Рабочая программа учебной дисциплины электромагнитные переходные процессы (стр. 1 )

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ЭНИН

_____________

«___»________________2011 г.

Рабочая программа учебной дисциплины

Электромагнитные переходные процессы

НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ: «Электрические станции», «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем»

СТЕПЕНЬ: Бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 2011 г.

КУРС 3; СЕМЕСТР 6;

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 4

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Электроэнергетические системы и сети»

КОРЕКВИЗИТЫ: «Электрические станции и подстанции»

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ЛЕКЦИИ	27 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ	9 часов (ауд.)
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ	27 часов (ауд.)
ВСЕГО АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ	63 часов
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА	72 часов
ИТОГО	135 часов

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЭКЗАМЕН, ДИФ. ЗАЧЕТ

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: каф. «Электроэнергетические сети и системы»

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: к. т.н., доцент

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: к. т.н., доцент

ПРЕПОДАВАТЕЛИ: к. т.н., доцент

2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

Основными целями дисциплины являются: формирование у студентов прочной теоретической базы по анализу электромагнитных переходных процессов в электроэнергетических системах; изучения влияния этих процессов на режимы  работы электротехнического оборудования, электроэнергетические системы и их объекты; усвоение практических методов расчета и анализа режимов коротких замыканий и продольной несимметрии.

В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей Ц1, Ц3 и Ц5 основной образовательной программы «Электроэнергетика и электротехника»; приобретенные знания, умения и навыки позволят подготовить выпускника:

– к проектно-конструкторской деятельности, способного к расчету, анализу и проектированию электроэнергетических элементов, объектов и систем с использованием современных средств автоматизации проектных разработок ( Ц1);

– к научно-исследовательской деятельности, в том числе в междисциплинарных областях, связанной с математическим моделированием процессов в электроэнергетических системах и объектах, проведением экспериментальных исследований и анализом их результатов (Ц3);

– к самостоятельному обучению и освоению новых знаний и умений для реализации своей профессиональной карьеры (Ц5).

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к «Профессиональному циклу» вариативной части модуля «Электроэнергетика»; профиль – «Электрические станции», «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем». Указанная дисциплина является одной из профилирующих; имеет как самостоятельное значение, так и является базой для ряда специальных дисциплин.

Для успешного освоения дисциплины слушателю необходимо:

знать:

методы решения дифференциальных уравнений; законы электротехники; основные силовые элементы электрических систем; конструктивное исполнение синхронных машин и принцип их работы;

уметь:

составлять схемы замещения элементов энергосистемы и рассчитывать их параметры, составлять для простейших схем уравнения переходного процесса;

иметь опыт:

расчета токов и напряжений для простейших схем в установившемся и переходном режимах.

Пререквизитами данной дисциплины являются: «Высшая математика», «Теоретические основы электротехники», «Электрические машины», «Электроэнергетические системы и сети»;

Кореквизиты – «Электрические станции и подстанции»

3. Результаты освоения дисциплины

Обучающиеся должны освоить дисциплину на уровне, позволяющем им свободно ориентироваться в методах исследования переходных процессов в энергосистемах; знать параметры синхронных машин в переходных режимах и основные характеристики тока короткого замыкания; иметь навыки практического расчета токов коротких замыканий и ориентироваться в средствах их ограничения; представлять особенности анализа переходных режимов в сетях с изолированной нейтралью и электроустановках до 1000 В.

Уровень освоения дисциплины должен позволять бакалаврам с использованием технической литературы решать типовые задачи расчета основных параметров режимов короткого замыкания и продольной несимметрии в системах электроснабжения предприятий и на базе профессиональных программ для сложных энергообъединений.

В соответствии с поставленными целями после изучения дисциплины «Электромагнитные переходные процессы» бакалавры приобретают знания, умения и опыт, определяющие результаты обучения согласно основной образовательной программы: Р2, Р3, Р6, Р7, Р8, Р12,Р13*. Соответствие знаний, умений и опыта указанным результатам представлено в таблице № 1.

Таблице № 1

Декомпозиция результатов обучения

Код результатов обучения в соответствии с ООП*	Составляющие результатов освоения дисциплины
Код	Перечень знаний, умений, владение опытом
Р3 Р7 Р8 Р13	З.3.2; З.7.4; З.8.4; З.13.1	В результате освоения дисциплины бакалавр должен знать: – современные тенденции развития технического прогресса; – методы математического и физического моделирования режимов, процессов, состояний объектов электроэнергетики и электротехники; – схемы и основное электротехническое и коммутационное оборудование электрических станций и подстанций; схемы электроэнергетических систем и сетей, конструктивное выполнение воздушных и кабельных линий электропередачи; электрооборудования высокого напряжения; основные схемотехнические решения устройств силовой электроники; – инструментарий для решения задач проектного и исследовательского характера в сфере профессиональной деятельности по электроэнергетике; - параметры силовых элементов электрической системы, используемых в схе­мах замещения прямой, обратной и нулевой последовательностях; - условия расчета сверхпереходных ЭДС синхронных и асинхронных машин; - влияние АРВ и двигательной нагрузки на токи короткого замыкания, методы расчета режи­мов коротких замыканий и однократной продольной не­симметрии; основные параметры тока короткого (КЗ) замыкания; - основные средства и мероприятия по ограничению токов КЗ.
Р2 Р7 Р8 Р12 Р12	У.2.1; У.7.1; У.8.3; У.12.1; У.12.2.	В результате освоения дисциплины бакалавр должен уметь: – применять компьютерную технику и информационные технологии в своей профессиональной деятельности; – применять методы математического анализа при проведении научных исследований и решении прикладных задач в профессиональной сфере; – использовать методы анализа, моделирования и расчетов режимов сложных систем, изделий, устройств и установок электроэнергетического и электротехнического назначения с использованием современных компьютерных технологий и специализированных программ; – проводить эксперименты по заданным методикам с последующей обработкой и анализом результатов в области электроэнергетики; – планировать эксперименты для решения определенной задачи профессиональной деятельности; -  осуществлять подготовку исходных данных для расчета режимов коротких замыканий по специализированным компьютерным программам; -  выбирать расчетные условия для расчета режимов короткого замыкания в со­ответствии с требованиями технической задачи.
Р3 Р3 Р6 Р8 Р8 Р8 Р8	В.3.1; В.3.2; В.6.1; В.8.1; В.8.3; В.8.4; В.8.5.	В результате освоения дисциплины бакалавр должен владеть опытом: – использования основных методов организации самостоятельного обучения и самоконтроля; – приобретения необходимой информации с целью повышения квалификации и расширения профессионального кругозора; – аргументированного письменного изложения собственной точки зрения; навыками публичной речи, аргументации, ведения дискуссии и полемики, практического анализа, логики различного рода рассуждений; навыками критического восприятия информации; – применения методов расчета переходных и установившихся процессов в линейных и нелинейных электрических цепях; – анализа режимов работы электроэнергетического и электротехнического оборудования и систем; – расчета параметров электроэнергетических и электротехнических устройств и электроустановок, электроэнергетических сетей и систем, систем электроснабжения, релейной защиты и автоматики; – использования прикладных программ и средствами автоматизированного проектирования при решении инженерных задач электроэнергетики и электротехники; владеть: - навыками работы со справочной литературой и нормативно–техническими материа­лами; методами расчета режимов трехфазного, несимметричного коротких замыканий и однократной продольной несимметрии для простейшей схемы энергосистемы

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника»

Курсивом отмечены уникальные знания, умения и опыт, соответствующие данной дисциплине

В соответствии с поставленными целями и результатами обучения в процессе освоения дисциплины «Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах» у студентов развиваются следующие компетенции:

1. Общекультурные

– способность эффективно работать индивидуально и в качестве члена команды, демонстрируя навыки руководства коллективом исполнителей, в том числе над междисциплинарными проектами; уметь проявлять личную ответственность, приверженность профессиональной этике и нормам ведения профессиональной деятельности;

– способность эффективно работать индивидуально и в качестве члена команды, демонстрируя навыки руководства коллективом исполнителей, в том числе над междисциплинарными проектами; уметь проявлять личную ответственность, приверженность профессиональной этике и нормам ведения профессиональной деятельности;

– способность осуществлять коммуникации в профессиональной среде и в обществе в целом, в том числе на иностранном языке; анализировать существующую и разрабатывать самостоятельно техническую документацию; четко излагать и защищать результаты профессиональной деятельности;

– способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

– способностью к письменной и устной коммуникации на государственном языке: умением логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь; готовностью к использованию одного из иностранных языков (ОК-2);

– готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);

2. Профессиональные

– способность применять стандартные методы расчета и средства автоматизации проектирования; принимать участие в выборе и проектировании элементов, систем и объектов электроэнергетики и электротехники в соответствии с техническими заданиями;

– способность проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом результатов; планировать экспериментальные исследования; применять методы стандартных испытаний электрооборудования, объектов и систем электроэнергетики и электротехники.

– способностью рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок различного назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы электроэнергетических объектов (ПК-16);

3. Профильно – специализированные:

– способностью составлять расчётные схемы и схемы замещения электроэнергетических систем и их элементов для последующих расчетов нормальных и аварийных режимов; рассчитывать токи короткого замыкания в сложных электрических сетях на специализированных компьютерных программах.

4. Структура и содержание дисциплины

4.1 Структура дисциплины по разделам, формам организации и

контроля обучения

Таблица № 2

Название разделов	Аудиторная работа (час.)	СРС (час.)	Итого (час.)	Формы текущего контроля и аттестации
Лекц.	Практич. занятия	Лаб. зан.
1. Основные положения курса	1			1	2	Устный опрос
2. Переход. процессы при трехфазном КЗ в простейшей цепи	2	Темы № 1,2, 3; Час. 2	ЛБ №1– Час. 2	12	18	Устный опрос Отчет по ЛБ
3. Схемы замещения и параметры синхронных. машин в установившемся. и переходном режимах	3			7	10	Устный опрос
4. Уравнения переходного процесса синхронной машины	2			2	4	Устный опрос
5. Переходный процесс синхронного. генератора при трехфазном коротком замыкании	3			2	5	Устный опрос
6. Практические методы расчета режимов трехфазного короткого замыкания	3	Темы № 4, 5, 6; Час. 12	ЛБ № 2, 3– Час. 4	20	39	Отчеты по ЛБ; Устный опрос
7. Параметры элементов и схем отдельных последовательностей	3	Тема № 7; Час. 4		11	18	Устный опрос
8. Однократная поперечная несимметрия	4	Тема № 8; Час. 5	ЛБ № 4 Час. 2	13	24	Отчеты по ЛБ; Устный опрос
9. Однократная продольная несимметрия	2	Тема № 9 Час. 2		2	6	Устный опрос
10. Замыкания в распределительных сетях и системах электроснабжения	3	Тема № 10 Час. 2		1	6	Устный опрос
11. Ограничение токов короткого замыкания	2			1	3	Устный опрос
12. Промежуточная аттестация						Экзамен
Всего по формам обучения	27	27	8	72	135

При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.

4.2 Содержание разделов дисциплины