МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

Программа подготовки: Электрические аппараты управления и распределения энергии

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОАППАРАТОСТРОЕНИЯ»

Цикл:

общенаучный

Часть цикла:

вариативная, по выбору

№ дисциплины по учебному плану:

ИЭТ; М.1.6.1

Для магистерской программы «Электрические аппараты управления и распределения энергии»

Часов (всего) по учебному плану:

108

2 семестр

Трудоемкость в зачетных единицах:

3

2 семестр - 3

Лекции

36 часов

2 семестр

Практические занятия

-

-

Лабораторные работы

-

-

Расчетные задания, рефераты

-

-

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

72 часа

2 семестр

Зачет

2 часа

2 семестр

Курсовые проекты (работы)

-

-

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является – изучение современных проблем электроаппаратостроения для последующего их разрешения при создании или применении перспективных устройств.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

·  самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

·  использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

·  находить творческие решения профессиональных задач, принимать нестандартные решения (ПК-4);

·  формулировать технические задания, разрабатывать и использовать средства автоматизации (ПК-10);

·  внедрять достижения отечественной и зарубежной науки и техники (ПК-24);

·  использовать современные достижения науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах (ПК-36).

Задачами дисциплины являются

·  дать информацию о новых материалах и физических эффектах, используемых для повышения качества электрических аппаратов;

·  познакомить обучающихся с основными проблемами повышения технического уровня электрических аппаратов высокого и низкого напряжения и методами их разрешения;

·  дать информацию о современных способах координации электрических аппаратов и их интеграции в автоматизированные системы электроснабжения;

·  познакомить с современными методами анализа систем автоматического управления силовых электронных регуляторов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части общенаучного цикла М.1 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю " Электрические аппараты управления и распределения энергии" направления 140400 "Электроэнергетика и электротехника".

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Электрические и электронные аппараты", "Электрические аппараты в сетях низкого напряжения", "Аппараты высокого напряжения", "Силовые электронные аппараты " и "Основы проектирования электрических аппаратов".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

·  основные источники научно-технической информации по электрическим и электронным аппаратам (ОК-7, ПК-6);

·  новые магнитные и другие электротехнические материалы, применяемые в электрических аппаратах (ПК-10);

·  источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по новым электротехническим материалам, активным и пассивным элементам силовой электроники (ПК-17);

·  современные достижения науки и передовой технологии в научно-исследовательских и проектных работах в области электрических и электронных аппаратов (ПК-36).

Уметь:

·  использовать представление о методологических основах научного познания и творчества, роли научной информации в развитии науки (ОК-7);

·  использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области своей профессиональной деятельности (ПК-2);

·  осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

·  представлять результаты исследования в виде отчетов, рефератов, научных публикаций и на публичных обсуждениях (ПК-41);

·  оценивать инновационные качества новой продукции (ПК-42);

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

·  применять знания современных достижений науки и передовых технологий в научно-исследовательских работах и инженерной деятельности (ПСК1).

Владеть:

·  навыками и практическими рекомендациями по использования новых идей в своей профессиональной деятельности (ПК-3, ПК-40);

·  навыками применения полученной информации при проектировании электрических и электронных аппаратов (ПК-6);

·  навыками расчета переходных процессов в линейных и нелинейных электрических цепях и системах автоматического регулирования, в том числе используя современные методы (ПСК4).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Современные магнитные материалы, применяемые в магнитных системах электрических аппаратов.

6

2

2

-

-

4

Тест на знание терминологии

2

Высокотемпературные сверхпроводники и перспективы их применения в электрических аппаратах.

6

2

2

-

-

4

Тест на знание терминологии

3

Современные методы повышения быстродействия, чувствительности и селективности аппаратов защиты низкого напряжения.

12

2

4

-

-

8

Тест на знание методов повышения быстродействия, чувствительности и селективности

4

Микропроцессорные расцепители. Современное состояние перспективы развития.

6

2

2

-

-

4

Тест на знание защитных характеристик и дополнительных функций расцепителей

5

Интеграция коммутационной аппаратуры в интеллектуальные системы электроснабжения.

6

2

2

-

-

4

Тест на знание терминологии

6

Измерительные и силовые преобразователи тока, встраиваемые в автоматические выключатели низкого напряжения.

6

2

2

-

-

4

Тест на знание принципов действия силовых и измерительных преобразователей тока

7

Состояние и тенденции развития слаботочных электромагнитных реле и электрических аппаратов на герконах.

12

2

4

-

-

8

Тест: основные направления развития слаботочных электромагнитных реле и герконовых аппаратов

8

Электрические аппараты на основе микроэлектромеханических систем.

12

2

4

-

-

8

Тест: разновидности электрических аппаратов на основе микромеханических систем

9

Новые направления в создании вакуумной коммутационной аппаратуры высокого напряжения.

6

2

2

-

-

4

Тест: основные направления в создании вакуумной коммутационной аппаратуры

10

Электрические аппараты высокого напряжения с управляемой коммутацией.

6

2

2

-

-

4

Тест: разновидности аппаратов с управляемой коммутацией

11

Современные методы анализа систем автоматического управления электронных регуляторов

28

2

10

-

-

18

Тест на знание методов анализа

Зачет

2

2

-

-

-

2

Дифференцированный

Экзамен

-

-

-

-

-

-

-

Итого:

108

2

36

-

-

72

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Современные магнитные материалы, применяемые в магнитных системах электрических аппаратов. Новые магнитотвердые, магнитомягкие и композиционные материалы, область их применения и характеристики, используемые при проектировании аппаратов. Возможности современных магнитных материалов для повышения технического уровня и качества электрических аппаратов.

2. Высокотемпературные сверхпроводники и перспективы их применения в электрических аппаратах. Физические основы явления ВСТП. Конструкция и устройство ВСТП - проводника. Используемые материалы. Современное состояние исследований и разработок. Области и перспективы практического применения.

3. Современные методы повышения быстродействия, чувствительности и селективности аппаратов защиты низкого напряжения. Рефлексное отключение токоограничивающих выключателей. Каскадное соединение и селективность при каскадном соединении аппаратов. Повышение чувствительности к однофазным замыканиям. Методы отстройки от пусковых токов. Новые критерии срабатывания. Применение интеграла Джоуля для обеспечения селективного действия аппаратов защиты.

4. Микропроцессорные расцепители. Современное состояние и перспективы развития. Принципы работы микропроцессорных блоков контроля и управления автоматическими выключателями. Особенности наборов защит и дополнительные функции автоматических выключателей с микропроцессорным управлением. Диаграммы состояний автоматических выключателей с микропроцессорными блоками контроля и управления. Особенности вспомогательных контактов и органов дистанционного управления при использовании микропроцессорных расцепителей.

5. Интеграция коммутационной аппаратуры в интеллектуальные системы электроснабжения. Развитие интеллектуальных электроэнергетических систем. Технологические платформы России и Европы в области Smart Grid. Коммуникационные свойства микропроцессорных расцепителей. Возможности компьютерного управления удаленными автоматическими выключателями. Способы повышения энергоэффективности с использованием элементов "умных" сетей.

6. Измерительные и силовые преобразователи тока, встраиваемые в автоматические выключатели низкого напряжения. Насыщающиеся трансформаторы тока и современная схемотехника вторичных цепей. Новые датчики тока на основе пояса Роговского. Дифференциальные методы в современных устройствах токовой защиты.

7. Состояние и тенденции развития слаботочных электромагнитных реле и электрических аппаратов на герконах. Современные достижения в области слаботочных электромагнитных реле. Электромагнитные высокочастотные реле. Электромагнитные реле со встроенными управляющими микросистемам. Герконы и герконовые аппараты в России и на мировом рынке, возможности их совершенствования.

8. Электрические аппараты на основе микроэлектромеханических систем. Виды электрических аппаратов на основе микромеханических систем (МЭМС) с различными принципами действия, их параметры и характеристики, основные используемые материалы и особенности технологии изготовления. Микроминиатюрные герконы на основе микросистемной техники (МСТ).

9. Новые направления в создании вакуумной коммутационной аппаратуры высокого напряжения. Вакуумные аппараты на диапазон напряжений (72,5-220кВ), состояние проблемы в мире и РФ, перспективы развития. Вакуумные выключатели нагрузки, технические и экономические проблемы, состояние и перспективы развития. Вакуумные аппараты постоянного тока, новые методы отключения постоянного тока, процессы при горении вакуумной дуги в поперечном магнитном поле. Новые вакуумные аппараты постоянного тока.

10. Электрические аппараты высокого напряжения с управляемой коммутацией: состояние и перспективы развития. Области применения аппаратов с управляемой коммутацией. Новые технические требования к аппаратам с управляемой коммутацией. Конструктивные особенности аппаратов с управляемой коммутацией, аппараты для ограничения токов короткого замыкания в мегаполисах.

11. Современные методы анализа систем автоматического управления электронных регуляторов. Импульсное управление в силовых электронных регуляторах. Математическое описание дискретных систем управления. Решетчатые функции и дискретные преобразования. Основные виды импульсной модуляции. Метод осреднения переменных состояния системы. Метод переключающих функций и основной составляющей. Применение «нечеткой» логики в системах управления. Типовые функции нечетких множеств. Структуры систем управления с нечеткой логикой. Метод управления в «скользящем” режиме импульсными регуляторами. Перспективы применения нейронных сетей в системах управления.

4.2.2. Практические занятия

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

Расчетные занятия учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовые проекты (работы) учебным планом не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, зачету, а также докладов на студенческой конференции.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются тесты.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет.

Оценка за освоение дисциплины определяется по результату дифференцированного зачета.

В приложение к диплому вносится оценка за дифференцированный зачет.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1.  Электрические и электронные аппараты: учебник для вузов в 2 т Т.1: Электромеханические аппараты / , [и др.] : под ред. , ; учебник– М.: Академия, 2010.

2.  Электрические и электронные аппараты: учебник для вузов в 2 т Т.2: Электронные аппараты / , [и др.] : под ред. ; учебник– М.: Академия, 2010.

3.  Магнитоуправляемые контакты (герконы) и изделия на их основе: Монография/ , , под ред. д. т.н., проф. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011.

4.  ВЧ МЭМС и их применение: В. Варадан, К. Джозе; - М.: Техносфера,2004.

5. Силовая электроника : учебник для вузов; , , – М.: Издательский дом МЭИ, 2009.

б) дополнительная литература:

1.  Правила устройства электроустановок. Изд.7. –М.: ЭНАС, 2007.

2.  Влияние параметров цепи на коммутацию постоянного тока вакуумной дугогасительной камерой с аксиально-симметричным поперечным магнитным полем: , , -М., Электричество, № 9, 2008.

3.  Применение самоуправляемых аппаратов (аппаратов, обладающих «интеллектом») для коммутации цепей высокого напряжения: –М., Электротехника, № 12, 2005.

4.  Быстродействующие вакуумные аппараты с управляемой коммутацией: , , –М., Электротехника, № 1, 2006.

5.  Перспективы развития слаботочной релейной техники: , . М., Электротехника,1997, №1.

6. RF MEMS: Theory, Design and Technology. Gabriel M. Rebeiz/ copyright 2003 John Wiley & Sons, Inc. ISBN : -3.

7.Микросистемная техника – основа научно-технической революции в военном деле. , . – М.: Микросистемная техника, 2004, № 10.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www. *****; www. *****; www. ; www. ieee. org.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 1400400 «Электроэнергетика и электротехника» по программе «Электрические аппараты управления и распределения энергии».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

д. т.н., профессор

д. т.н., профессор

"УТВЕРЖДАЮ":

И. о. зав. кафедрой Э и ЭА

д. т.н., профессор