Рабочие программы дисциплин в структуре Основной образовательной программы по специальности 23.05Системы обеспечения движения поездов (специализация "№ 1 Электроснабжение железных дорог") Гуманитарный, социальный и экономический цикл. Базовая часть (стр. 16 )

-  основы теории автоматизации и управления процессами в устройствах электроснабжения.

Уметь (обладать умениями)

-  разрабатывать структуру автоматизированной системы управления устройствами электроснабжения, применять электронные импульсные и логические элементы и микропроцессорные устройства, кодировать информацию телеуправления, телесигнализации и телеизмерения.

Кафедра установила следующие особенности проектируемых результатов освоения дисциплин:

Владеть (овладеть умениями)

-  Методами расчета и проектирования устройств автоматики и телемеханики.

Содержание дисциплины

Семестр № 9

1. Автоматизированные системы диспетчерского управления, системы телемеханики.

1.1. Микроэлектронные системы телемеханики с частотным разделением каналов связи: 1) Структура, принципы построения аппаратуры диспетчерского пункта. 2) Структура, принципы построения аппаратуры контролируемого пункта.

1.2. Микроэлектронные системы телемеханики с временным разделением каналов связи: 1) Структура, принципы построения аппаратуры диспетчерского пункта. 2) Структура, принципы построения аппаратуры контролируемого пункта.

1.3. Автоматизированное рабочее место энергодиспетчера: 1) Функциональный состав. 2) Структура технических средств 3) Структура программного обеспечения.

1.4. Микропроцессорные системы телемеханики: 1) Функциональный состав. 2) Структура и принципы построения технических средств 3) Структура и принципы построения программного обеспечения.

1.5. Автоматизированная система телемеханического управления «АСТМУ-А»: 1) Функциональный состав. 2) Структура, принципы построения технических средств верхнего уровня управления. 3) Структура, принципы построения технических средств контролируемого пункта. 4) Структура и принципы построения программного обеспечения. 5) Система передачи данных.

1.6. Автоматизированная система телемеханического управления сетевым районом: 1) Функциональный состав. 2) Структура, принципы построения технических средств верхнего уровня управления. 3) Структура, принципы построения технических средств контролируемого пункта. 4) Система передачи данных.

2. Автоматизированная система управления технологическими процессами и режимами работы системы электроснабжения.

2.1. Принципы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами: 1) Структура технических средств. 2) Классификация объектов контроля и управления. 3) Связь с объектом. 4) Информационно-алгоритмическое обеспечение.

2.2. Автоматизированная система управления тяговой подстанцией: 1) Функциональный состав. 2) Структура и принципы построения технических средств 3) Структура и принципы построения программного обеспечения.

2.3. Системы диагностики электро-технологического оборудования тяговой подстанции: 1) Функциональный состав. 2) Структура и принципы построения технических средств 3) Структура и принципы построения программного обеспечения.

2.4. Цифровые устройства защиты и автоматики (ЦЗА) для тягового электроснабжения: 1) Функциональный состав. 2) Структура и принципы построения технических средств 3) Структура и принципы построения программного обеспечения.

3. Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии.

3.1. Назначение, цели и задачи: 1) Функциональный состав.

3.2. Принципы построения системы: 1) Топология системы.

3.3. Компоненты системы: 1) Коммуникационная подсеть. 2) Основные протоколы. 2) Подсистема измерения расхода электроэнергии.

4. Системы мониторинга контактной сети.

4.1. Назначение, цели и задачи: 1) Функциональный состав.

4.2. Принципы построения систем: 1) Топология системы.

4.3. Компоненты систем: 1) Коммуникационная подсеть. 2) Основные протоколы. 2) Подсистемы контроля первичной технологической информации.

5. Надежность, эффективность и перспективы развития автоматизированных систем оперативно-диспетчерского и технологического управления.

5.1. Методы обеспечения надежности: 1) Обеспечение надежности технических средств. 2) Обеспечение надежности информационного и программного обеспечения. 3) Обеспечение надежности и достоверности передачи данных.

5.2. Оценка эффективности систем: 1) Факторы оценки.

5.3. Перспективы развития: 1) Основные направления.

Код РПД: 1384

Кафедра: "Автоматизированные системы электроснабжения "

С3.В.03 Междисциплинарный курс

Дисциплина вариативной части Учебного плана (, ) подготовки специалиста (специальное звание "Инженер") имеет трудоемкость 3 зачетные единицы (включая 32 часа аудиторной работы студента).

Форма аттестации: зачет в семестре 10.

Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины "Междисциплинарный курс" является расширение и углубление профессиональной подготовки в составе других базовых и вариативных дисциплин цикла "Профессиональный цикл" в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом (приказ Минобрнауки России ) для формирования у выпускника профессиональных, профессионально-специализированных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности: производственно-технологическая, организационно-управленческая, проектно-конструкторская, научно-исследовательская и специализацией "Электроснабжение железных дорог".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

-  подготовка студента по разработанной в университете основной образовательной программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения дисциплины;

-  подготовка студента к освоению дисциплины "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН";

-  подготовка студента к прохождению практики "Преддипломная";

-  подготовка студента к защите выпускной квалификационной работы;

-  развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.

Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

-  ПК-18 - умением разрабатывать и использовать методы расчета надежности техники в профессиональной деятельности; обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов производства, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта систем обеспечения движения поездов; осуществлять экспертизу технической документации;

-  ПК-30 - умением составлять описания проводимых исследований и разрабатываемых проектов, собирать данные для составления отчетов, обзоров и другой технической документации;

-  ПК-31 - владением способами сбора, систематизации, обобщения и обработки научно-технической информации, подготовки обзоров, аннотаций, составления рефератов, отчетов и библиографий по объектам исследования; наличием опыта участия в научных дискуссиях и процедурах защиты научных работ и выступлений с докладами и сообщениями по тематике проводимых исследований; владением способами распространения и популяризации профессиональных знаний, проведения учебно-воспитательной работы с обучающимися;

-  ПСК-1.3 - владением методологией расчетов основных параметров системы тягового электроснабжения, выбора мест расположения тяговых подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения в зависимости от размеров движения и иных существенных условий, в том числе при организации тяжеловесного, скоростного и высокоскоростного движения поездов;

-  ПСК-1.5 - владением методами оценки и выбора рациональных технологических режимов работы устройств электроснабжения; навыками эксплуатации, технического обслуживания и ремонта устройств электроснабжения; навыками организации и производства строительно-монтажных работ в системе электроснабжения железных дорог и метрополитенов; владением методами технико-экономического анализа деятельности хозяйства электроснабжения;

-  ПСК-1.6 - знанием способов выработки, передачи, распределения и преобразования электрической энергии, закономерности функционирования электрических сетей и энергосистем, теоретические основы электрической тяги, техники высоких напряжений; знанием технологии, правил и способов организации технического обслуживания и ремонта устройств контактной сети и линий электропередачи, тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств тягового электроснабжения, автоматики и телемеханики по заданному ресурсу и техническому состоянию; знает эксплуатационно-технические требования к системам электроснабжения.

Дополнительные компетенции и комментарии кафедры:

(1) - данная компетенция формируется в части знания эксплуатационно-технических требований к системам электроснабжения (ПСК -1.6).

(2) - данная компетенция формируется в части умения пользоваться методологией расчетов основных параметров систем электроснабжения (ПСК-1.3).

(3) - данная компетенция формируется в части умения владеть методами оценки и выбора рациональных технологических режимов работы устройств электроснабжения (ПСК-1.5).

В результате изучения данной дисциплины студент должен:

Знать (обладать знаниями)

-  роль и место устройств электроснабжения в системе обеспечения движения поездов;

-  теоретические основы систем электроснабжения;

-  технологию, правила и способы организации технического обслуживания и ремонта устройств контактной сети и линий электропередачи, тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств тягового электроснабжения, автоматики и телемеханики по заданному ресурсу и техническому состоянию;

-  фундаментальные основы теории электроснабжения электрической тяги;

-  основы теории автоматизации и управления процессами в устройствах электроснабжения;

-  методы и средства обеспечения требуемых показателей качества электрической энергии.

Уметь (обладать умениями)

-  производить расчет систем электроснабжения, расчет токов короткого замыкания в электрических сетях и энергосистемах, выбирать параметры силового электрооборудования подстанций, сечения контактной сети, линейных устройств тягового электроснабжения, мест расположения постов секционирования и пунктов параллельного соединения, компенсирующих устройств;

-  разрабатывать структуру автоматизированной системы управления устройствами электроснабжения, применять электронные импульсные и логические элементы и микропроцессорные устройства, кодировать информацию телеуправления, телесигнализации и телеизмерения;

-  производить расчеты проводов и контактных подвесок, определять ветровые отклонения, колебания и вибрацию проводов, оценивать механику и качество токосъема, износ проводов.

Владеть (овладеть умениями)

-  методами расчета и выбора устройств тягового электроснабжения, способами усиления устройств электроснабжения, повышения качества электрической энергии, улучшения токосъема при тяжеловесном и скоростном движении поездов, способами симметрирования нагрузки в линиях внешнего электроснабжения;

-  методами расчета и средствами защиты от токов короткого замыкания, способами достижения условий совместимости тяговых подстанций и электрических сетей;

-  методами тепловых расчетов элементов контактной сети и воздушных линий, приемами выявления причин пережогов проводов контактной подвески и мерами их предотвращения, балльной оценкой состояния контактной сети.

Содержание дисциплины

Семестр № 10

1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.

1.1. Общие сведения о системах электроснабжения электрической тяги: 1)Этапы и перспективы развития электрической тяги 2)Технико-экономические показатели 3)Системы электроснабжения постоянного тока для различных видов транспорта. 4)Системы электроснабжения переменного тока. 5)Способы стыкования участков с различными системами электрической тяги. 6)Схемы внешнего электроснабжения тяговых подстанций для систем электрической тяги постоянного и переменного тока. 7)Схемы питания нетяговых потребителей и СЦБ 8)Схемы соединения обмоток понизительных трансформаторов тяговых подстанций переменного тока. 9)Схемы подключения группы тяговых подстанций к линии передачи.

1.2. Электрические параметры элементов системы электроснабжения: 1)Эквивалентное сопротивление тяговой подстанции. 2)Рельсовая цепь и ее сопротивление 3)Сопротивление контактной сети в системе переменного тока. 4)Сопротивление рельсовой цепи. 5)Сопротивление тяговой сети 6)Составное и эквивалентное приведенное сопротивление тяговой сети переменного тока.

1.3. Качество электроэнергии и его влияние на работу приемников электроэнергии: 1)Качество электроэнергии и его показатели 2)Нормативы напряжений в тяговой сети. 3)Несимметрия нагрузки. 4)Гармоники тока и напряжения в системе электроснабжения постоянного и переменного тока. 5)Поперечная емкостная компенсация. 6)Продольная емкостная компенсация.

1.4. Методы электрических расчетов системы тягового электроснабжения: 1)Методы расчета системы электроснабжения. 2)Расчеты мгновенных схем в 3)Матричный метод расчета мгновенных схем. 4)Методы расчета по заданному графику движения 5)Вероятностные методы расчета устройств электроснабжения.

1.5. Расчет параметров системы электроснабжения: 1)Порядок расчета параметров системы электроснабжения. 2)Расчет мощности тяговых подстанций и выбор трансформаторов 3)Определение сечения проводов контактной сети и проверка его по нагреву. 4)Работа системы электроснабжения при полном использовании пропускной способности. 5)Влияние параметров системы электроснабжения на действительную пропускную способность. 6)Усиление систем электроснабжения.

1.6. Специальные разделы электроснабжения: 1)Автоматизация расчетов и проектирования системы тягового электроснабжения. 2)Имитационное моделирование на ЭВМ 3)Моделирование графика движения поездов. 4)Алгоритм формирования вероятностного графика движения 5)Электрический расчет системы электроснабжения на имитационной модели. 6)Экономия электроэнергии в системе тягового электроснабжения. 7)Рекуперация электрической энергии в системе постоянного тока.

1.7. Режимы работы и устойчивость функционирования системы электроснабжения: 1)Режимы работы системы электроснабжения. 2)Математическая модель нагревания провода. 3)Математическая модель термической прочности. 4)Распределение тока фидера по проводам контактной сети постоянного и переменного тока. 5)Пережоги проводов и их причины. 6)Работа системы тягового электроснабжения при гололеде. 7)Вынужденные режимы электроснабжения.

1.8. Электроснабжение нетяговых потребителей: 1)Нетяговые потребители железнодорожного транспорта. 2)Электроснабжение крупных станций и узлов 3)Электрическое освещение железнодорожных объектов. 4)Электроснабжение устройств СЦБ.

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

2.1. Основы автоматизации и телемеханизации систем электроснабжения железнодорожного транспорта: 1)Система электроснабжения железных дорог как сложный объект управления. 2)Цели и задачи управления 3)Организационная структура управления системой электроснабжения 4)Диспетчерско-технологическое управление 5)Технологическая и системная автоматика 6)Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) и автоматизированными системы диспетчерского управления (АСДУ). 7)Автоматизированные системы управления устройствами электроснабжения железнодорожного транспорта (АСУЭ). 8)Перспективы развития систем АСУЭ.

2.2. Полупроводниковые функциональные устройства автоматических и телемеханических систем: 1)Счетчики импульсов 2)Преобразование кодов. 3)Распределители импульсов, регистры сдвига, преобразователи параллельных кодов в последовательные и обратно, устройства хранения-выборки информации. 4)Устройства ввода и вывода дискретной информации.

2.3. Микропроцессоры и микропроцессорные комплексы: 1)Структура и основные функциональные блоки микропроцессора. 2)Интегральные запоминающие устройства. 3)Аналого-цифровые (АЦП) и цифро- аналоговые (ЦАП) преобразователи в автоматических и телеизмерительных схемах, принципы и схемные решения.

2.4. Системы автоматики и телемеханики: 1)Методы передачи сообщений. 2)Структурная схема передачи сообщений. 3)Кодирование. 4)Модуляция как процесс нанесения информации на сигнал-носитель. 5)Достоверность передачи сообщения 6)Каналы связи телемеханики. 7)Линии и каналы связи. 8)Принципы построения телемеханических систем. 9)Виды управления на расстоянии. 10)Методы передачи информации в системах телемеханики 11)Телезащита электротяговых сетей. 12)Системы телемеханики электрифицированных железных дорог. 13)Общая характеристика и структура систем телемеханики и их совместимость. 14)Монокристальные однофункциональные блоки для построения систем телемеханики зарубежных фирм. 15)Системы телемеханики с частотным разделением канала связи. 16)Системы телемеханики с временным разделением канала связи. 17)Автоматизация системы электроснабжения электрических железных дорог. 18)Объем и задачи автоматизации систем электроснабжения железных дорог. 19)Автоматическое повторное включение в устройствах электроснабжения железных дорог(АПВ). 20)Автоматическое включение резерва в устройствах электроснабжения железных дорог(АВР). 21)Автоматическое регулирование мощности в устройствах электроснабжения железных дорог(АРМ) 22)Автоматика преобразовательных агрегатов 23)Автоматическое определение места короткого замыкания в электротяговых цепях. 24)Технологическая автоматика. 25)Автоматическое регулирование напряжения в электротяговых сетях постоянного и переменного тока, 26)Основные принципы построения информационно-управляющих вычислительных систем. 27)Аппаратный, программный и аппаратно-программный способы реализации устройств автоматики и телемеханики. 28)Эффективность и эксплуатация систем автоматики и телемеханики. 29)Надежность аппаратуры автоматики и телемеханики. 30)Современное состояние систем автоматики и телемеханики устройств электроснабжения железных дорог в России и за рубежом.

3. ТЯГОВЫЕ И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ.

3.1. Трансформаторные подстанции: 1)Основные устройства трансформаторных подстанций. 2)Классификация трансформаторных подстанций. 3)Основные схемы трансформаторных подстанций 4)Принципиальная схема распредустройств трансформаторных подстанций. Коммутационные аппараты. 5)Короткие замыкания в электроустановках. 6)Методы расчета коротких замыканий. 7)Ограничение токов короткого замыкания. 8)Электродинамическое воздействие токов короткого замыкания. 9)Термическое действие токов короткого замыкания 10)Выбор аппаратов и токоведущих частей. 11)Физические процессы в коммутационных электрических аппаратах 12)Токоведущие части и изоляторы 13)Измерительные трансформаторы. 14)Охрана труда и противопожарная безопасность при эксплуатации.

3.2. Тяговые подстанции: 1)Основные сведения о тяговых подстанциях, особенности. 2)Схемы и компоновки тяговых подстанций постоянного и переменного тока 3)Основные агрегаты тяговых подстанций. 4)Коммутационные электрические аппараты тяговых подстанций. 5)Основные характеристики выключателей переменного тока применяемых на тяговых подстанциях. 6)Средства повышения качества электроэнергии и обеспечение электромагнитной совместимости. 7)Регулирование напряжения на тяговых подстанциях постоянного и переменного тока. 8)Компенсация реактивной мощности на тяговых подстанциях постоянного и переменного тока. 9)Обеспечение электромагнитной совместимости оборудования тяговых подстанций с электрическими сетями, линиями СЦБ. 10)Распределительные устройства тяговых подстанций. 11)Собственные нужды и вторичные цепи тяговых подстанций. 12)Схемы управления, сигнализации, контроля изоляции. 13)Измерение и учет электроэнергии. 14)Заземляющие устройства тяговых подстанций. 15)Проектирование тяговых подстанций. Методы проектирования. 16)Охрана труда и противопожарная безопасность при эксплуатации тяговых подстанций переменного и постоянного тока. 17)Вопросы экологии.

4. КОНТАКТНЫЕ СЕТИ И ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ.

4.1. Линии электропередачи: 1)История развития ЛЭП 2)Системы ЛЭП. 3)Устройства и основные элементы воздушных ЛЭП. 4)Особенности технологии производства проводов и опор. Изоляторы и изолирующие элементы, применяемые в ЛЭП. 5)Конструкции кабельных линий и внутренней электропроводки различного назначения. 6)Основные габариты ЛЭП различного напряжения. Защита от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Заземление ЛЭП. 7)Определение нагрузок, действующих на провода и конструкции ЛЭП. 8)Определение длины пролета между опорами ЛЭП 9)Расчет проводов ЛЭП, как свободно подвешенных проводов. Задачи расчета. 10)Критический пролет. Критическая нагрузка. Критическая температура. 11)Эквивалентный пролет. Построение монтажных кривых. 12)Расчет ЛЭП при различных высотах подвеса провода на соседних опорах. 13)Проектирование ЛЭП. 14)Нагревание проводов ЛЭП и кабелей. 15)Колебания проводов ЛЭП под действием ветровых нагрузок. 16)Рациональные методы обслуживания ЛЭП.

4.2. Контактная сеть: 1)Провода контактной сети. 2)Особенности технологии изготовления контактных проводов и контактных рельсов. 3)Нагрузка на провода контактной сети. 4)Контактные подвески. 5)Классификация простых контактных подвесок. 6)Устройство цепных подвесок 7)Расчеты контактных подвесок и контактного рельса. 8)Определение ветровых отклонений контактных проводов 9)Гололедные повреждения контактной сети и способы борьбы с гололедом. 10)Автоколебания и вибрация проводов цепной подвески, способы их устранения. 11)Статический подъем контактного провода под действием нажатия токоприемника. 12)Токосъем. 13)Методы исследований взаимодействия контактных подвесок с токоприемниками. 14)Применение ЭВМ в расчетах взаимодействия контактной сети и токоприемника. 15)Конструкция контактной сети. Основные габариты. 16)Поддерживающие устройства контактной сети. 17)Принципы классификации опор. 18)Способы закрепления опор в грунте и условия работы фундаментов. 19)Нагревание проводов контактной сети и его влияние на их механические характеристики. 20)Экологические аспекты, связанные с эксплуатацией устройств контактной сети.

5. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА.

5.1. Основы релейной защиты: 1)Назначение и основы понятия о релейной защите и автоматике. 2)Автоматизация технологических процессов и систем управления 3)Автоматика управления в нормальных режимах и в аварийных режимах. 4)Структурная схема релейной защиты. 5)Трансформаторы напряжения. 6)Фильтры 7)Реле и комплекты защит 8)Выходные органы релейной защиты. 9)Комплекты (шкафы) защит. 10)Защита электрических сетей. Виды аварийных и ненормальных режимов. 11)Токовые защиты 12)Дистанционная защита. 13)Продольная и поперечная дифференциальные защиты. 14)Высокочастотные защиты 15)Защита от замыканий на землю в сетях с заземленной и изолированной нейтралью. 16)Защита трансформаторов. 17)Защиты, реагирующие на величину тока 18)Газовая защита. 19)Дифференциальная защита. 20)Современные конструкции защиты. 21)Методика выбора уставок.

5.2. Релейная защита системы тягового электроснабжения железных дорог: 1)Защита тяговой сети переменного тока от коротких замыканий. 2)Особенности реализации основных требований к свойствам релейной защиты. 3)Особенности нормального и аварийного режимов тяговой сети 2x25 кВ с автотрансформаторами. 4)Защита тяговой сети постоянного тока от коротких замыканий. 5)Максимальная токовая защита быстродействующими выключателями с индуктивными шунтами и реле РДШ. 6)Потенциальные защиты и защиты с пуском по напряжению. 7)Дистанционные защиты. 8)Импульсные защиты. 9)Защиты, реагирующие на переходные процессы. 10)Многопараметрические защиты. 11)Адаптивные защиты. 12)Селективная защита межподстанционной зоны. 13)Защита при тросовом объединении опор диодными заземлителями или короткозамыкателями. 14)Защита тяговых сетей постоянного и переменного тока от перегрузки. 15)Принципы организации защиты с помощью ЭВМ и микропроцессоров. 16)Реле перегрузки для тяговых сетей постоянного и переменного тока. 17)Защита элементов тяговых подстанций 18)Защита установок поперечной и продольной емкости компенсации, фильтр - компенсирующих устройств. 19)Защита преобразовательных агрегатов. 20)Защита распределительных устройств постоянного тока от замыканий на земле. 21)Техническое обслуживание и надежность защиты. 22)Виды технического обслуживания, их периодичность и содержание. 23)Средства технического обслуживания 24) Правила техники безопасности при обслуживании защит. 25)Автоматизированный контроль технического состояния защит переносные и передвижные диагностические установки. 26)Перспективы использования для диагностирования защиты ЭВМ и микропроцессоров. 27)Модель функционирования надежности защиты. 28)Статистическая оценка надежности функционирования защиты. 29)Основы методики расчета надежности аппаратуры защиты.

Код РПД: 1412

Кафедра: "Автоматизированные системы электроснабжения "

Дисциплины по выбору в составе вариативной части.

С3.С.01 Техника высоких напряжений и материаловедение (электротехническое)

Дисциплина вариативной по выбору студента части Учебного плана (, ) подготовки специалиста (специальное звание "Инженер") имеет трудоемкость 3 зачетные единицы (включая 32 часа аудиторной работы студента).

Форма аттестации: зачет в семестре 3.

Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины "Техника высоких напряжений и материаловедение (электротехническое)" является расширение и углубление профессиональной подготовки в составе других базовых дисциплин цикла "Профессиональный цикл", в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом (приказ Минобрнауки России ) для формирования у выпускника профессиональных, профессионально-специализированных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности: производственно-технологическая, организационно-управленческая, проектно-конструкторская, научно-исследовательская и специализацией "Электроснабжение железных дорог".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

-  подготовка студента по разработанной в университете основной образовательной программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения дисциплины;

-  подготовка студента к освоению дисциплин "Теоретические основы электротехники", "Электроника", "Электроснабжение железных дорог";

-  подготовка студента к прохождению практик "Производственная", "Преддипломная";

-  подготовка студента к защите выпускной квалификационной работы;

-  развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.

Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

-  ПК-11 - владением методами оценки свойств и способами подбора материалов;

-  ПСК-1.6 - знанием способов выработки, передачи, распределения и преобразования электрической энергии, закономерности функционирования электрических сетей и энергосистем, теоретические основы электрической тяги, техники высоких напряжений; знанием технологии, правил и способов организации технического обслуживания и ремонта устройств контактной сети и линий электропередачи, тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств тягового электроснабжения, автоматики и телемеханики по заданному ресурсу и техническому состоянию; знает эксплуатационно-технические требования к системам электроснабжения.

Дополнительные компетенции и комментарии кафедры:

В разделах, касающихся высоковольтной техники и устройств, работающих на высоком напряжении.

В результате изучения данной дисциплины студент должен:

Знать (обладать знаниями)

-  современные способы получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств;

-  свойства современных материалов;

-  методы выбора материалов;

-  роль и место устройств электроснабжения в системе обеспечения движения поездов;

-  теоретические основы систем электроснабжения;

-  технологию, правила и способы организации технического обслуживания и ремонта устройств контактной сети и линий электропередачи, тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств тягового электроснабжения, автоматики и телемеханики по заданному ресурсу и техническому состоянию.

Уметь (обладать умениями)

-  владеть способами эффективного использования материалов и оборудования при техническом обслуживании и ремонте систем обеспечения движения поездов;

-  производить расчет характеристик и показателей силовых преобразователей, выбирать параметры основных элементов систем управления и защиты преобразовательных устройств.

Владеть (овладеть умениями)

-  методами оценки свойств материалов, способами подбора материалов для проектируемых систем обеспечения движения поездов.

Кафедра установила следующие особенности проектируемых результатов освоения дисциплин:

В разделах, касающихся высоковольтной техники и устройств, работающих на высоком напряжении.

Содержание дисциплины

Семестр № 3

1. Роль и место устройств электроснабжения в системе обеспечения движения поездов. Электрофизические процессы в структуре высоковольтных устройств электроснабжения и безопасность их работы.

1.1. Роль и место высоковольтных устройств электроснабжения: 1) Классификация устройств 2) Основные элементы 3) Основные направления развития.

1.2. Электрические явления и процессы в высоковольтных устройствах и безопасность работы: 1) Ионизационные процессы 2) Поляризационные процессы 3) Высоковольтные разряды 4) Безопасность и надежность работы.

2. Высоковольтная изоляция и оборудование; современные методы эксплуатации, расчета, диагностики и испытания.

2.1. Высоковольтная изоляция и оборудование устройств электроснабжения и их основные характеристики: 1) Линейная изоляция 2) Станционно–аппаратная изоляция 3) Устройства коммутации и защиты.

2.2. Методы расчета, диагностики и испытания основных высоковольтных устройств: 1) Расчет и выбор линейной изоляции 2) Расчет и выбор станционно–аппаратной изоляции 3) Диагностика изолярующих конструкций 4) Испытания линейной и станционно–аппаратной изоляции 5) Испытания защитных устройств.

3. Перенапряжения в устройствах электроснабжения и методы оптимального выбора устройств защиты, соответствующих заданным нормам надежности. Современные методы эксплуатации устройств электроснабжения.

3.1. Виды перенапряжений и их основные характеристики: 1) Атмосферные перенапряжения 2) Характеристики молний 3) Внутренние перенапряжения. их виды и характеристики.

3.2. Высоковольтные устройства защиты, расчет и выбор оптимальных характеристик: 1) Основные виды высоковольтных устройств защиты 2) Характеристики высоковольтных устройств защиты 3) Расчет и выбор оптимальных характеристик устройств защиты.

4. Современные высоковольтные электротехнические материалы и их основные характеристики.

4.1. Основные электротехнические материалы и их характеристики: 1) Диэлектрики 2) Проводники 3) Полупроводники 4) Магнитные материалы.

4.2. Поляризация и электропроводность высоковольтных материалов: 1)Строение вещества. Виды связи 2) Поляризация диэлектриков 3) Виды поляризаций 4) Электропроводность диэлектриков.

5. Диэлектрические потери, пробой и перекрытие высоковольтной изоляции.

5.1. Диэлектрические потери и качество изоляции: 1) Тангенс угла диэлектрических потерь 2) Расчет мощности диэлектрических потерь 3) Факторы, влияющие на величину мощности диэлектрических потерь.

5.2. Пробой и перекрытие высоковольтной изоляции: 1) Пробой изоляции 2) Электрический пробой 3) Тепловой пробой 4) Электрохимический пробой 5) Перекрытие изоляции 6) Факторы, влияющие на пробой и перекрытие изоляции.

Код РПД: 3

Кафедра: "Теоретические основы электротехники "

С3.С.01 Полупроводниковые материалы

Дисциплина вариативной по выбору студента части Учебного плана (, ) подготовки специалиста (специальное звание "Инженер") имеет трудоемкость 3 зачетные единицы (включая 32 часа аудиторной работы студента).

Форма аттестации: текущее тестирование в Центре мониторинга качества образования, зачет в семестре 3.

Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины "Полупроводниковые материалы" является расширение и углубление профессиональной подготовки в составе других базовых дисциплин цикла "Профессиональный цикл", в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом (приказ Минобрнауки России ) для формирования у выпускника профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности: производственно-технологическая, организационно-управленческая, проектно-конструкторская, научно-исследовательская и специализацией "Электроснабжение железных дорог".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

-  подготовка студента по разработанной в университете основной образовательной программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения дисциплины;

-  подготовка студента к освоению дисциплин "Микропроцессорные информационно-управляющие системы", "Электромагнитная совместимость и средства защиты", "Электроника";

-  подготовка студента к защите выпускной квалификационной работы;

-  развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.

Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

-  ПК-11 - владением методами оценки свойств и способами подбора материалов.

Дополнительные компетенции и комментарии кафедры:

В результате изучения дисциплины "Полупроводниковые материалы" компетенция ПК-11 формируется частично - "владением методами оценки свойств... материалов".

В результате изучения данной дисциплины студент должен:

Знать (обладать знаниями)

-  свойства современных материалов.

Кафедра установила следующие особенности проектируемых результатов освоения дисциплин:

Уметь (обладать умениями)

-  выполнять расчеты основных физических параметров полупроводниковых материалов.

Владеть (овладеть умениями)

-  методами оценки свойств полупроводниковых материалов.

Результаты изучения дисциплины "Полупроводниковые материалы" соответствуют ЗНАНИЯМ по ФГОС частично: знание свойств полупроводниковых материалов.

Содержание дисциплины

Семестр № 3

1. Квантовая теория твердых тел.

1.1. Энергетические зоны: 1) Виды химической связи 2) Движение электрона в периодическом потенциале 3) Энергия Ферми.

1.2. Статистика Ферми: 1) Распределение Ферми-Дирака 2) Электроны и дырки.

2. Электронные свойства полупроводников.

2.1. Термоэлектрические явления: 1) Эффект Зеебека 2) Температурная зависимость проводимости.

2.2. Электропроводность: 1) Собственная и примесная проводимость 2) Эффект Холла 3) Инжекция и рекомбинация.

3. Основные виды полупроводниковых материалов.

3.1. Кристаллические полупроводниковые материалы: 1) Монокристаллы (Si, Ge) 2) Гетероструктурные материалы (АВ).

3.2. Аморфные полупроводниковые материалы: 1) Стеклообразные халькогениды 2) Органические полупроводники (ион-радикальные соли).

4. Технологии полупроводниковых материалов.

4.1. Методы получения полупроводниковых материалов: 1) Кристаллизация из расплава 2) Зонная плавка 3) Эпитаксия.