 100%.

Оценка рубежного контроля складывается из текущих оценок и оценки рубежного контроля.

Учебные достижения, то есть Знания, умения, навыки и компетенции студентов по дисциплине оцениваются по многобалльной буквенной системе адекватной ее цифровому эквиваленту и традиционной шкале оценок:

Оценка по буквенной системе	Цифровой эквивалент баллов	Процентное содержание	Оценка по традиционной системе
A	4,0	95-100	Отлично
A-	3,67	90-94
B+	3,33	85-89	Хорошо
B	3,0	80-84
B-	2,67	75-79
C+	2,33	70-74	Удовлетворительно
C	2,0	65-69
C-	1,67	60-64
D+	1,33	55-59
D	1,0	50-54
F	0	0-49	Неудовлетворительно

12 Требования преподавателя, политика и процедуры

Работы следует сдавать в указанные сроки. Крайний срок сдачи всех заданий – за 3 дня до начала экзаменационной сессии.

Докторанты, не сдавшие все задания не допускаются к экзамену.

Повторение темы и отработка пройденных материалов по каждому учебному занятию обязательны. Степень освоения учебных материалов проверяется тестами или письменными работами.

13 Список литературы

Основная

1.  Андреев защита и автоматика систем электроснабжения - М.:Высш. шк.-2008-639с.

2.  , Майшев построения на герконах дифференциально-фазных защит трансформаторов. Электротехника. – 2007. – №12. – С. 2 – 7.

3.  ИП № 000 KZ Устройство для защиты элементов подстанций от короткого замыкания бюл. -2008-№12

4.  ИП № 000 KZ Устройство для защиты электросети от повреждений бюл. -2009-№12

5.  ИП № 000 KZ Устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки бюл. -2009-№1

Дополнительная

6.  , , Выявление двухфазные короткие замыкания за трансформаторами по отношению тока фаз.// Электро - 2008., №3, с 22-24.

7.  , , И, , Построение релейных защит линий электропередач с использованием первого закона Киргофа. Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, №1, с. 309-312.