Программа дисциплины «Проектирование распределительных электрических сетей»
| Вид материала | Программа дисциплины |
- Рабочей программы дисциплины Электроэнергетические системы и сети по направлению подготовки, 21.71kb.
- Техническое задание на изготовление атрибутики команд, 35.09kb.
- В. В. Князев Генеральный директор ОАО «росэп» Врамках реализации Программы ОАО «фск, 60.28kb.
- «Регулирование тарифов с использованием метода доходности инвестированного капитала, 81.33kb.
- Руководителю акционерного общества, предприятия, 90.84kb.
- Телемеханики, 26.01kb.
- Защита и автоматика глава 1 защита электрических сетей напряжением до 1 кв область, 1500.2kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «Проектирование и эксплуатация сетей связи» Направление, 182.74kb.
- Автоматизация воздушных распределительных сетей на базе вакуумных реклоузеров, 67.91kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "электротехника и электроника" Цикл, 182.88kb.
Приложение
Примеры учебных программ дисциплин на основе компетентностного подхода
Пример 2
Учебная программа дисциплины
«Проектирование распределительных электрических сетей»
Министерство образования Республики Беларусь
Государственное учреждение образования «Республиканский институт высшей школы»
Белорусский национальный технический университет
УТВЕРЖДАЮ
Первый заместитель
Министра образования
Республики Беларусь
____________________
____________________2008 г.
Регистрационный
№ ТД - ____________ /тип
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности 1-43 01 02 «Электроэнергетические системы и сети»
специализации 1-43 01 02 02 «Проектирование, монтаж и
эксплуатация электрических сетей»
СОГЛАСОВАНО
Председатель учебно-методического объединения
вузов Республики Беларусь по образованию в области энергетики и
энергетического оборудования
___________________
___________________ 2008 г.
Начальник управления высшего и среднего специального образования
Министерства образования Республики Беларусь
____________________
____________________ 2008 г.
Ректор Государственного учреждения образования
«Республиканский институт высшей школы»
____________________
____________________ 2008 г.
Эксперт
____________________
____________________ 2008 г.
Минск
2008
Составители:
Федин В.Т., профессор кафедры «Электрические системы» Белорусского национального технического университета, кандидат технических наук;
Фадеева Г.А., доцент кафедры «Электрические системы» Белорусского национального технического университета, кандидат технических наук.
Рецензенты:
Булат В.А., доцент кафедры «Электрические станции» Белорусского национального технического университета, кандидат технических наук;
Радкевич В.Н., доцент кафедры «Электроснабжение» Белорусского национального технического университета, кандидат технических наук.
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой «Электрические системы» Белорусского национального технического университета
(протокол № … от _____________________2008 г.)
Советом Белорусского национального технического университета
(протокол № … от _____________________2008 г.)
Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь в области энергетики
(протокол № … от _____________________2008 г.)
СОДЕРЖАНИЕ
1 Пояснительная записка………………………………………………..
2 Примерный тематический план учебной дисциплины……………...
3 Содержание учебной программы…………………………………….
4 Информационно-методическое обеспечение………………………..
1 Пояснительная записка
1.1 Актуальность изучения учебной дисциплины
Распределительные электрические сети – это динамически непрерывно развивающаяся система, которая призвана обеспечивать электроснабжение жизненно важных потребителей электроэнергии. В условиях постоянного износа оборудования, конструкций, их физического и морального старения, непрерывного роста нагрузок, актуальны реконструкция, модернизация и новое строительство электрических сетей. В связи с этим важным является грамотное проектирование распределительных сетей, применение при нем совершенных методов и алгоритмов расчета, новых конструктивных элементов, оборудования, материалов, новых технологий монтажа. В связи с тем, что распределительные сети относятся к массовым объектам, реализация в проектах новых направлений позволяет экономить огромные материальные и финансовые ресурсы. Поэтому важно, чтобы в процессе обучения студент освоил современные и перспективные теоретические методы расчета и приобрел практические навыки проектирования распределительных электрических сетей.
Программа разработана на основе компетентностного подхода, требований к формированию компетенций, сформулированных в образовательном стандарте ОСРБ 1-43 01 02 2007 «Электроэнергетические системы и сети».
Дисциплина относится к специальным дисциплинам, осваиваемых студентами специальности 1-43 01 02 «Электроэнергетические системы и сети», специализации 1-43 01 02 02 «Проектирование, монтаж и эксплуатация электрических сетей».
Освоение дисциплины базируется на компетенциях, приобретенных ранее студентами при изучении дисциплин «Электрические сети», «Конструкции и режимы электрических сетей», «Теоретические основы электротехники», а также отдельных разделов математики и физики.
1.2 Цели и задачи учебной дисциплины
Цель дисциплины – формирование знаний, умений и профессиональных компетенций по основам проектирования распределительных электрических сетей общего назначения, в том числе городских и сельских электрических сетей, развитие и закрепление академических и социально-личностных компетенций.
Основными задачами дисциплины являются: освоение основ построения и проектирования распределительных электрических сетей, современных методов их расчета и анализа, приобретения навыков проектирования распределительных сетей.
1.3 Требования к уровню освоения содержания учебной дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен закрепить и развить следующие академические (АК) и социально-личностные (СЛК) компетенции, предусмотренные в образовательном стандарте ОСРБ 1-43 01 02 2007 [13]:
АК-1. Уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических профессиональных задач;
АК-2. Владеть сравнительным анализом;
АК-3. Уметь работать самостоятельно;
АК-4. Владеть междисциплинарным подходом при решении задач;
АК-5. Иметь навыки, связанные с работой на компьютере;
СЛК-1. Обладать способностью к межличностным коммуникациям;
СЛК-2. Уметь работать в коллективе.
В результате изучения дисциплины студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК), предусмотренными образовательным стандартом ОСРБ 1-43 01 02 2007:
ПК-1. Выполнять технико-экономическое обоснование вариантов содержания или реконструкции распределительной электрической сети;
ПК-2. Разрабатывать проект распределительной линии и распределительной электрической сети;
ПК-3. Выбирать эффективный критерий оптимального развития распределительных электрических сетей и осуществлять их оптимизацию;
ПК-4. Выбирать оптимальную структуру развития распределительной сети на основе современных математических методов;
ПК-5. Рассчитывать и анализировать результаты работы распределительных электрических сетей и намечать пути их улучшения;
ПК-6. Рассчитывать и анализировать надежность распределительных сетей;
ПК-7. Рассчитывать потери электроэнергии и разрабатывать пути их снижения в распределительных электрических сетях;
ПК-8. Принимать на современном уровне решения по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях;
ПК-9. Работать с научной, технической и патентной литературой.
Для приобретения профессиональных компетенций ПК-1 – ПК-9 в результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- основные нормативные материалы по проектированию распределительных электрических сетей;
- принципы построения схем распределительных сетей;
- конструктивное исполнение городских и сельских электрических сетей, сетей наружного освещения;
- методы определения электрических нагрузок;
- подходы к выбору площади сечений проводов и кабелей, оборудования трансформаторных подстанций;
- способы и средства оценки и повышения качества электроэнергии;
уметь и быть способным:
- рассчитывать параметры элементов распределительных сетей;
- рассчитывать электрические нагрузки;
- выбирать площади сечения проводников;
- выполнять расчеты потокораспределения в сети;
- выбирать трассы линий, схемы и оборудование трансформаторных подстанций;
- рассчитывать токи короткого замыкания и выбирать защитные аппараты;
- выбирать регулирующие, секционирующие и компенсирующие устройства;
- выполнять технико-экономическое обоснование вариантов реконструкции и сооружения электрической сети, в том числе в условиях неопределенности исходной информации и многокритериальности; обосновывать свой выбор;
- выбирать рациональные методы расчета с учетом возможных допущений и имеющихся ограничений;
- применять технологические программы на ЭВМ расчета и проектирования распределительных электрических сетей.
1.4 Структура содержания учебной дисциплины
Содержание дисциплины представлено в виде тем, которые характеризуются относительно самостоятельными укрупненными дидактическими единицами содержания обучения. Содержание тем опирается на приобретенные ранее студентами компетенции при изучении естественнонаучных дисциплин «Физика», «Математика», «Информатика», общепрофессиональной дисциплины «Теоретические основы электротехники», специальной дисциплины «Электрические сети» и дисциплины вузовского компонента «Конструкции и режимы электрических сетей».
1.5 Методы (технологии) обучения
Основными методами (технологиями) обучения (подраздел 1.5 программы), отвечающими целям изучения дисциплины, являются:
- элементы проблемного обучения (проблемное изложение, вариативное изложение, частично-поисковый метод), реализуемые на лекционных занятиях;
- элементы учебно-исследовательской деятельности, реализация творческого подхода, реализуемые на практических занятиях и при самостоятельной работе;
- проектные технологии, используемые при проектировании конкретного объекта, реализуемые при выполнении курсовой работы.
1.6 Организация самостоятельной работы студентов
При изучении дисциплины используются следующие формы самостоятельной работы (подраздел 1.6 программы):
- контролируемая самостоятельная работа в виде решения индивидуальных задач в аудитории во время проведения практических занятий под контролем преподавателя в соответствии с расписанием;
- управляемая самостоятельная работа, в том числе в виде выполнения индивидуальных расчетных заданий с консультациями преподавателя;
- подготовка рефератов по индивидуальным темам, в том числе с использованием патентных материалов;
- подготовка курсовой работы по индивидуальным заданиям, в том числе разноуровневым заданиям.
1.7 Диагностика компетенций студента
Оценка учебных достижений студента на экзамене и при защите курсовой работы производится по десятибалльной шкале. Для оценки учебных достижений студентов используются критерии, утвержденные Министерством образования Республики Беларусь.
Оценка промежуточных учебных достижений студентов осуществляется в соответствии с избранной кафедрой шкалой оценок (десятибалльной, стобалльной и др.).
Для оценки достижений студентов (подраздел 1.7 программы) используется следующий диагностический инструментарий (в скобках – какие компетенции проверяются):
- выступление студента на конференции по подготовленному реферату (АК-1, АК-3, АК-4, СЛК-1, СЛК-2, ПК-9);
- проведение текущих контрольных опросов по отдельным темам
(ПК-1 – ПК-8);
- защита выполненных на практических занятиях индивидуальных заданий (АК-3, СЛК-1, ПК-1, ПК-4 – ПК-8);
- защита выполненных в рамках управляемой самостоятельной работы индивидуальных заданий (АК-1, АК-3, АК-5, СЛК-1, ПК-1, ПК-4 – ПК-8);
- защита курсовой работы (АК-1 – АК-5, ПК-1 – ПК-9);
- сдача экзамена по дисциплине (АК-1 – АК-4, ПК-3 – ПК-9).
2 Примерный тематический план учебной дисциплины
Дисциплина относится к циклу дисциплин специализаций образовательного стандарта ОСРБ 1-43 01 02 2007.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 120 часов, что соответствует 6-ти зачетным единицам.
Дисциплина является практико-ориентированной, поэтому из общих 120 часов, отводимых на ее изучение, лишь 30 составляют лекции, а большая часть отводится для практических занятий (60 часов) и самостоятельной работы (30 часов). Оценка итоговых приобретенных компетенций производится при защите курсовой работы и на экзамене.
Последовательность изучения тем соответствует иерархии реального проектирования: от формирования исходной информации до оптимизации технологических решений.
Примерное распределение часов по темам представлено в таблице. Там же дан перечень компетенций, которые должны быть развиты или сформированы у студентов при освоении каждой темы.
Примерное распределение часов по темам
| № тем | Название тем | Примерное количество часов | Перечень формируемых компетенций | |||||
| Всего часов | аудиторные | В том числе | Самостоятельная работа | В том числе курсовая работа | ||||
| лекции | практические занятия | |||||||
| | Организация проектирования и исходная информация для выбора проектных решений | 22 | 18 | 6 | 12 | 4 | | АК-1, АК-3, ПК-5, ПК-6, ПК-9 |
| | Критерии и методы выбора основных проектных решений | 30 | 24 | 8 | 16 | 6 | | АК-2, АК-3, ПК-3, ПК-5, ПК-7 |
| | Выбор основных проектных решений | 34 | 24 | 8 | 16 | 10 | 10 | АК-5, СЛК-1, ПК-1, ПК-2, ПК-6, ПК-7 |
| | Выбор специальных проектных решений для повышения эффективности функционирования электрической сети | 34 | 24 | 8 | 16 | 10 | 10 | АК-2, АК-3, АК-4, АК-5, СЛК-2, ПК-1, ПК-4, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-9 |
| | ИТОГО: | 120 | 90 | 30 | 60 | 30 | 20 | |
3 Содержание учебной дисциплины
3.1 Темы и их содержание
Тема 1. Организация проектирования и исходная информация для выбора проектных решений.
Основные понятия и определения. Стадийность проектирования и состав проектной документации. Основные направления модернизации, реконструкции и развития распределительных электрических сетей. Характеристика электроприемников и нагрузок отдельных потребителей: графики нагрузок, картограммы нагрузок, современные электрические нагрузки (бытовая аппаратура, электропечи, коттеджи и др.). Общая характеристика методов определения расчетных нагрузок элементов распределительной электрической сети. Инженерные изыскания трасс воздушных и кабельных линий, трансформаторных подстанций.
Тема 2. Критерий и методы выбора основных проектных решений.
Критерий технико-экономического анализа. Технические критерии и ограничения. Методы расчета и анализа режимов распределительных сетей с симметричной и несимметричной нагрузкой по фазам. Выбор площади сечения проводников по экономическим соображениям. Методы выбора площади сечения проводников по допустимой потере напряжения. Выбор площади сечения проводников по условию нагревания. Особенности выбора площади сечения изолированных и покрытых проводов. Подход к расчету токов короткого замыкания. Влияний воздушных линий электропередачи на линии связи. Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций. Основы выбора электрооборудования трансформаторных подстанций.
Тема 3. Выбор основных проектных решений.
Системы напряжений распределительных электрических сетей. Принципы построения схем распределительных электрических сетей. Выбор конструктивного исполнения распределительных сетей. Подход к выбору режима нейтрали распределительных электрических сетей. Способы ограничения токов короткого замыкания. Выбор средств регулирования напряжения и проверка обеспечения его качества. Принципы выбора устройств защиты и автоматики и их размещения в распределительных сетях. Строительные решения. Охрана окружающей природной среды. Охрана труда и техника безопасности. Организация строительств, согласования, продолжительность строительства. Технико-экономические показатели и паспорт строительного проекта.
Тема 4. Выбор специальных проектных решений для повышения эффективности функционирования электрической сети.
Пути повышения пропускной способности распределительных сетей. Определение оптимального радиуса действия распределительной сети. Оптимизация количества и мест установки секционирующих устройств. Выбор мощности и мест размещения средств компенсации реактивных нагрузок. Источники электроэнергии в распределительных электрических сетях. Формализованные методы выбора проектных решений распределительных электрических сетей. Учет неопределенности исходной информации при проектировании распределительных сетей. Многокритериальный подход при проектировании распределительных сетей.
3.2. Примерный перечень практических занятий
- Определение расчетных нагрузок потребителей.
- Определение наибольшей потери напряжения в сети напряжением 10 кВ.
- Выбор площади сечения проводов по допустимой потере напряжения.
- Выбор площади сечения кабеля по допустимому току нагрева.
- Выбор площади сечения самонесущего изолированного провода. Выбор площади сечения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена.
- Оценка качества напряжения в электрической сети.
- Выбор мощности трансформаторов подстанции 10/0,38 кВ.
- Выбор защитных аппаратов в сети с напряжением 0, 38 кВ.
- Выбор варианта электрической сети с учетом динамики ее развития.
- Выбор параметров устройств компенсированного и резистивного заземления нейтрали.
- Оптимизация количества и мест установки секционирующих устройств.
- Выбор мощности и мест установки средств компенсации реактивных нагрузок.
- Выбор параметров средств регулирования напряжения.
- Оптимизация развития электрической сети методом динамического программирования.
- Оптимизация трассы линии электропередачи методом динамического программирования.
- Принятие решений в условиях неопределенности исходной информации.
- Принятие решений в многокритериальных задачах.
3.3 Примерная тематика курсовой работы
- Развитие сельской электрической сети напряжением 10 кВ.
- Развитие сельской электрической сети напряжением 10 кВ в условиях неопределенности исходной информации.
- Разработка проекта распределительной электрической сети напряжением 10 кВ.
- Повышение эффективности функционирования распределительной электрической сети.
- Электрическая сеть городского микрорайона.
- Электрическая сеть многоэтажного жилого дома.
- Электрическая сеть здания общественного назначения.
- Электрическая сеть индивидуальной жилой застройки.
- Электрическая сеть индивидуального жилого дома.
Объем пояснительной записки курсовой работы – 20-25 страниц, включая графический материал.
4 Информационно-методическое обеспечение
4.1 Основная литература
1. Фадеева, Г.А.. Проектирование распределительных электрических сетей/
Г.А. Фадеева, В.Т. Федин. – Минск: Вышэйшая школа, 2008.
- Керного, В.В. Местные электрические сети/ В.В. Керного, Г.Е. Поспелов, В.Т. Федин. – Минск: Вышэйшая школа, 1972.
- Герасименко, А.А. Передача и распределение электрической энергии/ А.А. Герасименко, В.Т. Федин. – Ростов н/Д: Феникс, 2006, 2008.
- Поспелов, Г.Е. Электрические системы и сети / Г.Е. Поспелов, В.Т. Федин, П.В. Лычев; под ред. В.Т. Федина. – Минск: Технопринт, 2004.
- Электрические системы. Электрические сети/ В.А. Веников, А.А. Глазунов, Л.А. Жуков и др.; под ред. В.А. Строева. – М.: Высшая школа, 1998.
- Будзко, И.А. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов/ И.А. Будзко, В.Ю. Гессен, М.С. Левин. – М.: Колос, 1975.
4.2 Дополнительная литература
- Лычев, П.В. Электрические системы и сети. Решение практических задач/ П.В. Лычев, В.Т. Федин. - Минск: Дизайн ПРО, 1997.
- Радкевич, В.Н. Проектирование систем электроснабжения/ В.Н. Радкевич. – Минск: НПООО «ПИОН», 2001.
- Короткевич, М.А. Основные направления совершенствования эксплуатации электрических сетей/ М.А. Короткевич. - Минск: Техноперспектива, 2003.
- Лещинская, Т.Б. Электроснабжение сельского хозяйства/ Т.Б. Лещинская. - М.: КолосС, 2006.
- Пособие по курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов/ Под ред. В.М. Блок. – М.: Высшая школа, 1990.
- Поспелов, Г.Е. Электрические системы и сети. Проектирование/ Г.Е Поспелов, В.Т. Федин. – Минск: Вышэйшая школа, 1988.
- Федин, В.Т. Принятие решения при проектировании развития электроэнергетических систем/ В.Т. Федин. – Минск: Технопринт, 2000.
- Козлов, В.А. Электроснабжение городов/ В.А. Козлов. – Л.: Энергоатомиздат, 1988.
- Козлов, В.А. Городские распределительные электрические сети. – М.: Энергоиздат, 1982.
- Цигельман, И.Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий/ И.Е Цигельман. – М.: Высшая школа, 1988.
- Кужеков, С.Л. Городские электрические сети/ С.Л. Кужеков, С.В. Гончаров. – Ростов н/д: МарТ, 2001.
- Соколов, В.Ф. Сети наружного освещения. Построение и автоматизация/ В.Ф. Соколов и др.. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
- Основы электрического транспорта/ под ред. М.А. Слепцова. – М.: Akademia, 2006.
- Справочник по проектированию электрических сетей/ И.Г. Карапетян, Д.Л. Файбисович, И.М. Шапиро; под ред. Д.Л. Файбисовича. – М.: НЦ ЭНАС, 2006.
- Электротехнический справочник: в 4 т./ под общ. ред. проф. МЭИ В.Г. Герасимова и др.. - 9-е изд., стер. - М.: Энергоатомиздат, 2004. - Т. 3: Производство, передача и распределение электрической энергии.
- Макаров, Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ./ Е.Ф. Макаров. – М.: ПапирусПРО, 2003. – Т.2.
- Козлов, В.А. Справочник по проектированию электроснабжения городов/ В.А. Козлов, Н.И. Билик, Д.Л. Файбисович. – Л.: Энергия, 1986.
- Справочник по проектированию электрических сетей в сельской местности/ под ред. П.А. Каткова, В.И. Франгуляна. – М.: Энергия, 1980.
- Ополева, Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения/ Г.Н. Ополева. - М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2006.
- Имшенецкий, В.Н. Сельские электрические сети/ В.Н. Имшенецкий, С.М. Рожавский. – М.: Колос, 1970.
4.3. Компьютерные программы, электронные
учебно-методические пособия
1. Компьютерные программы и программные комплексы для расчета режимов распределительных электрических сетей (эксперт, ППП-РС, комплекс БНТУ и др.).
2. Электронные учебно-методические пособия по конструктивному исполнению распределительных электрических сетей напряжением 0,38 – 20 кВ (Интернет, сайт кафедры «Электрические системы» БНТУ.