Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение « 2003 года протокол №
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение « 2003 года протокол, 164.95kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение « 2003 года протокол, 281.69kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2003 года протокол, 221.9kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» года протокол, 80.53kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» «8» октября 2001, 92.93kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2001 года протокол, 115.25kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2000 года протокол, 117.19kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2001 года протокол, 123.02kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2002 года протокол, 88.78kb.
- Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2001 года протокол, 74.54kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова
П Р О Г Р А М М А
курса
«Изоляция и перенапряжения»
Для государственных университетов
Специальность 100400 – Электроснабжение
Специализация 100401 – Электроснабжение промышленных
предприятий
Якутск 2003 г.
Составитель к.т.н., ст. науч. сотрудник,
профессор Королюк Ю.Ф.
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение «
«__»______2003 года протокол №___________
Зав. кафедрой___________________ Н.С.Бурянина
Рабочая программа утверждена на заседании методсовета ФТИ «__»______2003 года протокол №________
Председатель методсовета ФТИ
_________________________ Т.И. Степанова
Рабочая программа утверждена на заседании научно–методического совета ЯГУ
«__»_______2003 года протокол №________
Председатель научно–методического совета ЯГУ
______________________ А.Н. Яковлева
Объем курса: 40 часов, в том числе:
Лекционные занятия: 17 часов
Практические занятия: 17 часов
Самостоятельная работа: 3 часа
Индивидуальная работа со студентами: 3 часа.
Распределение часов курса по семестрам:
| Семестр | Лекции | Практичес занятия | Самостоят работа | Индивид работа со студентами | Количество РГР | Форма контроля |
| 8 | 17 | 17 | 3 | 3 | 2 | Зачет |
- Требования государственного стандарта высшего
образования по данному предмету
- Требования к начальной подготовке, необходимой для успешного усвоения курса:
Успешное усвоение курса «Изоляция и перенапряжения» требует знаний по математике и физике, теоретических основ электротехники на уровне, предусмотренном Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по данной специальности.
1.2. Минимум содержания образовательной программы подготовки инженера по специальности:
ОПД.Ф.08.5 Электроэнергетика .Изоляция и перенапряжения
Изоляция и перенапряжения: виды электрической изоляции оборудования высокого напряжения; изоляция воздушных линий электропе5редачи; молниезащита воздушных линий; изоляция электрооборудования электрических станций и подстанций. закрытых и открытых распределительных устройств; элегазовая изоляция; молниезащита оборудования станций и подстанций; защита изоляции электрооборудования от внутренних перенапряжений, экологические аспекты электроустановок высокого напряжения.
- Принципы и цели курса
2.1. Основания для чтения курса
Основанием для чтения курса является Государственный стандарт направления 650900 – «Электроэнергетика» по специальности 100400 – «Электроснабжение».
- . Адресат курса
Курс читается студентам специальности 100400 – «Электроснабжение».
- Ядро курса
Ядром курса «Изоляция и перенапряжения» являются разделы, в которых излагаются основы теории переходных электромагнитных процессов, происходящих в электрических системах при ударах молний и при внутренних коммутациях, методы и способы их исследования, способы защиты электроустановок от перенапряжений, основы оптимизации изоляции в электрических системах.
2.4. Главная цель курса
Главной целью курса «Изоляция и перенапряжения» является формирование у студента теоретической базы анализа перенапряжений в электрических системах, вызванных внешними и внутренними коммутациями, оптимизации изоляции в электротехнических установках, навыков расчета переходных процессов, сопровождаемых перенапряжениями.
При последующем изучении смежных дисциплин студент должен грамотно применять полученные навыки, а в практической инженерной деятельности использовать полученные знания для технической и административно–технической эксплуатации систем электроснабжения и входящих в них объектов (подстанции, линии и т. п.) с обеспечением необходимых показателей надежности и экономичности.
- Уровень требований
Согласно требованиям государственного стандарта инженер по направлению «Электроэнергетика» должен быть подготовлен к решению следующих профессиональных задач:
а) Проектно-конструкторская и производственно-технологическая деятельность:
–разработка проектов электроэнергетических различного назначения, определение состава оборудования и его параметров, схем электроэнергетических объектов;
–расчет схем и элементов основного оборудования, вторичных цепей, устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов;
–разработка электроэнергетического оборудования;
–определение оптимальных производственно-технологических режимов работы объектов электроэнергетики.
в) Эксплуатационная деятельность:
–поддержание и изменение режимов работы объектов электроэнергетики;
–ведение оперативной технической документации, связанной с эксплуатацией оборудования;
–обеспечение соблюдения всех заданных параметров технологического процесса и качества вырабатываемой продукции;
–проведение профилактических испытаний оборудования.
Для выполнения профессиональных задач инженер:
–выполняет работы по проектированию, информационному обслуживанию, организации труда и управлению, метрологическому обеспечению, техническому контролю;
–разрабатывает и реализует мероприятия по энергосбережению;
–разрабатывает методические и нормативные материалы, техническую документацию, а также предложения и мероприятия по осуществлению разработанных проектов и программ;
–участвует в работах по осуществлению исследований, разработке проектов и программ, в проведении необходимых мероприятий, связанных с диагностикой и испытаниями оборудования и внедрением его в эксплуатацию, а также в выполнении работ по стандартизации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов, в рассмотрении различной технической документации, подготавливает необходимые обзоры, отзывы, заключения;
–изучает и анализирует необходимую документацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщает и систематизирует их, проводит необходимые расчеты, используя современные технические средства;
–осуществляет экспертизу технической документации, надзор и контроль за состоянием и эксплуатацией оборудования, выявляет резервы, устанавливает причины нарушений режимов работы оборудования и неисправностей при его эксплуатации, принимает меры по их устранению и повышению эффективности использования;
–консультирует по вопросам обеспечения качества электроэнергии, разработки и реализации прогрессивных технологических процессов;
–организует и обеспечивает мероприятия по энергосбережению.
Инженер должен знать:
–принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств, материалов и их свойства;
–методы исследования, правила и условия выполнения работ;
основные требования, предъявляемые к технической документации, материалам, изделиям;
–методы проведения технических расчетов и определения экономической эффективности исследований и разработок;
–достижения науки и техники, передовой отечественный и зарубежный опыт в соответствующей выполняемой работе, области знаний;
–теоретические основы методов преобразования энергии;
–технологию производства, передачи и распределения электроэнергии;
–физические явления и процессы в электроэнергетических и электротехнических устройствах и методы их математического описания;
–основное оборудование электрической части электрических станций и сетей, устройств нетрадиционных источников энергии;
–энергосберегающие технологии.
уметь применять:
–компьютерные технологии исследований, сбора и обработки данных, представления результатов;
–методы описания процессов в электроэнергетических системах, сетях и устройствах;
–математические модели объектов электроэнергетики;
–методы оптимизации режимов работы электроэнергетических устройств;
–методы и средства испытаний и диагностики электроэнергетического оборудования, средства контроля качества электроэнергии;
–методы управления технологическими процессами производства, передачи и распределения электроэнергии;
–правила устройств электрических установок и правила безопасности при работе на электроустановках;
–методы проектирования объектов электроэнергетики.
2.6. Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного усвоения курса
Успешное освоение курса «Изоляция и перенапряжения» требует знания разделов математического анализа, электромагнетизма, динамики, теоретических основ электротехники, методов расчета электрических полей.
2.7. Основные понятия курса
Виды электрической изоляции оборудования высокого напряжения, изоляция воздушных линий электропередачи (ЛЭП), молниезащита воздушных ЛЭП, изоляция электрооборудования станций и подстанций, оборудования открытых и закрытых распределительных устройств, внутренняя изоляция, защита оборудования станций и подстанций от прямых ударов молнии, защита изоляции электрооборудования от набегающих волн перенапряжений, экологические аспекты электроустановок высокого напряжения.
2.8. Построение курса
Курс выстроен так, что у студента обеспечивается поэтапное формирование теоретической и практической баз по дисциплине. На каждом этапе изучается раздел курса, классифицируются и анализируются проблемы и задачи изучаемого раздела, способы их исследования и решения. Показывается место изучаемого раздела и его роль в понимании проблем и задач электроснабжения.
2.9. Дисциплины, обеспечиваемые курсом
Курс «Изоляция и перенапряжения» является необходимым для изучения дисциплин:
- передача и распределение электроэнергии;
- электроснабжение;
- электроэнергетические системы и сети;
- автоматизация и управление систем электроснабжения промышленных предприятий;
- электрическая часть электрических станций и подстанций промышленности.
3. Вопросы зачета.
Раздел 1. Основные сведения об электрофизических процессах в диэлектриках.
Движение заряженных частиц в газе.
Лавина электронов и условие самостоятельности разряда.
Электропроводность жидких диэлектриков.
Электропроводность твердых диэлектриков.
Поляризация диэлектриков.
Диэлектрические потери.
Раздел 2. Основные свойства и электрические характеристики внешней изоляции электроустановок.
Атмосферный воздух как диэлектрик.
Назначение и типы изоляторов.
Виды и условия испытаний внешней изоляции.
Развитие разряда и пробивные напряжения промежутков с однородным электрическим полем.
Развитие разряда и пробивные напряжения промежутков с неоднородным электрическим полем.
Время разряда и вольт–секундные характеристики воздушных промежутков.
Разряд в длинных воздушных промежутках.
Влияние конструктивных особенностей изоляторов на напряжения перекрытия.
Развитие разряда и напряжения перекрытия при неблагоприятных атмосферных условиях.
Регулирование электрических полей во внешней изоляции электроустановок.
Раздел 3. Эксплуатация изоляционных конструкций при рабочем напряжении.
Коронный разряд и его характеристики.
Коронный разряд на проводах линии электропередачи.
Потери энергии на местную корону.
Экологическое влияние коронного разряда.
Выбор изоляторов в зависимости от степени загрязненности атмосферы.
Эксплуатационные мероприятия по повышению надежности работы изоляторов.
Раздел 4. Грозовые перенапряжения и молниезащита электрических установок.
Молния как источник грозовых перенапряжений. Электрические характеристики молнии.
Молниеотводы. Принцип действия, зона защиты, заземление, конструктивное выполнение.
Условия безопасного прохождения тока молнии по молниеотводу.
Защитные промежутки.
Трубчатые разрядники.
Вентильные разрядники.
Нелинейные ограничители перенапряжений.
Общие принципы молниезащиты воздушных линий.
Грозоупорность линий без тросов.
Грозоупорность линий с тросами.
Применение трубчатых разрядников для защиты воздушных линий.
Защита подстанций от прямых ударов молний.
Параметры импульсов грозовых перенапряжений, набегающих на подстанцию.
Принципы защиты электрооборудования подстанций от набегающих импульсов грозовых перенапряжений.
Допустимые напряжения на защищаемой изоляции электрооборудования.
Определение длины защищаемого подхода к подстанции.
Эффективность защиты электрооборудования подстанции.
Особенности молниезащиты подстанций различного номинального напряжения.
Молниезащита электрических машин.
Испытательные напряжения грозовых импульсов.
Генераторы импульсных напряжений и методы испытания изоляции грозовыми импульсами.
Раздел 5. Основные виды и электрические характеристики внутренней изоляции электроустановок.
Зависимость электрической прочности внутренней изоляции от длительности воздействия напряжения.
Изоляция самовосстанавливающаяся и не самовосстанавливающаяся.
Влияние на внутреннюю изоляцию тепловых, механических и других воздействий.
Пробой жидких диэлектриков.
Комбинирование диэлектрических материалов во внутренней изоляции.
Масло–барьерная изоляция.
Твердая изоляция.
Бумажно–масляная изоляция.
Газовая и вакуумная изоляция.
Регулирование электрических полей во внутренней изоляции.
Кратковременная электрическая прочность внутренней изоляции.
Виды старения внутренней изоляции.
Общие закономерности электрического старения внутренней изоляции.
Частичные разряды в газовых включениях во внутренней изоляции.
Частичные разряды в бумажно–масляной и масло–барьерной изоляции.
Тепловое старение внутренней изоляции.
Старение изоляции при механических нагрузках.
Увлажнение как форма старения внутренней изоляции.
Допустимые рабочие нагрузки на внутреннюю изоляцию.
Методы профилактического контроля внутренней изоляции.
Раздел 6. Внутренние перенапряжения в электрических системах и их ограничение.
Общая характеристика коммутационных перенапряжений.
Перенапряжения при включении разомкнутой линии.
Перенапряжения при автоматическом повторном включении (АПВ).
Перенапряжения при отключении конденсаторов и ненагруженных линий.
Перенапряжения при отключении больших токов.
Перенапряжения при отключении малых индуктивных токов.
Перенапряжения при перемежающихся замыканиях на землю.
Основные принципы построения защиты от коммутационных перенапряжений.
Ограничение перенапряжений с помощью вентильных разрядников и встроенных в выключатели резисторов.
Повышение напряжений в конце разомкнутой линии.
Установившиеся напряжения при КЗ.
Перенапряжения промышленной частоты при неполнофазных режимах.
Феррорезонансные перенапряжения.
Влияние насыщения трансформатора на повышение напряжения в системах с заземленной нейтралью.
Высшие и низшие гармоники в электропередачах.
Испытательные напряжения коммутационных импульсов, промышленной частоты.
Испытательные трансформаторы и методы испытания изоляции напряжением промышленной частоты.
Генерирование коммутационных импульсов и испытание изоляции.
Раздел 7. Изоляция линий электропередачи и основного электрооборудования.
Изоляция воздушных линий электропередачи на опорах.
Особенности изоляции линий на деревянных опорах.
Изоляционные расстояния в пролетах воздушных линий.
Изоляционные расстояния в распределительных устройствах.
Электрическая прочность воздушных промежутков на линиях и подстанциях сверхвысокого напряжения при коммутационных импульсах.
Экологическое влияние воздушных линий и распределительных устройств.
Кабельные линии высокого напряжения. Основные конструкции кабелей высокого напряжения. Испытание изоляции кабелей.
Изоляция трансформаторов. Классификация и особенности изоляции трансформаторов. Испытание изоляции трансформаторов. Эксплуатация изоляции трансформаторов.
Изоляция трансформаторов тока.
Изоляция масляных трансформаторов.
Изоляция герметизированных распределительных устройств.
Изоляция вводов высокого напряжения.
Изоляция силовых конденсаторов.
Изоляция электрических машин высокого напряжения.
4. Рекомендуемая литература
Основная
1.Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах: Учебник для вузов/ Под общей редакцией Ларионова В.П. – 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1986.– 464 с.
2.Техника высоких напряжений: Учебник для вузов/ Под редакцией Разевига Д.В.– М.: Энергия, 1976.– 488 с.
Дополнительная литература
3.Гиндуллин Ф.А., Гольдштейн В.Г. и др. Перенапряжения в сетях 6-35 кВ.– М.: Энергоатомиздат, 1989.– 192 с.
4.Базуткин В.В., Дмоховская Л.Ф. Расчеты переходных процессов и перенапряжений.– М.:– Энергоатомиздат, 1983.– 328с.
5.Бикфорд Дж.П., Мюлине Н, Рид Дж.Р. Основы теории перенапряжений в электрических сетях: Пер. с англ. – М.: Энергоиздат, 1981.–168 с.
6.Костенко М.В., Невретдинов Ю.М., Халилов Ф.Х. Грозозащита электрических сетей в районах с высоким удельным сопротивлением грунта.– Л.: Наука, 1984.– 112 с.
7.Лабораторные работы по технике высоких напряжений / /Аронов М.А., Базуткин В.В., Борисоглебский П.В. и др..– 2-е изд.– М.: Энергоиздат, 1982.–352с.
8.Правила устройств электроустановок (ПУЭ) / Минэнерго СССР.– 6-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1985.–640 с.