1

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ОМСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА – ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»

Кафедра Электротехники и электрооборудования (наименование кафедры полностью)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине

С3.Б.14 Судовые автоматизированные электроэнергетические системы

(шифр и наименование дисциплины) Направление 26.05.07 "Эксплуатация судового электрооборудования и средств

автоматики" (код ОКСО и наименование направления или специальности)

Специальность "Эксплуатация судового электрооборудования и средств автома-тики"

(наименование профиля или специализации)

Форма обучения очная / заочная Курс 4/5,6 Семестр(ы) / курс(ы) для ЗО 7,8/10,11

ОМСК 2015 г.

2

3

1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение судовых автоматизированных электроэнер-

гетических систем (САЭЭС), являющихся сложными комплексами судовых технических средств, обеспечивающих производство, преобразование, распределение и потребление электроэнергии.

Задачами дисциплины являются: познакомить направления и перспектив развития САЭЭС; изучение источников электроэнергии, взаимодействия САЭЭС с другими установ-

ками и системами судна; изучение основ теории и расчета, построения и режимов работы судовых электро-

энергетических систем (САЭЭС) и их элементов; изучение принципов построения и алгоритмического описания функционирования

систем автоматического управления САЭЭС; изучение основных вопросов технической эксплуатации САЭЭС.

2 МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина «Судовые автоматизированные электроэнергетические системы» отно-

сится к базовым дисциплинам профессионального цикла дисциплин ФГОС ВПО. 3 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Процесс изучения дисциплины «Судовые автоматизированные электроэнергетиче-

ские системы» направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО) (таблица 1): Таблица 1– Компетенции, формирующиеся при изучении дисциплины

Шифр компетен-ции по ФГОС Характеристика

ПК-7

способностью и готовностью осуществлять безопасное техническое ис-пользование, техническое обслуживание судового электрооборудования и средств автоматики в соответствии с требованиями международных и национальных нормативно-технических документов

ПК-8 способностью и готовностью выполнять диагностирование, техническое облуживание и ремонт судового электрооборудования и средств автома-тики

ПК-9 способностью и готовностью осуществлять выбор электрооборудования и элементов систем автоматики для замены в процессе эксплуатации судо-вого оборудования

ПК-10 способностью и готовностью осуществлять разработку и оформление экс-плуатационной документации

ПК-11

способностью осуществлять техническое наблюдение за безопасной экс-плуатацией судового электрооборудования и средств автоматики, прове-дения экспертиз, сертификации судового электрооборудования и средств автоматики и услуг

ПК-12 способностью и готовностью устанавливать причины отказов судового электрооборудования и средств автоматики, определять и осуществлять мероприятия по их предотвращению

ПК-13 в организационно-управленческой деятельности: способностью исполнять должностные обязанности командного состава судов в соответствии с нормативными документами

4

Шифр компетен-ции по ФГОС Характеристика

ПК-14 обладанием знаниями правил несения судовых вахт, поддержания судна в мореходном состоянии, способностью осуществлять контроль за выпол-нением установленных требований норм и правил

ПК-15

способностью применять базовые знания фундаментальных и профессио-нальных дисциплин, проводить технико-экономический анализ, обосно-вывать принимаемые решения по использованию судового электрообору-дования и средств автоматики, решать на их основе практические задачи профессиональной деятельности

ПК-16 способностью и готовностью выбрать и, при необходимости, разработать рациональные нормативы эксплуатации, технического обслуживания, ре-монта и хранения судового электрооборудования и средств автоматики

ПК-23

способностью и готовностью разработать проекты объектов профессио-нальной деятельности с учетом физико-технических, механико-технологических, эстетических, эргономических, экологических и эконо-мических требований

ПК-24

способностью и готовностью принять участие в разработке и оформлении проектной, нормативной и технологической документации для ремонта, модернизации и модификации судового электрооборудования и средств автоматики

ПК-25

способностью определять производственную программу по техническому обслуживанию, ремонту и другим услугам при эксплуатации судового электрооборудования и средств автоматики в соответствии с существую-щими требованиями

ПК-30 способностью участвовать в фундаментальных и прикладных исследова-ниях в области судового электрооборудования и средств автоматики

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: 1 направления и перспективы развития САЭЭС; 2 основные эксплуатационные режимы САЭЭС; 3 системы автоматического регулирования напряжения и частоты судовых генераторов и взаимодействия САЭЭС с другими установками и системами судна; 4 принципы построения и алгоритмическое описание функционирования систем автома-тического управления САЭЭС; 5 государственные и отраслевые стандарты регламентирующие методы расчета и экс-плуатации САЭЭС; 6 особенности технической эксплуатации САЭЭС; 7 руководящие документы по эксплуатации САЭЭС. уметь: 1 выполнять расчеты, связанные с определением мощности, количества и типа генера-торных агрегатов (ГА) САЭЭС, анализом эксплуатационных режимов САЭЭС; 2 анализировать алгоритмы функционирования систем управления генераторных агрега-тов (ГА) и САЭЭС и анализировать алгоритмы поиска неисправностей в САЭЭС; 3 оценивать эффективность от внедряемых проектных и модернизационных техниче-ских решений; 4 проводить научные исследования и эксперименты по анализу функционирования САЭЭС; 5 квалифицированно эксплуатировать САЭЭС; 6 работать с технической документацией по САЭЭС;

5

владеть: 1 методиками расчета основных режимов САЭЭС; 2 методами оптимизации эксплуатационных режимов САЭЭС; 3 практическими навыками по использованию, техническому обслуживанию и преду-предительному ремонту САЭЭС и ее элементов.

4 МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ

Междисциплинарные связи дисциплины «Судовые автоматизированные электро-энергетические системы» представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Междисциплинарные связи дисциплины

Обеспечивающие дисциплины, модули, практики

Обеспечиваемые дисциплины, модули, практики

Наименование дисциплин,

модулей, практик

Наименование конкретных во-просов (тем), необходимых для изучения данной дисциплины

Наименование дисциплин, мо-дулей, практик

Наименование конкретных вопросов (тем), необходимых для изучения данной дисци-

плины Теоретиче-

ские основы электротех-

ники

Методы анализа линейных це-пей постоянного и переменного тока. Переходные процессы и

методы их расчета.

Электроснаб-жение берего-вых объектов.

Анализ и построение гра-фиков электрических нагрузок. Источники элек-троэнергии, расчет и выбор генераторов. Качество электрической энергии в судовых электроэнергети-ческих системах СЭЭС

Судовые электриче-

ские машины

Конструкция и характеристики синхронных электрических

машин Информатика Прикладное программное обес-

печение. MS Office, MathCAD. 5 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единицы, 288 часов, рас-

пределение трудоемкости приведено в таблице 3.

Таблица 3 – Трудоемкость дисциплины

Вид учебной работы

Трудоемкость, час. Очное обучение (О) Заочное обучение (3) Всего часов

Семестр Всего часов

Курс 7 5

Общая трудоемкость дисциплины 108 108 108 108 Аудиторные занятия 54 54 20 20 Лекции 36 36 8 8 Практические занятия (ПЗ) - - 4 4 Лабораторные работы (ЛР) 18 18 8 8 Самостоятельная работа (СР) 54 54 88 88 Курсовой проект (работа) - - 20 20 Иные виды самостоятельной работы 54 54 68 68 Итоговый контроль (зачет, экзамен) Экз. Экз. Экз. Экз.

6

6 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 6.1 Разделы, темы дисциплины и виды занятий, формы текущего контроля отражены

в таблице 4.

Таблица 4 – Тематика дисциплины

№ п.п.

Раздел (тема) учебной дисциплины

Виды учебной деятельности, включая самостоятельную работу студентов и

трудоемкость (в часах) Формы

текущего контроля

успеваемости Всего Лекции ПЗ ЛР СР

О З О З О З О З О З 4 курс, 7 семестр / 5 курс, 9 семестр

Раздел 1 Основные характеристики судовых электроэнергетических станций

1 Род тока, величина, напряжение и частоты в САЭЭС 4 7 2 1 - - - - 2 6 Опрос

2 Тема 1.2 Источники электроэнер-гии, расчет и выбор генераторов 4 7 2 1 - - - - 2 6 Опрос

3 Тема 1.3 Качество электрической энергии в САЭЭС 24 17 4 1 4 - 8 4 8 12 Решение за-

дач Раздел 2. Источники электроэнергии на судах

4 Тема 2.1 Классификация источни-ков и преобразователей электриче-ской энергии

10 9 4 1 - - - - 2 8 Опрос

5 Тема 2.2 Определение нагрузок и выбор судовых генераторов (СГ) 26 33 4 1 10 4 4 4 8 24 Решение за-

дач

6 Тема 2.3 Системы автоматического регулирования напряжения и часто-ты СГ

10 11 4 1 - - 8 - 2 10 Опрос

7 Тема 2.4. Системы регулирования напряжения по возмущению (ком-паундирования) СГ

10 11 4 1 - - 4 - 2 10 Опрос

8 Тема 2.5. Типовые системы поддер-жания напряжения СГ 10 9 4 1 - - 4 - 2 8 Опрос

9 Курсовой проект 10 40 - - - - - - 10 40 Опрос 10 Экзамен 36 36 - - - - - - - - 11 Итого по семестру 144 180 28 8 14 4 28 8 38 124

5 курс, 8 семестр / 6 курс, 10 семестр Радел 3 Параллельная работа генераторов

12 Тема 3.1 Условия необходимые для параллельной работы и методы син-хронизации

10 5 2 1 - - 4 - 4 4 Дискуссия

13 Тема 3.2 Распределение нагрузок между параллельно работающими генераторами

10 9 2 1 - - 4 4 4 4 Опрос

Раздел 4. Переходные процессы в СЭС

14 Тема 4.1. Физические процессы ре-жимов короткого замыкания (к.з.) в генераторе

14 10 4 - - - 4 4 6 6 Опрос

7

15 Тема 4.2 Методы расчетов к.з. и провалов напряжения 10 8 4 2 4 - - - 6 6 Опрос, ре-

шение задач

16 Тема 4.3. Статическая и динамиче-ская устойчивость параллельной работы

12 5 4 1 - - - - 4 4 Опрос

Раздел 5. Распределительные устройства и сети

17 Тема 5.1. Судовые распределитель-ные устройства 4 3 2 1 - - - - 2 2 Опрос

18 Тема 5.2. Управление в САЭЭС 10 4 2 - - - 8 - 4 4 Опрос

19 Тема 5.3 Судовые сети 4 3 2 1 - - - - 2 2 Опрос, ре-шение задач

20 Тема 5.4 Судовые провода и кабели 4 3 2 1 - - - - 2 2 Опрос, ре-шение задач

Раздел 6. Техническое обслуживание и техника безопасности

21 Тема 6.1. Техническое обслужива-ние 16 6 2 - - - 8 - 6 6 Опрос

22 Тема 6.2. Техника безопасности 4 2 2 - - - - - 2 2 Опрос 23 Курсовой проект 10 14 - - - - - - 10 14 Защита 24 Экзамен 36 36 - - - - - - - - 25 Итого по семестру 144 108 28 8 4 - 28 8 52 56 26 Итого 288 288 56 16 18 4 56 16 90 180

6.2 Содержание разделов и тем дисциплины представлено в таблицах 5-7.

8

Таблица 5 – Тематический план лекций

Ном

ер л

екци

и Тема лекции Содержание лекции

Коли-чество часов

Раздел 1. Основные характеристики судовых электроэнергетических станций

1 Тема 1.1 Род тока, вели-чина, напряжение и часто-ты в САЭЭС

Определение и классификация САЭЭС. Основные параметры САЭЭС (род тока, величина напряжения и частоты). Этапы развития и перспективы развития САЭЭС Морского и речного флота. Сравнение тех-нико-экономических показателей постоянного и переменного трехфазного тока. Влияние на техни-ко-экономические показатели величины напряже-ния и частоты. Рациональность применения высоко-го напряжения и частоты.

2

2 Тема 1.2 Источники элек-троэнергии, расчет и вы-бор генераторов

Генераторы. Кислотные и щелочные аккумуляторы. Преобразователи электроэнергии. Новые источни-ки электроэнергии и перспективы на применения. Методы расчета нагрузок САЭЭС

2

3 Тема 1.3 Качество элек-трической энергии в САЭЭС

Показатели качества электроэнергии. Нормы пока-зателей качества. 2

4 Влияние качества электроэнергии на различные по-требители. Способы улучшения качества электро-энергии

2

Раздел 2. Источники электроэнергии на судах

5 Тема 2.1 Классификация источников и преобразо-вателей электрической энергии

Классификация источников и преобразователей элек-троэнергии на судах. Электромеханические и элек-трогидравлические системы автоматического под-держания частоты вращения дизельгенераторов.

2

6

Структурные и принципиальные типовые схемы САЭЭС. Требования к системам стабилизации часто-ты Правил Российского Речного Регистра и Морского Регистра, к генераторам постоянного и переменного тока

2

7 Тема 2.2 Определение нагрузок и выбор судо-вых генераторов (СГ)

Анализ и построение графиков электрических нагру-зок Классификация методов расчета электрических нагрузок.

2

8

Аналитический метод постоянных нагрузок. Анали-тический метод переменных нагрузок. Статистиче-ские методы расчета. САПР СЭЭС. Основные рас-четные соотношения и коэффициенты

2

9 Тема 2.3 Системы авто-матического регулиро-вания напряжения и ча-стоты СГ

Требования к системам стабилизации напряжения Правил Российского Речного Регистра и Морского Регистра, к генераторам постоянного и переменного тока

2

10 Принципы регулирования напряжения в системах вибрационных, электронных и системах регулирова-ния уровня напряжения РУН

2

11 Тема 2.4. Системы регу-лирования напряжения по возмущению (ком-паундирования) СГ

Системы генераторов с самовозбуждением ампли-тудно-фазового и токового компаундирования. 2

12 Назначение компаундирующего элемента. Типовые схемы компаундирования и самовозбуждения генера- 2

9

Ном

ер л

екци

и Тема лекции Содержание лекции

Коли-чество часов

торов постоянного и переменного тока

13 Тема 2.5. Типовые си-стемы поддержания напряжения СГ

Способы улучшения начального возбуждения генера-торов переменного тока. 2

14 Схемы генераторов типа МСК, МСС, ГСС, БГ 2

Радел 3. Параллельная работа генераторов

15

Тема 3.1 Условия необ-ходимые для параллель-ной работы и методы синхронизации

Параллельная работа генераторов постоянного тока. Параллельная работа синхронных генераторов. Ме-тоды синхронизации: точный, грубый и самосинхро-низации. Автоматическая синхронизация

2

16

Тема 3.2 Распределение нагрузок между парал-лельно работающими генераторами

Распределение нагрузок генераторов постоянного тока. Распределение активной нагрузки СГ. Распре-деление реактивной нагрузки (различные уравни-тельные соединения)

2

Раздел 4. Переходные процессы в САЭЭС

17 Тема 4.1. Физические процессы режимов к.з. в генераторе

Физические процессы в генераторах постоянного то-ка, синхронных генераторов. 2

18 Составляющие тока к.з 2

19 Тема 4.2 Методы расче-тов к.з. и провалов напряжения

Метод расчетных кривых. Упрощенный аналитиче-ский метод. 2

20 Аналитический метод по дифференциальным урав-нениям. Метод с использованием ЭВМ 2

21 Тема 4.3. Статическая и динамическая устойчи-вость параллельной ра-боты

Понятие статической и динамической устойчивости. 2

22 Способы повышения устойчивости 2

Раздел 5. Распределительные устройства и сети

23 Тема 5.1. Судовые рас-пределительные устрой-ства

Назначение и классификация распределительных устройств. Устройство и требования к распредели-тельным устройствам. Аппаратура этих устройств. Расчет шин

2

24 Тема 5.2. Управление в САЭЭС

Управление дизель-генераторными агрегатами, кон-троль их работы, защита и сигнализация. Использо-вание микропроцессоров и ЭВМ в системах управле-ния судовыми ДГ

2

25 Тема 5.3 Судовые сети

Назначение и классификация электрических сетей. Выполнение сетей. Способы прокладки кабелей. Рас-чет сетей по допустимому току и потери напряжения. Нормы потери напряжения

2

26 Тема 5.4 Судовые про-вода и кабели

Судовые провода и кабели (маркировка, выбор сече-ния, защита и область применения) 2

Раздел 6 Техническое обслуживание и техника безопасности

27 Тема 6.1. Техническое обслуживание

ТО № 1, 2, 3: периодичность, объекты и объемы об-служивания. Основные нормы и приемы при обслу-живании САЭЭС. Оперативные и технические меро-приятия при проведении ТО

2

10

Ном

ер л

екци

и Тема лекции Содержание лекции

Коли-чество часов

28 Тема 6.2. Техника без-опасности

Техника безопасности при эксплуатации и обслужи-вании электрических машин, распределительных устройств, сетей, аккумуляторов, преобразователей и т.п. Индивидуальный переносной инструмент. Сроки проверки защитного инструмента

2

Итого 56 Таблица 6 – Тематический план практических (семинарских) занятий

Ном

ер

заня

тия

Наименование темы практического занятия

Содержание практического занятия

Методы контроля Объём часов

1 Тема 1.3 Качество

электрической энергии в САЭЭС

Расчет провала напряжения аналитическим методом

Решение задач 2

2 Тема 1.3 Качество

электрической энергии в САЭЭС

Расчет провала напряжения в СЭЭС при пуске асинхронно-го электродвигателя при пе-

реключении со звезды на тре-угольник

Решение задач 2

3 Тема 2.2 Определение

нагрузок и выбор судо-вых генераторов (СГ)

Расчет электрических нагру-зок методом корреляционных

зависимостей.

Решение задач 2

4 Тема 2.2 Определение

нагрузок и выбор судо-вых генераторов (СГ)

Расчет электрических нагру-зок аналитическим методом постоянных нагрузок. Опре-деление расчетных парамет-

ров электроприемников.

Решение задач 2

5 Тема 2.2 Определение

нагрузок и выбор судо-вых генераторов (СГ)

Расчет электрических нагру-зок аналитическим методом

постоянных нагрузок. Основ-ные режимы работы. Выбор

ДГ

Решение задач 2

6 Тема 2.2 Определение

нагрузок и выбор судо-вых генераторов (СГ)

Расчет электрических нагру-зок аналитическим методом

переменных нагрузок.

Решение задач 2

7 Тема 2.2 Определение

нагрузок и выбор судо-вых генераторов (СГ)

Расчет электрических нагру-зок аварийной электростан-

ции.

Решение задач 2

Итого 14

11

Таблица 7 - Тематический план лабораторных занятий

Номер работы

Наименование ла-бораторной работы Содержание лабораторной работы

Объем, часов

Всего Из них интер-активных

4 курс, 7 семестр / 5 курс, 9 семестр

1

Исследование дина-мических свойств системы автомати-ческого регулирова-ния частоты враще-ния дизель - генера-тора

Исследуется влияние основных парамет-ров системы автоматического регулиро-вания частоты САРЧ дизель-генератора на показатели качества переходного про-цесса методами имитационного модели-рования, исследуются динамические свойства системы автоматического регу-лирования частоты вращения дизель-генератора

4 4

2

Исследование пере-ходных процессов в синхронном генера-торе при подключе-нии к его шинам асинхронной нагрузки и опреде-ление величины провала напряжения

Исследуется влияние на показатели каче-ства напряжения при пуске асинхронно-го электродвигателя. Посредством мате-матической модели в программе MathCAD рассчитываются переходные процессы в синхронном генераторе и вы-числяются значения провала напряжения, выполняется сравнение различных мето-дик расчета

4 4

3

Экспериментальное построение графи-ков электрических нагрузок СЭЭС

в программе симуляторе СЭЭС Unitest запускается моделирование и строятся графики нагрузок. Определяется коэффи-циент загрузки генератора

4 4

4

Моделирование ра-боты СЭЭС по за-данному графику нагрузки.

Методами имитационного моделирова-ния, исследуются динамические свойства системы автоматического регулирования частоты вращения дизель-генератора.

4 4

5

Исследование си-стемы автоматиче-ского регулирова-ния возбуждения генератора по воз-мущению

Методами имитационного моделирова-ния, исследуются регулирования возбуж-дения генератора по возмущению

4 4

6

Исследование си-стемы автоматиче-ского регулирова-ния возбуждения генератора по воз-мущению и откло-нению

Методами имитационного моделирова-ния, исследуются регулирования возбуж-дения генератора по возмущению и воз-мущению

4 4

7 Исследование рабо-ты корректора напряжения

Исследуется принцип работы и принци-пиальная схема корректора напряжения. Осуществляется регулировка уставок корректора напряжения.

4 4

4 4

Итого по семестру 28 28

12

5 курс, 8 семестр / 6 курс, 10 семестр

8

Исследование алго-ритма введения в работу дизельгене-раторов САЭЭС

Изучение последовательности действий при подготовке к пуску ДГ. Исследование алгоритма запуска ДГ. ЛР выполняется в программе симуляторе СЭЭС Unitest

4 4

9

Исследование па-раллельной работы и методов синхро-низации судовых генераторов

Изучение методов синхронизации судо-вых дизель-генераторов (ДГ). Точная синхронизация судовых генераторов в ручном и автоматическом режиме. Полу-чение практических навыков синхрониза-ции ДГ. Отработка алгоритма действий при введении в параллельную работу ДГ в программе симуляторе СЭЭС Unitest

4 4

10

Исследование ре-жима внезапного трехфазного корот-кого замыкания на шинах синхронного генератора

Исследуются переходные процессы в синхронном генераторе при внезапном трехфазном коротком замыкании мето-дами имитационного моделирования

4 4

11

Исследование алго-ритма работы си-стемы АПС дизель-генераторов САЭЭС

По заданию преподавателя вводятся раз-личные отклонения в контролируемые параметры АПС ДГ. Исследуется алго-ритм работы АПС. Закрепляются теоре-тические знания о требованиях к систе-мам АПС ДГ. ЛР выполняется в про-грамме симуляторе СЭЭС Unitest

4 4

12

Параметрическое программирование контроллеров АПС судовых дизель-генераторов

По заданию преподавателя вводятся про-грамируется контролируемые параметры АПС ДГ. Закрепляются теоретические знания о требованиях к системам АПС ДГ. ЛР выполняется в программе симуля-торе СЭЭС Unitest

4 4

13 Измерение сопро-тивления изоляции в судовой сети

Отрабатываются практические навыки для измерения сопротивления изоляции судовой сети и электроприемников.

4 4

14

Контроль и измере-ние сопротивления изоляции судовой сети

Изучается устройство и принцип работы мегомметра "Электрон-1". На лаборатор-ном стенде отрабатывается алгоритм по-иска оборудования с пониженным сопро-тивлением изоляции

4 4

Итого по семестру 28 28

Итого 56 56

13

7 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Самостоятельная работа студентов представлена в таблице 8.

Таблица 8 - Внеаудиторная самостоятельная работа студентов по дисциплине

Перечень индивидуальных заданий и других вопросов для самостоятельного изучения

Рекомендуемая литература

Объём задания,

час Форма

контроля О З

Определение и классификация САЭЭС

1-3, 5, 7-14, 19-28

- 1 Опрос Этапы развития и перспективы САЭЭС Морско-го и речного флота. 1 1 Опрос

Основные элементы САЭЭС - 1 Опрос Качество электрической энергии в САЭЭС 1 1 Опрос Методы определения нагрузки генераторов САЭЭС 1-24 1 1 Решение задач

Кислотные и щелочные аккумуляторы

1-3, 5, 7-14, 19-28

1 1 Опрос Выбор и расчет мощности аккумуляторных бата-рей 1 1 Опрос Системы автоматического регулирования напря-жения и частоты судовых генераторов 1 1 Опрос

Функциональные схемы САЭЭС 1 1 Дискуссия Принцип построения распределительных устройств 1 1 Опрос

Расчет судовых электрических сетей 1-24 1 1 Решение задач

Параллельная работа источников электроэнергии 1-3, 5, 7-14,

19-28 1 1 Опрос

Методы расчета токов короткого замыкания в САЭЭС 1-24 1 1 Решение задач

Электродинамическое и термическое действие токов короткого замыкания на элементы САЭЭС

1-3, 5, 7-14, 19-28

1 1 Опрос

Изменения напряжения и частоты - 1 Опрос

Выбор аппаратов защиты - 1 Опрос Статическая устойчивость и динамическая устойчивость работы синхронных генераторов САЭЭС

1 1 Опрос

Принцип построения и алгоритмы основных функций управления судовыми генераторами 1 1 Опрос

Правила эксплуатации электрооборудования САЭЭС - 1 Опрос Эксплуатация и техническое обслуживание средств автоматизации САЭЭС - 1 Опрос Правила электробезопасности при ремонте и об-служивании САЭЭС - 1 Опрос

Источники электроэнергии на судах

1-24

1 3

Защита лабораторных

работ

Параллельная работа генераторов 1 2 Переходные процессы в СЭС 1 3 Распределительные устройства и сети 1 3 Выполнение контрольной работы 1,4,16-24 - 20 Подготовка к экзамену 1-3, 5, 7-14,

19-28 36 36

Итого 54 88

14

7.1 Контрольная работа Выполнение контрольной работы учебным планом не предусмотрено. 7.2 Курсовой проект (работа)

Цель курсового проектирования: проектирование и расчет параметров и режимов судовой электроэнергетической системы.

Задачи курсового проектирования: закрепить знания, полученные в процессе изучения курса «Судовые ав-

томатизированные электроэнергетические системы»; приобрести практические навыки: расчета параметров и режимов

СЭЭС, выбора оборудования, использования ПЭВМ, оформления конструк-торской документации.

Таблица 7

№ п.п. Разделы и темы дисциплины Наименование занятий по курсовому

проектированию (работе) Раздел 2. Источники и преобразователи электрической энергии.

1 Тема 2.2. Определение нагрузок гене-раторов

Определение нагрузки судовых генерато-ров табличным методом.

2 Тема 2.3. Выбор количества и мощно-сти основных, резервных и аварий-ных генераторов

Расчет судовых аварийных источников электрической энергии.

Радел 3. Электрораспределительные щиты и их аппаратура 3 Распределение и передача электриче-

ской энергии. Расчет судовых электрических сетей. Вы-бор марки и сечения кабелей, шин. Выбор аппаратуры защиты.

Раздел 4. Математическое обеспечение и методология исследования процессов в системе 4 Тема 4.2. Короткие замыкания Расчет токов коротких замыканий. Про-

верка шин на термическую и динамиче-скую устойчивость.

Раздел 5. Принципы построения и алгоритмическое описание основных функций управ-ления электроэнергетической системой, генераторными агрегатами на функциональных элементах с применением микропроцессоров и микро-ЭВМ

5 Тема 5.1. Принцип построения и ал-горитмы основных функций управле-ния ГА и САЭЭС

Разработка принципиальной схемы ГРЩ и конструкции щита. Анализ схемы управле-ния ГА и САЭЭС. Составление алгоритмов различных схем управления.

Таблица 8

Номер раздела

Объем Часы* Литература графическая

часть, лист текстовая часть, стр.

1 1 от 8 до 11 4 [1-27] 2 от 5 до 7 4 [1-27] 3 от 5 до 7 4 [1-27]

* Затраты времени приводятся с учетом изучения рекомендованной литературы

15

4 от 7 до 10 4 [1-27] 5 3 от 10 до 15 4 [1-27]

ИТОГО: 4 листов формата А3

от 35 до 50 с. формата А4 20 -

8 ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ АТТЕСТАЦИИ 8.1 Текущий контроль Текущий контроль знаний по дисциплине предполагает опросы, дискуссию тесты и

другие виды оценочных средств, представленных в таблице 11. Таблица 11 – Виды текущего контроля

Перечень контрольных точек в рамках текущей аттестации

Номер ЛР Разделы и темы

РП О З Опрос по теме «Род тока, величина, напряжение и частоты в САЭЭС» Тема 1.1 Опрос по теме «Источники электроэнергии, расчет и выбор генераторов»

Тема 1.2

Опрос по теме «Качество электрической энергии в САЭЭС» ЛР 1,2 ЛР 1,2 Тема 13 Опрос по теме «Классификация источников и преобразовате-лей электрической энергии»

Тема 2.1

Решение задач ЛР 3 Тема 2.2 Опрос по теме «Системы автоматического регулирования напряжения и частоты СГ»

ЛР 4 Тема 2.3

Опрос по теме «Системы регулирования напряжения по воз-мущению (компаундирования) СГ»

ЛР 5,6 Тема 2.4

Опрос по теме «Типовые системы поддержания напряжения СГ»

ЛР 7 Тема 2.5

Дискуссия по теме «Условия необходимые для параллельной работы и методы синхронизации»

ЛР 8 Тема 3.1

Опрос по теме «Распределение нагрузок между параллельно работающими генераторами»

ЛР 9 Тема 3.2

Опрос по теме «Физические процессы режимов к.з. в генера-торе»

ЛР 10 Тема 4.1

Решение задач Тема 4.2 Опрос по теме «Статическая и динамическая устойчивость параллельной работы»

Тема 4.3

Опрос по теме «Судовые распределительные устройства» Тема 5.1 Опрос по теме «Управление в САЭЭС» ЛР 11, 12 Тема 5.2 Решение задач Тема 5.3 Решение задач Тема 5.4 Опрос по теме «Техническое обслуживание» ЛР 13,14 Тема 6.1 Опрос по теме «Техника безопасности» Тема 6.2

8.2 Итоговый контроль Итоговым контролем по дисциплине является экзамен, проводимый в 7,8 семестре

для очного обучения и на 5,6 курсе для заочного обучения. Экзамен проводится устно по билетам

16

Примерный перечень вопросов к экзамену в 4 курс, 7 семестр / 5 курс, 9 семестр: 1. В какие годы было начата электрификация вспомогательных механизмов судов речного флота? 2. В какие годы было начата комплексная автоматизация на судах речного флота? 3. При классификации по мощности, какие САЭЭС относят к электростанциям малой мощности 4. Какой класс напряжения является наиболее перспективным при проектировании сетей судового освещения? 5. При какой мощности источника электроэнергии целесообразно применение напряжения 6. Что относится к элементам САЭЭС? 7. В каком случае главная энергетическая установка судна рассматривается как элемент САЭЭС? 8. Какие мероприятия направлены на обеспечение надежности САЭЭС и резервного ис-точников по 2-ум кабелям? 9. Что относится к наиболее ответственным потребителям САЭЭС? 10. В течении какого времени допускается перебой в электроснабжении наиболее ответ-ственных потребителей (1 -ой категории) САЭЭС? 11. Какую величину отклонения напряжения в установившемся режиме допускают Требо-вания Правил Российского Речного Регистра? 12. Какое значение кратковременного провала напряжения допускают Требования Правил Российского Речного Регистра 13. Какое значение коэффициента искажения синусоидальности напряжения допускают Требования Правил Российского Речного Регистра 14. Какое значение для времени восстановления напряжения после наброса нагрузки до-пускают Требования Правил Российского Речного Регистра 15. Какое значение отклонения частоты тока допускают Требования Правил Российского Речного Регистра 16. Что не относится к основным источникам электроэнергии САЭЭС? 17. Что является недостатком использования дизеля в качестве первичного двигателя ге-нератора по сравнению с паровыми машинами и турбинами? 18. Какой первичный двигатель используется в качестве привода аварийного генератора? 19. Что используется в качестве аварийного источника энергии в САЭЭС? 20. Какая марка судового генератора является наиболее современной? 21. Что принято в качестве отраслевого стандарта для определения нагрузок судовой элек-тростанции (СЭС) для судов речного флота? 22. Что при расчете нагрузок СЭС танкера табличным методом не считается основным режимом работы САЭЭС? 23. В каких пределах рекомендуется выбирать коэффициент загрузки Kз для вентилято-ров при расчете нагрузок СЭС табличным методом 24. В каких пределах рекомендуется выбирать коэффициент загрузки Kз для электропри-вода швартовых механизмов при расчете нагрузок СЭС табличным методом? 25. При каких мощностях при расчете нагрузок СЭС табличным методом потребители, работающие в кратковременном режиме работы, не учитывают? 26. Какое минимальное количество генераторов при параллельной работе двух генерато-ров в основных режимах САЭЭС необходимо устанавливать в соответствии с Правилами Российского Речного Регистра 27. В каких пределах при выборе количества и мощности генераторов должна находиться загрузка генераторов в длительных эксплуатационных режимах? 28. Что рекомендуют учитывать Правила Российского Речного Регистра при проектирова-нии нагрузок? 29. При каком расчетном значении коэффициента мощности допускается выполнять вы-бор мощности генераторов по активной расчетной мощности?

17

Примерный перечень вопросов к экзамену в 4 курс, 8 семестр / 6 курс, 10 семестр: 1. Какая система регулирования напряжения синхронного генератора реагирует на изме-нение cos ? 2. В чем заключается роль командирующего элемента (КЭ): 3. Кокой элемент не может быть использован в качестве компаундирующего элемента в синхронных генераторах? 4. На что реагирует токовое компаундирование? 5. На что реагирует двуимпульсный электромеханический регулятор частоты вращения? 6. Какая система распределения электроэнергии имеет преимущественное значение на су-дах? 7. Поясните режим работы нейтрали в судовых электрических сетях? 8. Что Правила Регистра рекомендуют подключать к шинам ГРЩ (по отдельному фиде-ру)? 9. Что Правила Регистра рекомендуют подключать по двум фидерам, проложенным в разных трассах (основное от ГРЩ, резервное от АРЩ)? 10. Что при отсутствии АРЩ от аккумуляторных батарей должно получать питание? 11. Какое значение площади сечения жилы кабеля лишнее в представленном ряду (не вы-пускается промышленностью)? 12. Кабель какой марки получил на судах самое широкое распространение? 13. Какое допустимое напряжение переменного тока для кабеля марки КНР, КНРЭ? 14. Какова зона применения кабеля марки КНРЭ на судах? 15. Какова длительно допустимая температура проводящей жилы кабеля марки КНР?

9 ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лабораторные работы № 1-12 проводятся в компьютерном классе на ПЭВМ, инди-

видуально по вариантам. Лабораторные работы № 13,14 на лабораторном стенде ауд. 228 индивидуально или

в «малых группах» по заданию преподавателя. Преподаватель использует принцип имитационного моделирования ситуации. Он

произвольно задает номер дежурного генератора, величину нагрузки, неисправность ДГ и т.д., студент в группе или индивидуально управляет виртуальной САЭЭС на ПЭВМ, обосновывает принятые решения.

Для проведения тематического контроля используется систем дистанционного обу-чения, где для студентов, в первую очередь, заочников, доступны методические материа-лы и тренировочные тесты, тесты для самоконтроля.

Выполнение тестов в дистанционной системе, может использоваться, как рубежный контроль по разделам курса.

В рамках интерактивных часов предусмотрены следующие подходы: работа в малых группах, творческие задания, соревнования, «ученик в роли учителя», «каждый учит каж-дого».

18

10 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 10.1 Основная и дополнительная литература

Основная литература 1. Киреева Э. А. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем

[Текст]: учеб. / Э. А. Киреева, С. А. Цырук. - М.: Академия, 2010. - 287 с. 2. Лазейкин В.Д. Аппараты управления и защиты электроэнергетических систем

кораблей: учебное пособие/ В. Д. Лазейкин, Р. В.Савинкин, В. А. Пятакович. - Владиво-сток: Мор. гос. ун-т, 2008. - 152 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/20146/

3. Лёмин Л. Н. Эксплуатация судовых систем электроснабжения [Текст] : учеб. по-собие / Л. А. Лёмин, А. В. Пруссаков, А. В. Григорьев. - 3-е изд., испр. . - СПб. : ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2009. - 179 с..

Дополнительная литература 4. Беляков В.Е. Правила выполнения и оформления контрольных, лабораторных

работ, курсовых и дипломных проектов для студентов электромехаников очного и заочно-го обучения специальностей 180400 и 240600 [Текст]: Методическое пособие / В.Е. Беля-ков, А.А. Руппель, А.А. Сидоренко – Омск: Омск. фил. Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2003. – 106 с.

5. Баранов А.П Судовые автоматизированные электроэнергетические системы [Текст]: учебник для вузов. – М.,Транспорт,1988 – 328 с.

6. Зырянов В. М. Методические указания к лабораторной работе по курсу "Судо-вые автоматизированные электроэнергетические системы" для студентов электромехани-ческого факультета [Текст]: Лабораторная работа № 1. Исследование системы автомати-ческого регулирования частоты вращения дизель-генератора / В. М. Зырянов, А. Б. Мои-сеенко. - Новосибирск: НГАВТ, 2004. - 23 с.

7. Зырянов В. М. Основы расчета и проектирования судовых электроэнергетиче-ских систем [Текст]: учеб. пособие / В. М. Зырянов, О. П. Кузьменков, А. Б. Мосиенко. - Новосибирск: НГАВТ, 2005. - 97 с.

8. Краснов В.В. Основы теории и расчета судовых электроэнергетических систем: Моделирование для исследования специальных режимов [Текст] : учеб. пособ. / В.В. Краснов, П.А. Мещанинов, А.П. Мещанинов - Л.: Судостроение, 1989. – 328с.,

9. Лейкин В.С. Судовые электростанции и сети [Текст]: учеб. для мореходных и аркт. училищ. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1982 –256 с.

10. Михайлов В. А. Автоматизированные электроэнергетические системы судов [Текст]: учебник / В. А. Михайлов. - Л.: Судостроение, 1977. - 512 с.

11. Михайлов В. С. Судовые электростанции и электродвижение судов [Текст] / В. С. Михайлов, К. А. Чекунов. - Л.: Судостроение, 1973. - 216 с.

12. Российский Речной регистр: Правила [Текст] = Russian river register: Rules. Т. 1-4. - М.: [s. n.], 2003.

13. Самойлов В. Г. Автоматизация судовых электроустановок [Текст]: учебник для судостроительных техникумов / В. Г. Самойлов. - Л. : Судостроение, 1972. - 288 с.

14. Селиванов П.П. Автоматизированные гребные электрические установки. Мето-дическое указание для практических расчетов П. П. Селиванов. – Омск: ОИВТ (филиал) «НГАВТ», 2009. – 34с. Режим доступа: http://www.ngavt.omskcity.com:82/cgi-bin/irbis64r_11/cgiirbis_64.exe?LNG=&C21COM=F&I21DBN=NGAVT&P21DBN=NGAVT

15. Селиванов П. П. Расчет электроприводов рулевых устройств и якорно-швартовных механизмов [Текст]: метод. указания и задания к курсовому проекту по САЭП / П. П. Селиванов, О. А. Малаенко. - Омск: ОИВТ Ч. 1. - 2009. - 92 с. Режим досту-па: http://www.ngavt.omskcity.com:82/cgibin/irbis64r_11/cgiirbis_64.exe?LNG=&C21COM=F&I21DBN=NGAVT&P21DBN=NGAVT

19

16. Селиванов П.П., Судовые электроэнергетические комплексы [Текст]: метод. указания и задания к выполнению контрольной работы / П.П. Селиванов, В.И. Клеутин. – Омск: ОИВТ, 2011. – 31с. Режим доступа: http://www.ngavt.omskcity.com:82/cgi-bin/irbis64r_11/cgiirbis_64.exe?LNG=&C21COM=F&I21DBN=NGAVT&P21DBN=NGAVT

17. Селиванов П.П. Электрооборудование и автоматика судов / Методические ука-зания / П. П. Селиванов. - Омск: ОИВТ (филиал) «НГАВТ» 2009. - 59 с. Режим доступа: http://www.ngavt.omskcity.com:82/cgibin/irbis64r_11/cgiirbis_64.exe?LNG=&C21COM=F&I21DBN=NGAVT&P21DBN=NGAVT

18. Соловьев Н. Н. Судовые электроэнергетические системы [Текст]: учебник / Н. Н. Соловьев. - М.: Транспорт, 1987. - 222 с.

19. Соловьев Н. Н. Судовые электроэнергетические системы [Текст]: Учебник для вузов / Н. Н. Соловьев, В. И. Самулеев. - М.: Транспорт, 1991. - 247, [1] с.

20. Справочник судового электротехника: Судовое электрооборудование [Текст]. В 3-х т. Т. 2. / Под ред. Г. И. Китаенко. - 2-e изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1980. - 624 с.

21. Судовые электроустановки и их автоматизация [Текст]: учебник для ин-тов вод. трансп. / К.Т. Витюк [и др.] // М. Транспорт, 1986 – 496с.

22. Шейнцев Е.А.. Электроэнергетические системы атомных судов. Издание второе переработанное и дополненное. СПб., издательство “Агентство ИГРЕК” 1993 г. 260 с.

23. Энергоснабжение стационарных и мобильных объектов [Текст]: учебное посо-бие. Ч. III / под ред. В. П. Горелова. - Новосибирск: НГАВТ, 2007. - 228 с.

24. Яковлев Г.С. Судовые электроэнергетические системы [Текст]: Учебник. - изд. 3-е, перераб. - Л. Судостроение, 1967. - 386 с.

25. Электричество [Текст]: ежемес. теортет. и науч.-практ. журнал. - М.: РАН (от-деление энергетики, машиностроения, механики и процессов управления), Российское научно-техническое общество энергетиков и электротехников (ПЦ МЭИ), 1880 - . - Выхо-дит ежемесячно. - ISSN 0013-5380

26. ЭЛЕКТРО: электротехника. Электроэнергетика. Электротехническая промыш-ленность [Текст]: производ.-тех. журнал. - М.: ОАО "Электрозавод", 2000 - . - Выходит раз в два месяца

27. Энергия (Energy): экономика. Техника. Экология [Текст]: ежемес. науч.-попул. и общств.-полит. илюстрир. журнал/ РАН, Объединенный ин-т высоких температур РАН. - М.: Наука, 1984 - . - Выходит ежемесячно

28. Энергосбережение [Текст]: специализированный журнал. - М.: Редакция жур-нала "Энергосбережение". - Выходит 8 раз в год. - ISSN 1609-7505

10.2. Перечень обучающих, контролирующих компьютерных программ 1. Библиотека учебных программ судового механика Unitest. 2. Специализированные программы, моделирующие работу СЭС. 3. MatCAD 7.0. 4. MS Office 2010.

11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Лекционные аудитории оборудованы видеопроекционным оборудованием для пре-

зентаций, средствами звуковоспроизведения, экраном. Лабораторный стенд судовой СЭЭС в ауд. 228

20