Главная
страница 1


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ (ИЭЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

Профиль подготовки: Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

И АВТОМАТИЗАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ"


Цикл:

математический

и естественно-научный




Часть цикла:

вариативная / по выбору




дисциплины по учебному плану:

ИЭЭ; Б2.9.3




Часов (всего) по учебному плану:

180




Трудоемкость в зачетных единицах:

5

6 семестр

Лекции, час

30

6 семестр

Практические занятия, час

15

6 семестр

Лабораторные работы

Учебным планом не предусмотрены

-

Расчетные задания, рефераты

Расчетные задания 36 часов самостоятельной подготовки

6 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего), час

135

6 семестр

Экзамены




6 семестр

Курсовые проекты (работы)

Учебным планом не предусмотрены

-



Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является формирование знаний в областях:

- анализа основных особенностей релейной защиты энергосистем с точки зрения надежности;

- разработки модели функционирования, позволяющей оценивать надежность устройств защиты, выполненных на различных элементных базах;

- частотных представлений сигналов измерительной информации релейной защиты.


По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

- анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по математическим методам в теории надежности релейной защиты и автоматики энергосистем (ПК-6, ПК-39);

- работать над проектами систем релейной защиты и автоматики электроэнергетических объектов и их компонентов (ПК-8);

- участвовать в исследовании объектов и систем релейной защиты и автоматики энергосистем (ПК-38, ПСК-9);

- участвовать в монтаже и наладке устройств релейной защиты и автоматики энергообъекта (ПСК-4, ПСК-11);

-участвовать в работах по модернизации устройств релейной защиты и автоматики энергообъекта (ПСК14).


Задачей дисциплины является изучение:

- роли случайности и неопределенности в работе релейной защиты энергосистем;

- основных показателей надежности и методов их вычислений;

- теории моделирования устройств релейной защиты и автоматики как восстанавливаемых и невосстанавливаемых технических объектов;

- классов задач автоматического управления, решение которых основано на спек-тральном представлении сигналов.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части математического и естественно-научного цикла Б.2 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» направления 140400 Электроэнергетика и электротехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Специальная математика».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», «Элементы автоматических устройств».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:


знать:

- прикладные методы теории вероятностей и математической статистики в задачах электроэнергетики (ПК-6, ПК-39);

- основные понятия теории надежности (ПК-6);

- свойства системы релейной защиты как объекта теории надежности (ПК-8);

- свойства математических моделей невосстанавливаемого и восстанавливаемого технических объектов как элементов устройств релейной защиты и автоматики (ПК-38);

- систему показателей надежности релейной защиты (ПСК-9);

- методы повышения надежности релейной защиты (ПК-38, ПСК-9);

- частотные представления сигналов измерительной информации релейной защиты (ПСК-9);


уметь:

- применять методы вычисления показателей надежности релейной защиты (ПК-6);

- анализировать численные значения показателей надежности релейной защиты в т.ч. – в системах с резервированием (ПК-8);

- устанавливать взаимосвязь математической модели устройства релейной защиты и анализируемой функции (ПК-38);


владеть:

- терминологией в области надежности систем энергетики (ПК-6, ПК-39);

- информацией о составе параметров надежности устройств релейной защиты и статистических данных о коротких замыканиях в электроэнергетической системе (ПК-8).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 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

Элементы теории верятностей и математической статистики в задачах электроэнерге-тики

36

6

8

4

-

24

Расчетное задание вероятностные характеристики КЗ, случайные функции.

2

Теория надежности релейной защиты

53

6

12

7

-

34

Расчетное задание – расчет показателей надежности технического объекта

3

Частотные представления сигналов измери-тельной информации релейной защиты

53

6

10

4

-

39

Расчетное занятие – расчеты соотношений между энергией сигнала и его спектральной плотностью.




Зачет

2

6

--

--

--

2

-




Экзамен

36

6

--

--

--

36

устный




Итого:

180




30

15




135




4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции
1. Элементы теории вероятностей и математической статистики

в задачах электроэнергетики
Прикладные методы теории вероятностей в задачах электроэнергетики. Обзор основных понятий теории вероятностей (случайные события, случайные величины). Системы случайных величин, их характеристики и применение в задачах автоматического управления энергосистемой. Корреляционный момент. Случайная функция времени (случайный процесс). Основные характеристики случайных функций. Примеры применения случайных функций в области релейной защиты и автоматизации энергосистем. Взаимная корреляционная и автокорреляционная функция. Свойства корреляционной функции. Экспериментальное определение характеристик случайных функций. Критерии оценки. Точечные оценки и их свойства. Оценка математического ожидания, дисперсии. Доверительный интервал, доверительная вероятность. Сумма случайных функций, задачи автоматического управления, описываемые суммой случайных функций. Комплексные случайные величины и функции, их характеристики.
2. Теория надежности релейной защиты
Элементы теории надежности. Система релейной защиты, как элемент теории надеж-ности. Основные понятия теории надежности. Классификация технических объектов как объектов оценки надежности. Общий подход к вероятностным оценкам надежности тех-нических объектов, понятие о системе показателей надежности многофункционального технического объекта, понятие о комплексном показателе надежности.

Элементы устройств релейной защиты и автоматики, описываемые моделью невос-станавливаемого технического объекта. Показатели надежности невосстанавливаемого технического объекта.

Математическая модель восстанавливаемого технического объекта с мгновенным восстановлением, ее применимость для анализа систем автоматического управления. Описание функционирования восстанавливаемых технических объектов с мгновенным восстановлением случайным потоком событий. Свойства случайного потока событий, стационарность, ординарность, последействие в потоке. Свойства простейшего потока, Пуассоновского потока, потока Эрланга и методика расчета показателей надежности технических объектов, описываемых этими потоками. Примеры устройств релейной защиты и автоматики, описываемые различными потоками.

Математическая модель технического объекта с конечным временем восстановления, основанная на базе теории случайных процессов. Марковский процесс, его свойства. Представление функционирования технического объекта Марковским процессом. Уравнения Колмогорова для объектов, описываемых Марковским процессом, их использование для расчета показателей надежности на примере устройств релейной защиты и автоматики. Анализ решения дифференциальных уравнений Колмогорова для процесса с двумя состояниями. Влияние периодических проверок работоспособности на решение дифференциальных уравнений Колмогорова, выбор оптимальной стратегии проверок. Точечные и средние показатели надежности восстанавливаемого технического объекта с конечным временем восстановления.

События, влияющие на надежность функционирования многофункционального тех-нического объекта на примере релейной защиты. Взаимосвязь математической модели устройства релейной защиты и анализируемой функции. Система показателей надежности релейной защиты: коэффициенты неготовности к срабатыванию и несрабатыванию, параметр потока ложных срабатываний. Подход к оценке комплексного показателя надежности релейной защиты.

Методы повышения надежности технического объекта. Структурное резервирование. Свойства структурного резервирования по логическим схемам И и ИЛИ. Мажоритарное резервирование, резервирование по алгоритму выборочной медианы. Методика расчета показателей надежности резервированных схем.


3. Частотные представления сигналов измерительной информации релейной защиты
Спектральное представление сигналов, классы задач автоматического управления, решение которых основано на спектральном представлении. Использование ряда Фурье для частотного представления сигналов, спектр периодического сигнала. Спектральное преобразование Фурье для непериодического сигнала, спектральная плотность непериодического сигнала. Учет ограниченности времени наблюдения сигнала в устройствах автоматического управления. Текущая спектральная плотность и ее свойства. Влияние ограниченности времени наблюдения сигнала на примере замера сопротивления петли короткого замыкания линии электропередачи. Основные свойства спектров. Соотношения характеристик сигналов во временной и частотной области. Энергия сигнала в частотной и временной области, их взаимосвязь. Эффективная длительность сигнала и эффективная ширина спектральной плотности, их взаимосвязь.
4.2.2. Практические занятия

6 семестр

1. Элементы теории вероятностей и математической статистики

в задачах электроэнергетики

Основные теоремы теории вероятностей.

Вероятностные характеристики тока короткого замыкания.

Зависимые, независимые случайные величины и случайные функции в энергосистеме.



2. Теория надежности релейной защиты

Надежность невосстанавливаемого технического объекта.

Надежность восстанавливаемого технического объекта с мгновенным временем восстановления, описываемого простейшим потоком.

Надежность восстанавливаемого технического объекта с мгновенным временем восстановления, описываемого пуассоновским потоком с переменным параметром.

Надежность восстанавливаемого технического объекта с мгновенным временем восстановления, описываемого потоком Эрланга.

Надежность восстанавливаемого технического объекта с конечным временем вос-становления.

Расчет показателей надежности резервированных технических объектов.

Расчет показателей надежности многофункциональных резервированных технических объектов на примере релейной защиты.



3. Частотные представления сигналов измерительной информации релейной защиты

Спектры периодических сигналов. Спектральная плотность.

Энергия сигнала в частотной и временной областях. Соотношение между энергией сигнала и его спектральной плотностью. Эффективная ширина спектральной плотности и длительности сигнала.

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.


4.4. Расчетные задания
1. Расчет вероятностных характеристик токов короткого замыкания, случайных функций.

2. Расчет показателей надежности технического объекта.

3. Расчет соотношений между энергией сигнала и его спектральной плотностью.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме диалога с аудиторией при активной работе студентов группы.

Практические занятия проводятся в форме диалога с аудиторией при активной работе студентов группы.

Самостоятельная работа включает подготовку к зачету, экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используется устный опрос.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется оценкой на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за экзамен.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей: Учебник. Изд. 9-е, испр. – М.: Издатель-ство ЛКИ, 2007. – 448 с. (Классический университетский учебник)

2. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов / Е.С. Вентцель. – 10-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2006. – 575 с.

3. Шалин А.И. Надежность и диагностика релейной защиты энергосистем: Учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – 384 с.



б) дополнительная литература:

«Надежность систем энергетики» (Сборник рекомендуемых терминов). – М.: ИАЦ «Энергия», 2007, 192 с.


7.2. Электронные образовательные ресурсы:

лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.pm298.ru; ru.wikipedia.org; mech.math.msu.su.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и профилю «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем».



ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., ст. преподаватель Русакова Л.В.




"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Релейной защиты и автоматизации энергосистем



д.т.н., профессор, член-корр. РАН Дьяков А.Ф.



Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины "математические задачи релейной защиты и автоматизации энергосистем"
133.2kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины
152.79kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «Расчеты релейной защиты электроэнергетических систем» Цикл
162.97kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «Право собственности и способы его защиты»
604.59kb.
3 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «Судебная психиатрия» «Forensic psychiatry»
323.31kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины земельное право
216.79kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины дпп. Ф. 03 История отечественной литературы Томск 2011 Цели и задачи дисциплины
322.7kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «Исполнительное производство»
473.69kb.
4 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «Право на недвижимость
383.1kb.
2 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «Договорное право»
201.58kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «Международное частное право» «International Private Law»
761.58kb.
4 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины деловой этикет business Etiquette
276.36kb.
1 стр.