МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Омский институт водного транспорта (филиал) ФБОУ ВПО
«Новосибирская государственная академия водного транспорта»
-
Кафедра
|
Электротехники и электрооборудования
|
|
(наименование кафедры полностью)
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине
ДС.Ф.10. Энергосбережение в автоматизированных технологических комплексах
|
(шифр и наименование дисциплины)
|
|
|
Направление
|
140600 "Электротехника, электромеханика и электротехнологии"
|
(код ОКСО и наименование направления)
|
Специальность
|
140604 "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов"
|
(наименование специальности)
|
Форма обучения
|
|
очная/заочная
|
Курс
|
5/6
|
Семестр(ы) / курс(ы) для ЗО
|
9/6
|
ОМСК 2012 г.
Рабочая программа:
Составлена
|
доцентом
|
кафедры
|
Электротехники и электрооборудования
|
|
(должность)
|
|
(сокращенное наименование кафедры)
|
к.т.н.
|
|
Хацевским Константином Владимировичем
|
(ученая степень)
|
|
(Ф.И.О. полностью)
|
|
|
К. В. Хацевский
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
|
|
число
|
|
месяц
|
год
|
|
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры
|
|
Электротехники и электрооборудования
|
(наименование кафедры полностью)
|
от
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
Протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Зав. кафедрой
|
ЭТ и ЭО
|
|
|
|
|
|
(наименование кафедры сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
Представители УМС филиала, по анализу рабочей программы:
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
Утверждена решением учебно-методического совета (УМС) филиала от
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Председатель УМС филиала
|
|
|
|
В.А. Глушец
|
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
-
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Энергосбережение в автоматизированных технологических комплексах» является дисциплиной специализации для обучающихся по специальности 140604 "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов".
Основные теоретические курсы, на которых базируется дисциплина:
теоретические основы электротехники;
теория электропривода;
судовые автоматизированные электроэнергетические системы;
электроснабжение стационарных и мобильных объектов;
электрооборудование и автоматика береговых объектов и др.
Цель: изучение современных направлений: энергосберегающих технологий, оптимизации режимов энергопотребления, и их использование на судах и береговых сооружениях.
Задачи:
изучение нормативной базы по направлению – энергосбережение;
изучение перспективных направлений развития энергосберегающих технологий;
изучения современных направлений эффективного использования электроэнергии в электромеханических преобразователях;
изучение путей повышения эффективности использования электроэнергии в электроэнергетических системах.
-
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
После изучения дисциплины обучаемый должен знать:
нормативную базу по направлению энергосбережение;
направления и перспективы развития энергосберегающих технологий;
принципы разработки организационно технических мероприятий по энергосбережению и проведение энергоаудита;
влияние показателей качества электроэнергии на электропотребление;
теоретические основы и прикладные методы определения оптимальных режимов работы, обеспечивающих энергосбережение в электроприводе и электроэнергетических системах.
уметь:
обеспечивать эффективную работу береговых и судовых электроэнергетических систем, систем электроснабжения промышленных установок и технологических комплексов;
ставить и решать проблемно-ориентированные задачи оптимизации электропотребления на судах и береговых сооружениях;
проводить энергетический, технико-экономический, анализ функционирования систем электроснабжения;
проводить экспериментальные исследования и анализировать их результаты с целью обобщения, обоснования и выработки рекомендаций по энергосбережению, используя теорию планирования эксперимента и методы автоматизации научных исследований.
иметь практические навыки: по определению и контролю норм энергопотребления, осуществлять функции консультанта по вопросам энергосбережения и внедрению нового энергосберегающего электрооборудования.
-
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Таблица 1
Вид учебной работы
|
Трудоемкость, час.
|
Очное обучение (О)
|
Заочное обучение (З)
|
Всего часов
|
9 семестр
|
Всего часов
|
6 курс
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
34
|
34
|
34
|
34
|
Аудиторные занятия
|
32
|
32
|
10
|
10
|
Лекции
|
16
|
16
|
6
|
6
|
Практические занятия (ПЗ)
|
16
|
16
|
4
|
4
|
Иные виды аудиторных занятий
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Самостоятельная работа (СР)
|
2
|
2
|
24
|
24
|
Изучение литературы теоретического курса
|
2
|
2
|
14
|
14
|
Расчетно-графические (контрольные) работы
|
–
|
–
|
6
|
6
|
Иные виды самостоятельной работы
|
–
|
–
|
4
|
4
|
Вид итогового контроля
|
зачёт
|
зачёт
|
зачёт
|
зачёт
|
-
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
-
Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 2
Разделы и темы дисциплины
|
Трудоемкость, час.
|
Лекции
|
ПЗ
|
СР
|
О
|
З
|
О
|
З
|
О
|
З
|
Раздел 1. Общие сведения об энергосбережении
|
Тема 1.1. Основные термины и определения
|
2
|
1
|
–
|
–
|
–
|
2
|
Тема 1.2. Энергосберегающие организационно-технические мероприятия
|
2
|
–
|
–
|
–
|
–
|
3
|
Раздел 2. Эффективное использование электроэнергии в электромеханических преобразователях
|
Тема 2.1 Регулируемый электропривод как средство энергосбережения
|
2
|
1
|
4
|
–
|
–
|
3
|
Тема 2.2. Эффективное использование электроприводов переменного тока
|
2
|
1
|
4
|
1
|
–
|
3
|
Тема 2.3. Эффективное использование электроприводов постоянного тока
|
2
|
1
|
4
|
1
|
–
|
3
|
Разделы и темы дисциплины
|
Трудоемкость, час.
|
Лекции
|
ПЗ
|
СР
|
О
|
З
|
О
|
З
|
О
|
З
|
Раздел 3. Повышение эффективности использования электроэнергии в электроэнергетических системах
|
Тема 3.1. Компенсация реактивной мощности в электроэнергетических системах и технологических комплексах
|
2
|
1
|
4
|
1
|
1
|
4
|
Тема 3.2. Эффективность использования электроэнергии за счет обеспечения ее качества и надежности систем электроснабжения
|
2
|
1
|
–
|
1
|
1
|
4
|
Тема 3.4. Сокращение потерь электроэнергии на преобразовательных подстанциях
|
2
|
–
|
–
|
–
|
–
|
2
|
ИТОГО:
|
16
|
6
|
16
|
4
|
2
|
24
|
-
Содержание разделов дисциплины
-
Общие сведения об энергосбережении.
Основные термины и определения.
Основные термины и определения. Нормативная база по направлению – энергосбережение.
Энергосберегающие организационно-технические мероприятия.
Основы проведения энергоаудита и энергетических обследований. Планирование и проведение организационно-технических мероприятий направленных на повышение эффективности использования электроэнергии в береговых и судовых электроэнергетических системах, промышленных установках и технологических комплексах.
-
Эффективное использование электроэнергии в электромеханических преобразователях.
Регулируемый электропривод как средство энергосбережения.
Энергетический канал электропривода. Режимы преобразования энергии Типовые характеристики энергетической эффективности элементов силового канала. Энергетические показатели электроприводов в типовых установившихся и переходных режимах. Экономия электроэнергии в насосных установках.
Эффективное использование электроприводов переменного тока.
Оптимизация частотно-управляемых асинхронных электроприводов. Оптимизация асинхронных электроприводов при постоянной частоте тока статора. Асинхронный электропривод с реализацией энергии скольжения.
Эффективное использование электроприводов постоянного тока.
Оптимизация электроприводов постоянного тока. Схема электропривода, обеспечивающая равенство переменных потерь и потерь на возбуждение. Система регулирования с вычислением оптимального тока возбуждения. Система с минимизацией потерь при однозначной зависимости момента от частоты вращения.
-
Повышение эффективности использования электроэнергии в электроэнергетических системах.
Компенсация реактивной мощности в электроэнергетических системах и технологических комплексах.
Влияние реактивной мощности на потери электроэнергии в электрических сетях. Расчет компенсирующей способности синхронного двигателя (СД). Управление возбуждением СД. Системы автоматического регулирования возбуждением СД. Компенсация реактивной мощности с использованием статических конденсаторных батарей (СКБ). Преимущества СКБ перед СД. Критерий использования СКБ. Расчет мощности и выбор СКБ, экономическое обоснование выбора. Микропроцессорные системы управления мощностью СКБ.
Эффективность использования электроэнергии за счет обеспечения ее качества и надежности систем электроснабжения.
Потери электроэнергии от кондуктивных электромагнитных помех. Пути обеспечения электромагнитной совместимости технических средств. Влияние работы управляемого тиристорного электропривода на качество электроэнергии. Несинусоидальность напряжения и её влияние на работу СКБ.
Сокращение потерь электроэнергии на преобразовательных подстанциях.
Стратегия сокращения потерь, регулирование напряжения, деление мощности, повышение числа фаз схемы управления. Критерий использования силовых фильтров. Компенсация реактивной мощности управляемого электропривода.
-
Практические занятия (семинары)
Таблица 3
№ п.п.
|
Разделы и темы дисциплины
|
Наименование практических занятий
|
Раздел 2. Эффективное использование электроэнергии в электромеханических преобразователях
|
1
|
Тема 2.1 Регулируемый электропривод как средство энергосбережения
|
Проверка соответствия мощности двигателя и нагрузки (2 часа)
|
2
|
Тема 2.2. Эффективное использование электроприводов переменного тока
|
Расчет потерь и построение энергетической диаграммы электропривода переменного тока (2 часа)
|
3
|
Тема 2.3. Эффективное использование электроприводов постоянного тока
|
Расчет потерь и построение энергетической диаграммы электропривода постоянного тока (2 часа)
|
Раздел 3. Электрическое хозяйство и электрические нагрузки
|
4
|
Тема 3.1. Компенсация реактивной мощности в электроэнергетических системах и технологических комплексах
|
Определение реактивной мощности конденсаторных батарей (4 часа)
|
5
|
Тема 3.1. Компенсация реактивной мощности в электроэнергетических системах и технологических комплексах
|
Распределение реактивной мощности конденсаторных батарей в сети до 1 кВ (2 часа)
|
6
|
Тема 3.1. Компенсация реактивной мощности в электроэнергетических системах и технологических комплексах
|
Распределение реактивной мощности конденсаторных батарей в сети выше 1 кВ (4 часа)
|
Не предусмотрено учебным планом.
-
Иные виды аудиторных занятий
Не предусмотрено учебным планом.
Не предусмотрено учебным планом.
-
Расчетно-графические, контрольные работы и рефераты
Студенты заочной формы обучения выполняют контрольную работу. Контрольная работа содержит расчеты по следующим разделам.
Таблица 4
№ п.п.
|
Разделы и темы дисциплины
|
Наименование РГР, КР или реферата
|
Раздел 2. Эффективное использование электроэнергии в электромеханических преобразователях
|
1
|
Тема 2.1 Регулируемый электропривод как средство энергосбережения
|
Проверка соответствия двигателя и нагрузки
|
2
|
Тема 2.2. Эффективное использование электроприводов переменного тока
|
Энергетические модели электродвигателей
|
3
|
Экономия энергии при замене малозагруженных электродвигателей
|
-
Иные виды самостоятельной работы
Таблица 5
№
|
Вид СРС
|
Форма
отчетности
|
Вид контроля
|
Объем в часах
|
2
|
Подготовка к зачету
|
-
|
Зачет
|
4
|
Всего:
|
4
|
-
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Гужов, Н. П. Системы электроснабжения: учеб. - Новосибирск: НГТУ, 2008. -258 с.
Энергоснабжение стационарных и мобильных объектов [Текст] : учеб. пособие. Ч. II / под ред. В. П. Горелова. - Новосибирск : НГАВТ, 2007. - 348 с.
Энергоснабжение стационарных и мобильных объектов [Текст] : учеб. пособие. Ч. III / под ред. В. П. Горелова. - Новосибирск : НГАВТ, 2007. - 228 с.
Куликов, Ю. А. Переходные процессы в электрических системах: учеб. пособие. -Новосибирск: НГТУ, 2008. -284 с.
-
Дополнительная литература
Алаев, Е. Г. Энергосбережение на судах и в береговых сооружениях. Современный автоматизированный привод [Текст] : метод. указания к контрол. работам / Е. Г. Алаев, Е. В. Микитина. - Новосибирск : НГАВТ, 2011. - 24 с.
Браславский, И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод [Текст] : учеб. пособие / И. Я. Браславский, З. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков. - М. : Академия, 2004. - 249 с.
ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]. введен 1997-07-01 - М.: Госстандарт, 1998.
Зенков, Д.Ф. Характеристики электропривода [Текст] / Д.Ф. Зенков, А.А. Сидоренко, В.Х. Слободской: учеб. пособие – Омск: Омск. фил. Новосиб. гос. акад. водн. трансп., 2004. – 119 с.
Правила устройств электроустановок [Текст]: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 13.04.01: ввод в действие с 01.11.01. - М.: Изд-во ДЕАН, 2001. - 928с.
РД 34.03.100-94. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передачи и распределении [Текст] - М.: СПО ОГРЕС, 1994. - 44 с.
РД 153-34.0-15.501-01. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]. – М.: Энергия, 2001. – 190 с.
Сальников, В.Г. Экономия электроэнергии в промышленности [Текст] – Алма-Ата: Казахстан, 1984 – 124 с.
Сальников, В.Г. Эффективные системы электроснабжения предприятий цветной металлургии [Текст]/ В.Г. Сальников, В.В. Шевченко - М.: Металлургия, 1986. - 320 с.
-
Средства обеспечения освоения дисциплины
В лаборатории 228 установлены лабораторные стенды, а в лаборатории вычислительной техники установлены обучающие программы, которые позволяют проводить лабораторные работы и практические занятия, выполнять студентам самостоятельную работу. Также установлены программные средства промежуточного контроля остаточных знаний по дисциплине. Имеются в наличии демонстрационные плакаты. На библиотечном сайте и на кафедре имеются электронные версии учебно-методического обеспечения в соответствии с пунктом 5.1.1.
-
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
Четыре лабораторных стенда НТЦ-06 (в ауд. 223). Лаборатория вычислительной техники (в ауд. 232).
-
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Практические занятия по темам указанным в таблице 3, проводятся по мере освоения студентами лекционного курса с целью углубления и конкретизации знаний, полученных в ходе слушания лекций и подготовке к выполнению курсовой работы.
Учебно-методическое обеспечения для проведения практических занятий указано в таблице 6, а для лабораторных занятий в таблице 8.
Самостоятельная работа студентов заочников обеспечивается соответствующей литературой [1-6, 7-9, 13].
-
ФОРМА КОНТРОЛЯ
Форма контроля – зачет, при условии сдачи контрольной работы.
Формы промежуточного контроля усвоения дисциплины и остаточных знаний – тест.
|
