Содержание
С.
Предисловие………………………………………………………………………4
Программа модуля………………………………………………………………..5
Правила оформления и выполнения контрольного задания…………………..8
Варианты контрольных работ…………………………………………………..10
Методические указания к выполнению контрольных заданий……………....13
Литература…………………………………………………………………….....18
Предисловие
С целью овладения видом профессиональной деятельности «Обслуживание основного электрооборудования электрических станций и сетей» и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен: иметь практический опыт:
• производства включения в работу и останова оборудования;
• оперативных переключений;
• оформления оперативно-технической документации; уметь:
• контролировать и управлять режимами работы основного и вспомогательного оборудования;
• определять причины сбоев и отказов в работе оборудования;
• проводить режимные оперативные переключения на электрических станциях, сетях и системах;
• составлять техническую документацию по эксплуатации электрооборудования;
знать:
• назначение, принцип работы основного и вспомогательного
оборудования;
• схемы электроустановок;
• допустимые параметры и технические условия эксплуатации
оборудования;
• инструкции по эксплуатации оборудования;
• порядок действий по ликвидации аварий;
• правила оформления технической документации по эксплуатации
электрооборудования.
Хорошее усвоение МДК предполагает глубокое изучение теории, умение использовать полученные знания для анализа устройств релейной защиты и автоматики и приобретение твердых навыков в решении задач и чтении принципиальных схем защит. Для этого необходимо самостоятельно решить ряд задач по всем разделам изучаемой дисциплиной и выполнить специальные задания.
ПРОГРАММА МОДУЛЯ
ПМ 01 «Обслуживание электрооборудования электрических станций, сетей и систем»
МДК 01 Техническое обслуживание электрооборудования электрических станций, сетей и систем
Содержание обучения по профессиональному модулю.
Таблица 1
| Наименование разделов профессионального модуля (ПМ), междисциплинарных курсов (МДК) и тем | Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся | |
| Раздел 1 ПМ.01. Применение основного электрооборудования электрических станций и сетей | ||
| МДК 1. Техническое обслуживание электрооборудования электрических станций, сетей и систем | ||
| Тема 1.1.Машины постоянного тока | Содержание | |
| 1. | Принцип действия и конструкция машин постоянного тока. Устройство якорных обмоток. | |
| 2. | Магнитная система | |
| 3. | Коммутация машин постоянного тока | |
| 4. | Генераторы постоянного тока. | |
| 5. | Двигатели постоянного тока. | |
| 6. | Коэффициент полезного действия машин постоянного тока. | |
| 7. | Специальные типы машин постоянного тока. | |
| Лабораторные работы | ||
| 1. | Испытание, контроль работы генератора постоянного тока независимого возбуждения. | |
| 2. | Испытание, контроль работы генератора постоянного тока параллельного возбуждения. | |
| 3. | Испытание, контроль работы генератора смешанного возбуждения. | |
| 4. | Испытание, контроль работы двигателя постоянного тока параллельного возбуждения. | |
| 5. | Включение в работу, определение КПД генератора постоянного тока методом холостого хода. | |
| Тема 1.2.Силовые трансформаторы | Содержание | |
| 1. | Принцип действия и устройство трансформаторов. | |
| 2. | Холостой ход трансформаторов. | |
| 3. | Работа трансформаторов в режиме нагрузки. | |
| 4. | Параллельная работа трансформаторов. | |
| 5. | Трансформаторы специального назначения. | |
| Лабораторные работы | ||
| 1. | Испытание трансформатора в режиме холостого хода. | |
| 2. | Испытание трехфазного трансформатора в режиме короткого замыкания. | |
| 3. | Определение группы соединения трехфазного трансформатора. | |
| Практические занятия | ||
| 1. | Расчет трехфазного трансформатора | |
| 2. | Расчет параметров схемы замещения трансформатора | |
| 3. | Расчет и построение рабочих характеристик трансформатора | |
| Тема 1.3. Общие вопросы машин переменного тока. | ||
| 1. | Статорные обмотки, ЭДС и МДС обмоток. | |
| Тема 1.4.Синхронные машины | Содержание | |
| 1. | Принцип действия и конструкция синхронных генераторов. Холостой ход синхронных генераторов. | |
| 2. | Работа синхронного генератора в режиме нагрузки. | |
| 3. | Параллельная работа синхронных генераторов. | |
| 4. | Синхронные двигатели и компенсаторы. | |
| 5. | Специальные синхронные машины. | |
| Лабораторныеработы | ||
| 1. | Испытание, контроль работы трехфазного синхронного генератора. | |
| 2. | Определение КПД синхронного генератора методом вспомогательного двигателя. | |
| 3. | Включение синхронного генератора на параллельную работу и снятие U-образных характеристик. | |
| 4. | Испытание, контроль работы трехфазного синхронного двигателя. | |
| Практические занятия | ||
| 1. | Расчет и составление схемы статорных обмоток | |
| 2. | Определение индуктивных сопротивлений синхронного генератора по его характеристикам. | |
| Тема 1.5.Асинхронные двигатели | Содержание | |
| 1. | Принцип действия и конструкция асинхронного двигателя. | |
| 2. | Режимы работы и основные характеристики асинхронных двигателей. | |
| 3. | Пуск и регулирование частоты вращения асинхронных двигателей.. | |
| 4. | Однофазные асинхронные двигатели. | |
| 5. | Асинхронные машины специального назначения. | |
| Лабораторныеработы | ||
| 1. | Испытание, контроль работы асинхронного двигателя с фазным ротором. | |
| 2. | Сборка схемы, включение и контроль работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. | |
| 3. | Испытание, контроль работы индукционного регулятора. | |
| 4. | Пуск трехфазного асинхронного двигателя в конденсаторном и однофазном режимах. | |
| Практические занятия | ||
| 1. | Расчет и построение рабочих характеристик асинхронного двигателя. | |
| Тема 1.6. Нагревание и охлаждение электрическихмашин и трансформаторов | Содержание | |
| 1. | Вращающиеся преобразователи. | |
| 2. | Нагревание и охлаждение электрических машин и трансформаторов. |
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ
В процессе изучения МДК студент должен выполнить контрольное задание, которое включает в себя три теоретических вопроса и две задачи.
Задачи контрольного задания необходимо выполнять по мере изучения соответствующих тем курса. Неверно решенные задачи контрольного задания показывают, что тема не достаточно глубоко проработана. Нужно еще раз вернуться к рассмотрению основных положений этой темы, изучить методики решения задач и завершить работу над контрольным заданием.
Контрольная работа должна выполняться самостоятельно. Преподаватель рецензент указывает студенту на недостатки в усвоении им материала дисциплины, что позволяет в дальнейшем устранить их.
Таблицы вариантов контрольного задания приведены в конце каждой задачи.
При выполнении контрольного задания необходимо придерживаться указанных ниже правил:
1. Задание оформляется аккуратно в отдельной тетради в клетку синей, фиолетовой или черной пастой; страницы тетради нумеруются. Необходимо оставить поля шириной 5 см для пометок и замечаний преподавателя.
2. На обложке указываются: название дисциплины, фамилия и инициалы студента, учебный шифр, факультет, специальность, дата отсылки работы в университет и адрес. На первой странице тетради записываются номера решаемых задач и год издания контрольных заданий. В конце работы следует проставить дату ее выполнения и расписаться.
3. В работу должны быть включены все задачи, указанные в задании по соответствующему варианту. Контрольные работы, содержащие не все задачи, а также задачи не своего варианта, не зачитываются.
4. Решения задач надо располагать в порядке номеров задания, сохраняя номера задач.
5. Перед решением задачи надо полностью выписать ее условие.
6. Решения задач следует приводить подробно с обоснованием всех действий по ходу решения и необходимыми рисунками.
7. После решения задачи приводится полученный ответ с обязательным указанием размерности величин.
При выполнении заданий ход решения задач нужно комментировать пояснениями, какие применяются формулы, уравнения или теоремы. Все необходимые расчеты должны быть выполнены полностью.
Работы, не отвечающие всем перечисленным требованиям, проверяться не будут, и будут возвращаться для переделки.
Если проверяющий преподаватель предлагает внести в решения задач те или иные исправления или дополнения и прислать их для повторной проверки, то это следует сделать в короткий срок. Рекомендуется при выполнении контрольной работы оставлять в конце тетради несколько чистых листов для всех дополнений и исправлений в соответствии с указаниями преподавателя. Вносить изменения в первоначальный текст работы после ее проверки запрещается. К работе, высылаемой на повторную проверку (если она выполнена в другой тетради), должна обязательно прилагаться не зачтенная работа.
| - *'ДУ. |
В случае незачета работы и отсутствия прямого указания преподавателя на то, что студент может ограничиться представлением решений только неверно выполненных задач, вся работа должна быть выполнена и переоформлена заново.
На зачете необходимо представить зачтенную по данной дисциплине работу, в которой все отмеченные преподавателем погрешности должны быть исправлены.
Варианты контрольных работ
Вариант 1
1. Какие магнитные потоки имеют место в нагруженном трансформаторе? Какие ЭДС наводятся в обмотках этими потоками? Приведите соответствующий рисунок и напишите основные уравнения ЭДП и МДС.'
2. Реакция якоря в машине постоянного тока. Продольная, поперечная реакция якоря, влияние реакции якоря на магнитное поле машины.
3. Пуск двигателей постоянного тока. Изменение направления вращения.
Задача 1, 2.
Вариант 2
1. Почему коэффициент трансформации можно определить отношением напряжений обеих обмоток именно в режиме холостого хода? Начертите и поясните построение векторной диаграммы трансформатора в этом режиме.
2. Способы регулирования скорости вращения двигателей постоянного тока. Какой из способов наиболее экономичен?
3. Сущность процесса коммутации в машинах постоянного тока. Виды коммутации.
Задача 1, 2.
Вариант 3
1. Почему обе обмотки трансформатора должны располагаться на замкнутом стальном сердечнике? Как будет вести себя трансформатор, если сердечник из-за некачественной сборки имеет зазоры?
2. Классификация, устройство и принцип действия двигателя постоянного тока. Назначение коллектора.
3. Сравните внешние и регулировочные характеристики генераторов постоянного тока независимого и параллельного возбуждения. Как определяется номинальное изменение напряжения?
Задача 1, 2.
Вариант 4
1. Каким образом определяют потери в стали и потери в обмотках трансформатора? Определение КПД трансформатора. Зависимость КПД от нагрузки.
2. Уравнения ЭДС и равновесия моментов в двигателе постоянного тока.
3. Каковы особенности устройства и внешней характеристики сварочных трансформаторов?
Задача 1, 2.
Вариант 5
1. Опишите устройство и принцип действия масляного трансформатора. Зачем бак трансформатора заливают маслом? Расшифруйте условное обозначение трансформатора ТМ -400/6; 10.
2. Изменение напряжения трансформатора. Как изменяется напряжение на выводах вторичной обмотки трансформатора? Внешняя характеристика.
3. Условия включения генераторов постоянно тока на параллельную работу. Распределение нагрузки между параллельно работающими генераторами.
Задача 1, 2.
Вариант 6
1. Постройте векторную диаграмму нагруженного трансформатора, поясните, что выражает собой каждая составляющая вектора вторичною напряжения U2.
2. Потери и КПД в двигателе постоянного тока. Энергетическая диаграмма. Зависимость КПД от нагрузки.
3. Основные характеристики генератора независимого возбуждения (характеристика холостого хода, характеристика короткого замыкания, внешняя, регулировочная, нагрузочная)
Задача 1, 2.
Вариант 7
1. Группы соединения трансформаторов.
2. Рабочие характеристики двигателя постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения.
3. Уравнительные соединения I-го п 11-ю рода В каких обмотках они применяются?
Задача 1, 2.
Вариант 8
1. Условия и порядок включения трехфазных трансформаторов на параллельную работу. Распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами.
2. Классификация, устройство и принцип действия генераторов постоянного тока.
3. Из каких участков состоит магнитная цепь машины постоянного тока? Как определяется МДС для каждого участка?
Задача 1, 2.
Вариант 9
1. Какой трансформатор называется приведенным? Основные формулы приведения. Схема замещения приведенного трансформатора.
2. Устройство и назначение компенсационной обмотки в машинах постоя иного тока
3. Трехобмоточные трансформаторы. Назначение, особенности работы.
Задача 1, 2.
Вариант 10
1.Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора. Значение опытов. Напряжение короткого замыкания.
2. Средства улучшения коммутации в машинах постоянного тока.
3. Устройство и принцип действия автотрансформатора. Достоинства и недостатки.
Задача 1, 2.
Методические указания к выполнению контрольных заданий
Задача 1
Трехфазный трансформатор имеет номинальную мощность Sном, номинальные (линейные) напряжения обмоток U1ном и U2ном, номинальные токи I1ном и I2ном и коэффициент трансформации К. В сердечнике трансформатора сечением Q создается магнитная индукция Bmax при частоте тока f = 50Гц. Обе обмотки соединены в звезду. Числа витков первичной и вторичной обмоток - W1 и W2. ЭДС в обмотках (фазные величины) составляют Е1ф и Е2ф. По заданным в таблице 2 значениям величин определить все остальные, отмеченные в таблице прочерком.
Порядок расчета
Трехфазный трансформатор имеет следующие технические данные:
- номинальную мощность Sном., кВА;
- номинальное линейное напряжение первичной обмотки U1ном, кВ или В.;
- номинальное линейное напряжение вторичной обмотки U2ном, кВ или В.;
- номинальный линейный ток первичной обмотки I1ном, А;
- номинальный линейный ток вторичной обмотки I2ном, А;
- коэффициент трансформации к;
- сечением магнитопровода трансформатора Q, М;
- магнитная индукция Bmax, Тл.при частоте тока f = 50Гц;
- число витков первичной обмотки - W1;
- число витков вторичной обмотки – W2;
- фазная ЭДС первичной обмотки Е1ф, В;
- фазная ЭДС вторичной обмотки Е2ф, В;
Обе обмотки соединены в звезду. – W1 и W2. ЭДС в обмотках составляют Е1ф и Е2ф.
По заданным в таблице 2 значениям величин определить все остальные, отмеченные в таблице прочерками.
Исходные данные трехфазных трансформаторов указаны в таблице №2
Исходные данные
Таблица № 2
| № П/П | Sном кВА | U1ном кВ | U2ном кВ | I1ном А | I2ном А | К | Qmax М2 | Вmax Тл | W1 | W2 | E1 В | Е2 В |
| - | - | - | 0,04 | 1,6 | - | - | - | - | ||||
| - | - | - | - | 0,029 | 1,5 | - | - | - | ||||
| - | - | - | - | 0,035 | 1,45 | - | - | - | ||||
| - | - | - | - | - | 0,035 | - | - | |||||
| - | - | - | - | 0,04 | - | - | - | |||||
| - | - | - | - | - | 1,5 | - | - | |||||
| - | - | 0,4 | 60,7 | - | - | 1,45 | - | 20,5 | - | - | ||
| - | 0,4 | 57,8 | - | - | - | 1,6 | - | - | - | |||
| - | - | - | - | 0,029 | - | - | - | |||||
| - | - | 0,4 | - | 1,6 | - | - | - |
Основные формулы расчета:
1. Номинальная мощность трехфазного трансформатора
Sном = 
U ном/ном, ВА.
2. Номинальный ток первичной обмотки трансформатора
I1ном = Sном 103 / U 1ном, А.
3. Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора
I2ном = Sном 103 / U 2ном, А.
4. Коэффициент трансформации
К = Е1ф/Е2ф = U1ном/U2ном = I2ном/I1ном = W1/W2
5. Фазная ЭДС первичной обмотки
Е1ф = Uф1 = U1л/ = 4,44ФmaxfW1, B.
6. Фазная ЭДС вторичной обмотки
Е2ф = Uф2 = U2л/ = 4,44ФmaxfW2, B.
7. Магнитная индукция
В max = Ф max / Qmax, Тл.
8. Число витков в фазе первичной обмотки
W1 = E1/4,44Фmax f
9. Число витков в фазе первичной обмотки
W2 = E2/4,44Фmaxf
Задача 2
Опираясь на паспортные данные, рассчитать параметры схемы замещения трехфазного трансформатора. Расчет ведётся на одну фазу: Паспортные данные даны в таблице 3.
Порядок расчета
1. Фазное напряжение со стороны обмотки ВН:
U1ф = 
при соединении первичных обмоток в «Y»
U1ф = U1ном , кВ при соединении первичных обмоток в «∆»
2. Номинальные токи:
I1ном = 
I1ном = 
3. Фазный ток холостого хода:
I1 оф. = 
4. Мощность потерь холостого хода на одну фазу:
Роф = 
5. Параметры ветви намагничивания:
Полное сопротивление Zm = 
Активное сопротивление Rm = 
Индуктивное сопротивление Хm = 
, Ом
6. Фазное напряжение короткого замыкания со стороны обмотки ВН:
U1кф = U1ф 
7. Мощность потерь короткого замыкания на одну фазу:
Ркф = 
8. Параметры короткого замыкания:
Полное сопротивление Zк = 
, Ом
Активное сопротивление Rк = 
, Ом
Индуктивное сопротивление Хк = 
, Ом
9. Параметры первичной и вторичной схемы замещения:
R1 ≈ R21 = 
, Ом Х1 ≈ Х21 = 
, Ом
Схема замещения
НОМИНАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ДВУХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Таблица 3
| № ва- риан- та | Тип | Sном, кВ∙А | Uном, кВ | Потери, кВт | uк, % | i0, % | Схема соедине- ния обмоток | ||
| ВН | НН | Р0 | Рк | ||||||
| 1. | ТМ-25/10 | 0,4 | 0,13 | 0,6 | 4,5 | 3,2 | Y/Y | ||
| 2. | ТМ-40/10 | 0,4 | 0,19 | 0,88 | 4,5 | Y/Y | |||
| 3. | ТМ-63/10 | 0,4 | 0,26 | 1,28 | 4,5 | 2,8 | Y/Y | ||
| 4. | ТМ-100/10 | 0,4 | 0,36 | 1,97 | 4,5 | 2,6 | Y/Y | ||
| 5. | ТМ-160/10 | 0,4 | 0,56 | 2,65 | 4,5 | 2,4 | Y/Y | ||
| 6. | ТМ-25/10 | 0,69 | 0,13 | 0,6 | 4,5 | 3,2 | ∆/Y | ||
| 7. | ТМ-40/10 | 0,69 | 0,19 | 0,88 | 4,5 | ∆/Y | |||
| 8. | ТМ-63/10 | 0,69 | 0,26 | 1,28 | 4,5 | 2,8 | ∆/Y | ||
| 9. | ТМ-100/10 | 0,69 | 0,36 | 1,97 | 4,5 | 2,6 | ∆/Y | ||
| 10. | ТМ-160/10 | 0,69 | 0,56 | 2,65 | 4,5 | 2,4 | ∆/Y |
Литература
1. Кацман М.М. Лабораторные работы по электрическим машинам и электрическому приводу [Текст]: учеб пособие / М.М. Кацман.- 6-е изд., стер. – М.: Академия, 2011.- 256 с.
2. Кацман М.М. Электрические машины: учебник [Текст] / М.М. Кацман. – 13-е изд., испр. – М.: Академия, 2014.- 496 с.