МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА высшего профессионального образования

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Иркутский государственный университет путей сообщения »
Забайкальский институт железнодорожного транспорта
- филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
_С3.В.2 «Режимы работы систем тягового электроснабжения»____
Направление подготовки __190901 СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ__
Профиль специализации ___________1. Электроснабжение железных дорог________
Квалификация (степень) выпускника _________ специалист______________________
Нормативный срок обучения __________5 лет__________________________________
Форма обучения ___________очная_____________________________________
Факультет / институт _______________НТС_____________________________________
Кафедра ______________Электроснабжение____________
Чита
2012г.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями освоения учебной дисциплины «Режимы работы систем тягового электроснабжения» является формирование у специалистов
знаний и умений использовать современные методы анализа, расчета режимов работы систем электроснабжения.
Задачи дисциплины - дисциплины заключаются в освоении студентом основных проблем, связанных с особенностями режима работы
современных систем электроснабжения электрических железных дорог. К формированию правильного понимания режима работы схем систем
тягового электроснабжения, режимов их работ, оценивать показатели качества электроэнергии, передать знания о методах расчёта систем
электроснабжения.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина входит в базовую часть цикла.
Дисциплине предшествует следующие дисциплины дисциплина: «Математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники».
Дисциплина является предшествующей для изучения следующих дисциплин - нет
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Код компетенции
ПСК-1.2
ПСК-1.3
ПСК-1.5
Название компетенции
умением применять методы математического и компьютерного моделирования для исследования систем и
устройств электроснабжения железнодорожного транспорта; владением технологией компьютерного
проектирования и моделирования систем и устройств электроснабжения с применением пакетов прикладных
программ
владением методологией расчетов основных параметров системы тягового электроснабжения, выбора мест
расположения тяговых подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения в зависимости от
размеров движения и иных существенных условий, в том числе при организации тяжеловесного, скоростного
и высокоскоростного движения поездов
владением методами оценки и выбора рациональных технологических режимов работы устройств
электроснабжения; навыками эксплуатации, технического обслуживания и ремонта устройств
электроснабжения; навыками организации и производства строительно-монтажных работ в системе
электроснабжения железных дорог и метрополитенов; владением методами технико-экономического анализа
деятельности хозяйства электроснабжения
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
– методы анализа работы систем электроснабжения;
– порядок расчета основных параметров режима систем тягового электроснабжения;
уметь:
– выполнять расчеты нормальных, аварийных и вынужденных режимов работы систем электроснабжения
владеть:
– навыками анализа работы систем электроснабжения электрических железных дорог на основе вычислительной техники.
4. ТРУДОЕМКОСТЬ И СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет ____5____ зачетных единиц, ___180 _часов.
Распределение трудоемкости дисциплины по видам аудиторных занятий и самостоятельной работы студентов
Виды аудиторной занятий и самостоятельной работы студента
Трудоемкость
в часах
Аудиторные занятия, в т.ч.
72
лекции
36
практические (семинарские) занятия
18
лабораторные занятия
18
Самостоятельная работа студента, в т.ч.
108
подготовка к практическим занятиям
18
подготовка к семинарским занятиям
-
подготовка к лабораторным занятиям
18
проработка лекционного материала
-
изучение теоретического материала, выносимого на самостоятельную работу
-
выполнение расчетно-графических работ
-
выполнение домашних заданий
-
выполнение курсового проекта (работы)
подготовка к текущему контролю
52
-
подготовка к промежуточной аттестации - экзамен
подготовка к промежуточной аттестации - зачет
Итого
20
180
5. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Распределение трудоемкости дисциплины по разделам и видам аудиторных занятий, формы текущего контроля
1
2
8 семестр
18 недель
2 ч Л + 1 ч ЛР +
+ 1ч ПЗ
Экзамен
3
1. Системы электроснабжения железных дорог и метрополитенов
Системы электроснабжения повышенного напряжения, трехпроводные
системы.
2. Режимы работы и методы расчёта систем электроснабжения, влияние
системы питания тяговой сети на токи короткого замыкания и уставки
фидеров.
2.1. Аналитические методы расчета режимов работы системы тягового
электроснабжения.
2.2. Расчеты мгновенных схем в электротяговых сетях постоянного и
переменного тока.
2.3. Принципы расчета электротяговых сетей по графику движения.
2.4 Уравнительные токи при двухстороннем питании тяговой сети
постоянного и переменного тока.
2.5. Напряжение на шинах тяговых подстанций.
2.6. Потери мощности в электротяговых сетях постоянного и переменного
тока.
2.7. Защита от токов короткого замыкания в тяговой сети.
2.8. Зависимость времени хода поезда от уровня напряжения на
токоприемнике локомотива.
2.9. Напряжение в тяговой сети постоянного тока в режимах тяги и
рекуперативного торможения.
2.10. Напряжение в тяговой сети переменного тока в режимах тяги и
рекуперативного торможения.
3. Способы повышения качества электрической энергии.
3.1. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников и
электрических аппаратов. Показатели качества электроэнергии.
ПСК-1.1;
4
4
14
4
8
4
Всего часов
студентов
Самостоятельная работа
Лабораторные занятия
Практические/
аттестации
Наименование раздела (дидактической единицы) дисциплины
дисциплины
(в часах)
семинарские занятия
Форма
промежуточной
Номер
раздела
Лекции
Номер семестра.
Код компетенции
дисциплины по разделам и видам
учебной нагрузки
Формы текущего контроля
Распределение трудоемкости
25
33
Т
10
20
48
Т
8
25
45
Т
ПСК-1.3;
ПСК-1.5
ПСК-1.1;
ПСК-1.3;
ПСК-1.5
ПСК-1.1;
ПСК-1.3;
4
5
3.2. Способы обеспечения качества электроэнергии. Регулирование уровня
напряжения. УПК и ФКУ.
3.3. Статические компенсаторы, активные фильтры.
4. Методы расчёта системы тягового электроснабжения с учётом
неравномерности движения.
4.1. Закон распределения нагрузки элементов системы тягового
электроснабжения.
4.2. Закон распределения числа поездов в рассматриваемой зоне.
4.3. Определение нагрузки тяговых подстанций на основе заданных
законов распределения числа поездов.
5. Влияние блуждающих токов на подземные сооружения.
5.1. Способы уменьшения блуждающих токов.
5.2. Основные меры по защите подземных сооружений.
Итого часов за 8 семестр
ПСК-1.5
6
4
25
35
Т
4
2
13
19
Т
36
18
108
180
ПСК-1.1;
ПСК-1.3;
ПСК-1.5
ПСК-1.1;
ПСК-1.3;
ПСК-1.5
18
5.2. Лекции
№
занят
ия
1
Номер
раздела
дисцип
лины
1
2
2
3
3
Содержание лекции (перечень раскрываемых вопросов)
Системы электроснабжения железных дорог и метрополитенов.
Основные понятия, термины и определения. Системы электрической тяги и схемы электроснабжения. Преимущества и
недостатки электрической тяги. Элементы тяговой системы электроснабжения. Характеристика передачи
электрической энергии постоянным и переменным током.
Режимы работы и методы расчёта систем электроснабжения, влияние системы питания тяговой сети на токи короткого
замыкания и уставки фидеров. Аналитические методы расчета режимов работы системы тягового электроснабжения.
Расчеты мгновенных схем в электротяговых сетях постоянного и переменного тока. Принципы расчета
электротяговых сетей по графику движения. Уравнительные токи при двухстороннем питании тяговой сети
постоянного и переменного тока. Напряжение на шинах тяговых подстанций. Потери мощности в электротяговых
сетях постоянного и переменного тока. Защита от токов короткого замыкания в тяговой сети. Зависимость времени
хода поезда от уровня напряжения на токоприемнике локомотива. Напряжение в тяговой сети постоянного тока в
режимах тяги и рекуперативного торможения. Напряжение в тяговой сети переменного тока в режимах тяги и
рекуперативного торможения.
Способы повышения качества электрической энергии. Влияние качества электроэнергии на работу
электроприемников и электрических аппаратов. Показатели качества электроэнергии. Способы обеспечения качества
электроэнергии. Регулирование уровня напряжения. УПК и ФКУ. Статические компенсаторы, активные фильтры.
Методы
обучения
Объяснительноиллюстративный,
проблемного
изложения
Учебнометодическое и
информационное
обеспечение
дисциплины
1.1; 1.2; 2.3; 2.4
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.9
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.5; 2.8
4
4
5
5
Методы расчёта системы тягового электроснабжения с учётом неравномерности движения.
Закон распределения нагрузки элементов системы тягового электроснабжения.
Закон распределения числа поездов в рассматриваемой зоне.
Определение нагрузки тяговых подстанций на основе заданных законов распределения числа поездов.
Влияние блуждающих токов на подземные сооружения.
Способы уменьшения блуждающих токов. Основные меры по защите подземных сооружений.
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.6
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.6
5.3. Практические (семинарские) занятия
№
занятия
Номер
раздела
дисциплины
Тема практического (семинарского) занятия.
Содержание занятия
Методы
обучения
Учебнометодическое и
информационное
обеспечение
дисциплины
8 семестр
1
1;2
Определение расхода электроэнергии методом пропорционального деления отрезка
2
1;2
Поверка проводов контактной сети на нагрев методом непрерывного исследования графика движения
3
3
Расчет параметров установки параллельной компенсации реактивной мощности тяговой подстанции
4
3
Расчет параметров установки продольной емкостной компенсации на тяговой подстанции
5
3
Расчет несимметри тока и напряжения одной тяговой подстанции.
6
3
Расчет несимметрии тока и напряжения для группы из трех тяговых подстанций
Практикооперационный – решение
задач,
исследовател
ьский и
частично
поисковый
1.1; 1.2; 1.3; 2.3;
2.4; 2.8
1.1; 1.2; 2.3; 2.4
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.9
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.5; 2.8
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.5; 2.8
1.1; 1.2; 2.3; 2.4;
2.6
5.4. Лабораторные занятия
№
занятия
Номер
раздела
дисциплины
1
2
Исследование схем участков с повышенными уравнительными токами в тяговой сети
2
2
Исследование влияния графиков движения на показатели работы системы тягового электроснабжения
3
2
Исследование влияния режима работы электровоза на напряжение тяговой сети (постоянного тока).
4
5
3
3
6
2
Исследования влияния установки поперечной компенсации на напряжение тяговой сети.
Исследования влияния установки продольной компенсации на напряжение тяговой сети.
Исследование изменений параметров системы тягового электроснабжения на токи короткого
замыкания в тяговой сети.
Наименование лабораторной работы
Содержание занятия
Методы
обучения
Практикооперационн
ые –
выполнение
чертежей,
исследовате
льский и
частично
поисковый
Учебно-методическое и
информационное
обеспечение
дисциплины
1.1; 1.2; 1.3; 2.3; 2.4; 2.7
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.7
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.7
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.9
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.7
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.7
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ (СРС)
6.1. Курсовой проект (работа)
Название курсового проекта: «Определение параметров режимов работы участка электрифицируемой железной дороги»
Учебно-методическое и информационное обеспечение курсового проекта: Целью курсового проекта является обучение студента
использованию теоретического материала курса для проведения практических расчётов режимов работы системы электроснабжения
электрифицированных железных дорог. Курсовой проект выполняется на основе персональных заданий каждому студенту.
№
п/п
1
1
Вида самостоятельной работы
Кол-во часов
Форма отчетности
2
Для участка магистральной дороги, электрифицируемой на однофазном токе
промышленной частоты:
1.1. Определить мощность тяговых подстанций и количество тяговых
трансформаторов;
1.2. Определить экономическое сечение проводов контактной сети;
3
8
4
Часть ПЗ, лист чертежа
9
Часть ПЗ
5
Часть ПЗ
1.3. Произвести проверку выбранного сечения проводов контактной сети по
4
Часть ПЗ, лист чертежа
нагреву;
2
3
1.4. Рассчитать годовые потери энергии в контактной сети;
6
Часть ПЗ
1.5. Проверить выбранные параметры тяговой системы электроснабжения по
пропускной способности;
7
Часть ПЗ, лист чертежа
1.6. Произвести расчет токов короткого замыкания;
2
Часть ПЗ, лист чертежа
1.7. Выполнить экономические расчеты и выбор оптимального размещения
тяговых подстанций.
3
Часть ПЗ
Выполнение индивидуального задания учебно-исследовательского характера
(по заданию кафедры).
Оформление пояснительной записки
Итого за семестр
-
Часть ПЗ
5
52
6.2. Другие виды СРС, предусмотренные рабочей программой
Сроки выполнения
Номер
раздела
дисциплины
№
СРС
Трудоемкость
Виды и наименования СРС
Источник задания
Выдача
СРС,
Сдача
СРС,
неделя
неделя
4
2
3
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.5; 2.8
6
4
5
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.5; 2.8
7
6
8
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.9
7
9
11
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.5; 2.8
6
12
14
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.5; 2.8
6
15
16
1.1; 1.2; 2.3; 2.4; 2.7
СРС в часах
на СРС
8 семестр
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
Определение расхода электроэнергии методом пропорционального деления
отрезка
Поверка проводов контактной сети на нагрев методом непрерывного
исследования графика движения
Расчет параметров установки параллельной компенсации реактивной мощности
тяговой подстанции
Расчет параметров установки продольной емкостной компенсации на тяговой
подстанции
Расчет несимметри тока и напряжения одной тяговой подстанции.
Расчет несимметрии тока и напряжения для группы из трех тяговых
подстанций
Итого часов на СРС в 8 семестре
36
Перечень тем рефератов
Не предусмотрены
7. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для организации межсессионного и итогового контроля знаний предусмотрено тестирование:
- текущих знаний (каждая четвёртая неделя);
- итоговое за семестр;
- остаточных знаний.
Фонды оценочных средств, включающие тесты и методы контроля, позволяющие оценить результаты обучения по
данной дисциплине, включены в состав УМКД.
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
№
Наименование учебника (учебного пособия)
Авторы
Издательство
Год издания
Объем в стр.
1.1
Электроснабжение электрифицированных железных дорог
Марквардт К.Г.
Транспорт
1982
524
1.2
Справочник по электроснабжению железных дорог Т.1,2
Под ред . Марквардта К.Г.
Транспорт
1980
256
1.3
Система тягового электроснабжения 225 кВ
Бородулин Б. М., Векслер М.И., Марский
В.Е., Павлов И.В.
Транспорт
1989
247
Дополнительная литература
№
Наименование учебника (учебного пособия)
Авторы
2.1
Под. ред. Г.Г. Марквардта
2.2
Вычислительная и микропроцессорная техника в устройствах электрических
железных дорог
Электроснабжение электрифицированных железных дорог
2.3
Издательство
Год издания
Объем в стр.
Транспорт
1989
287
Мамошин Р.Р., Зимакова А.Н.
Транспорт
1980
296
Электроснабжение железных дорог: Конспект лекций. Часть 1.
Маслов Г. П., Магай Г. С., Сидоров О. А.
ОмГУПС
2006
48
2.4
Электроснабжение железных дорог: Конспект лекций. Часть 2.
Маслов Г. П.,. Магай Г. С, Сидоров О. А.
ОмГУПС
2007
58
2.5
Электроснабжение железных дорог: Конспект лекций. Часть 3.
Маслов Г. П., Магай Г. С., Сидоров О. А.
ОмГУПС
2008
46
2.6
2.7
2.8
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине
«Электроснабжение железных дорог». Лабораторные работы № 1-3.
Способы преобразования числа фаз на электрических железных дорогах
переменного тока. Учебное пособие
Яковлев Д.А., Раевский Н.В.
ЗабИЖТ
2008
31
Шалимов М. Г., Магай Г. С., Комякова Т.
В.
ОмГУПС
2003
67
Современное
состояние
и
пути
совершенствования
электроснабжения электрических железных дорог
Шалимов М.Г., Маслов Г.П., Магай Г.С.
ОмГУПС
2002
49
систем
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
№
3.1
Наименование программного обеспечения. Адрес сайта
Комплекс программ для расчётов систем тягового электроснабжения разработанного ВНИИЖТ (КОРТЭС).
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Презентационная техника: проектор, экран, компьютеры. Плакаты, стенды, раздаточный материал.
Программа по учебной дисциплине ««Режимы работы систем тягового электроснабжения»»
составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по специальности 190901 «Системы
обеспечения движения поездов»
Специализация: 1 – Электроснабжение железных дорог.
Рабочую программу составили:
Яковлев Д.А., к.т.н., доцент
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
в рабочей программе учебной дисциплины ««Режимы работы систем тягового
электроснабжения»
Часть текста, подлежащая
изменению в документе
№
№
раздела
№
пункта
№
подпункта
Общее количество
страниц
до
внесения
изменений
после
внесения
изменений
Основание для
внесения изменения,
документ
Подпись
отв. исп.
Дата