СРС МУ. Методические указания для самостоятельной работы по дисциплине Электронная аппаратура и релейная защита электроэнергетики

Скачать 2.29 Mb.

Название	Методические указания для самостоятельной работы по дисциплине Электронная аппаратура и релейная защита электроэнергетики
Анкор	СРС МУ.docx
Дата	05.02.2018
Размер	2.29 Mb.
Формат файла
Имя файла	СРС МУ.docx
Тип	Методические указания #16294

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ)

Институт инновационных технологий

Факультет радиофизики, электроники и медицинской техники

Кафедра электротехники и электроэнергетики
В.А. ШАХНИН

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

по дисциплине «Электронная аппаратура и релейная защита электроэнергетики»

для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению

140400.68 электроэнергетика и электротехника
$f:\умк шахнин\умкд э и рз\тт 35 кв.jpg$
© Шахнин В.А., 2015

Владимир - 2015 г.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПО ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ЭЛЕКТРОННАЯ АППАРАТУРА И РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ»

Самостоятельная работа студентов (СРС) – это деятельность их в процессе обучения и во внеаудиторное время, выполняемая по заданию преподавателя, под его руководством, но без его непосредственного участия.

В ходе самостоятельной работы достигаются главные цели обучения — закрепление полученных знаний и перевод их в устойчивые умения и навыки. Достижение этих целей предполагает решение следующих задач:

формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;
развитие познавательных способностей и активности студентов, творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;
формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;

От степени самостоятельности выполнения всех этих типов работ, от настойчивости при выполнении самостоятельной работе зависит успех обучения. Хорошо организованная самостоятельная работа обеспечивает развитие таких качеств, как организованность, дисциплинированность, активность и целеустремленность, инициатива, настойчивость в достижении поставленной цели. Приобретается культура умственного труда, т. е. те профессиональные качества, которые необходимы современному специалисту-электроэнергетику.

ОБЩАЯ СХЕМА И ВИДЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Общая схема СРС по изучения дисциплины «Силовая электронная аппаратура электроэнергетики» включает в себя следующие основные этапы:

определение цели самостоятельной работы;
конкретизация познавательной задачи;
самооценка готовности к самостоятельной работе по решению поставленной или выбранной задачи;
выбор адекватного способа действий, ведущего к решению задачи;
планирование (самостоятельно или с помощью преподавателя) самостоятельной работы по решению задачи;
реализация программы выполнения самостоятельной работы;
осуществление в процессе выполнения самостоятельной работы управленческих актов: слежение за ходом самостоятельной работы, самоконтроль промежуточных и конечного результатов работы, корректировка на основе результатов самоконтроля программы выполнения работы, устранение ошибок и их причины.

При изучении дисциплины «Электронная аппаратура и релейная защита электроэнергетики» можно выделить два вида самостоятельной работы студентов:

1) аудиторная самостоятельная работа (лабораторно-практические занятия, контрольные проверочные задания, работа с учебником, деловые игры и др.);

2) внеаудиторная самостоятельная работа (выполнение домашних заданий и творческих работ, выполнение курсовых и дипломных работ, подготовка к зачётам и экзаменам и др.

К числу важнейших форм внеаудиторной самостоятельной работы можно отнести следующее:

для овладения знаниями: чтение текста (учебника, первоисточника, дополнительной литературы, в том числе, в электронном варианте): составление схем и таблиц по тексту, конспектирование текста; выписки из текста; работа со словарями и справочниками, ознакомление с нормативными документами; учебно-исследовательская работа; использование аудио- и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.;
для закрепления и систематизации знаний: работа с конспектом лекции (обработка текста); повторная работа над учебным материалом (учебника, первоисточника, дополнительной литературы, аудио- и видеозаписей); составление плана и тезисов ответа; составление таблиц для систематизации учебного материала; изучение нормативных материалов; ответы на контрольные вопросы; подготовка сообщений к выступлению на семинаре, конференции; подготовка рефератов, докладов; составление библиографии, тематических кроссвордов; тестирование и др.;
для формирования умений: решение задач и упражнений по образцу; решение вариативных задач и упражнений; решение ситуационных производственных (профессиональных) задач; подготовка к деловым играм; проектирование и моделирование разных видов и компонентов профессиональной деятельности; рефлексивный анализ профессиональных умений с использованием аудио- и видеотехники и др.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ С ИСТОЧНИКАМИ ИНФОРМАЦИИ

3.1. Работа с книгой (в том числе из электронных библиотек ВлГУ и кафедры ЭтЭн)
Необходимую для учебного процесса и научных исследований информацию Вы черпаете из книг, публикаций, периодической печати, специальных информационных изданий и других источников. Успешному поиску и получению необходимой информации содействуют знания основ информатики, источников информации, составов фондов библиотек и их размещения. Официальные документы, учебная научно-методическая и справочная литература, периодические и информационно-библиографические издания, бюллетени, фильмы, плакаты и схемы, имеющиеся в колледже, составляют учебно-информационный фонд, используемый в учебном процессе. Этот фонд непрерывно пополняется учебниками, учебными пособиями и другой научной и учебной литературой. Чтобы быстро и умело ориентироваться в этом потоке информации, Вы должны уметь работать с предметными каталогами библиотеки, уметь пользоваться информационными изданиями типа “Экспресс-информация”, “Реферативные журналы”, “Книжная летопись”, а также автоматизированной поисковой системой и интернетом, чтобы быстро найти нужную информацию.

Каждый студент должен уметь работать с книгой. Без этого навыка практически невозможно овладеть программным материалом, специальностью и успешно творчески работать после окончания учебы. Умение работать с книгой складывается из умения быстро найти требуемый источник (книгу, журнал, справочник), а в нем — нужные материалы; из умения разобраться в нем, используя при этом различные способы чтения.

В чем заключается самостоятельная работа студента при работе над источником информации? Ответ очевиден: работать самостоятельно - значит читать рекомендованную литературу и источники и делать записи прочитанного с целью подготовиться к ответам на вопросы семинара, углубить свой знания дисциплине, подготовить реферат, доклад, курсовую работу по той или иной теме курса.

Для поиска специальной научной литературы следует использовать:

— предметные и систематические каталоги библиотек, в том числе, электронных;

— библиографические указатели “Новая литература по электроэнергетике”;

— библиографические указатели “Книжная летопись” и “Летопись журнальных статей”;

— реферативные журналы поэлектроэнергетике;

— указатели опубликованных в журналах статей и материалов, которые помещаются в последнем номере интересующего журнала за истекший год

Общепринятые правила чтения таковы:

Текст необходимо читать внимательно - т.е. возвращаться к непонятным местам.

Текст необходимо читать тщательно - т.е. ничего не пропускать.

Текст необходимо читать сосредоточенно - т.е. думать о том, что вы читаете.

Текст необходимо читать до логического конца - абзаца, параграфа, раздела, главы и т.д

3.2. Работа с интернет – ресурсами
Интернет-ресурсы – мощный источник научных статей, статистической и аналитической информации. Их использование наряду с книгами давно уже стало нормой. Однако, несмотря на то, что ресурсы Интернета позволяют достаточно быстро и эффективно осуществлять поиск необходимой информации, следует помнить о том, что эта информация может быть неточной или вовсе не соответствовать действительности. В связи с этим при поиске материала по заданной тематике следует оценивать качество предоставляемой информации с учётом следующего:

представляет ли она факты или является мнением?
если информация является мнением, то целесообразно узнать о научной репутации автора,
имеем ли мы дело с информацией из первичного или вторичного источника?
когда возник ее источник?
подтверждают ли информацию другие источники?

В первую очередь, нужно обращать внимание на собственно научные труды признанных авторов, которые посоветовали вам преподаватели. Нередко в Интернете выкладываются материалы конференций. Полезным будет поискать специализированные Интернет-журналы и электронные библиотеки. Отсутствие фамилии автора у материала и грамматические ошибки в статье должны насторожить. Используйте подобные материалы как вспомогательные и иллюстративные, но не как основные.
Оформление ссылок на интернет-ресурсы

Как и другие источники информации, сайты обязательно должны быть указаны в списке использованной литературы. Согласно принятым стандартам оформляется Интернет-источник таким образом: ссылка на ресурс (не общая ссылка на портал, а именно на страницу с использованным текстом); фамилия и инициалы автора; заглавие статьи, эссе или книги.

Например:

http://electrodiag.ru/biblio/magazines/mrs/28_480 Молчановский В. В. Диагностика высоковольтных выключателей.

Иногда преподаватели просят указывать подобные источники отдельным списком, после «традиционных» источников. Например, под заглавием «Ресурсы Интернет». Разумеется, сайты, где выложены коллекции бесплатных рефератов и готовых студенческих работ, не могут быть вписаны как Интернет-источники. Это вторичная информация, уже переработанная кем-то до вас. Достоверность и актуальность ее под сомнением.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ НАД ОСНОВНЫМИ ТЕМАТИЧЕСКИМИ РАЗДЕЛАМИ КУРСА

4.1. План СРС и последовательность изучаемых тем

Теоретические методы анализа силовой электронной аппаратуры электроэнергетики (1 - 3 недели семестра).
Теория и средства преобразования переменного тока в постоянный (4 неделя семестра).
Теория и средства преобразования постоянного тока в переменный (5 неделя семестра).
Теория и средства компенсации неактивных составляющих мощности силовой электронной аппаратуры (6 неделя семестра).
Методы и системы управления силовой электронной аппаратурой электроэнергетики (7-8 недели семестра).
Основные виды релейных защит высоковольтных сетей (9 -10 недели семестра).
Автоматизированное управление в системах электроснабжения (11 -12 недели семестра).

4.2. Тема СРС: Теоретические методы анализа силовой электронной аппаратуры электроэнергетики. Энергетические показатели качества электромагнитных процессов.

Задачи самостоятельной работы студентов: закрепление теоретических знаний, приобретённых на лекционных занятиях; приобретение практических навыков анализа энергетических показателей качества электромагнитных процессов

Задание для самостоятельной работы студентов.

tri parallelnyh mosta.jpg

Рис. 1.

Для вентильного преобразователя, схема которого представлена на рис. 1, определить значения следующих показателей качества электромагнитных процессов:

Коэффициенты преобразования по напряжению и току

Коэффициенты искажения тока и напряжения

где I_{(1) –} действующее значение первой гармоники тока; I – действующее значение тока.

Коэффициент гармоник тока (коэффициент несинусоидальности) K_н.с.

где I_{в.г. –} действующее значение высших гармоник тока ( отличных от первой гармоники ).

Последние два коэффициента очевидным образом связаны между собой:

,
отсюда

Коэффициент сдвига тока относительно напряжения по первой гармонике

где P₍₁₎ и Q₍₁₎ – активная и реактивная мощности в цепи , создаваемые первыми гармониками напряжения и тока.

Коэффициент мощности

где P – активная мощность ; S – полная мощность. В цепи с синусоидальными напряжениями и током этот коэффициент равен

Коэффициент полезного действия

Для идеализированного преобразователя в рамках первого уровня анализа ( отсутствие потерь мощности в элементах преобразователя из (1.2.8) следует отношение между коэффициентами сдвига токов входной и выходной цепей преобразователя:

Энергетический коэффициент полезного действия.

Коэффициент пульсаций для цепей постоянного тока

где X_max - амплитуда данной (обычно первой) гармонической составляющей напряжения (тока) ,

Хср – среднее значение напряжения (тока).

Рекомендуемая литература: Зиновьев Г.С. Прямые методы расчёта энергетических показателей вентильных преобразователей. Учебник НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2006. с. 27-43.

4.3. Тема СРС: Теория и средства преобразования переменного тока в постоянный

Задачи самостоятельной работы студентов: закрепление теоретических знаний, приобретённых на лекционных занятиях; приобретение практических навыков расчёта средств преобразования переменного тока в постоянный.

Задание для самостоятельной работы студентов. На рис. 3 представлены осциллограммы выходных напряжений выпрямителей, схемы которых приведены на рис. 1 и 2. С помощью расчётов пояснить, какому из выпрямителей соответствует верхняя осциллограмма.

http://andserkul.narod2.ru/tryohfaznie_vipryamiteli/shest_mostov_posledovatelno.jpg?rand=51872964192431

Рис.1.

http://andserkul.narod2.ru/tryohfaznie_vipryamiteli/shest_mostov_parallelno.jpg?rand=135305757452547

Рис. 2.

http://andserkul.narod2.ru/tryohfaznie_vipryamiteli/snimok_grafik_vypryamitelei_shest_mostov2.jpg?rand=33196633522365

Рис. 3.

Рекомендуемая литература: Энергетическая электроника: справочное пособие / Под ред. В.А. Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 2002. с. 142-148.

4.4. Тема СРС: Теория и средства преобразования постоянного тока в переменный.

Задачи самостоятельной работы студентов: закрепление теоретических знаний, приобретённых на лекционных занятиях; приобретение практических навыков выбора автономных инверторов необходимого типа.

Задание для самостоятельной работы студентов. Дать сравнительную харатеристику инверторам, схемы которых представлены на рис. 1 и 2.

$c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\htmlimage (5).jpg$ Рис.1.

$c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\htmlimage (4).jpg$
Рис. 2.
Рекомендуемая литература: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. М.: Изд. дом «ДОДЭКА». 2010. с.134-147.

4.5. Тема СРС: Теория и средства компенсации неактивных составляющих мощности силовой электронной аппаратуры.

Задачи самостоятельной работы студентов: закрепление теоретических знаний, приобретённых на лекционных занятиях; приобретение практических навыков определения необходимых типов средств компенсации неактивных составляющих мощности силовой электронной аппаратуры.

Задание для самостоятельной работы студентов. На рис. 1 и 2 представлены осциллограммы выходных напряжений выпрямителей и их схемы. Дать сравнительный анализ выпрямителей в аспекте компенсации неактивных составляющих мощности.

рис2

Рис. 1.

Рекомендуемая литература: Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. С 211-229 .
рис4

Рис. 2.

Дать сравнительный анализ выпрямителей в аспекте компенсации неактивных составляющих мощности.

4.6. Тема СРС: Методы и системы управления силовой электронной аппаратурой электроэнергетики.

Задачи самостоятельной работы студентов: закрепление теоретических знаний, приобретённых на лекционных занятиях; приобретение практических навыков выбора необходимых типов средств управления силовой электронной аппаратурой электроэнергетики.

Задание для самостоятельной работы студентов. На рис. 1 и 2 представлены осциллограммы выходных напряжений устройств управления вентильными преобразователями и их схемы. Дать сравнительный анализ устройств. рисуно43

Рис. 1.

рисунок45

Рис. 2.

Рекомендуемая литература: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. М.: Изд. дом «ДОДЭКА». 2010. с.111-121.

4.7. Тема СРС: Токовые защиты в высоковольтных сетях

Задачи самостоятельной работы студентов: закрепление теоретических знаний, приобретённых на лекционных занятиях; приобретение навыков применения средств токовой защиты в высоковольтных электрических сетях.
Задания для самостоятельной работы студентов.

1Определить назначение, описать принцип действия и перечислить основные параметры защит, представленных на рис. 1- 5.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 4

Рис. 3

Рис. 5

Литература: Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – М.: Высш. шк., 2008. С. 124-248.

4.8. Тема СРС: Автоматизированное управление в системах электроснабжения

Задачи самостоятельной работы студентов: закрепление теоретических знаний, приобретённых на лекционных занятиях; приобретение навыков применения средств автоматизированное управление в системах электроснабжения
Задания для самостоятельной работы студентов.

Руководствуясь рис. 1, разработать методику установка датчиков ДП21 и ДП12 на выключателях следующих марок МКП-220, У-220, МКП-110, У-110, ВМО-35, МКП-35, С-35, У-35.

+100V

-100V

Рис. 1. Типовая схема размещения датчиков на масляном выключателе

Соленоид включения

Катушка электромагнита отключения

Катушка контактора соленоида включения

Привод выключателя

Общ

Э.Откл

Э.Вкл

Токовые клещи

Ноутбук

Блок контактов

+100V
-100V





220V
220V

Переходник кабеля питания

Фаза +

Общ -

Датчик ДП12

Литература: Скачков Ю. А. Измерения в электроэнергетике: диагностика высоковольтного оборудования. М.: Изд. дом «ДОДЭКА» 201. с. 150-174.

Руководствуясь рис. 2 и 3 изучить органы управления виртуального осциллографа и разработать методику измерения фазовых сдвигов между входными сигналами электронных реле направления мощности.

Рис 2. Передняя панель виртуального осциллографа

Переключатель исследуемого сигнала

Рис 3. Входной блок осциллографа

Литература: Слуцкер Л.М. Компьютерные средства измерений. М.: Изд. дом «ДОДЭКА» 2011. с. 21-124.