Рабочая программа учебной дисциплины "Надежность электроснабжения" Цикл
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины " Энергетическое оборудование высокого напряжения, 239.9kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «надежность систем энергоснабжения» Цикл, 137.12kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "применение ЭВМ в электроэнергетике" Цикл, 191.64kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины, 111.66kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины фтп 1-21/01 «Надежность энергосистем», 139.95kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины основы Электроснабжения Направление, 235.23kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "тепломассообмен" Цикл, 224.46kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "автоматизация электроэнергетических систем" Цикл, 179.92kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "перенапряжения и координация изоляции" Цикл, 232.54kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «технологические энергоносители и энергосистемы, 188.29kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ электроэнергетики (ИЭЭ)
___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 140400 - Электроэнергетика и электротехника
Профиль подготовки: Электроснабжение
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
"Надежность электроснабжения"
| Цикл: | профессиональный | |
| Часть цикла: | вариативная | |
| № дисциплины по учебному плану: | ИЭЭ; Б3.19.7 | |
| Часов (всего) по учебному плану: | 108 | |
| Трудоемкость в зачетных единицах: | 3 | 8 семестр – 3 |
| Лекции | 30 часов | 8 семестр |
| Практические занятия | 30 часов | 8 семестр |
| Лабораторные работы | Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены | |
| Расчетные задания, рефераты | 12 часов самостоят. работы | 8 семестр |
| Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 48 часа | |
| Экзамены | | 8 семестр |
| Курсовые проекты (работы) | Курсовой проект (работа) учебным планом не предусмотрен | |
Москва - 2010
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является получение знаний о современной теории надежности в технике и применении её методов в системах электроснабжения городов, промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства и транспортных систем.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
- способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
- способностью демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- готовностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);
- готовностью участвовать в исследовании объектов и систем электроэнергетики и электротехники (ПК-38);
- готовностью понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41).
Задачами дисциплины являются:
- познакомить с экономикой фактора надежности систем электроснабжения;
- дать информацию о теоретических основах анализа надежности систем электроснабжения;
- научить синтезу систем электроснабжения по заданному уровню надежности.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Электроснабжение" направления 140400 – Электроэнергетика и электротехника.
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Специальная математика", "Электрические станции и подстанции" "Воздушные и кабельные линии электропередачи", "Электроснабжение", "Системы электроснабжения", "Эксплуатация систем электроснабжения".
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, а также программы магистерской подготовки «Оптимизация развивающихся систем электроснабжения».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
- физические основы анализа надежности систем электроснабжения (ОК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-41);
- методы расчета показателей надежности систем электроснабжения (ПК-38);
- методы синтеза систем электроснабжения по заданному уровню надежности (ПК-41).
Уметь:
- рассчитывать показатели уровня надежности электроснабжения (ПК-3);
- синтезировать схемы систем электроснабжения по заданному уровню надежности (ОК-7, ПК-41);
Владеть:
- навыками составления расчетных схем замещения для расчета показателей надежности (ПК-2, ПК-38).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
| № п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
| лк | пр | лаб | сам. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Общие сведения о теории надежности технических систем и систем электроснабжения | 6 | 8 | 4 | -- | -- | 2 | Тест. |
| 2 | Физическая природа отказов электрооборудования, математические модели отказов | 6 | 8 | 4 | -- | -- | 2 | Тест. |
| 3 | Элементы теории вероятностей и математической статистики и их применение в расчетах надежности | 14 | 8 | 4 | 6 | -- | 4 | Контрольная работа. Контроль выполнения расчетного задания. |
| 4 | Математические модели отказов и восстановления элементов систем электроснабжения | 18 | 8 | 6 | 6 | -- | 6 | Контроль выполнения расчетного задания. |
| 5 | Методы расчета надежности систем электроснабжения | 20 | 8 | 4 | 10 | -- | 6 | Контроль выполнения расчетного задания. |
| 6 | Экономические аспекты надежности | 12 | 8 | 4 | 4 | -- | 4 | Контроль выполнения расчетного задания. |
| 7 | Синтез систем электроснабжения по уровню надежности | 12 | 8 | 4 | 4 | -- | 4 | Контрольная работа. |
| | Зачет | 2 | 8 | -- | -- | -- | 2 | |
| | Экзамен | 18 | 8 | -- | -- | -- | 18 | устный |
| | Итого: | 108 | | 30 | 30 | | 48 | |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции:
8 семестр
1. Общие сведения о теории надежности технических систем и систем электроснабжения
Надежность в технике и энергетике. Исторические сведения о надежности. Развитие науки о надежности систем электроснабжения. Задачи надежности при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения. Основные особенности систем электроснабжения с точки зрения теории надежности.
Причины и физические основы возникновения и развития аварий в системах электроснабжения. Классификация аварий.
Практические методы и средства обеспечения надежности в технических и энергетических системах.
Основные понятия, термины и определения теории надежности в технике и энергетике.
Относительность понятия "элемент" и "система" при анализе надежности сложных технических систем.
2. Физическая природа отказов электрооборудования, математические модели отказов
Понятие отказа. Причины отказов основных элементов систем электроснабжения: воздушных линий электропередачи, кабельных линий электропередачи, трансформаторов, коммутационных аппаратов, устройств релейной защиты и автоматики.
Классификация отказов. Потоки отказов элементов и их свойства.
3. Элементы теории вероятностей и математической статистики и их применение в расчетах надежности
Основные понятия теории вероятностей. Событие. Вероятность события. Классификация случайных событий. Основы теории множеств. Алгебра событий. Аксиомы теории вероятностей. Основные законы и правила теории вероятностей. Формула полной вероятности и формула Байеса.
Случайные величины и их характеристики. Законы распределения случайных величин, используемые в теории надежности.
Случайные процессы. Марковские процессы как модели функционирования элементов систем электроснабжения. Пуассоновский процесс и его применение для описания вероятностных характеристик отказов и восстановлений элементов систем электроснабжения.
Теория массового обслуживания. Модель «гибели и размножения». Формула Литла.
4. Математические модели отказов и восстановления элементов систем электроснабжения
Показатели надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых элементов и систем. Комплексные показатели надежности восстанавливаемых элементов электрических систем.
Процессы отказов и восстановлений одноэлементной схемы Процессы отказов и восстановления в простейших и сложных системах.
Принципы составления систем дифференциальных уравнений для описания процессов отказов и восстановления элементов и систем. Приемы формализации при формировании систем дифференциальных уравнений. Асимптотические методы при анализе надежности простейших систем.
Модели процессов преднамеренных отключений, ремонтных состояний в реальных системах электроснабжения. Асимптотические методы при анализе надежности простейших и сложных систем.
5. Методы расчета надежности систем электроснабжения
Практические методы расчета надежности схем электрических соединений при последовательном, параллельном и последовательно-параллельном соединении элементов в системе.
Основные приемы и методы структурного анализа при расчетах надежности систем электроснабжения. Метод минимальных путей и сечений. Методы определения минимальных путей и сечений относительно расчетных объектов (узлов нагрузки, узлов генерации, передающих элементов) в системах электроснабжения.
Понятия об основных и дополнительных сечениях.
Составление расчетных схем по надежности систем электроснабжения с учетом оперативных переключений.
Понятия о структурной и функциональной надежности.
Методы учета ограничений пропускной способности элементов и их групп при анализе структурной и функциональной надежности. Использование интегральных характеристик режимов в расчетах показателей надежности.
6. Экономические аспекты надежности
Методы расчета недоотпуска электроэнергии на различных интервалах времени и при переменных коммутационных состояниях систем.
Методы экономической оценки уровня надежности систем электроснабжения.
7. Синтез систем электроснабжения по уровню надежности
Основные приемы синтеза схем электрических соединений с заданным уровнем надежности.
Требования нормативных материалов, предъявляемые к уровню надежности электроснабжения.
Сведения о современных методах расчета надежности.
Влияние принципов построения и особенностей управления систем электроснабжения на уровень надежности электроснабжения различных электроприемников и потребителей.
4.2.2. Практические занятия:
8 семестр
Определение вероятностей отказов элементов и системы любой конфигурации в целом.
Применение формулы полной вероятности при определении вероятности нормальной работы схемы.
Применение методов структурного анализа к вопросам определения вероятностей отказа и безотказной работы систем электроснабжения.
Определение показателей надежности схем сетей различной конфигурации с различным соединением по надежности оборудования электрических сетей.
Определение показателей структурной и функциональной надежности.
Расчета недоотпуска электроэнергии.
4.3. Лабораторные работы:
Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены
4.4. Расчетные задания:
8 семестр
Расчет показателей надежности узлов нагрузки системы электроснабжения и недоотпуска электроэнергии с учетом и без учета ограничений пропускной способности элементов системы электроснабжения.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы:
Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций. Презентации лекций содержат большое количество схем и чертежей.
Практические занятия проводятся в традиционной форме в виде рассмотрения и обсуждения решения типовых задач, являющихся составной частью расчетного задания.
Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, выполнение расчетного задания и подготовку к его защите, подготовку к зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, защита расчетного задания.
Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.
Оценка за освоение дисциплины, рассчитывается из условия: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за защиту расчетного задания + 0,4оценка на экзамене.
В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
- Фокин Ю.А. Вероятностно-статистические методы в расчетах надежности. М.: Изд-во МЭИ, 1983.
- Фокин Ю.А. Вероятностно-статистические методы в расчетах систем электроснабжения. М.: Энергоатомиздат, 1985.
- Фокин Ю.А., Туфанов В.А. Оценка надежности систем электроснабжения. М.: Энергоиздат, 1981.
- Розанов М. Н. Надежность электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1984.
- Гук Ю. Б. Теория надежности в электроэнергетике. – Л.: Энергоатомиздат, 1990.
б) дополнительная литература:
- Вентцель Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. – М.: Высшая школа, 2000.
- Вентцель Е.С. Исследование операций. – М.: Высшая школа, 2001.
- Фокин Ю. А. Надежность и эффективность сетей электрических систем. М.: Высшая школа, 1989.
- Надежность систем энергетики и их оборудования: справочник: В 4 т. / Под общ. ред. Ю.Н. Руденко. Т. 1: Справочник по общим моделям анализа и синтеза надежности систем энергетики / Под ред. Ю.Н. Руденко. – М.: Энергоатомиздат, 1994.
- Надежность систем энергетики и их оборудования: справочник: в 4 т. / Под общ. ред. Ю.Н. Руденко. Т. 2: Надежность электроэнергетических систем. Справочник / Под ред. М.Н. Розанова. – М.: Энергоатомиздат, 2000.
- Электротехнический справочник: В 4-х т.: Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 964 с.
7.2. Электронные образовательные ресурсы:
а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Microsoft Word, Microsoft Excel, MathCAD, RastrWin.
б) другие:
набор слайдов по тематике лекций.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 – Электроэнергетика и электротехника и профилю "Электроснабжение".
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к.т.н., доцент Шведов Г.В.
"УТВЕРЖДАЮ":
Зав. кафедрой электроэнергетических систем
к.т.н., доцент Шаров Ю.В.