1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель дисциплины – обучение студентов наиболее эффективным методам
диагностики подстанционного электрооборудования в зависимости от предполагаемого
дефекта.
Основные
задачи
дисциплины
–
научиться
выявлять
дефекты
электрооборудования электрических сетей и подстанций и определять остаточный ресурс;
понимать и использовать зависимость между результатами диагностики и остаточным
ресурсом электрооборудования для своевременного вывода оборудования в ремонт.
Базовыми для данной дисциплины являются курсы «Современные проблемы
электроэнергетики» и «Электротехническое оборудование последнего поколения».
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО:
Дисциплина «Диагностика электроустановок» относится к вариативной части
профессиональные цикла М2.В основной образовательной программы подготовки
магистров по направлению 140400.68 «Электроэнергетика и электротехника» и
предусмотрена в учебном плане в качестве дисциплины по выбору – шифр М2.В.ДВ.2.2.
Изучение основ эксплуатации электроэнергетических систем и систем
электроснабжения базируется на сведениях, излагаемых в дисциплине: «Современные
проблемы электроэнергетики» и «Электротехническое оборудование последнего
поколения». Знания, полученные при освоении дисциплины, могут быть востребованы
при выполнении выпускной квалификационной работы.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
– готовности эксплуатировать, проводить испытания и ремонт технологического
оборудования электроэнергетической и электротехнической промышленности (ПК-18);
– способности разработки планов, программ и методик проведения испытаний
электротехнических и электроэнергетических устройств и систем (ПК-22);
– способности определять эффективные производственно-технологические режимы
работы объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-23);
– способности к монтажу, регулировке, испытаниям и сдаче в эксплуатацию
электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-45);
– способности к наладке и опытной проверке электроэнергетического и
электротехнического оборудования (ПК-46);
– способности к проверке технического состояния и остаточного ресурса
оборудования и организации профилактических осмотров и текущего ремонта (ПК-47);
– готовности к приемке и освоению вводимого оборудования (ПК-48);
– готовности к составлению заявок на оборудование и запасные части и
подготовке технической документации на ремонт (ПК-49);
– готовности к составлению инструкций по эксплуатации оборудования и
программ испытаний (ПК-50).
В результате изучения дисциплины студенты должны:
– знать: основные источники научно-технической информации по материалам в
диагностике электрооборудования; компьютерные программы расчета состояния
электрооборудования;
технологию
диагностики
основных
элементов
электрооборудования станций и подстанций; влияние различных режимов работы
электрооборудования на его состояние;
– уметь: выслушивать членов команды и стремиться их понять; самостоятельно
разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной
задачи;
анализировать
информацию
о
новых
технологиях
диагностики
электрооборудования;
– владеть: навыками дискуссии по профессиональной тематике; навыками
использования технических средств испытания и программ расчетов характеристик
конструкционных материалов; информацией о технических параметрах оборудования для
использования при диагностике; навыками применения полученной информации при
проведении диагностики электрооборудования станций и подстанций.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ДИАГНОСТИКА
ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК»
Неделя
семестра
№ Модуль дисциплины
п/п
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов
и трудоемкость (в часах)
Лк.
1
2
Модуль 1 «Общие вопросы
диагностики»
1.1. Техническая диагностика
электрооборудования
1.2. Методы и средства
диагностики
1.3. Нормативная база
диагностики
Модуль 2 «Общие сведения о
подстанционном
оборудовании»
2.1. Трансформаторное
оборудование
2.2. Коммутационная
аппаратура
2.3. Измерительное
оборудование
Пр.
Лб.
СР
3
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
Формы
текущего
контроля
4
2
6
5
2
2
6
2
6
Посещение
лекций.
Отчеты
по
выполнению
практических
работ.
Посещение
лекций.
Отчеты по
выполнению
практических
работ.
3
4
Модуль 3 «Диагностические
характеристики»
3.1. Диагностические
характеристики,
основанные на измерении
электромагнитных
параметров
3.2. Диагностические
характеристики,
основанные на
определении
химического состава
Модуль 4 «Диагностика в
эксплуатации»
4.1. Трансформаторное
оборудование
4.2. Коммутационная
аппаратура
4.3. Измерительное
оборудование
4.4. Вспомогательное
оборудование
7
4
2
4
6
8
4
2
4
4
9
2
4
4
10
2
4
4
11
2
4
6
12
2
4
4
Посещение
лекций.
Отчеты по
выполнению
практических
и
лабораторных
работ.
Отчеты по
выполнению
практических
и
лабораторных
работ.
5 . СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1 ЛЕКЦИИ
Модуль 1 «Общие вопросы диагностики»
Тема 1. Техническая диагностика электрооборудования. Задачи диагностики. Виды
технического состояния. Системы эксплуатационного контроля. Достоверность
диагностических измерений. «РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний
электрооборудования».
Модуль 3 «Диагностические характеристики»
Тема 2.
Диагностические характеристики, основанные на измерении
электромагнитных параметров. Определение коэффициента трансформации.
Измерение тока и потерь холостого хода. Измерение сопротивления короткого
замыкания. Измерение потерь короткого замыкания. Измерение сопротивления обмоток
постоянному току.
Тема 3. Диагностические характеристики, основанные на определении химического
состава. Газохроматографический анализ. Диагностика состояния бумажной изоляции по
продуктам старения. Применение тонкослойной хроматографии при определении
микроколичеств фурановых производных в изоляционном масле. Контроль качества
трансформаторных масел при их эксплуатации в электрооборудовании.
Модуль 2 «Общие сведения о подстанционном оборудовании»
Модуль 4 «Диагностика в эксплуатации»
Вопросы разбираются на практических и лабораторных занятиях. В рамках
модуля выполняется контрольная работа (в виде реферата). Тематика контрольных
работ приведена ниже.
5.2 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
На практических занятиях решаются две группы задач.
Первая группа, связанная с лекционным курсом:
№№
п/п
1
2
3
4
5
Тема практического занятия
Методология диагностики. Приемы диагностики.
Просмотр учебного фильма «Диагностика силовых
трансформаторов» с последующим обсуждением.
Просмотр учебной презентации «Диагностика
коммутационной аппаратуры» с последующим
обсуждением.
Просмотр учебной презентации «Диагностика
измерительного оборудования» с последующим
обсуждением.
Просмотр учебной презентации «Диагностика
вспомогательной аппаратуры» с последующим
обсуждением.
Продолжительность,
час.
2
4
4
4
4
Вторая группа – вопросы, выносимые на изучение только на практических
занятиях:
№№
п/п
6
7
8
9
10
11
12
Тема практического занятия
Устройство и принцип работы силового трансформатора и
реактора.
Устройство и принцип работы трансформатора
напряжения и трансформатора тока.
Диагностика переключающих устройств
трансформаторного оборудования.
Диагностика устройств регулирования напряжения
силовых трехфазных трансформаторов.
Диагностика системы защиты и контрольноизмерительной аппаратуры трансформаторного
оборудования.
Диагностика систем охлаждения трансформаторного
оборудования.
Диагностика баков трансформаторного оборудования.
Продолжительность,
час.
2
2
2
2
2
2
2
5.3 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
На лабораторных занятиях закрепляются теоретические знания студентов,
полученные на лекциях, а также формируются навыки по выполнению испытаний и
анализу полученных результатов. В рамках часов отведенных эти занятия, могут быть
выполнены лабораторные работы из следующего перечня:
№№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Тема лабораторной работы
Продолжительность,
час.
Испытание масла в процессе эксплуатации
трансформаторов.
Контроль качества трансформаторных масел при их
эксплуатации в электрооборудовании.
Диагностика вводов трансформаторного оборудования.
Устройство и принцип работы высоковольтного
выключателя.
Устройство и принцип работы разъединителя
Вибрационные характеристики коммутационной
аппаратуры
Тепловизионное обследование коммутационной
аппаратуры.
Измерение tgδ изоляции в трансформаторах тока.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току в
трансформаторах тока. Испытание встроенных
трансформаторов тока.
Измерение сопротивления изоляции обмоток в
трансформаторах напряжения. Испытание обмоток
повышенным напряжением частоты 50 Гц в
трансформаторах напряжения. Измерение сопротивления
обмоток постоянному току в трансформаторах
напряжения.
2
2
2
2
2
2
4
4
4
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
№
п/п
1
2
3
4
№ раздела (темы) дисциплины
Модуль 1 «Общие вопросы
диагностики»
Модуль 2 «Общие сведения
о подстанционном
оборудовании»
Модуль 3 «Диагностические
характеристики»
Модуль 4 «Диагностика в
эксплуатации»
Форма (вид) самостоятельной работы
Семестр 3
Подготовка отчетов по выполнению
практических работ.
Подготовка отчетов по выполнению
практических
и
лабораторных
работ.
Подготовка отчетов по выполнению
практических
и
лабораторных
работ.
Подготовка отчетов по выполнению
практических
и
лабораторных
работ.
Трудоемкость
в часах
6
14
10
18
6.1. Контрольная работа
Целью контрольной работы является освоение, в основном – самостоятельно –
вопросов, связанных с проблемами диагностики электрооборудования. Работа
выполняется в форме реферата. Одним из определяющих условий задания является поиск
необходимой информации в новейшей специализированной литературе – журналах,
монографиях, либо по Интернету.
Тематика рефератов:
1. Диагностика трансформаторного оборудования под рабочим напряжением.
2. Диагностика состояния посредством измерения характеристик масла.
3. Испытание изоляции повышенным напряжением частоты 50 Гц.
4. Измерение сопротивления короткого замыкания обмоток в силовых
трансформаторах, автотрансформаторах и масляных реакторах.
5. Измерение сопротивления обмоток постоянному току в трансформаторах тока.
6. Измерение сопротивления обмоток постоянному току в трансформаторах
напряжения.
7. Применение тонкослойной хроматографии при определении микроколичеств
фурановых производных в изоляционном масле.
8. Импульсное дефектографирование.
9. Определение влагосодержания изоляции.
10. Диагностика магнитопроводов трансформаторного оборудования.
7. МАТРИЦА КОМПЕТЕНЦИЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.
Компетенции
Разделы
Модуль 1 «Общие
вопросы
диагностики»
Модуль 2 «Общие
сведения о
подстанционном
оборудовании»
Модуль 3
«Диагностические
характеристики»
Модуль 4
«Диагностика в
эксплуатации»
ПК18
ПК22
+
+
+
+
+
+
+
ПК23
+
+
ПК45
+
+
ПК46
ПК47
+
+
+
+
+
+
+
+
ИТОГО
ПК48
+
+
ПК49
+
ПК50
Σ
общее
количество
компетенций
+
5
+
8
+
5
+
8
8. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Наилучшей гарантией глубокого и прочного усвоения дисциплины «Диагностика
электроустановок» является заинтересованность студентов в приобретении знаний.
Поэтому для поддержания интереса студентов к материалу дисциплины необходимо
использовать различные образовательные технологии и задействовать все атрибуты
процесса научного познания.
При преподавании дисциплины «Диагностика электроустановок» используется
технология модульного обучения.
При чтении лекций по данной дисциплине используется такой неимитационный
метод активного обучения, как «Проблемная лекция». Перед изучением модуля
обозначается проблема, на решение которой будет направлен весь последующий материал
модуля.
При выполнении практических и лабораторных работ используется прием
интерактивного обучения «Кейс-метод»: задание студентам для подготовки к
выполнению лабораторной работы имитирует реальное событие; с преподавателем
обсуждаются цели работы и ход ее выполнения; при защите работы - обсуждение и
анализ полученных результатов; обсуждение теоретических положений, справедливость
которых была установлена в процессе выполнения лабораторной работы.
9.
ОЦЕНОЧНЫЕ
СРЕДСТВА
ДЛЯ
ТЕКУЩЕГО
КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ,
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ
АТТЕСТАЦИИ
ПО
ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
В процессе изучения дисциплины «Диагностика электроустановок» предусмотрены
следующие виды промежуточного контроля знаний студентов:
– выполнение контрольной работы;
– экспресс-опрос лектора по итогам изучения модулей курса;
– выполнение и защита отчетов по практическим занятиям и лабораторным
работам.
9.2 Экзаменационные вопросы
1. Задачи диагностики
2. Виды технического состояния
3. Системы эксплуатационного контроля
4. Достоверность диагностических измерений
5. Методология диагностики и приемы диагностики.
6. Определение коэффициента трансформации
7. Измерение тока и потерь холостого хода
8. Измерение сопротивления короткого замыкания
9. Измерение потерь короткого замыкания
10. Измерение сопротивления обмоток постоянному току
11. Газохроматографический анализ
12. Диагностика состояния бумажной изоляции по продуктам старения
13. Хроматографический анализ растворенных газов (ХАРГ)
14. Применение тонкослойной хроматографии при определении микроколичеств
фурановых производных в изоляционном масле
15. Контроль качества трансформаторных масел при их эксплуатации в
электрооборудовании
16. Испытание масла в процессе эксплуатации трансформаторов
17. Контроль качества трансформаторных масел при их эксплуатации в
электрооборудовании
18. Диагностика вводов трансформаторного оборудования
19. Вибрационные характеристики коммутационной аппаратуры
20. Тепловизионное обследование электрооборудования
21. Измерение tgδ изоляции в трансформаторах тока
22. Измерение сопротивления обмоток постоянному току в трансформаторах тока
23. Испытание встроенных трансформаторов тока
24. Измерение сопротивления изоляции обмоток в трансформаторах напряжения
25. Испытание обмоток повышенным напряжением частоты 50 Гц в трансформаторах
напряжения
26. Измерение сопротивления обмоток постоянному току в трансформаторах
напряжения
27. Диагностика переключающих устройств трансформаторного оборудования
28. Диагностика устройств регулирования напряжения силовых трехфазных
трансформаторов
29. Диагностика системы защиты и контрольно-измерительной аппаратуры
трансформаторного оборудования
30. Диагностика систем охлаждения трансформаторного оборудования. Диагностика
баков трансформаторного оборудования.
10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ «ДИАГНОСТИКА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК»
а) основная литература:
1. Козлов, Александр Николаевич. Эксплуатация электрических сетей и систем
электроснабжения [Текст] : учеб. пос. / А.Н. Козлов, В.А. Козлов, А.Г. Ротачева. –
Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2013. – 145 с.
2. Михеев, Георгий Михайлович. Электростанции и электрические сети.
Диагностика и контроль электрооборудования [Текст] : М.: Додэка-ХХI, 2010. – 224 с.
б) дополнительная литература:
1.
Михеев, Георгий Михайлович. Цифровая диагностика высоковольтного
электрооборудования [Текст] : М.: Додэка-ХХI, 2008. – 304 с.
2.
Алексеев Б.А. Контроль состояния (диагностика) крупных силовых
трансформаторов. – М.: НЦ ЭНАС, 2002.
3.
Попов Г.В., Ватлецов А.В., Аль-Хамри С.С. Экспертная поддержка при
диагностике состояния силовых трансформаторов // Электротехника. – 2003. – № 8.
4.
Русов В.А. Контроль прессовки обмоток и магнитопровода крупных
трансформаторов по вибропараметрам. // Электрические станции. – 1998, – № 6.
5.
Васин В.П., Лоскутов В.Ф. и др. К развитию компьютерных технологий в
эксплуатации электрооборудования электростанций // Электрические станции. – 2005 – №
4.
в) периодические издания:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
«Электричество».
«Электрические станции».
«Энергетик».
«Промышленная энергетика».
«Электротехника».
«Электрика».
«Энергохозяйство за рубежом».
«Electrical Power and Energy Systems».
«IEEE Transactions. Power systems».
«Energy Policy».
«Вестник ИГЭУ».
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
«Вестник Московского энергетического института».
«Известия вузов. Электромеханика».
«Известия РАН. Энергетика».
«Новости электротехники»
«Амурский дилижанс».
«Вестник Амурского государственного университета».
«Энергетика. Сводный том».
«Электротехника. Сводный том»
г) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
№
Наименование ресурса
1
http://www.twirpx.com/
2
http://books.google.ru/
3
http://www.nelbook.ru/
Краткая характеристика
Интернет-библиотека, в которой собраны
электронные учебники, справочные и
учебные пособия
Поиск книг Google. Поиск по всему
тексту примерно семи миллионов книг:
учебная, научная, справочники и другие
виды книг
В электронной библиотеке "НЭЛБУК"
представлены книги из каталога
Издательского дома МЭИ
11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
«ДИАГНОСТИКА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК»
№
п/п
Наименование
лабораторий, ауд.
Основное оборудование
1
1
2
3
Комплекты учебно-лабораторного оборудования, на котором
студенты могут изучать устройство электрооборудования и
работу блокировок при производстве переключений
2
207 (6)
Лаборатория
электрооборудования
107 (6)
Высоковольтная
лаборатория
Учебное распределительное устройство 10 кВ, в состав
которого входят ячейки:
- секционного выключателя;
- отходящей линии
- трансформатора напряжения
- шинный мост.