Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»
Институт управления, автоматизации и телекоммуникаций
полное наименование института/факультета
УТВЕРЖДАЮ |
Заведующий кафедрой |
подпись, Ф. И.О. |
«__» __________ 2011 г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи___________________________________________
полное наименование дисциплины
для направления 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» (специалисты)_
код и наименование направления подготовки
Составитель(и) доцент кафедры «Автоматика и телемеханика»_____ ______
___________________________________________________
должность, Ф. И.О.
Обсуждена на заседании кафедры «Автоматика и телемеханика»________
полное наименование кафедры-разработчика
«__» ____________ 2011 г., протокол № ___
Одобрена на заседании методической комиссии института «Управления, автоматизации и телекоммуникации»____________________________
полное наименование института
«__» ____________ 2011 г., протокол № ___
.
2011 г.
1. Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины является обучение студентов методам и средствам обеспечения бесперебойного и безопасного для движения поездов электропитания устройств железнодорожной автоматики, телемеханики (СЦБ) и связи.
Задачей дисциплины является подготовка специалиста, умеющего разрабатывать, проектировать и эксплуатировать устройства электропитания систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.
2. Требования к уровню освоения
Содержания дисциплины
Изучив дисциплину, студент должен:
2.1. Знать и уметь использовать:
– общие принципы распределения электрической энергии в масштабах страны и отрасли;
– правила устройства электроустановок и категории электропотребителей;
– классификацию приемников электрической энергии устройств СЦБ и связи по надежности электроснабжения;
– теоретические основы построения и проектирования систем и аппаратуры электропитания устройств СЦБ и связи;
– перспективные направления совершенствования электропитающих устройств (ЭПУ).
2.2. Владеть:
– методами анализа работы ЭПУ при неисправностях, переключениях фидеров питания и аварийных отключениях электрической энергии;
– методами построения ЭПУ автоблокировки, электрической и диспетчерской централизаций, узлов связи и радиорелейных станций;
– основными приемами измерений при эксплуатации ЭПУ;
– способами безопасного восстановления устройств ЭПУ при отказах.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
Таблица 2.1
Семестры | Продолжительность (недели) | Число часов аудиторных занятий (по оперативному плану) | Количество РГР | КР | Число часов самостоя-тельной работы | |||
Всего | в том числе | |||||||
Лекции | Практи-ческие занятия | Лабораторные занятия | ||||||
6 | 18 | 54 | 36 | 0 | 18 | 2 | 1 | 64 |
Всего | 18 | 54 | 36 | 0 | 18 | 2 | 1 | 64 |
Таблица 2.2
Семестры | Курсовая работа (КР) | Срок выдачи | Срок сдачи | Число Часов |
6 | Проектирование электропитающей установки постов электрической централизации крупных станций | 2 | 18 | 10 |
4. ТЕКУЩИЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ
Цель контроля заключается в активизации самостоятельной работы студентов в течение всего семестра.
Задачи контроля: направить усилия студентов на систематическое изучение разделов курса, обеспечить выполнение студентами графика самостоятельных работ, выявить трудновоспринимаемые студентами вопросы, создать у студентов необходимый запас знаний.
Основные формы контроля: опрос по теории, решение самостоятельных контрольных задач при защите студентами практических работ (РГР); выполнение тестового контроля (тематика тестового контроля приведена ниже).
5. ТЕМАТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Номер занятия (лекции, практического, семинарского, лабораторного занятия) | Содержание занятия | Кол-во часов |
Лекция 1. Понятие и содержание дисциплины «Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи» | Цели, предмет, объект и содержание дисциплины. Общие сведения. Основные понятия и определения. Гальванические элементы. Классификация и требования. Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи. Назначение устройств электропитания. | 2 |
Лекция 2. Основные характеристики систем электропитания | Классификация систем электропитания. Основные элементы систем электропитания. Характеристики. | 2 |
Лекция 3. Классификация и характеристики схем выпрямления и типы сглаживающих фильтров | Классификация выпрямительных устройств. Сглаживающие фильтры. | 2 |
Лекция 4. Элементы выпрямительных устройств. | Типовые стойки питания станционных систем ЖАТ. Панели выпрямителей. | 2 |
Лекция 5. Организация системы электропитания устройств автоматики и телемеханики | Схемы подключения аккумуляторных батарей. Способы заряда аккумуляторных батарей. Методы расчета зарядного тока. | 2 |
Лекция 6. Системы электропитания устройств электрической связи | Аккумуляторы, классификация. Основные характеристики. | 2 |
Лекция 7. Регуляторы и стабилизаторы напряжения | Регуляторы напряжения и тока. Стабилизаторы. | 2 |
Лекция 8. Щелочные аккумуляторы | Щелочные аккумуляторы. Сравнение с кислотными. | 2 |
Лекция 9. Типы стабилизаторов | Полупроводниковые и компенсационные стабилизаторы | 2 |
Лекция 10. Характеристика импульсных стабилизаторов | Импульсные стабилизаторы. | 2 |
Лекция 11. Типы преобразователей и их характеристики | Преобразователи напряжения. Требования, предъявляемые к ним. | 2 |
Лекция 12. Характеристика параметрических стабилизаторов | Параметрические стабилизаторы и преобразователи частоты. | 2 |
Лекция 13. Назначение преобразователей | Преобразователи для станционных устройств. | 2 |
Лекция 14. Электропитание в ЛАЗе | Общие принципы и организация электропитания в ЛАЗе | 2 |
Лекция 15. Системы электропитания устройств связи. | Электропитание устройств связи. Типовые решения | 2 |
Лекция 16. Системы электропитания перегонных устройств | Электропитание перегонных устройств. | 2 |
Лекция 17. Электропитание устройств контроля подвижного состава и систем САУТ | Электропитание устройств контроля подвижного состава и систем САУТ | 2 |
Лекция 18. Автоматизированный контроль систем электропитания на станции и перегоне | Автоматизированный контроль систем электропитания на станции и перегоне | 2 |
Номер занятия (лекции, практического, семинарского, лабораторного занятия) | Содержание занятия | Кол-во часов |
Лабораторная работа 1 | Исследование схем выпрямителей для питания устройств автоматики и телемеханики | 4 |
Лабораторная работа 2 | Исследование схем сглаживающих фильтров | 2 |
Лабораторная работа 3 | Исследование схем полупроводниковых стабилизаторов напряжения | 2 |
Лабораторная работа 4 | Изучение феррорезонансного стабилизатора напряжения | 2 |
Лабораторная работа 5 | Исследование схем импульсных преобразователей напряжения | 4 |
Лабораторная работа 6 | Изучение электропитающей установки поста электрической централизации | 2 |
Лабораторная работа 7 | Изучение выпрямительного устройства типа ВСП, ВУК, ВУТ | 2 |
6. ВИДЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ И ИХ СОСТАВ
6.1. Курсовая работа
Курсовая работа по специализации 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» на тему: «Проектирование электропитающей установки постов электрической централизации крупных станций».
Содержание:
Введение.
Исходные данные.
Выбор и характеристика системы электропитания МРЦ.
Расчет преобразователя-выпрямителя типа ППВ-1.
Расчет аккумуляторной батареи 24 (В).
Расчет и распределение нагрузок по выходам панели ПР-ЭЦК.
Расчет нагрузок выпрямителей панели ПВП-ЭЦК.
Расчет стрелочной панели ПСП-ЭЦК.
Расчет мощности рельсовых цепей и панелей ПП25-ЭЦК.
Расчет панели ПВ-ЭЦК, нагрузки на внешние сети переменного тока.
Выбор ДГА.
Структурная схема электропитающей установки.
6.2. Расчетно-графическая работа
Тема РГР 1: «Расчет источника вторичного электропитания с бестрансформаторным входом на основе однотактного преобразователя».
Содержание:
Исходные данные для расчета.
Выбор типа цепи обратной связи (ОС), параметров входной цепи.
Обеспечение температурного режима работы микросхемы.
Расчет трансформатора.
Расчет и выбор вспомогательных элементов ИП и цепи ОС.
Проверка значения КПД.
Тема РГР 2: «Проектирование электропитающей установки дома связи»
Содержание:
Разработка технических данных ЭПУ
Выбор системы бесперебойного питания постоянного тока
Расчет аккумуляторных батарей
Выбор электропитающей установки
Выбор преобразователей напряжения
Расчет сечения жил кабелей
Выбор ИБП и устройства ввода и коммутации цепей переменного тока
Проектирование резервной электростанции
Разработка структурной схемы ЭПУ
Сметно-финансовый расчет
7. Вопросы к Экзамену
1. Однофазная однополупериодная схема выпрямления.
2. Входные цепи ИПБ [1].
3. Однофазная двухполупериодная со средней точкой схема выпрямления.
4. Входной фильтр ИБП [1].
5. Однофазная мостовая схема выпрямления.
6. Схема управления ИБП [1].
7. Однополупериодная двухполярная схема выпрямления.
8. Структурная схема импульсного блока питания АТХ [1].
9. Мостовая двухполярная схема выпрямления.
10. Интегралы вычисления среднего и действующего значения для однополупериодной схемы (UВХ=2 В).
11. Схема удвоения напряжения.
12. Функциональная схема интегрального ШИМ преобразователя TL 494 и временная диаграмма [1].
13. Схема утроения напряжения.
14. Схема обратноходового преобразователя [1].
15. Трехфазная однополупериодная схема выпрямления.
16. Принципиальная схема импульсного блока питания [1].
17. Трехфазная мостовая схема выпрямления.
18. Схема автогенераторного вспомогательного источника [1]
19. Микросхема стабилизаторов напряжений и схемы включения.
20. Функциональная схема интегрального ШИМ преобразователя типа TL494 и временная диаграмма [1].
21. Стабилизатор напряжения компенсационного типа.
22. Схема автогенераторного преобразователя напряжения [1].
23. Мощный стабилизатор с защитой от короткого замыкания.
24. Схема импульсного преобразователя напряжения 12-22 В [1].
25. Стабилизатор напряжения с регулируемым входным напряжением.
26. Интегралы среднего и действующего значения напряжения для мостовой схемы выпрямления (UВХ=3 В).
27. Обратноходовый преобразователь напряжения [1].
28. Рассчитать мощный стабилизатор 12 В, 5 А.
29. Прямоходовый преобразователь напряжения [1].
30. Однополупериодная схема выпрямления.
31. Двухтактный прямоходовый преобразователь [1].
32. Двухполупериодная схема выпрямления со средней точкой.
33. Схема двухтактного прямоходового преобразователя [1].
34. Мостовая схема выпрямления.
35. Схема полномостового преобразователя [1].
36. Однополупериодная двухполярная схема выпрямления.
37. Схема полумостового преобразователя.
38. Мостовая двухполярная схема выпрямления со средней точкой.
39. Схема переключения 110/120 В [1].
40. Микросхема ШИМ контроллера TL 494 и временная диаграмма.
41. Обратноходовый преобразователь напряжения [1].
42. Структурная схема ИБП типа off-line [1].
43. Автогенераторный преобразователь напряжения [1].
44. Структурная схема ИБП типа line-interactive [1].
45. Импульсный преобразователь напряжения [1].
46. Структурная схема ИБП типа off-line [1].
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
8.1. Основная рекомендуемая литература
1. Инструкция по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки ЦШ-720. М.: Трансиздат, 2000. – 88 с.
2. , Милюков железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник. в 2 кн. 3-е изд. М.: НПФ «Планета», 2000. – 960 с
8.2. Дополнительная литература
1. Нормы технологического проектирования устройств автоматики и телемеханики на федеральном железнодорожном транспорте (НТПСЦБ/МПС-99). СПб: ГУП Гипротранссигналсвязь, 1999. – 76 с.
2. Ведомственные нормы технологического проектирования (ВНТП/МПС-85), Гипротранссигналсвязь. Л.: Транспорт, 1986. – 125 с.
3. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. – 640 с.
4. Устройства СЦБ. Технология обслуживания / Департамент сигнализации, связи и вычислительной техники МПС России. М.: Транспорт, 1999. – 427 с.
5. Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве работ по техническому обслуживанию устройств СЦБ ЦШ/530. М.: Трансиздат, 1998. – 96 с.
6. , Эткин электропитания железнодорожной автоматики. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1987. – 256 с.
7. , , Костроминов устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1991. – 286 с.
8. , Смирнова устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Справочник. М.: Транспорт, 1983. – 248 с.
9. , Чечулина электропитания электронной аппаратуры железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1998. – 211 с.
8.3. Средства обеспечения освоения дисциплины
1. Блок автоматизированной обучающей системы «Электропитающая установка электрической централизации крупных станций типа ЭЦК» (ПГУПС, кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»)
2. Блок автоматизированной обучающей системы «Электропитающая установка дома связи». (ПГУПС, кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»).
3. Компьютерная программа «Расчет емкости аккумуляторных батарей для резервного питания устройств автоматики, телемеханики и связи» (ПГУПС, кафедра «Электрическая связь»)
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированная лаборатория «Источники питания устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи». Содержит комплекс макетов для выполнения лабораторных работ и 8 компьютеров для автоматизированного обучения и контроля знаний.
10. Методические рекомендации
по организации изучения дисциплины
Содержание разделов дисциплины, изложенное в 4.2, составлено с учетом заданий на самостоятельную работу студентов и изучения отдельных разделов в период производственной практики.
В качестве обязательных разделов в программы прохождения производственной практики рекомендуется включить следующие темы:
– Электропитающие установки домов связи, постов электрической (диспетчерской) централизации, радиорелейных станций;
– Технология обслуживания электропитающих установок домов связи, постов централизации и радиорелейных устройств;
– Технология обслуживания стационарных аккумуляторов в домах связи и на постах централизации;
– Электропитание релейных шкафов автоблокировки;
– Электропитание релейных шкафов переездной сигнализации;
– Электропитание релейных шкафов входных светофоров;
– Технология обслуживания аккумуляторов в батарейных шкафах;
– Схема включения сигнализаторов заземления на посту электрической централизации.
Разделы для самостоятельной работы студентов определяются профилирующей кафедрой.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте».
