ТВН очники бакалавры

1.Цели и задачи изучения дисциплины

1.1Цель преподавания дисциплины

Целью изучения дисциплины является подготовка студентов по направлению 140400.62 – «Электроэнергетика и электротехника» к работе на электростанциях, электрических подстанциях и в электрических сетях различного номинального напряжения.

Научить студентов понимать физические процессы, происходящие в изоляции электрооборудования при воздействии рабочего напряжения и перенапряжений, познакомить с основными конструкциями изоляции электрооборудования, со средствами и методами защиты изоляции от атмосферных и внутренних перенапряжений.

1.2 Задачи изучения дисциплины

Задачи изучения дисциплины состоят в приобретении студентами следующих знаний и навыков:

-Знание роли и значения изоляции и средств защиты от перенапряжений для эксплуатации электроэнергетических систем;

-Знание областей применения различных типов высоковольтных конструкций и изоляции;

-Овладение навыками высоковольтных испытаний электрооборудования.

1.3Межпредметная связь

Теоретической базой дисциплины «Изоляция и перенапряжения» являются:

-высшая математика;

-физика;

-химия;

-теоретические основы электротехники;

-электроника.

Дисциплина изучается на 4-м курсе в 7-м семестре после изучения следующих дисциплин:

-материаловедение;

-электромеханика;

-производство электроэнергии;

-передача и распределение электроэнергии;

-электроснабжение.

Дисциплины, обеспечивающиеся данной дисциплиной:

-электрическая часть станций и подстанций;

-основы эксплуатации станций и подстанций.

Изложение материала сопровождается демонстрацией наглядных пособий, проведением лабораторных работ и самостоятельной расчетно-графической работой, а также периодической проверкой знаний студентов.

2. Объем дисциплины и виды учебной работы

Аудиторные занятия: 0,014/0,5

Структура курса. Цель и содержание дисциплины, ее основные задачи, место и роль в подготовке специалиста. Основные понятия, термины, определения. Общая характеристика внешней изоляции.

Модуль 1. Электрические поля в высоковольтных установках

Аудиторные занятия: 0,042/1,5; самостоятельная работа: 0,11/4.

Электрические поля в однородной среде. Электрические поля в неоднородной среде.

Модуль 2. Электрические разряды в газах

Аудиторные занятия: 0,111/4; самостоятельная работа: 0,14/5.

2.1Электрическая прочность газовых промежутков

Ионизация атомов и молекул. Лавина электронов. Условие самостоятельности разряда в однородном поле. Разряд в однородном поле. Закон Пашена. Стримерная теория разряда. Разряды в неоднородных полях. Закон подобия. Статистические свойства разряда. Вольт-секундные характеристики. Разряды в резконеоднородных несимметричных полях. Эффект полярности электродов. Дуговой, искровой разряды. Разряды в воздушных промежутках при импульсных напряжениях

2.2Коронный разряд на линиях электропередач

Коронный разряд на проводах при постоянном напряжении. Коронный разряд на проводах при переменном напряжении. Потери энергии на корону при переменном напряжении. Меры снижения потерь энергии на корону.

Модуль 3. Внешняя изоляция воздушных линий и распределительных устройств

Аудиторные занятия: 0,056/2; самостоятельная работа: 0,11/4.

3.1Изоляторы высокого напряжения

Линейные изоляторы. Аппаратные изоляторы. Общие требования и конструкции.

3.2Характеристики изоляторов

Разрядные характеристики изоляторов. Выбор изоляторов для линий и распределительных устройств. Распределение напряжения по гирлянде изоляторов. Измерение распределения напряжения по гирлянде изоляторов. Изоляционные расстояния в распределительных устройствах.

Модуль 4. Разряды в жидких и твердых диэлектриках и электрические характеристики внутренней изоляции

Аудиторные занятия: 0,111/4; самостоятельная работа: 0,17/6.

4.1Разряд в воздухе вдоль поверхности твердого диэлектрика

Скользящий разряд по поверхности твердого диэлектрика в однородном и резконеоднородном поле. Способы увеличения напряжения разряда. Особенности развития разряда по увлажненной и загрязненной поверхности.

4.2Общая характеристика внутренней изоляции

Особенности и основные виды внутренней изоляции. Регулирование электрических полей во внутренней изоляции. Комбинирование диэлектриков.

4.3Длительная электрическая прочность внутренней изоляции

Виды и общие закономерности электрического старения внутренней изоляции. Частичные разряды в газовых включениях твердой изоляции. Частичные разряды в бумажно-масляной и маслобарьерной изоляции. Газовая изоляция. Допустимые рабочие напряженности во внутренней изоляции.

4.4Кратковременная электрическая прочность внутренней изоляции

Тепловой пробой внутренней изоляции. Электрический пробой внутренней изоляции. Разряды в изолирующих жидкостях. Характеристики жидких диэлектриков. Разряды в нефтяном изоляционном масле вдоль поверхности твердой изоляции. Электрическая прочность масляных промежутков.

Модуль 5. Изоляционные конструкции высоковольтного оборудования

Аудиторные занятия: 0,167/6; самостоятельная работа: 0,14/5.

5.1Изоляционные конструкции высоковольтного оборудования

Испытательные напряжения. Изоляция высоковольтных вводов. Изоляция силовых трансформаторов. Изоляция высоковольтных конденсаторов. Изоляция электрических машин высокого напряжения. Изоляция выключателей. Изоляция трансформаторов тока. Изоляция и конструкции силовых кабелей. Современные конструкции силовых кабелей.

Модуль 6. Испытательные установки высокого напряжения и методы испытания изоляции

Аудиторные занятия: 0,167/6; самостоятельная работа: 0,14/5.

6.1Методы испытания изоляции

Физические основы и методы неразрушающих испытаний изоляции. Контроль изоляции по её сопротивлению. Контроль изоляции по углу диэлектрических потерь. Контроль изоляции по емкостным характеристикам. Выявление и измерение частичных разрядов в изоляции. Испытания изоляции повышенным напряжением.

6.2Особенности испытаний отдельных видов электрооборудования

Испытания изоляторов. Испытания изоляции кабелей и конденсаторов. Испытания изоляции трансформаторов. Испытания изоляции электрических машин

6.3Испытательные установки постоянного и переменного тока

Генераторы импульсных токов и напряжений. Генераторы коммутационных перенапряжений. Делители напряжения. Измерение импульсных токов. Безконтактные методы измерения.

Модуль 7. Перенапряжения в электроэнергетических установках и защита от них

Аудиторные занятия: 0,333/12; самостоятельная работа: 0,19/7.

7.1Молния как источник грозовых перенапряжений

Общая характеристика перенапряжений. Основные параметры молнии. Грозовая деятельность. Электромагнитное поле канала молнии. Тепловые и механические воздействия молнии.

7.2Защита от прямых ударов молнии

Зоны защиты молниеотводов. Особенности молниезащиты высоких объектов. Конструктивное выполнение молниеотводов.

7.3Заземления в электрических установках высокого напряжения

Требования к заземлению станций и подстанций. Искусственные заземлители станций и подстанций. Импульсные характеристики заземлителей грозозащиты. Заземление грозозащиты подстанций. Заземление тросовых молниеотводов линий электропередач.

7.4Защитные разрядники

Искровые промежутки. Трубчатые разрядники. Вентильные разрядники. Ограничители перенапряжений. Варисторы.

7.5Грозозащита линий электропередач, станций и подстанций

Индуктированные перенапряжения. Прямой удар молнии в линию без тросов. Прямой удар молнии в линию с тросами. Грозозащита вращающихся машин. Выбор длины запрещенного прохода. Грозозащита оборудования подстанций.

7.6 Характеристики перенапряжений и условия их возникновения

Феррорезонансные перенапряжения и способы борьбы с ними. Перенапряжения при автоматическом повторном включении. Перенапряжения при отключении реакторов и ненагруженных трансформаторов. Перенапряжения при отключении емкостей и ненагруженных линий. Перенапряжения при дуговых замыканиях на землю. Меры снижения перенапряжений при замыканиях на землю. Ограничение внутренних перенапряжений

.

3.3 Практические занятия

3.6 Cамостоятельная работа

Самостоятельная работа студентов регламентируется графиком учебного процесса. По данной дисциплине учебным планом предусмотрено 36 часов на самостоятельную работу .Самостоятельная работа включает в себя:

–изучение теоретического материала курса по конспектам лекций и литературным источникам;

–подготовка к лабораторным работам, оформление отчетов по выполненным лабораторным работам;

- подготовка к семинарским занятиям.

Для изучения курса следует пользоваться методическими материалами и литературой, приведенной в п.4.

4 Учебно-методические материалы по дисциплине

4.1 Основная литература

-Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах: Учебник для вузов/ В.В. Базуткин, В.П. Ларионов, Ю.С. Пинталь; Под общ. ред. В.П. Ларионова.-3-е изд., перераб. и доп.- М.:Энергоатомиздат, 1986.-464с., ил.

-Техника высоких напряжений:/ Дмоховская Л.Ф. и др. – М.: Энергия

1976. – 488с.,ил.

-Техника высоких напряжений. Под общей ред. Д.В.Разевига. – М.: Энерия, 1973.

-Техника высоких напряжений:/ Степанчук К.Ф. и др. – М.: Выш.

школа, 1982. – 367 с.,ил.

4.2Дополнительная литература

-Техника высоких напряжений. Под ред. М.В.Костенко. – М.: Высшая школа, 1973.

-Работа изоляции в генераторах. В.Б. Куликовский.- М.:Энергоиздат, 1981.

-Техника высоких напряжений в электроэнергетике:/ Долгинов А. И. -

М.: Энергия, 1968.-464 с., ил.

5. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса по дисциплине в системе зачетных единиц

Заполнена таблица в Приложении С.