close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;docx

код для вставкиСкачать
1
2
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения дисциплины «Управление качеством электроэнергии»
студентами-магистрами является формирование современного мировоззрения в области
управления качеством электроэнергии в распределительных электрических сетях.
Задачи изучения дисциплины:
- познакомить обучающихся с действующими отечественными и зарубежными
нормами стандартов на качество электрической энергии;
- дать представление о том, что влияет на возникновение режимов работы
распределительной электрической сети, отличных от номинальных, что именно влияет на
изменение показателей КЭ;
- дать представление о том, каким образом изменение показателей качества
электрической энергии влияет на работу других электроприемников;
- дать представление о том, кто несет ответственность за нарушение норм качества
ЭЭ;
- дать представление о том, какие способы и технические средства применяются
для нормализации показателей КЭЭ, а также способах управления этими средствами.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина
«Управление
качеством
электроэнергии»
предусмотрена
Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению 140400
«Электроэнергетика
и
электротехника»
по
магистерской
программе
«Электроэнергетические системы и сети» в качестве обязательной дисциплины
вариативной части цикла – шифр М2.В.ОД.4.
Изложение содержания дисциплины базируется на математической и общей
подготовке и знаниях, полученных при изучении дисциплин «Современные
электроэнергетические системы», «Специальные вопросы электроэнергетических
систем», «Управление качеством в электроэнергетике».
В свою очередь, дисциплина «Управление качеством электроэнергии» является
основой для выполнения научно-исследовательской работы и прохождения научнопроизводственной практики студентов, а также для выполнения выпускной
квалификационной работы.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- готовность решать инженерно-технические и экономические задачи с
применением средств прикладного программного обеспечения (ПК-19);
- готовность применять методы и средства автоматизированных систем управления
технологическими
процессами
электроэнергетической
и
электротехнической
промышленности (ПК-20);
- способность осуществлять технико-экономическое обоснование инновационных
проектов и их управление (ПК-29);
- способностью самостоятельно выполнять исследования для решения научноисследовательских и производственных задач с использованием современной аппаратуры
и методов исследования свойств материалов и готовых изделий при выполнении
исследований в области проектирования (ПК-38).
В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:
3
знать:
- влияние качества электроэнергии (КЭ) на электроприемники и системы
электроснабжения, технологические процессы, объекты систем электроэнергетики;
- нормирование показателей качества электроэнергии (ПКЭ); методы и измерительновычислительные комплексы для контроля качества электроэнергии;
- методы расчета ПКЭ;
- современные схемные решения и технические средства улучшения ПКЭ;
- принципы и способы управления КЭ, в том числе и вопросы оптимизации КЭ;
уметь:
- определять источники искажения КЭ и пользоваться ГОСТом ГОСТ Р 541492010;
- рассчитывать основные показатели качества электроэнергии в электрических
схемах различной сложности;
- выбирать точки, виды и периодичность контроля качества электроэнергии;
- выбирать схему или техническое устройство для нормализации ПКЭ, а также
рассчитывать его параметры;
- осуществлять контроль КЭ;
- выбирать оптимальный вариант схемы электроснабжения или электрической сети
при наличии источников искажения КЭ;
- определять ущербы от пониженного качества электроэнергии;
- проводить комплексные исследования КЭ и решать вопросы его нормализации
для реальных объектов систем электроэнергетики;
владеть навыками:
- использования методов расчета показателей качества электроэнергии в различных
узлах электроэнергетической системы;
- выбора оптимальных с точки зрения обеспечения качества электроэнергии схем
подстанций, электрических сетей и систем электроснабжения;
- контроля и управления качеством электроэнергии на различных объектах систем
электроэнергетики;
- определения неустойки в случае нарушения качества электроэнергии.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ
КАЧЕСТВОМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ»
ДИСЦИПЛИНЫ
«УПРАВЛЕНИЕ
4.1. Структура дисциплины
№
п/п
Раздел
дисциплины
Семестр
Неделя
семестра
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов
и трудоемкость (в часах)
Лк.
1
Модуль 1. Формирование
подхода к учету качества
электроэнергии
1. Введение. Общие
определения и принятые
сокращения
2. Общие положения
Пр.
Лб.
3
12
2
1
4
4
СРС
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Посещение
12 лекций.
Отчеты
по
выполнению
практических
работ.
анализа качества
электроэнергии.
3. Режимы работы
электрической сети и
требования к показателям
качества ЭЭ.
Модуль
2.
Показатели 3
качества электроэнергии
1.Отклонение частоты.
2. Медленные изменения
напряжения.
3. Быстрые изменения
напряжения.
4. Несинусоидальность
напряжения.
5. Несимметрия напряжения
в трёхфазной системе.
6. Случайные события в
электрических сетях.
3
Промежуточная
аттестация
1
24
8
1
2
1
1
Посещение
36 лекций.
Отчеты
по
выполнению
практических
работ.
Контрольная
работа
2
1
12
36
12
48 Зачет
5. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Лекции
Модуль 1. Формирование подхода к учету качества электроэнергии
Тема 1. Введение. Общие определения и сокращения (2 часа). Характеристика
электрической энергии, как товара. Характеристика ГОРСТ Р 54149-2010 и его адаптация
к европейскому стандарту на качество электроэнергии EN 50160:2010. Основные понятия
и определения.
Тема 2. Общие положения анализа качества ЭЭ (1 час). Источники информации
при анализе качества ЭЭ. Анализ качества ЭЭ при нарушении требований к КЭЭ. Оценка
результативности мероприятий качества ЭЭ. Пункты контроля КЭЭ.
Тема 3. Режимы работы электрической сети и требования к ПКЭ (1 час).
Характеристика режимов работы ЭС: нормальный, аварийный, послеаварийный.
Требование к показателям КЭЭ.
Модуль 2. Показатели качества электрической энергии
Тема 1. Отклонение частоты (1 час). Причины возникновения. Определение и
нормативные значения для синхронизированных и изолированных систем
электроснабжения. Влияние отклонения частоты на работу других электроприемников и
энергосистему. Способы нормализации отклонения частоты в электроэнергетических
системах и системах электроснабжения. Средства управления, применяемые для
кондиционирования частоты.
Тема 2. Медленные изменения напряжения (2 часа). Характеристика. Причины
возникновения. Нормативные значения. Определение отклонения напряжения в удаленной
точке электрической сети. Влияние медленных изменений напряжения на работу
электроприемников. Способы поддержания отклонения напряжения в нормируемых
пределах. Поперечная и продольная компенсация. Регулирование напряжения в центре
питания и у потребителя.
5
Тема 3. Быстрые изменения напряжения (1 час). Причины возникновения
колебаний напряжения. Фликер. Размах изменения кривой напряжения. Доза фликера.
Нормативные значения и влияние быстрых изменений напряжения на работу
чувствительных к колебаниям напряжения потребителей. Управление и способы
минимизации воздействия быстрых изменений напряжения. Виды раздельного питания.
Сдвоенный реактор.
Тема 4. Несинусоидальность напряжения (1 час). Причины возникновения
несинусоидальности трехфазной системы напряжения. Гармонический состав токов и
напряжений. Виды электроприемников с нелинейной ВАХ и их участие в общем объеме
электропотребления. Показатели, характеризующие несинусоидальность и их значения.
Зона ответственности потребителей за нормализацию гармонического состава напряжения.
Влияние несинусоидальности токов на дополнительные потери электрической энергии.
Средства управления несинусоидальными режимами работы. Схемные решения.
Узкополосные
резонансные
фильтры.
Фильтрокомпенсирующие
и
фильтросимметрирующие устройства.
Тема 5. Несимметрия трехфазной системы напряжения (2 часа). Причины
возникновения. Виды несимметрии токов: неслучайная, вероятностная, элементная
несимметрии. Метод симметричных составляющих. Метод фазных координат. Модульный
метод расчета показателей несимметрии токов и напряжений. Дополнительные потери
мощности при несимметрии фазных токов. Перераспределение однофазных потребителей
в трехфазной системе. Конденсаторное и электромагнитное шунто-симметрирующие
устройства. Схемы автоматического управления работой симметрирующих устройств: в
функции времени, тока нулевой последовательности, напряжения нулевой
последовательности. Методы расчета симметрирующих устройств. Экономическая
эффективность применения СУ в системах электроснабжения.
Тема 6. Случайные события в электрических сетях (1 час). Длительные и
кратковременные прерывания напряжения, провалы напряжения, перенапряжения и
импульсные напряжения. Причины возникновения, характеристика. Влияние на работу
других электроприемников. Средства кондиционирования случайных событий в
электрических сетях. Назначение и принцип работы средств защиты.
5.2. Практические занятия
1. Изучение нормальных, аварийных и послеаварийных режимов работы
электрических сетей (4 часа)
2. Определение отклонения напряжения в действующих электрических сетях
предприятия и разработка мероприятий по нормализации качества ЭЭ на этом
предприятии (4 часа).
3. Эксплуатационный контроль ПКЭ. Определение соответствия показателям
качества электроэнергии требованиям ГОРСТ Р 54149-2010 (4 часа).
4. Снижение колебаний напряжения в электрических сетях (4 часа).
5. Изучение методов измерений показателей качества ЭЭ отечественными и
зарубежными средствами измерения: Ресурс UF 2M, TOPAS 100, Анализаторы качества
ЭЭ (4 часа).
6. Регулирование напряжения в электрических сетях. Выбор добавок напряжения
при различных средствах регулирования напряжения (4 часа).
7. Методы расчета симметричных составляющих токов и напряжения (4 часа).
8. Изучение алгоритмов и компьютерных программ расчета несимметричных
режимов: «Несимметрия-1», «Несимметрия-2» (4 часа).
9. Практическое исследование несимметричных режимов работы в действующих
электрических сетях предприятия: осуществление измерений, расчет показателей качества
ЭЭ и дополнительных потерь мощности (4 часа).
6
5.3. Лабораторные работы
Тематический план лабораторных работ
Наименование лабораторной работы
Объем, ч
1. Регулирование напряжения в распределительной сети
2
2. Исследование характеристик электрической нагрузки
4
3. Измерение показателей качества электрической нагрузки
2
4. Снижение уровня генерации высших гармоник путем замены
однополупериодного выпрямителя на двухполупериодный в схеме
питания нагрузки постоянным током
2
5. Компенсация
высших
гармоник
фильтрокомпенсирующих устройств
2
тока
с
помощью
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
Самостоятельная работа
предусматривает подготовку студентами тем
самостоятельных работ, выполнение домашних заданий по основным темам дисциплины,
составление глоссария дисциплины.
№
п/п
1
2
№ раздела
(темы) дисциплины
Модуль 1. Формирование
подхода к учету качества
электроэнергии.
Модуль 2. Показатели
качества электроэнергии.
Форма (вид)
самостоятельной работы
Трудоёмкость
в часах
Подготовка отчетов по выполнению
практических работ.
12
Подготовка докладов по темам для
самостоятельной работы.
Подготовка отчетов по выполнению
практических работ. Подготовка к
контрольной работе
36
7. МАТРИЦА КОМПЕТЕНЦИЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Компетенции
Наименование раздела
Модуль 1. Формирование подхода к учету
качества электроэнергии
Модуль 2. Показатели качества
электроэнергии.
ПК-19
+
+
ПК-20
+
+
ПК-29
+
ПК-38
+
+
ИТОГО
3
4
7
8. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Наилучшей гарантией глубокого и прочного усвоения дисциплины «Управление
качеством электроэнергии» является заинтересованность студентов в приобретении
знаний. Поэтому для поддержания интереса студентов изучения данной дисциплины
необходимо использовать различные образовательные технологии и задействовать все
атрибуты процесса научного познания.
При преподавании дисциплины «Управление качеством электроэнергии»
используется технология Раздельного обучения.
При чтении лекций по данной дисциплине используется такой не имитационный
метод активного обучения, как «Проблемная лекция». Где перед изучением модуля
обозначается проблема, на решение которой будет направлен весь последующий материал
модуля.
9. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
И
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
9.1 Контрольная работа
Контрольная работа выполняется в конце семестра по всем пройденным модулям
семестра. В контрольной работе содержится задача по управлению качеством
электроэнергии. Контрольная работа направлена на проверку умений студентов применять
полученные теоретические знания в отношении определенной конкретной задачи.
9.2. Формы контроля знаний
Текущий контроль знаний осуществляется на лекционных занятиях путем
проведения контрольных опросов по изучаемому материалу. Промежуточная аттестация
осуществляется в виде выполнения контрольной работы и тестирования.
Для организации самостоятельной работы студентов и для итогового контроля
знаний по темам курса рекомендуются ниже приведенные контрольные вопросы:
Вопросы к зачету
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Режимы работы электрических сетей.
Требования к показателям качества электрической энергии.
Общая характеристика медленных изменений напряжения.
Отрицательные и положительные отклонения напряжения.
Способы управления отклонением напряжения в электрических сетях.
Влияние отклонения напряжения на работу электроприемников.
Отклонение частоты.
Баланс активной и реактивной мощностей в энергосистеме.
Способы управления частотой в системах электроснабжения.
Быстрые изменения напряжения в системах электроснабжения.
Способы снижения колебаний напряжения в электрических сетях.
Несимметрия трёхфазной системы напряжений.
Виды несимметрии токов и напряжений. Показатели, их влияние на работу ЭП.
Системы автоматизированного управления несимметричными режимами
электрических сетях.
8
в
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
Несинусоидальность трёхфазной системы напряжений.
Способы управления несинусоидальными режимами в системах электроснабжения.
Случайные события в электрических сетях.
Способы и технические средства снижения перенапряжений в системах
электроснабжения.
Предпосылки формирования подхода к качеству электроснабжения.
Определения: система электроснабжения, пользователь электрической сети.
Определения: сетевая организация, кондуктивная электромагнитная помеха.
Определения:
уровень
электромагнитной
совместимости
в
системах
электроснабжения.
Определения: напряжение гармонической составляющей, напряжение сигналов
электрической сети.
Определения: напряжение интергармонической составляющей, быстрое изменение
напряжения.
Определения: напряжение электропитания, частота напряжения электропитания.
Определения: согласованное напряжение электропитания, опорное напряжение.
Определения: низкое, среднее и высокое напряжение; прерывание напряжения.
Определения: импульсное напряжение, перенапряжение.
Определения: провал напряжения, фликер, среднеквадратическое значение.
Общая характеристика быстрых изменений напряжения. Причины возникновения.
Показатели, характеризующие быстрые изменения напряжения.
Влияние быстрых изменений напряжения на работу электроприемников.
Способы минимизации быстрых изменений напряжения.
Общая
характеристика
медленных
изменений
напряжения.
Причины
возникновения.
Показатели, характеризующие медленные изменения напряжения.
Влияние медленных изменений напряжения на работу электроприемников.
Определение отклонения напряжения в удаленной точке электрической сети.
Способы и технические средства управления медленными изменениями
напряжения.
Причины возникновения отклонения частоты в электроэнергетических системах.
Требования к показателям качества электрической энергии.
Характеристика установившихся режимов работы электрических сетей.
Требования к отклонениям частоты в синхронизированных и изолированных
системах электроснабжения.
Влияние отклонения частоты на работу электроприемников.
Способы и технические средства для управления балансом активной мощности в
системах.
Причины возникновения несимметрии трёхфазной системы напряжений в
электрических сетях.
Показатели качества, характеризующие несимметрию трёхфазной системы
напряжений.
Влияние несимметрии напряжений и токов на дополнительные потери и качество
электрической энергии.
Влияние несимметрии напряжений на работу электроприемников.
9
49.
50.
51.
52.
53.
Способы и технические средства управления несимметричными потоками в
электрических сетях.
Причины возникновения несинусоидальности напряжений в электрических сетях.
Показатели качества, характеризующие несинусоидальность трёхфазной системы
напряжений.
Влияние несинусоидальности напряжений и токов на дополнительные потери и
качество электрической энергии.
Влияние несинусоидальности напряжений на работу электроприемников.
10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ «УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ»
а) основная литература:
1. Управление качеством электроэнергии [Текст]: учеб. пособие: рек. УМО / И. И.
Карташев, В. Н. Тульский, Р. Г. Шамонов; под ред. Ю. В. Шарова. – М.: Изд-ий дом МЭИ,
2008. - 355 с.
2. Жежеленко, И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения
промпредприятий [Текст] / И. В. Жежеленко – М.: Энергоатомиздат, 2010. - 375 с.
б) дополнительная литература
1. ГОСТ Р 54149- 2010. Нормы качества электрической энергии в электрических
сетях общего назначения.
2. Мясоедов Ю.В. Повышение качества электроэнергии и компенсация
реактивной мощности в системах электроснабжения: [моногр.]/ Ю. В. Мясоедов; АмГУ,
Эн.ф.. - Благовещенск: Изд-во Амур. гос. ун-та, 2007. -212 с.
3. Наумов И.В. и др. Исследование и анализ дополнительных потерь мощности и
качества электрической энергии в сельских распределительных сетях напряжением
0,38 кВ при несимметричной нагрузке. Отчет о выполнении НИР и практические
рекомендации, г. Иркутск, 2006 г. Изд-во «Репроцентр А-1». 500 экз.- 54 с.
в) периодические издания:
1.
«Электричество».
2.
«Электрические станции».
3.
«Энергетик».
4.
«Промышленная энергетика».
5.
«Электротехника».
6.
«Электрика».
7.
«Энергохозяйство за рубежом».
8.
«Electrical Power and Energy Systems».
9.
«IEEE Transactions. Power systems».
10. «Energy Policy».
11. «Вестник Московского энергетического института».
12. «Известия вузов. Электромеханика».
13. «Известия РАН. Энергетика».
14. «Новости электротехники»
15. «Вестник Амурского государственного университета».
16. «Энергетика. Сводный том».
17. «Электротехника. Сводный том»
г) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
10
№
1
2
Наименование ресурса
http://www.biblioclub.ru/
www.elibrary.ru
3
http://www.nelbook.ru/
4
http://e.lanbook.com/
5
http://www.twirpx.com/files/tek/
Краткая характеристика
Университетская библиотека online
Агрегатор научных публикаций. Крупнейший
российский информационный портал в области
науки, технологии, медицины и образования,
содержащий рефераты и полные тексты более 12
млн. научных статей и публикаций
В электронной библиотеке «НЭЛБУЛ»
представлены книги из каталога издательского
дома МЭИ
Представленная электронно-библиотечная
система – это ресурс, включающий в себя как
электронные версии книг издательства «Лань» и
других ведущих издательств учебной литературы,
так и электронные версии периодических изданий
по естественным, техническим и гуманитарным
наукам
Twirpx.com – это служба, обеспечивающая с
помощью веб-интерфейса, расположенного
только по адресу http://www.twirpx.com и
специализированного аппаратно-программного
обеспечения хранения, накопления, передачу и
обработку материалов Пользователей,
представленной в электронном виде в публичный
доступ. Интернет-библиотека, в которой собраны
электронные учебники, справочные и учебные
пособия. Удобный поиск по ключевым словам,
отдельным темам и отраслям знаний
11. РЕЙТИНГОВАЯ ОЦЕНКА ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Общие требования рейтинговой оценки знаний доводятся до студентов на вводном
занятии. При разъяснении расчета рейтинга до студентов доводится учебный план и
календарный график дисциплины, распределение баллов по разделам дисциплины,
система поощрительных (премиальных) и штрафных баллов.
Система рейтинговой оценки знаний студентов позволяет каждому обучающемуся
получить зачет по текущей успеваемости. Для этого необходимо в семестре набрать не
менее 70 баллов. Максимально при условии выполнения графика учебного процесса в
семестре можно набрать 60 баллов. Остальные баллы набираются в виде премиальных за
выполнение рефератов, презентаций.
По видам оцениваемых работ:
1. Текущий контроль оценивается по двухбалльной системе. В опрос включены
10 вопросов: 9-10 правильных ответов – 2 балла; 7-8 правильных ответов – 1 балл; 6 и
менее правильных ответов – 0 баллов.
2. Активность на практических занятиях оценивается от 0 до 1,0 балла. Штраф – 1
балл за пропуск практического занятия.
3. Посещение лекционных занятий оценивается в 1 балл, пропуск – штраф 1
балл.
11
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа