Mandatory discipline
Навчальна дисципліна загальної підготовки
Безпека електротехнічних та електромеханічних систем
Обсяг освітнього компонента:
• у кредитах ЄКТС — 3.0; • у навчальних годинах — 90.
Розподіл навчальних годин (аудиторні заняття / самостійна робота):
• очна форма — 30 / 60; • заочна форма — 6 / 84.
Кількість аудиторних занять за видами (лекції / практичні заняття / лабораторні заняття):
• очна форма — 8 / 7 / 0; • заочна форма — 2 / 1 / 0.
Індивідуальна робота:
• очна форма — розрахунково-графічна робота; • заочна форма — розрахунково-графічна робота, контрольна робота.
Семестровий контроль:
Test.
Освітню компоненту забезпечує:
Анотація:
Мета вивчення дисципліни:
придбання здобувачами знань методів дослідження безпеки електротехнічних та електромеханічних систем, математичного апарату аналізу надійності і ризику, заходів та методів забезпечення надійності і безпеки електричних систем, оволодіння навичками динамічного моделювання надійності та управління кібер-фізичними ризиками в умовах інтелектуальних мереж (Smart Grid), формування здатності здійснювати перехід від статичної оцінки надійності до динамічної оцінки кібер-фізичної резилієнтності системи в цілому.
Практичне значення та використання отриманих знань:
навчальна дисципліна надає здобувачам знання, які мають критичне практичне значення для підвищення надійності та безпеки експлуатації електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного обладнання та дозволяють фахівцям працювати з сучасними інноваційними проектами в таких напрямках:
- кількісне управління ризиками та збитками;
- предиктивне обслуговування (PdM) та динамічне прогнозування;
- застосування цифрових двійників (Grid Twin) та оптимізація;
- кібер-фізична безпека та резилієнтність.
Оволодіння цими знаннями дозволяє студентам окреслювати план заходів з підвищення надійності, безпеки експлуатації та продовження ресурсу електроенергетичного та електромеханічного обладнання, а також виявляти основні чинники та технічні проблеми, що можуть заважати впровадженню сучасних методів керування системами.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. " Визначення небезпеки. Основні положення теорії ризику".
Лекція 2. " Елементи теорії ймовірностей".
Лекція 3. " Випадкові величини та закони їх розподілу".
Лекція 4. " Основні поняття та характеристики надійності".
Лекція 5. " Закони розподілу випадкових величин у завданнях надійності електротехнічних та електромеханічних систем.".
Лекція 6. " Концепція предиктивного обслуговування (PdM) та прогнозуванням залишкового ресурсу (RUL)."
Лекція 7. " Метод розрахунку показників надійності з використанням моделей випадкових процесів та динамічне моделювання "
Лекція 8. " Кібер-фізична безпека, штучний інтелект та динамічне управління ".
Практичні заняття
Практичне заняття № 1. Кількісна оцінка ступеня ризику реалізації негативної дії небезпеки.
Мета заняття: навчитися давати кількісну оцінку ризику, оцінювати збиток, застосовувати гранично допустимі значення електричної дії.
Практичне заняття № 2. Елементи теорії ймовірностей.
Мета заняття: застосовувати теореми ймовірності для аналізу інженерних систем, зокрема електротехнічних схем, при оцінюванні надійності, безвідмовності та ризику відмов; розвинути навички побудови ймовірнісних моделей, використовуючи правила додавання, множення, умовної ймовірності та формулу повної ймовірності.
Практичне заняття № 3. Випадкові величини та закони їх розподілу.
Мета заняття: формування у здобувачів освіти навичок побудови та аналізу емпіричних розподілів випадкових величин, опанування основних характеристик розподілу.
Практичне заняття № 4. Характеристики надійності.
Мета заняття оволодіння навичками визначення показників надійності системи електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного обладнання.
Практичне заняття № 5. Закони розподілу випадкових величин
Мета заняття: сформувати навички використання нормального закону розподілу для моделювання поступових відмов та розрахунку параметрів, критичних для предиктивного обслуговування (PdM).
Практичне заняття № 6. Метод розрахунку показників надійності з використанням моделей випадкових процесів
Мета заняття: сформувати навички аналітичного дослідження складних електротехнічних і електромеханічних систем при їх ремонтуванні та резервуванні.
Практичне заняття № 7. Методи розрахунку показників надійності електротехнічних та електромеханічних систем за середніми значеннями ймовірностей стану елементів
Мета заняття: навчитись використовувати агентно-орієнтоване моделювання для симуляції кібератаки (наприклад, DoS-атаки на SCADA-сервер) та аналізувати її вплив на показники надійності системи.
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. " Визначення небезпеки. Основні положення теорії ризику".
Лекція 2. " Елементи теорії ймовірностей".
Практичні заняття
Практичне заняття № 1. Кількісна оцінка ступеня ризику реалізації негативної дії небезпеки.
Мета заняття: навчитися давати кількісну оцінку ризику, оцінювати збиток, застосовувати гранично допустимі значення електричної дії.
Індивідуальна робота для денної та заочної форми здобуття освіти
Розрахунково-графічна робота
Мета розрахунково-графічної роботи – оволодіти навичками динамічного моделювання надійності та управління кібер-фізичними ризиками в умовах інтелектуальних мереж (Smart Grid), навчитися застосовувати математичні моделі для прогностичного обслуговування (PdM) та мінімізації збитку.
Здобувач отримує завдання на першому практичному занятті.
Пояснювальна записка містить 10-15 сторінок Кількість розділів – 2. Графічна частина – немає.
Змістовна послідовність виконання розрахунково-графічної роботи.
1. Прогноз залишкового ресурсу обладнання: Визначення параметрів надійності та прогнозування часу відмови критичного елемента для потреб предиктивного обслуговування.
2. Моделювання підвищення надійності вузла Smart Grid із використанням цифрового двійника (Grid Twin) та оптимізації схеми: Аналіз сценарію відмови та розрахунок показника надійності системи. Обґрунтування заходів мінімізації збитку через планування перезаживлення клієнтів.
Захист розрахунково-графічної роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.
Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції. Обсяг відповіді на практичні питання 4-6 сторінок. Робота містить практичні завдання на всі теми курсу. Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 7-ти індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожного індивідуального поточного завдання оцінюється у 5 балів;
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 25 балів.
3) Розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 10 балів. Захист роботи – 5 балів.
Підсумковий контроль – залік. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє здобувачу отримати «зараховано», 60 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 30 балів. При її захисті студент може отримати до 30 балів.
Захист розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 15 балів. Захист роботи – 15 балів.
Бездоганне виконання практичного завдання за тематикою практичного заняття оцінюється у 10 балів.
Підсумковий контроль – залік. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє здобувачу отримати «зараховано», 60 балів.
Результати навчання:
ПРН2. Вміти використовувати комунікаційні технології для підтримування гармонійних ділових та особистісних контактів, як передумову ділового успіху.
ПРН3. Знати та розуміти закони та методи міжособистісних комунікацій, норми толерантності, ділових комунікацій у професійній сфері, ефективної праці в колективі, адаптивності.
ПРН4. Знати основи кадрового менеджменту, авторського праву, професійної педагогіки, що сприяють розвитку загальної культури й соціалізації особистості та спрямовують її до етичних цінностей.
ПРН5. Займатися самоаналізом, використовувати методи адекватної оцінки (самооцінки), критики (самокритики), долати власні недоліки.
ПРН6. Вільно спілкуватися усно і письмово державною та іноземною мовами з сучасних наукових і технічних проблем електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.
ПРН7. Обґрунтовувати вибір напряму та методики наукового дослідження з урахуванням сучасних проблем в області електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.
ПРН8. Здійснювати пошук джерел ресурсної підтримки для додаткового навчання, наукової та інноваційної діяльності.
ПРН11. Окреслювати план заходів з підвищення надійності, безпеки експлуатації та продовження ресурсу електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного обладнання і відповідних комплексів і систем.
ПРН17. Дотримуватися принципів та напрямів стратегії розвитку енергетичної безпеки України.
ПРН18. Планувати та виконувати наукові дослідження та інноваційні проекти в сфері електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.
ПРН22. Демонструвати розуміння нормативно-правових актів, норм, правил та стандартів в області електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.
ПРН24. Виявляти основні чинники та технічні проблеми, що можуть заважати впровадженню сучасних методів керування електроенергетичними, електротехнічними та електромеханічними системами.
m742503 ▪ 2025