Программа вступительного испытания по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
| скачать ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Теоретические основы электротехники» для поступления в магистратуру по направлению 110800 «Агроинженерия» 1. Электрическая цепь и ее законы Понятие электрической цепи. Ток, напряжение, энергия и мощность. Элементы электрической цепи и их классификация. Источники напряжения и тока. Пассивные двухполюсные элементы и их характеристики: резистивной, индуктивной и емкостной. Схемы электрических цепей. Законы электрических цепей. Полная система уравнений электрических цепей. Баланс мощностей. 2. Анализ электрического состояния цепей при постоянных ЭДС и токах Алгебраические методы анализа цепей при установившихся режимах: – методы узловых потенциалов и контурных токов; – принципы наложения и взаимности и основанные на них методы расчета цепей. Эквивалентные преобразования в электрических цепях. 3. Анализ электрического состояния цепей при синусоидальных ЭДС и токах Понятие о гармонических токах и напряжениях: частота, начальная фаза, амплитудные, средние и действующие значения. Представление гармонических функций вращающимися векторами на комплексной плоскости. Законы Кирхгофа в комплексной форме записи. Расчет установившегося синусоидального режима в простых цепях, векторные диаграммы. Энергетические процессы в цепях синусоидального тока. Активная, реактивная и полная мощности. Баланс мощностей. Условие передачи максимальной мощности нагрузки. Анализ сложных цепей при синусоидальных ЭДС и токах. Резонансные явления при последовательном, параллельном и смешанном соединении элементов цепи. 4. Цепи с индуктивно связанными элементами Основные понятия индуктивно связанных элементов. Последовательное и параллельное соединение индуктивно связанных элементов. Эквивалентная развязка индуктивных связей. Трансформатор в линейном режиме, идеальный трансформатор. Схема замещения трансформатора. 5. Трехфазные цепи Общая характеристика трехфазных цепей. Соединение звездой и треугольником. Расчет симметричных и несимметричных трехфазных цепей. Векторные диаграммы. Мощность в трехфазных цепях и ее измерение. Разложение несимметричной системы на системы прямой, обратной и нулевой последовательности фаз. Метод симметричных составляющих. 6. Анализ электрического состояния цепей при несинусоидальных ЭДС и токах Разложение периодической несинусоидальной функции в ряд Фурье. Случаи симметрии. Максимальные, действующие и средние значения несинусоидальных периодических ЭДС напряжений и токов. Коэффициенты, характеризующие форму кривых. Расчет цепей при периодических воздействиях. 7. Основы теории четырехполюсников Уравнения, матрицы и параметры четырехполюсников. Схемы замещения четырехполюсников. Вторичные параметры четырехполюсников. Соединения четырехполюсников, проверка регулярности соединения. 8. Переходные процессы в электрических цепях с сосредоточенными параметрами и методы их расчета Понятие о переходном процессе в электрической цепи. Причины возникновения и сущность переходного процесса. Классический метод расчета переходных процессов в линейных электрических цепях. Применение ЭВМ для расчета переходных процессов. Операторный метод расчета переходных процессов. Анализ цепей во временной области при воздействии сигналов произвольной формы. Единичная ступенчатая и импульсная функции. Переходная и импульсная характеристики цепей, физическая трактовка импульсной характеристики. 9. Нелинейные электрические и магнитные цепи при постоянных токах и напряжениях Элементы и свойства нелинейных цепей. Характеристики НЭ. Статические и динамические параметры. Графические и графоаналитические методы расчета нелинейных электрических и магнитных цепей. 10.Линейные цепи с распределенными параметрами Однородная линия и ее дифференциальные уравнения. Токи и напряжения в длинных линиях. Прямая и встречная волна. Вторичные параметры. Зависимость режима линии от нагрузки. Согласованная и несогласованная нагрузка. Применение отрезков линии для согласования нагрузки. Линия без искажений. Линия без потерь. 11 .Теория электромагнитного поля Электромагнитное поле как единство электрических и магнитных полей. Основные понятия, величины и источники электромагнитных полей. Определение и характеристики электростатического поля: уравнения, потенциал и градиент электрического потенциала, уравнения Лапласа и Пуассона, электростатическое экранирование, системы уравнений Максвелла, емкость двухпроводной линии с учетом влияния земли. Поле и погонные емкости трехфазной линии, энергия поля, силовое взаимодействие заряженных тел. Определение и характеристики электрического поля постоянного тока: уравнения, дифференциальная форма закона Ома, 2-го закона Кирхгофа и закона Джоуля-Ленца, граничные условия, электрическое поле растекания токов. Определение и характеристики магнитного поля постоянного тока: основные уравнения, характер поля, граничные условия векторов магнитного поля, магнитный потенциал, магнитное поле элемента с током, энергия и ее преобразования, выражение для собственной и взаимной индуктивностей двухпроводной линии, индуктивность трехфазной линии, механическое проявление энергии магнитного поля, поле двухпроводной и трехпроводной линии электропередач. Основная и дополнительная литература
Заведующий кафедрой ЭМСЭС  В.П. Шелякин01.06.2010 г. ^ «Электроснабжение» для поступления в магистратуру по направлению 110800 «Агроинженерия» 1. Структура энергосистемы. Основные определения и режимы Современное состояние и перспективы развития электрификации промышленности и сельского хозяйства России. Структура энергетической системы. Типы электростанций: тепловые, конденсационные, теплофикационные, атомные, гидравлические, газотурбинные, дизельные. Баланс активной и реактивной мощностей. Шкала напряжений. Режим нейтрали генераторов и трансформаторов. Трехфазные сети с заземленной нейтралью; сети с резонансно-заземленными нейтралями; сети с глухо- и эффективно заземленными нейтралями. Надежность электроснабжения потребителей, категории потребителей по надежности электроснабжения, требования к надежности электроснабжения потребителей первой, второй и третьей категорий. Качество электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения (ГОСТ 13109-97). Нормы качества электроэнергии по отклонению, колебанию, несинусоидальности, несимметрии напряжения, отклонение частоты, провал напряжения, импульс напряжения, временное перенапряжение. 2. Электрические нагрузки и их графики Характеристика потребителей; номинальная мощность; средняя активная и реактивная нагрузки; среднеквадратичные значения. Понятие о максимальной мощности; коэффициенте использования; коэффициентах включения; формы графика нагрузок. Определение расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса, по средней мощности и коэффициенту формы. Учет несимметричных нагрузок. Потери мощности в системе электроснабжения. Расчетная нагрузка по нагреву. Определение расчетных нагрузок в промышленности. Определение расчетных нагрузок сельскохозяйственного назначения. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции, технико-экономическое обоснование. 3. Источники питания потребителей постоянного тока Характеристики источников постоянного тока, как потребителей в сис- теме переменного тока. 4. Компенсация реактивной мощности Компенсация реактивной мощности, задачи. Влияние несинусоидальности потребляемого тока потребителем, спектральный состав гармоник тока. Правила применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии. Методы определения экономических значений реактивной мощности и энергии. Характеристика компенсирующих устройств: конденсаторы, синхронные двигатели, эффективность их применения. Определение суммарной мощности компенсирующих устройств, распределение их по ступеням напряжений. 5. Расчет трехфазных токов короткого замыкания Расчет токов короткого замыкания, общие определения и допущения, задачи расчетов токов КЗ. Составление расчетных схем, система относительных единиц. Сопротивление прямой последовательности отдельных элементов цепи КЗ. Преобразование расчетных схем. ЭДС и индуктивность генераторов в сверхпереходном, переходном и установившемся режимах. Максимальное, действующее значения периодической составляющей и апериодической составляющей. 6. Выбор аппаратуры и токоведущих частей на электрических станциях и подстанциях Электродинамическое и термическое действие токов КЗ на токоведущие части и конструкции. Определение импульса квадратичного тока КЗ от периодической и апериодической составляющих. Термическая и электродинамическая стойкость. Выбор и проверка по токам. Последствия динамических воздействий на электрические аппараты. 7. Энергосберегающие технологии и технико-экономические показатели при передаче электроэнергии Пути снижения технических потерь при транспорте электроэнергии. Пути снижения коммерческих потерь электроэнергии. Технико-экономические показатели системы электроснабжения. Возможности электротехнологий по энергосбережению. Рекомендуемая литература а) основная литература
б) дополнительная литература 1. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. Заведующий кафедрой ЭМСЭС В.П. Шелякин01.06.2010 г.
|
отлично
1 