[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»
в г. Смоленске
«Утверждаю»
Директор
_ А.С. Федулов
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В МАГИСТРАТУРУ
Направление подготовки:13.04.02 Электроэнергетика и электротехника Смоленск 2014 год Магистерская программа:
«Методы исследования и моделирования процессов в электромеханических преобразователях энергии»
1. Содержание теоретических разделов 1.1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ
Законы электромеханики.
Магнитное поле машины. Вращающееся магнитное поле.
Обмотки электрических машин. Наведение ЭДС в обмотках. МДС обмоток.
Обобщенный электромеханический преобразователь.
Потери и КПД. Нагрев и охлаждение электрических машин.
Материалы, используемые при производстве электрических машин.
1.2. ТРАНСФОРМАТОРЫ Назначение, устройство конструкции трансформатора.
Уравнения трансформатора.
Векторная диаграмма трансформатора.
Схема замещения. Параметры схемы замещения.
Трехфазные трансформаторы. Схемы и группы соединений обмоток. Стандартные группы.
Характеристики трансформаторов.
Параллельная работа трансформаторов.
Автотрансформаторы. Регулирование напряжения трансформаторов.
Специальные трансформаторы. Эксплуатационные требования к трансформаторам.
Тенденции в развитии трансформаторов.
1.3. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ Устройство, принцип действия. Режимы работы.
Конструкции асинхронных машин (АМ). Векторная диаграмма АМ. Схема замещения АМ.
Электромагнитный момент АМ. Механическая характеристика асинхронного двигателя.
Рабочие характеристики асинхронного двигателя.
Регулирование частоты вращения.
Однофазный асинхронный двигатель. Механическая характеристика.
Специальные асинхронные машины.
Эксплуатационные требования к асинхронным двигателям.
Тенденции в развитии асинхронных машин.
1.4. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ Устройство, принцип действия. Режимы работы. Конструкции синхронных машин. Магнитное поле синхронной машины при нагрузке. Реакция якоря.
Векторная диаграмма неявнополюсного синхронного генератора (СГ).
Векторная диаграмма явнополюсного СГ.
Характеристики СГ. ОКЗ, влияние ОКЗ на работу СГ при автономной и параллельной работе.
Угловая характеристика. Регулирование реактивной мощности.
Электромагнитный момент явнополюсной синхронной машины (СМ).
Синхронный двигатель. Синхронный компенсатор.
Эксплуатационные требования к синхронным машинам. Тенденции в развитии СМ.
1.5. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Устройство, принцип действия. Режимы работы. Конструкции машин постоянного тока.
Уравнения машин постоянного тока. Генератор постоянного тока.
Внешняя и регулировочная характеристики. Двигатели постоянного тока.
Механическая характеристика при различном возбуждении.
Рабочие характеристики двигателя постоянного тока.
Специальные машины постоянного тока. Эксплуатационные требования к машинам постоянного тока. Тенденции в развитии машин постоянного тока.
2. Содержание практических заданий Практические задания сводятся к анализу технических параметров и характеристик электромеханических преобразователей при их работе в различных режимах (холостого ход, короткого замыкания, номинальном), а также при возможном регулировании отдельных электрических параметров преобразователей.
В ходе проведения собеседования испытуемому могут быть предложены для обсуждения следующие материалы практического задания:
определение параметров рабочего режима (потребляемого тока, мощности, значений КПД, коэффициента мощности и др.) при номинальном или неноминальном режиме работы электрической машины;
определение отдельных параметров холостого хода (тока и мощности) при номинальных или неноминальных параметрах на входе преобразователя;
определение пускового тока и момента в зависимости от параметров питания, используемой схемы при пуске и дополнительных элементов в схеме;
изменение напряжения на выводах неявно полюсного или явно полюсного синхронного генератора при работе на автономную нагрузку при различном ее характере и величине;
регулирование активной и реактивной мощности при работе синхронной машины параллельно с сетью;
регулирование момента и частоты вращения в машине постоянного тока при различных регулирование напряжения генератора постоянного тока при различных схемах возбуждении.
С образцами практических заданий можно ознакомиться на кафедре ЭМС.
1. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. Учебник для вузов. – 2-е изд. В 2-х кн. – 2. Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы. Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2008.
3. Хвостов В.С. Электрические машины: Машины постоянного тока: Учеб. для студ. электромеханич. спец. вузов / Под ред. И.П. Копылова. – М.: Высш. шк., 1988.
4. Радин В.И. и др. Электрические машины: Асинхронные машины: Уч. для студ. электромеханич. спец. вузов / Под ред. И.П. Копылова. – М.: Высш. шк., 1989.
5. Осин И.Л., Шакарян Ю.Г. Электрические машины: Синхронные машины: Учеб. пособие для вузов по спец. "Электромеханика".– М.: Высш. шк., 1990.
6. Электротехнический справочник: в 4-х Т., Т.2. Электротехнические изделия и устройства.
Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Изд. МЭИ, 1998.
7. Данку А. И. др. Электрические машины: Сборник задач и упражнений. Пер. с венгер. – М.:
8. Электротехнический справочник: в 4-х Т., Т.4. Использование электрической энергии / Под общ. ред. В.Г. Герасимова и др. – 9-е издан., стер. – М.: Изд. МЭИ, 2004.
Программу составили:
Руководитель магистерской программы «Электроприводы и системы управления электроприводов»
1.1. МЕХАНИКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА Структура и основные элементы современного автоматизированного электропривода. Роль электропривода в хозяйстве страны. Краткая история и основные тенденции развития электропривода.
Механика электропривода. Параметры механического движения. Режимы работы электропривода. Движущие и тормозящие, активные и реактивные, консервативные и диссипативные силы и моменты в электроприводе.
Моменты (силы) исполнительных органов и кинематические схемы производственных механизмов. Зависимости моментов (сил) исполнительных органов от скорости, пути и времени.
Линейные и нелинейные кинематические связи.
Расчетные схемы механической части электропривода. Приведение параметров и нагрузок к расчетной скорости. Переход от многомассовой системы к трех-, двух- и одномассовым системам.
Уравнения движения электропривода. Правило знаков в уравнении движения. Переходные и установившиеся динамические режимы движения. Статический режим движения.
Механические характеристики двигателя и производственного механизма. Иллюстрация режимов работы электропривода на примере подъемного механизма. Статическая устойчивость электропривода.
Механическая часть электропривода как объект управления. Структурные схемы и передаточные функции двухмассовой и одномассовой механической части электропривода.
Анализ установившихся динамических режимов механической части электропривода частотным методом. АЧХ и ФЧХ одномассовой механической части и двухмассовой механической системы. Влияние диссипативных сил на колебания механической системы.
Механические переходные процессы в электроприводе при одномассовой механической части и двухмассовой системе с упругой связью.
Динамические нагрузки механической части электропривода. Уравнения движения двухмассовой системы с кинематическим зазором. Динамический коэффициент нагрузки передач с упругой связью и кинематическим зазором.
1.2. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО
Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Математическое описание динамических процессов в электроприводе с двигателем постоянного тока независимого возбуждения. Понятия об электромеханической связи в электроприводе, динамических, механических и электромеханических характеристиках электропривода.Уравнения статических характеристик и режимы работы двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Понятия жесткости и статизма статической механической характеристики.
Естественная и искусственные (регулировочные) характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Влияние добавочного сопротивления в якорной цепи на статические характеристики. Уравнения характеристик в относительных единицах.
Статические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения при различных значениях потока и напряжения, подводимого к якорю (система Г-Д), в схеме с шунтированием якоря.
Динамическое торможение двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Статические характеристики двигателя при динамическом торможении.
Математическое описание динамических процессов в электроприводе с двигателем постоянного тока независимого возбуждения в операторной форме. Структурная схема электропривода.
Определение параметров структурной схемы.
Динамическая механическая характеристика электропривода постоянного тока независимого возбуждения при наличии периодической составляющей в нагрузке.
Структурная схема электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения при Ф=const. Динамические свойства электропривода. Переходные и импульсные функции при различных соотношениях постоянных времени Тм и Тя.
Схема включения двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. Математическое описание динамических процессов в электроприводе с двигателем последовательного возбуждения. Статические характеристики. Режимы работы в естественной схеме включения.
Регулировочные характеристики электропривода с двигателем последовательного возбуждения. Расчет и построение статических характеристик двигателя постоянного тока последовательного возбуждения для различных значений добавочного сопротивления в якорной цепи и при изменении питающего напряжения. Характеристики в схеме с шунтированием обмотки возбуждения, с шунтированием якоря.
Динамическое торможение с самовозбуждением двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. Условия самовозбуждения. Динамическое торможение с независимым возбуждением.
Схема включения, уравнения динамических процессов в электроприводе с двигателем постоянного тока смешанного возбуждения, статические характеристики и режимы работы электропривода.
1.3. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПЕРЕМЕННОГО
Математическое описание динамических процессов в асинхронном электроприводе. Представление токов, напряжений, потокосцеплений трехфазной машины в векторной форме. Двухфазная обобщенная электрическая машина.Преобразование переменных статора и ротора к общей ортогональной системе координат u,v, вращающейся с произвольной скоростью к. Уравнения электрического равновесия для статорной и роторной обмоток в системе координат u,v. Физический смысл координатных преобразований. Выбор скорости вращения координатных осей к.
Потребляемая мощность и электромагнитный момент трехфазного асинхронного двигателя.
Выражение для электромагнитного момента двигателя. Уравнения, описывающие динамические процессы в асинхронном электроприводе.
Схема включения и уравнения динамических процессов асинхронного электропривода в осях x,y. Уравнения для статического режима. Векторная диаграмма и схемы замещения асинхронного двигателя.
Естественная механическая и электромеханические характеристики асинхронного двигателя, получаемые на основе Г-образной схемы замещения. Режимы работы асинхронного двигателя.
Динамическое торможение с независимым возбуждением асинхронного двигателя. Влияние насыщения магнитной цепи на механические характеристики двигателя. Режим динамического торможения со смешанным возбуждением.
Регулировочные (искусственные) характеристики асинхронного электропривода при симметричном включении активного или индуктивного сопротивления в роторную или статорную цепь, при изменении питающего напряжения.
Схема включения и принцип работы асинхронного электропривода с импульсным регулятором в цепи выпрямленного тока ротора. Асинхронный электропривод с импульсным регулятором и рекуперацией энергии скольжения в сеть.
Расчет статических механических характеристик при импульсном управлении в цепи выпрямленного тока ротора.
Расчет характеристик асинхронного электропривода в режиме динамического торможения со смешанным возбуждением.
Каскадные схемы асинхронных электроприводов. Асинхронный вентильно-машинный электрический каскад, асинхронно-вентильный каскад, асинхронный вентильно-машинный электромеханический каскад. Схемы включения, принцип работы, механические характеристики.
Расчет механических характеристик каскадных асинхронных электроприводов.
Электропривод с многоскоростными асинхронными двигателями. Принцип работы, механические характеристики, допустимая нагрузка при работе на различных характеристиках.
Асинхронный электропривод с частотным управлением. Механические характеристики при различных законах частотного регулирования.
Динамические процессы в асинхронном электроприводе. Уравнения и структурная схема асинхронного электропривода при линеаризованной динамической механической характеристике двигателя. Динамические свойства асинхронного электропривода при работе на рабочем участке механической характеристики.
Электромеханические свойства электропривода с синхронным двигателем. Схема включения, пусковая, статическая и динамическая механические характеристики синхронного двигателя. Уравнения в осях d,q, описывающие динамические процессы в синхронном электроприводе.
Угловая характеристика синхронного двигателя. Приближенное уравнение динамической механической характеристики. Структурная схема синхронного электропривода. Влияние тока возбуждения на максимальный момент и коэффициент мощности двигателя.
1.4. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Общие уравнения электромеханических переходных процессов в электроприводе с линейной механической характеристикой двигателя при с12=, Мс=const и скачкообразном изменении управляющего или возмущающего воздействия.Электромеханические переходные процессы на естественной характеристике при набросе и сбросе нагрузки Мс скачком.
Переходный процесс пуска двигателя по реостатной характеристике. Переходные процессы при ступенчатом реостатном пуске двигателя с линейной механической характеристикой. Расчет и построение пусковой диаграммы и графиков переходных процессов.
Переходные процессы при реверсе и динамическом торможении с активным и реактивным моментом на валу двигателя с линейной механической характеристикой.
Электромеханические переходные процессы в электроприводе при с12=, Мс=const и линейном изменении о в функции времени. Уравнения и их решения.
Переходные процессы пуска с реактивным и активным моментом на валу двигателя при линейном изменении о=f(t).
Переходные процессы реверса с активным и реактивным моментом на валу двигателя при линейном изменениио=f(t).
Электромеханические переходные процессы электропривода при экспоненциальном изменении 0=f(t) (система Г-Д). Допущения, принимаемые при аналитическом рассмотрении переходных процессов. Переходные процессы пуска электропривода по системе Г-Д при активном и реактивном Мс.
Особенности переходных процессов электропривода с асинхронным короткозамкнутым двигателем.
1.5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Показатели, характеризующие работу электропривода с энергетической точки зрения. Потребляемая мощность, КПД и потери при работе двигателя на естественной характеристике с постоянной нагрузкой.Определение потерь при работе двигателя на естественной характеристике с переменной нагрузкой методом эквивалентных величин. Условия применимости различных вариантов метода.
Потери при работе двигателей на регулировочных характеристиках.
Потери и КПД в регулируемом электроприводе. Зависимость их от характера изменения статического момента от скорости. Интегральный КПД за производственный цикл.
Потери и расход энергии в переходных режимах двигателей постоянного тока.
Потери и расход энергии в переходных режимах асинхронных двигателей. Способы снижения потерь в переходных режимах.
Коэффициент мощности и потребление реактивной энергии асинхронными и синхронными двигателями трехфазного тока. Определение коэффициента мощности за цикл работы.
Коэффициент мощности электропривода постоянного тока по системе ТП-Д.
1.6. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ
Основные критерии выбора двигателя. Зависимость допустимой температуры нагрева двигателя от класса изоляции. Нагревание и охлаждение двигателей. Одноступенчатая теория нагрева электродвигателей. Постоянные времени нагрева и охлаждения. Коэффициент ухудшения теплоотдачи.Нагрузочные диаграммы электроприводов. Влияние суммарного момента инерции на нагрузочную диаграмму двигателя.
Номинальные режимы работы двигателей. Их классификация.
Выбор двигателя при продолжительной постоянной нагрузке. Влияние температуры окружающей среды на допустимую нагрузку двигателя.
Выбор двигателя при продолжительной переменной нагрузке. Проверка двигателя путем расчета кривых нагрева. Метод средних потерь. Методы эквивалентных величин и условия их применения. Порядок выбора двигателя.
Выбор двигателей для кратковременного режима работы. Проверка двигателя по коэффициентам термической и механической перегрузки. Порядок выбора двигателя для кратковременного режима работы.
Выбор двигателя для повторно-кратковременного режима работы. Проверка двигателей из серий, предназначенных для работы в продолжительном и повторно-кратковременном режимах. Порядок выбора двигателя.
Проверка мощности асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором по допустимой частоте включений в час.
Особенности выбора двигателя для регулируемого электропривода в зависимости от способа регулирования скорости и механической характеристики производственного механизма.
2. Содержание практических заданий Практические задания сводятся к анализу электромеханических и механических характеристик электроприводов постоянного и переменного токов, их динамических свойств, расчету мощностей электроприводов, а также оценке их энергетических показателей.
В ходе проведения собеседования испытуемому могут быть предложены для обсуждения следующие материалы практического задания:
приведение параметров кинематической схемы привода к расчетной схеме;
электромеханические и механические характеристики электроприводов постоянного тока с различными схемами возбуждения;
электромеханические и механические характеристики электроприводов переменного тока с асинхронными и синхронными двигателями;
динамические свойства электроприводов: виды переходных процессов (механические, электромагнитные, электромеханические и тепловые);
определение мощности электропривода с учетом режима работы;
определение энергетических показателей электроприводов в установившемся и динамическом режиме.
С образцами практических заданий можно ознакомиться на кафедре ЭМС.
1. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. –3-е изд. – М.: Высшая школа, 2001.
2. Данилов П.Е. Основы электропривода. Конспект лекций по дисциплине «Электрический привод». Смоленск: СФМЭИ, 2010.
3. Данилов П.Е. Основы теории электропривода. Конспект лекций по дисциплине «Электрический привод». - Смоленск: СФМЭИ, 2010.
4. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд. – М.: Изд. МЭИ, 2003.
5. Фролов Ю.М., Шелякин В.П. Сборник задач и примеров решений по электрическому приводу:
Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2012.
6. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского.
– М.: 1983.
7. Электротехнический справочник: в 4-х Т., Т.4. Использование электрической энергии / Под общ.
ред. В.Г. Герасимова и др. – 9-е издан., стер. – М.: Изд. МЭИ, 2004.
8. Радин В.И. и др. Электрические машины: Асинхронные машины: Уч. для студ. электромеханич. спец.
вузов / Под ред. И.П. Копылова. – М.: Высш. шк., 1989.
Программу составили:
Руководитель магистерской программы Электроэнергетические системы и сети, их режимы, устойчивость, надежность и качество 1. Содержание теоретических разделов дисциплины 1.1. Теоретические основы электротехники Электрическая цепь с сосредоточенными и распределенными параметрами.
Элементы линейных электрических цепей с сосредоточенными параметрами; R,L,C. Источники электрической энергии. Законы Кирхгофа и Ома.
Представление линейных независимых источников эквивалентными схемами замещения с источниками ЭДС и источниками тока. Метод наложения.
Линейные электрические цепи синусоидального тока. Представление гармонических функций времени вращающимися векторами на комплексной плоскости. Комплексные переменные (комплексные действующие значения, комплексные амплитуды). Законы Ома в комплексной форме для RLC-элементов цепи. Комплексные сопротивления и проводимости. Активные и реактивные сопротивления и проводимости. Энергетические показатели в цепях синусоидального тока. Мощности: мгновенная, средняя за период (активная) реактивная, полная комплексная. Коэффициент мощности. Компенсация реактивной мощности.
Резонансные режимы в цепях синусоидального тока в последовательном и параллельном резонансных контурах (резонансы напряжений и токов).Цепи переменного тока со взаимноиндуктивными связями катушек. Воздушный (линейный) трансформатор.
Цепи трехфазного тока. Методы расчета симметричных и несимметричных режимов.
Метод симметричных составляющих.
Переходные (динамические) процессы в линейных цепях с сосредоточенными параметрами. Коммутации, законы коммутации. Математическая формулировка задачи анализа переходного процесса в линейной цепи с сосредоточенными параметрами. Основные методы анализа переходных процессов (классический, операторный, метод переменных состояний).
Выпрямители одно- и трехфазного тока.
Теория электромагнитного поля. Задачи электростатики.
Задачи анализа стационарного магнитного поля постоянного тока.
Электрический и магнитный поверхностный эффекты.
1.2. Общая энергетика Тепловые электрические станции. Процесс производства электроэнергии и принципиальные технологические схемы тепловых электростанций. Конденсационные станции и теплоэлектроцентрали.
Паротурбинные, газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций, их схемы, принцип действия и характеристики.
Атомные электрические станции. Типы ядерных реакторов и тепловые схемы станций.
Гидравлические электрические станции. Гидроэнергетические установки, гидроэнергоресурсы, схемы использования гидравлической энергии. Виды гидравлических электростанций.
Нетрадиционные источники энергии: геотермальные, солнечные и ветровые электростанции. Установки на биогазе.
Энергетика и биосфера. Влияние тепловых, атомных и гидравлических электростанций на окружающую среду.
1.3. Электроэнергетика Электрооборудование электрических станций и подстанций. Назначение, основные типы и характеристики генераторов, силовых трансформаторов, электрических аппаратов и токоведущих частей. Режимы работы электрооборудования. Эксплуатационные режимы работы и режимы, обусловленные повреждением электрооборудования.
Короткие замыкания в электрических сетях.
Термическое и динамическое действие токов короткого замыкания на оборудование.
Выбор электрических аппаратов.
Принципиальные электрические схемы тепловых, гидравлических и атомных электростанций.
Назначение, типы и электрические схемы трансформаторной подстанций.
Распределительные устройства электрических станций и подстанций, их схемы.
Общие сведения об электроэнергетических системах. Классификация электрических сетей энергосистем. Линии электропередачи переменного и постоянного тока.
Расчет режимов линий и электрических сетей в нормальных и послеава-рийных режимах.
Схемы замещения линий электропередач, трансформаторов и автотрансформаторов для расчета режима электрической сети. Средства регулирования режимов электрических сетей.
Влияние устройств компенсации реактивной мощности и устройств продольной компенсации сопротивления ЛЭП на режимы её работы. Способы расчета режимов ЛЭП.
Потери напряжения и мощности в электрических сетях. Способы уменьшения потерь.
2. Содержание практических заданий В ходе проведения собеседования испытуемому могут быть предложены для обсуждения ряд практических вопросов. Например, по разделу «Электроэнергетика»:
–основное электрооборудование электрических станций и подстанций, его назначение и характеристика;
– нагрузочная способность силовых трансформаторов;
–сравнительный анализ видов к.з.;
– практические способы проверки проводников и электрических аппаратов на термическую и динамическую стойкость;
– электрические схемы распределительных устройств электрических станций и подстанций;
– схемы замещения элементов электрических сетей;
– режимы работы электрических сетей и их анализ и др.
С образцами практических заданий можно ознакомиться на кафедре ЭЭС.
3. Литература 1. Основы современной энергетики. Уч.пособие для вузов в 2 Т. Под ред.Аметистова Е.В.-М.: МЭИ, 2008.
2. Крючков И.П. Переходные процессы в электрических системах.-М.: МЭИ, 2008.
3. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. –М.: В.школа, 2006.
4. Лыкин А.В. Электрические системы и сети. Учеб.пос. М.: Университетская книга, Логос, 2007.
5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Изд. 10 - М.: Гар-дарики, 2002г.
6. Основы теории цепей. Учебник для ВУЗов. Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, СВ. Страхов. 5-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1989.
7. Передача и распределение электроэнергии. Уч. пособие. Костин В.Н. и др.С.П.Б.:
СЗТУ,2003.
8. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. - М.: МЭИ, 2000.
9. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. - М.: МЭИ, 2000.
10. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения. Уч. пособие М.: ФОРУМИНФРА-М, 2006.
11. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. -М.: «Интерметинженеринг», 2007 г.
Программы составили:
Руководитель магистерской программы Оптимизация структур, параметров и режимов систем электроснабжения и повышение 1. Содержание теоретических разделов дисциплины 1.1. Теоретические основы электротехники Электрическая цепь с сосредоточенными и распределенными параметрами.
Элементы линейных электрических цепей с сосредоточенными параметрами; R,L,C. Источники электрической энергии. Законы Кирхгофа и Ома.
Представление линейных независимых источников эквивалентными схемами замещения с источниками ЭДС и источниками тока. Метод наложения.
Линейные электрические цепи синусоидального тока. Представление гармонических функций времени вращающимися векторами на комплексной плоскости. Комплексные переменные (комплексные действующие значения, комплексные амплитуды). Законы Ома в комплексной форме для RLC-элементов цепи. Комплексные сопротивления и проводимости. Активные и реактивные сопротивления и проводимости. Энергетические показатели в цепях синусоидального тока. Мощности: мгновенная, средняя за период (активная) реактивная, полная комплексная. Коэффициент мощности. Компенсация реактивной мощности.
Резонансные режимы в цепях синусоидального тока в последовательном и параллельном резонансных контурах (резонансы напряжений и токов).Цепи переменного тока со взаимноиндуктивными связями катушек. Воздушный (линейный) трансформатор.
Цепи трехфазного тока. Методы расчета симметричных и несимметричных режимов.
Метод симметричных составляющих.
Переходные (динамические) процессы в линейных цепях с сосредоточенными параметрами. Коммутации, законы коммутации. Математическая формулировка задачи анализа переходного процесса в линейной цепи с сосредоточенными параметрами. Основные методы анализа переходных процессов (классический, операторный, метод переменных состояний).
Выпрямители одно- и трехфазного тока.
Теория электромагнитного поля. Задачи электростатики.
Задачи анализа стационарного магнитного поля постоянного тока.
Электрический и магнитный поверхностный эффекты.
1.2. Общая энергетика Тепловые электрические станции. Процесс производства электроэнергии и принципиальные технологические схемы тепловых электростанций. Конденсационные станции и теплоэлектроцентрали.
Паротурбинные, газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций, их схемы, принцип действия и характеристики.
Атомные электрические станции. Типы ядерных реакторов и тепловые схемы станций.
Гидравлические электрические станции. Гидроэнергетические установки, гидроэнергоресурсы, схемы использования гидравлической энергии. Виды гидравлических электростанций.
Нетрадиционные источники энергии: геотермальные, солнечные и ветровые электростанции. Установки на биогазе.
Энергетика и биосфера. Влияние тепловых, атомных и гидравлических электростанций на окружающую среду.
1.2. Электроэнергетика Электрооборудование электрических станций и подстанций. Назначение, основные типы и характеристики генераторов, силовых трансформаторов, электрических аппаратов и токоведущих частей. Режимы работы электрооборудования. Эксплуатационные режимы работы и режимы, обусловленные повреждением электрооборудования.
Короткие замыкания в электрических сетях.
Термическое и динамическое действие токов короткого замыкания на оборудование.
Выбор электрических аппаратов.
Принципиальные электрические схемы тепловых, гидравлических и атомных электростанций.
Назначение, типы и электрические схемы трансформаторной подстанций.
Распределительные устройства электрических станций и подстанций, их схемы.
Общие сведения об электроэнергетических системах. Классификация электрических сетей энергосистем. Линии электропередачи переменного и постоянного тока.
Расчет режимов линий и электрических сетей в нормальных и послеава-рийных режимах.
Схемы замещения линий электропередач, трансформаторов и автотрансформаторов для расчета режима электрической сети. Средства регулирования режимов электрических сетей.
Влияние устройств компенсации реактивной мощности и устройств продольной компенсации сопротивления ЛЭП на режимы её работы. Способы расчета режимов ЛЭП.
Потери напряжения и мощности в электрических сетях. Способы уменьшения потерь.
Общая характеристика систем электроснабжения. Технические, социально-экономические и экологические требования, предъявляемые к системам электроснабжения. Основные особенности систем электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства.
Основные характеристики электроприемников и потребителей электроэнергии, режимы их работы.
Графики электрических нагрузок, их классификация. Методы расчета электрических нагрузок.
Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения потребителей.
Общая характеристика основных элементов систем электроснабжения. Воздушные и кабельные линии. Воздушные линии с самонесущими и защищенными проводами. Схемы наружных электрических сетей напряжением до 1000 В, схемы высоковольтных распределительных сетей 10 кВ. Внутренние электропроводки.
Общая характеристика и схемы электрических соединений потребительских трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ. Конструктивное исполнение ТП 10/0,4 кв.
Условия выбора параметров основного электрооборудования в системах электроснабжения. Выбор сечений проводов и кабелей напряжением до и выше 1000 В. Выбор числа и мощности трансформаторов.
Надежность электроснабжения. Методы достижения заданного уровня надежности электрооборудования, систем электроснабжения.
Нормативные показатели качества электроэнергии.
2. Содержание практических заданий В ходе проведения собеседования испытуемому могут быть предложены для обсуждения ряд практических вопросов. Например, по разделу «Электроэнергетика»:
–особенности системы электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства;
– приемники электрической энергии и их характеристики;
– показатели и характеристики графиков электрических нагрузок;
– устройства компенсации реактивной мощности;
– необходимость и способы регулирования напряжения в электрических сетях;
– конструктивное исполнение трансформаторных подстанций;
– методы достижения заданного уровня надежности систем электроснабжения;
– показатели качества электроэнергии и др.
С образцами практических заданий можно ознакомиться на кафедре ЭЭС.
3. Литература 12. Основы современной энергетики. Уч.пособие для вузов в 2 Т. Под ред.Аметистова Е.В.-М.: МЭИ, 2008.
13. Крючков И.П. Переходные процессы в электрических системах.-М.: МЭИ, 2008.
14. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. –М.: В.школа, 2006.
15. Лыкин А.В. Электрические системы и сети. Учеб.пос. М.: Университетская книга, Логос, 2007.
16. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Изд. 10 - М.: Гар-дарики, 2002г.
17. Основы теории цепей. Учебник для ВУЗов. Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, СВ. Страхов. 5-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1989.
18. Передача и распределение электроэнергии. Уч. пособие. Костин В.Н. и др.С.П.Б.:
СЗТУ,2003.
19. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. - М.: МЭИ, 2000.
20.Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. - М.: МЭИ, 2000.
Программы составили:
Руководитель магистерской программы
«