1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине «Электромагнитная совместимость в электротехнических устройствах», СОСТАВЛЕННАЯ ПО КРЕДИТНО-МОДУЛЬНО-РЕЙТИНГОВОМУ ПРИНЦИПУ для направления: 140400 ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА (магистратура) по программе (магистратура): №8. «Электромеханика»; № 9 «Электрические и электронные аппараты»; №10. «Электропривод и автоматика»; №12. «Электрический транспорт»; №13. «Электрооборудование автомобилей и тракторов»; №14. «Электрооборудование и автоматика судов»; №16. «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» Новочеркасск 2011 г. 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ________________________________________ «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» УТВЕРЖДАЮ Проректор по ОД Л.И. Щербакова (должность, фамилия, инициалы) «___» ___________________ 2011 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (М 2.2.01) Электромагнитная совместимость в электротехнических устройствах (наименование дисциплины) Направление подготовки: 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» По программе (магистратура): №8. «Электромеханика»; № 9 «Электрические и электронные аппараты»; №10. «Электропривод и автоматика»; №12. «Электрический транспорт»; №13. «Электрооборудование автомобилей и тракторов»; №14. «Электрооборудование и автоматика судов»; №16. «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» Факультет электромеханический « Теоретическая электротехника и электрооборудование » Кафедра Курс I Семестр 1 Лекции 18 (час) Практические (семинарские) занятия 54 (час) Экзамен 1(семестр) 36 (час) 1 (зет) Зачет (семестр) Всего самостоятельной работы – 90 (час.), из них: Лабораторные занятия 18 (час) плановая работа Всего аудиторных 90 (час) (час.) курсовой проект – семестр нет (час.) курсовая работа – семестр нет (час.) реферат – семестр нет (час) домашнее задание – нет (час.) контрольная работа (ЗФО) – семестр нет (час.) индивидуальная работа – 65 (час.) домашняя работа – 25 (час) ИТОГО по дисциплине – 216(час.) ИТОГО по дисциплине 6 (ЗЕТ) (с учетом ЗЕТ на экзамен) 2011 г. 3 Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана по ФГОС утвержденного ученым советом ЮРГТУ(НПИ) приказом № 4 от 30.12.2010 г. (Наименование типовой программы, дата утверждения) Примерной программы -___________________________________________________________ наименование программы, дата утверждения Рабочую программу составил к. т. н., доцент Бурцев Ю.А. (ученое звание, степень, должность, фамилия, инициалы) Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры "Теоретические основы электротехники электрооборудование" и « 31 » августа 2011 г. Протокол № 1 /Птах Заведующий кафедрой Г.К./ (подпись, фамилия, инициалы) Рабочая программа согласована: Заведующий кафедрой «Электромеханика» наименование выпускающей кафедры, подпись, фамилия, инициалы «______»________________ 2011 г. Протокол № _______________ Рабочая программа согласована: Заведующий кафедрой «Электрические и электронные аппараты» наименование выпускающей кафедры, подпись, фамилия, инициалы «______»________________ 2011 г. /Колпахчьян П.Г/ Протокол № _______________ Рабочая программа согласована: Заведующий кафедрой «Электропривод и автоматика» наименование выпускающей кафедры, подпись, фамилия, инициалы «______»________________ 2011 г. /Павленко А.В./ Протокол № _______________ Рабочая программа согласована: Заведующий кафедрой «Электрический транспорт» наименование выпускающей кафедры, подпись, фамилия, инициалы «______»________________ 2011 г. /Пахомин С.А/ /Кравченко О.А./ Протокол № _______________ 4 СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ............................................................................................................................................................... 4 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины ..................................................................................................................... 5 1.2. Краткая характеристика дисциплины и её место в учебном процессе ................................................................. 5 1.3. Связь с предшествующими дисциплинами ............................................................................................................. 5 1.4. Связь с последующими дисциплинами ................................................................................................................... 7 1.5. Требования к результатам освоения дисциплины .................................................................................................. 7 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМ, ЧАСОВ ЗАНЯТИЙ И ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦ ПО МОДУЛЯМ И СЕМЕСТРАМ .................................................................................................................................................................. 8 3. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЕЙ..................................................................................................................................... 8 3.1. Содержание модуля 1 (72 часа) ................................................................................................................................ 8 3.1.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах ....................................................................... 8 3.1.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах. ................................................. 9 3.1.3. Лабораторные работы, их наименование и объем в часах .......................................................................... 9 3.1.4. Курсовой проект, курсовая работа, реферат, домашнее задание, их содержание и характеристика. ..... 9 3.1.5. Самостоятельная работа студентов ............................................................................................................. 10 3.1.6. Самоконтроль полученных знаний ............................................................................................................. 10 3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю ............................................................................................ 10 3.2. Содержание модуля 2 (72 часа.) ............................................................................................................................. 10 3.2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах ..................................................................... 10 3.2.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах. ............................................... 11 3.2.3. Лабораторные работы, их наименование и объем в часах ....................................................................... 11 3.2.4. Курсовой проект, курсовая работа, реферат, домашнее задание, их содержание и характеристика. ... 11 3.2.5. Самостоятельная работа студентов ............................................................................................................. 11 3.2.6. Самоконтроль полученных знаний ............................................................................................................. 12 3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю ............................................................................................ 12 3.3. Содержание модуля 3 (72 часа) .............................................................................................................................. 12 3.3.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах ..................................................................... 12 3.3.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах. ............................................... 13 3.3.3. Лабораторные работы, их наименование и объем в часах ....................................................................... 13 3.3.4. Курсовой проект, курсовая работа, реферат, домашнее задание, их содержание и характеристика. ... 13 3.3.5. Самостоятельная работа студентов ............................................................................................................. 13 3.2.6. Самоконтроль полученных знаний ............................................................................................................. 14 3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю ............................................................................................ 14 4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ .............................................................. 14 Основная .......................................................................................................................................................................... 14 Дополнительная .............................................................................................................................................................. 14 Печатные и рукописные методические указания, рекомендации, инструкции по изучению дисциплины (разработанные в ЮРГТУ(НПИ)) в том числе и электронные ................................................................................... 15 К лабораторным занятиям ............................................................................................................................................. 15 К курсовой работе........................................................................................................................................................... 15 5. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ, КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ....................................... 15 6. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ................ 16 6.1. Общие положения .................................................................................................................................................... 16 6.2. Творческие задания ................................................................................................................................................. 16 6.3. Интерактивное выступление .................................................................................................................................. 16 6.4. Методика «Сократический диалог» ....................................................................................................................... 16 6.5. Методика «дерево решений» .................................................................................................................................. 16 6.6. Методика «ПОПС-формула» .................................................................................................................................. 16 6.7. Методика «Мозговой штурм» ................................................................................................................................ 16 7. МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К ТЕСТОВОМУ КОНТРОЛЮ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ .................. 16 7.1. Вопросы к модулю №1 (темы 1,2).......................................................................................................................... 16 7.2. Вопросы к модулю №2 (темы 3,4).......................................................................................................................... 17 7.3. Вопросы к модулю №3 (темы 5–7)......................................................................................................................... 18 8. ВНЕАУДИТОРНАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ ......................................................... 20 9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ..................................................... 20 10. ФОРМА КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА (РЕЙТИНГ - ПЛАН) ........................................................................... 21 5 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЁ МЕСТО В СТРУКТУРЕ ООП 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель дисциплины. Целью дисциплины "Электромагнитная совместимость в электротехнических устройствах" является ознакомление студентов с теоретическими и практическими положениями оценки и расчета условий электромагнитной совместимости в электротехнических устройствах, а также выбора способов и расчета устройств защиты от электромагнитных помех. Задачи дисциплины. Задачей дисциплины является знание студентами основных способов генерации и передачи электромагнитных помех, знание типовых устройств, служащих источниками помех, а также знание устройств, чувствительных к помехам и знание основных способов защиты от помех. Студенты должны уметь рассчитывать помехи, генерируемые типовыми устройствами, а также выбирать и рассчитывать способы и устройства защиты от помех. 1.2. Краткая характеристика дисциплины и её место в учебном процессе Предлагаемый курс обеспечивает подготовку студентов по направлению: 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» для профилей подготовки: №8. «Электромеханика»; № 9 «Электрические и электронные аппараты»; №10. «Электропривод и автоматика»; №12. «Электрический транспорт»; №13. «Электрооборудование автомобилей и тракторов»; №14. «Электрооборудование и автоматика судов»; №16. «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная Курс знакомит студентов с основами теории электромагнитной совместимости в электротехнических устройствах и практическими приемами ее обеспечения. 1.3. Связь с предшествующими дисциплинами Курс базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Высшая математика", "Информатика", "Теоретические основы электротехники", "Физические основы электротехники и электроники", "Метрология, стандартизация и унификация", "Электрические машины", "Электрические и электронные аппараты", "Силовая электроника". Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студентов: Знать – – – – основы электрофизики; основы теории электромагнитного поля, а также теории электрических и магнитных цепей; принцип действия, конструкцию и основные характеристики типовых электротехнических устройств; основы линейной алгебры, математической теории поля, основы алгебры комплексных чисел. 6 Уметь – рассчитывать основные режимы работы типовых электротехнических устройств; – рассчитывать электромагнитные поля для простой геометрии расчетных областей и источников поля; – рассчитывать напряжения и токи в электрических цепях, а также магнитные напряжения и магнитные потоки в магнитных цепях; – решать системы линейных алгебраических уравнений, применять в расчетах комплексные числа. Владеть − навыками оценки и расчета типовых электротехнических устройств, навыками сборки электрических цепей, навыками чтения и составления схем и чертежей. № п/п 1 2 3 4 Наименование дисциплины и ее разделы Физика: Электрическое поле и его силовые характеристики. Электрическое поле в веществе. Характеристики и законы постоянного тока. ЭДС источника тока. Правила Кирхгофа. Уравнения Максвелла. Высшая математика: Линейная алгебра. Дифференциальное исчисление. Дифференциальные уравнения. Векторная алгебра. Теория поля. Численные методы решения алгебраических и дифференциальных уравнений. Комплексные числа Информатика: Основы алгоритмизации, программирования и алгоритмические языки. Моделирование и формализация. Технология обработки графической и текстовой информации. Коммуникационные технологии. Теоретические основы электротехники: Линейные цепи постоянного тока. Электрические цепи синусоидального тока. Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических воздействиях. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Уровень знания Номера тем изучаемой дисциплины Шифр компетенции 2 10, 11, 12,15 ПК-2,ОК-1 2 2-6, 8-12,14 ПК-1, 2, 3 ОК1,7 4, 10, 11, 12 2 ОК-11,15, ПК-1 ПК-11,33,41 2 3, 4, 5, 8, 9, 12 7 Нелинейные электрические и магнитные цепи. Теория электромагнитного поля. 5 Физические основы электроники: 2 2, 3 ПК-9,11,14,15 6 Метрология, стандартизация и сертификация 2 1, 3 ПК4,18,20,44,45 7 Электрические машины 2 3-5, 7 ПК 9, 19, 43 8 Силовая электроника 2 1, 3, 4-6 9 Электрические и электронные аппараты 2 2, 3, 5 ПК 6, 9, 17, 18 ПК 2,3 ПК 11, 14, 50 1.4. Связь с последующими дисциплинами Следующие дисциплины опираются на знания полученные при изучении электромагнитной совместимости в электротехнических устройствах: 1. Электромагнитные приводы мехатронных устройств – 3 семестр; 2. Ресурсо- и энергосберегающие электрические машины – 3 семестр; 3. Управление электромеханическими системами – 2 семестр. 1.5. Требования к результатам освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у обучаемого следующих компетенций: – способен оценивать инновационные качества новой продукции (ПК-42); – готов проводить экспертизы предлагаемых проектно-конструкторских решений и новых технологических решений (ПК-44); – готов к приемке и освоению вводимого оборудования (ПК-48); В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: – – – – – – типовые устройства, служащие источниками помех, условия генерации и передачи помех; основные способы генерации и передачи электромагнитных помех; характеристики типовых устройств, чувствительных к помехам; основные способы защиты от помех; основные способы расчета помех и защитных устройств. Уметь: – рассчитывать помехи, генерируемые типовыми устройствами; – выбирать способы и рассчитывать устройства защиты от помех. 8 Владеть: – навыками оценки и анализа современных электротехнических устройств на предмет электромагнитной совместимости. 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМ, ЧАСОВ ЗАНЯТИЙ И ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦ ПО МОДУЛЯМ И СЕМЕСТРАМ ДИСЦИПЛИНА «Электромагнитная совместимость в электротехнических устройствах» 216 часов – 6 зет Модуль 1 72 часа. Модуль 2 Модуль 3 72 часа. 72 часа. Рис.1. Модульное построение дисциплины № семестра Номера моду лей I 1 2 3 Итого 1-й семестр ВСЕГО Количество часов аудиторных занятий (час) Самостоятельна работа Студентов (час) Лекции Практ. занятия Лаб. занятия Всего План. 1-2 6 18 6 30 - 22 3-4 6 18 6 30 - 22 тем 5-6 Инд. Дом. Итого (час) Всего Экз. час 8 30 12 72 8 30 12 72 6 18 6 30 - 21 9 30 12 72 18 54 18 90 - 65 25 90 36 216 18 54 18 90 - 65 25 90 36 216 3. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЕЙ I СЕМЕСТР 3.1. Содержание модуля 1 (72 часа) 3.1.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах Тема 1. Общие вопросы электромагнитной совместимости ( 3 часа, УЗ-2); ПК-42,44,48. Электромагнитная совместимость. Электромагнитные влияния . Уровень помех. Помехоподавление. Логарифмические относительные характеристики. Уровни помех. Степень передачи. Основные типы и возможные диапазоны значений электромагнитных помех. Узкополосные и широкополосные процессы. Противофазные и синфазные помехи. Земля и масса. Способы описания и основные параметры помех. Описание электромагнитных влияний в частотной и временной областях. Представление периодических функций времени в частотной области. Ряд Фурье. Представление 9 непериодических функций времени в частотной области. Интеграл Фурье. Возможные диапазоны значений электромагнитных помех. Спектры некоторых периодических и импульсных процессов. Учет путей передачи и приемников электромагнитных помех. Литература раздел 4 [1-17] Тема 2. Источники электромагнитных помех – ( 3 часа, УЗ-2); ПК-42,44,48 Классификация источников помех. Источники узкополосных помех. Передатчики связи. Генераторы высокой частоты. Радиоприемники. Приборы с кинескопами. Вычислительные системы. Коммутационные устройства. Влияние на сеть. Влияние линий электроснабжения. Источники широкополосных импульсных помех. Исходный уровень помех в городах. Автомобильные устройства зажигания. Газоразрядные лампы. Коллекторные двигатели. Воздушные линии высокого напряжения. Источники широкополосных переходных помех. Разряды статического электричества. Коммутация тока в индуктивных цепях. Переходные процессы в сетях низкого напряжения. Переходные процессы в сетях высокого напряжения. Переходные процессы в испытательных устройствах высокого напряжения и электрофизической аппаратуре. Электромагнитный импульс молнии. Электромагнитный импульс ядерного взрыва. Классы окружающей среды. Классификация окружающей среды по помехам, связанным с проводами. Классификация окружающей среды по помехам, вызванным электромагнитным излучением. Литература раздел 4 [1-17] 3.1.2 Семинарские занятия, их наименование и объем в часах. № 1. 2. Наименование тем занятий Количество часов Форма контроля Сроки контроля Литература 8 Опрос, тестирование 15 октября 1-17 10 Опрос, тестирование 15 октября 1-17 Общие вопросы электромагнитной совместимости Источники электромагнитных помех 3.1.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах Наименование тем занятий 1. Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности, ознакомление с порядком выполнения и защиты лабораторных работ. 2. Помехи в цепи питания электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. Количество часов Форма контроля 6 Отчёт Сроки контроля 15 октября Номер Литература компетенции ПК42,44,48. 1-17 3.1.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего задания и их содержание и характеристика. Учебным планом не предусмотрено 10 3.1.5. Самостоятельная работа студентов Домашняя работа: № модуля 1 № темы Плановая 1 - 2 - СРС - Подготовка к лекциям – 30% Подготовка к лабораторным занятиям – 20% Подготовка к семинарским занятиям30% Индивидуальная: Конспектирование разделов темы – 6 часов. 16 Подготовка к лекциям –1час. - Подготовка к семинарским занятиям – 5 час. Самоконтроль Всего 30 Подготовка к лабораторным работам – 2 час. - 22 8 Индивидуальная самостоятельная работа студентов (СРС): - конспектирование разделов: Тема 1. Способы описания и основные параметры помех – 3 часа. Тема 2. Классы окружающей среды – 3 часа. 3.1.6. Самоконтроль полученных знаний № модуля Уровень Подведение и проведение рейтинг-контроля, час № тем 1 3 Текущий Промежуточный Итоговый Тестовый контроль по модулю Защита плановой лабораторной работы Подготовка к зачёту 1 1 - 1 2 Всего на контроль модуля 2 3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю Литература раздел 4 [1-17] 3.2. Содержание модуля 2 (72 часа.) 3.2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах Тема 3. Механизмы появления помех и мероприятия по их снижению – (3 часа, УЗ-2); ПК-42, 44, 48. Обзор. Гальваническое влияние. Гальваническое влияние через цепи питания и сигнальные контуры. Гальваническое влияние по контурам заземления. Емкостное влияние. Гальванически разделенные контуры. Контуры с общим проводом системы опорного потенциала. Токовые контуры с большой емкостью относительно земли. Емкостное влияние молнии. Емкостное влияние. Индуктивное влияние. Воздействие электромагнитного излучения. Литература раздел 4 [1-17] Тема 4. Пассивные помехоподавляющие и защитные компоненты – (3 часа, УЗ-2); ПК42, 44, 48. Обзор. Фильтры. Принцип действия. Фильтровые элементы. Сетевые фильтры. Ограничители перенапряжений. Принцип действия. Защитные элементы. Экранирование. 11 Принцип действия экранов. Материалы для изготовления экранов. Экранирование приборов и помещений. Экраны кабелей. Разделительные элементы. Литература раздел 4 [1-17] 3.2.2. Семинарские занятия, их наименование и объем в часах. Наименование тем занятий № Количество часов Форма контроля Сроки контроля Литература 9 Опрос, тестирование 20 ноября 1-17 9 Опрос, тестирование 20 ноября 1-17 Механизмы появления помех и мероприятия по их снижению Пассивные помехоподавляющие и защитные компоненты 3. 4. 3.2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах Количество Форма Сроки часов контроля контроля Наименование тем занятий 3. Исследование магнитных помех 4. Исследование электрических помех 6 Отчёт Номер Литература компетенции ПК-42, 44, 48. 20 ноября 1-17 3.2.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего задания и их содержание и характеристика. Учебным планом не предусмотрено 3.2.5. Самостоятельная работа студентов Домашняя работа: № модуля 1 № темы Плановая 1 - 2 - СРС - 16 Подготовка к лекциям –1час. - - Подготовка к семинарским занятиям – 5 час. Индивидуальная: Подготовка к лабораторным работам – 2 час. - Всего Конспектирование разделов темы – 6 часов. Самоконтроль Подготовка к лекциям – 30% Подготовка к лабораторным занятиям – 20% Подготовка к семинарским занятиям30% 22 Индивидуальная самостоятельная работа студентов (СРС): - конспектирование разделов: Тема 3. Воздействие электромагнитного излучения.– 3 часа. Тема 4. Разделительные элементы. – 3 часа. 8 30 12 3.2.6. Самоконтроль полученных знаний № модуля Уровень Подведение и проведение рейтинг-контроля, час № тем 2 2 Текущий Промежуточный Итоговый Тестовый контроль по модулю Защита плановых лабораторных работ Подготовка к зачёту 1 2 - 3,4 Всего на контроль модуля 3 3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю Литература 4 [1-17] 3.3. Содержание модуля 3 (72 часа) 3.3.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах Тема 5. Определение электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики – (3 часа, УЗ-2); ПК-42,44,48. Общие положения. Основные этапы проведения работ по определению электромагнитной обстановки. Исходные данные и состав работ по определению ЭМО на объекте. Воздействие на кабели систем релейной защиты и технологического управления токов и напряжений промышленной частоты. Импульсные помехи, обусловленные переходными процессами в цепях высокого напряжения при коммутациях и коротких замыканиях. Импульсные помехи при ударах молнии. Электромагнитные поля радиочастотного диапазона. Разряды статического электричества. Магнитные поля промышленной частоты. Помехи, связанные с возмущениями в цепях питания низкого напряжения. Импульсные магнитные поля. Сравнение полученных значений с допустимыми уровнями. Литература раздел 4 [1-17] Тема 6. Электромагнитная совместимость технических средств в узлах нагрузки электрических сетей – (3 часа, УЗ-2); ПК-42,44,48. Введение. Статический преобразователь как источник гармоник и другие источники гармоник. Влияние гармоник на системы электроснабжения. Элементы систем электроснабжения. Вращающиеся машины. Статическое оборудование. Устройства релейной защиты в энергосистемах. Оборудование потребителей. Влияние гармоник на измерение мощности и энергии. Ограничение уровней гармоник напряжений и токов. Литература раздел 4 [1-17] Тема 7. Экологическое влияние электромагнитных полей – (3 часа, УЗ-2); ПК-42,44,48. Экологические аспекты электромагнитной совместимости. Роль электрических процессов в функционировании живых организмов. Электромагнитная обстановка на рабочих местах и в быту. Механизмы воздействия электрических и магнитных полей на живые организмы. Нормирование безопасных для человека напряженностей электрических и магнитных полей. Нормативная база за рубежом и в РФ. Нормирование условий работы персонала и проживания людей в зоне влияния ПС и ВЛ СВН. Экологическое влияние коронного разряда. Акустический шум. Нормативная база на радиопомехи и акустические шумы. Влияния линий электропередачи на линии связи. Мешающие влияния. Литература раздел 4 [1-17] 13 3.3.2 Семинарские занятия, их наименование и объем в часах. Наименование тем занятий № 5. 6. Количество часов Форма контроля Сроки контроля Литература 9 Опрос, тестирование 20 декабря 1-17 9 Опрос, тестирование 20 декабря 1-17 Определение электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики Электромагнитная совместимость технических средств в узлах нагрузки электрических сетей 3.3.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах Количество часов Наименование тем занятий 5. Исследование электрических фильтров 6. Исследование экранов 6 Форма контро ля Отчёт Номер Сроки компетенции Литература контроля 20 декабря ПК-42, 44, 48. 1-17 3.3.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего задания и их содержание и характеристика. Учебным планом не предусмотрено 3.3.5. Самостоятельная работа студентов Домашняя работа: № модуля 3 № темы Плановая 7 - СРС - 15 Подготовка к лекциям –2час. - - Подготовка к семинарским занятиям – 5 час. Индивидуальная: Всего Конспектирование разделов темы – 6 часов. Самоконтроль Подготовка к лекциям – 30% Подготовка к лабораторным занятиям – 20% Подготовка к семинарским занятиям30% 30 Подготовка к лабораторным работам – 2 час. - 21 9 Индивидуальная самостоятельная работа студентов (СРС): - самостоятельное изучение разделов тем: Тема № 7. Акустический шум. Нормативная база на радиопомехи и акустические шумы. – 6 часов. 14 3.2.6. Самоконтроль полученных знаний № модуля Уровень Подведение и проведение рейтинг-контроля, час № тем 3 3 4, 5 Текущий Промежуточный Итоговый Тестовый контроль по модулю Защита плановой лабораторной работы Подготовка к зачёту 1 1 - Всего на контроль модуля 2 3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю Литература 4 [1-17] 4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ Основная 1. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике / Дьяков А. Ф., Максимов Б. К., Борисов Р. К., и др.; под ред. А. Ф. Дьякова. - М.: Изд."Мир", 2003. – 768 с. - ISBN 5-283-02589-6: 501р.50к. 2. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: учеб. пособие для вузов / Кужеков С. Л.; Варфоломеев Е. П., Нагай В. И.; М-во обр. и науки РФ, ЮРГТУ(НПИ). Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ(НПИ), 2011. - 134 с. - ISBN 978-5-9997-0106-0: 135-00 3. Электромагнитная совместимость и молниезащита в электроэнергетике: учебник для вузов по напр. подготовки 140200 "Электроэнергетика" / Дьяков А. Ф., Максимов Б. К., Борисов Р. К., и др.; под ред. А. Ф. Дьякова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МЭИ, 2011. - 544 с. - ISBN 978-5-383-00621-4: 759-00 Дополнительная 4. Электромагнитная совместимость судовых технических средств: учебник для вузов по направлению подготовки дипломир. спец. 652900 и бакалавров 552600 "Кораблестроение и океанотехника" / Воршевский А. А.; Гальперин В. Е.; СПб гос. морской техн. ун-т. - СПб.: СПбГМТУ], 2006. - 317 с. - ISBN 5-88303-378-4: 270-00 5. Основы радиосвязи и телевидения. Радиоэлектронная борьба и электромагнитная совместимость: учеб. пособие для высш. военных учеб. заведений / Рачков В. Е.; Пикалов О. Г.; М-во обороны РФ, Ставроп. военный ин-т связи ракетных войск. Ставрополь: Изд-во СВИС РВ, 2008. - 116 с. - 30-20 6. Электромагнитная совместимость электрической части атомных электростанций / Вершков Э. В., Жуков А. В., Калеников А. В., и др.; под ред. К. Н. Даниленко, И. П. Кужекина. - М.: Знак, 2006. - 280 с. - ISBN 5-87789-040-9: 350-00, 350-00 7. Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем: учеб. пособие для вузов / Под ред. М. А. Быховского. - М.: Эко-Трендз, 2006. - 376 с. ISBN 5-88405-067-4: 501-94 8. Кужеков С.Л., Варфоломеев Н.Н., Нагай В.И. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: Учебное пособие. – Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ (НПИ), 2011. 9. Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К., Кужекин И.П., Жуков А.В. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике./ Под ред. А.Ф. Дьякова.-М.: Энергоатомиздат, 2003.-768 с. 10. Ермуратский П.В. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]: Учебник / Ермуратский П.В., Лычкина Г.П., Минкин Ю.Б.– ДМК Пресс, 2011. – 413 с. – Режим доступа: http://www.knigafund.ru 15 11. Волков Ю.С. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]: Учебное пособие / Волков Ю.С. – МГОУ, 2006. – 193 с. – Режим доступа: http://www.knigafund.ru 12. Волков Ю.С. Электротехника и электроника. Ч. I. Электрические и магнитные цепи [Электронный ресурс]: электронное мультимедийное учебное пособие / Волков Ю.С., Белов Н.В., Щедрин О.П.– МГОУ, 2010. – 108 с. – Режим доступа: http://www.knigafund.ru 13. Волков Ю.С. Электротехника и электроника. Ч. II. Основы электроники [Электронный ресурс]: электронное мультимедийное учебное пособие / Волков Ю.С., Белов Н.В., Щедрин О.П.– МГОУ, 2011.– 88 с.– Режим доступа: http://www.knigafund.ru Периодические издания: 14. Электротехника. [Электронный ресурс] : науч. журнал. – Режим доступа: http://www.elibrary.ru/ (доступ с компьютеров в локальной сети ВУЗа). 15. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА [Электронный ресурс] : науч. журнал. – Режим доступа: http://www.elibrary.ru/ (доступ с компьютеров в локальной сети ВУЗа). 16. Электротехника (с указателями) : ВИНИТИ [Текст] : науч. журнал. – до 2011 г. Печатные и рукописные методические указания, рекомендации, инструкции по изучению дисциплины (разработанные в ЮРГТУ(НПИ)) в том числе и электронные К лабораторным занятиям 17. Электромагнитная совместимость: метод. указания к лаб. работам / ЮРГТУ(НПИ), сост.: В. И. Нагай, Г. Н. Чмыхалов, А. С. Рыбников, П. А. Скляров. - Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ(НПИ), 2007. - 27 с. - 15-00 5. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ, КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Учебным планом не планируется. 16 Модуль 6. ИНТЕРАКТИВНЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 1 2 3 3 1 Вид аудиторны х занятий Вид интерактивной формы проведения занятий Тема Часы (%) Интерактивные занятия лекционного типа (не менее 20% и не более 40% аудиторных занятий) По плану лекций – 18 часов Творческое Тема № 2 Источники электромагнитных помех лекция 2 задание Творческое Тема № 3. Механизмы появления помех и мероприятия по их лекция 2 задание снижению Методика Тема № 5. Определение электромагнитной обстановки на лекция «Дерево объектах электроэнергетики 2 решений» Интерактивное выступление. Методика «Сократический лекция 2 Тема № 7. Экологическое и техногенное влияние полей диалог». Методика «ПОПС-формула» 8(44%) ВСЕГО лекционного типа (от 18 часов) Интерактивные занятия практического типа (не менее 20%) Семинарских занятий – 54 часа Лабораторных работ – 18 часов Творческое семинар Тема №2. Источники электромагнитных помех 7 задание 2 семинар 3 семинар Творческое задание Тема №3. Механизмы появления помех и мероприятия по их снижению Методика Тема №6. Электромагнитная совместимость технических средств в «Мозговой узлах нагрузки электрических сетей штурм» ВСЕГО практического типа (от 54 часов) ВСЕГО от аудиторных занятий (от 72 часов) 7 8 22(41%) 30(42%) 7. МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К ТЕСТОВОМУ КОНТРОЛЮ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ 7.1. Вопросы к модулю №1 (темы 1, 2) Что понимается под электромагнитной совместимостью технических средств? Что понимается под организационным обеспечением электромагнитной совместимости? Что понимается под техническим обеспечением электромагнитной совместимости? Перечислите виды электромагнитных помех. Поясните понятия узкополосных и широкополосных электромагнитных помех. Поясните понятия синфазных и противофазных электромагнитных помех. Поясните понятия «земля» и «масса». Поясните термины «уровень помехи» и «помехоподавление». Как для их характеристики используются относительные логарифмические масштабы? 9. Что такое децибел и непер? Как они соотносятся? 10. Как осуществляется переход представления электромагнитных помех из временной области в частотную область и наоборот? 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 17 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. Что такое спектр периодической помехи. Какой математический аппарат применяется для его поучения? Что такое спектральная плотность распределения амплитуд импульсной помехи? Поясните понятия «функциональные» и «нефункциональные» источники электромагнитных помех Поясните понятия «широкополосный» и «узкополосный» источник электромагнитных помех. Что является количественной характеристикой, данных понятий? Какая характеристика называется шириной полосы энергетического спектра ? Как влияют дуговые печи и сварочные установки на электромагнитную обстановку? Как влияют мощные выпрямители и преобразователи частоты на электромагнитную обстановку? Какие технические средства определяют электромагнитную обстановку в городах? Поясните физические процессы, происходящие в газоразрядных лампах и приводящие к появлению электромагнитных помех Поясните физические процессы, происходящие на высоковольтных воздушных линиях и приводящие к появлению электромагнитных помех Поясните физические процессы, происходящие в коллекторных электродвигателях и приводящие к появлению электромагнитных помех Поясните физические процессы, происходящие в системах зажигания автомобилей и приводящие к появлению электромагнитных помех Почему разряд статического электричества представляет собой источник электромагнитных помех? Почему коммутация катушек индуктивности приводит к появлению электромагнитных помех? Какие процессы в сетях низкого напряжения вызывают возникновение электромагнитных помех? Какие процессы в сетях высокого напряжения вызывают возникновение электромагнитных помех? Какие физические процессы при ударе молнии приводят к возникновению электромагнитных помех? Какие физические процессы, происходящие при ядерном взрыве, вызывают появление электромагнитного импульса? Какими параметрами характеризуется электромагнитный импульс? Какие классы окружающей среды выделяются при передаче электромагнитных помех по проводам? Какие классы окружающей среды выделяются при передаче электромагнитных помех электромагнитным излучением? 7.2. Вопросы к модулю №2 (темы 3, 4) 1. Какие виды возможных связей между контурами и какие виды проникновения помех вам известны? 2. Какие существуют способы снижения гальванического влияния электромагнитных помех из одного контура в другой? 3. Какие существуют способы снижения гальванического влияния электромагнитных помех по цепям заземления? 4. Какие существуют способы снижения емкостного влияния электромагнитных помех из одного контура в другой? 5. Какие существуют способы снижения емкостного влияния контуров системы опорного потенциала? возможных путей и проникновения и проникновения и проникновения с общим проводом 18 6. Какие существуют способы снижения емкостного влияния токовых контуров с большой емкостью относительно земли? 7. Чем опасно емкостное влияние молнии на сигнальные линии? 8. Какие существуют способы снижения индуктивного влияния и проникновения электромагнитных помех из одного контура в другой? 9. В чем состоит опасность индуктивного влияния разряда статического электричества на корпус прибора? 10. В чем состоит опасность индуктивного влияния разряда молнии в молниеотвод при наличии вблизи сигнальных линий? 11. В чем состоит опасность индуктивного влияния тока молнии на электрический контур внутри здания образованный проводами питания и сигнальными линиями при ударе молнии в молниеприемник здания? 12. При каких параметрах помехи начинают соблюдаться условия «дальнего поля»? 13. Назовите способы снижения помех от излучения электромагнитного поля. 14. Поясните принцип действия фильтра. 15. Что такое «коэффициент затухания» фильтра? 16. Приведите примеры схем простейших фильтров. 17. Приведите примеры возможных схем сетевых фильтров при разных соотношениях величины сопротивлений источника и приемника электромагнитных помех. 18. Приведите примеры выполнения помехозащитных конденсаторов. 19. Приведите примеры выполнения помехозащитных катушек. 20. Приведите примеры использования защитных катушек и конденсаторов от синфазных и противофазных токов помех. 21. Для чего служат сетевые фильтры? 22. В чем состоит принцип действия ограничителей перенапряжений? 23. Поясните принцип действия газонаполненного разрядника. Как выглядит его вольтамперная характеристика? 24. Для чего служат воздушные защитные промежутки? 25. Что такое «сопровождающий ток разрядника»? Каковы мероприятия по его ликвидации? 26. Что такое варистор? Каковы его сфера применения, вольт-амперная характеристика? 27. Поясните сферу применения и принцип действия экранов. 28. Что такое «коэффициент затухания », «коэффициент отражения», «коэффициент поглощения» экрана? 29. Как влияют относительная магнитная проницаемость и электрическая проводимость материала экрана на его экранирующие свойства? 30. Какие материалы используются для изготовления экранов? 31. Приведите примеры конструктивного исполнения экранирующих материалов и устройств. 32. Приведите примеры конструктивного исполнения экранов приборов и помещений. 33. Приведите примеры конструктивного исполнения экранов кабелей. 34. Как влияет способ заземления экрана кабеля на его экранирующие свойства? 35. Какие элементы используются для гальванической развязки с целью исключения возникновения синфазных помех? 7.3. Вопросы к модулю №3 (темы 5 – 7) 1. Назовите основные этапы проведения работ по определению электромагнитной обстановки на энергообъекте. 2. Перечислите исходные данные для определения ЭМО на объекте. 3. Перечислите состав работ для определения ЭМО на объекте. 4. В чем состоит воздействие на кабели систем релейной защиты технологического управления токов и напряжений промышленной частоты при однофазных коротких замыканиях? 19 5. Назовите работы, выполняемые при определении возможных уровней напряжений и токов воздействующих на кабели систем релейной защиты и технологического управления при однофазном коротком замыкании на землю. 6. С какими явлениями в первичных цепях связано возникновение импульсных помех в цепях вторичной коммутации? 7. Что называют имитационными испытаниями на энергообъекте? 8. Какие воздействия на элементы энергообъекта возможны при ударе молнии? 9. Как осуществляется измерение электромагнитных полей радиочастотного диапазона на энергообъектах? 10. Как осуществляется измерение электростатического потенциала тела человека на энергообъектах? 11. Как осуществляется измерение магнитных полей промышленной частоты на энергообъектах? 12. Как осуществляется измерение электрических полей промышленной частоты на энергообъектах? 13. Назовите причины появления периодических и импульсных помех в цепях питания низкого напряжения. 14. Какие виды измерений проводят в ходе определения уровней периодических и импульсных помех в цепях питания низкого напряжения? 15. Как определяется приближенно величина импульса напряженности магнитного поля при ударе молнии в молниеприемник? 16. Назовите мощные нелинейные нагрузки на предприятиях. 17. В чем заключается отрицательное влияние тиристорных преобразователей на питающие электрические сети? 18. В чем заключается вредное влияние гармонических составляющих напряжений и токов на элементы электрических сетей и узлов нагрузки? 19. Когда возникает и чем опасен параллельный резонанс в системах электроснабжения? 20. Когда возникает и чем опасен последовательный резонанс в системах электроснабжения? 21. Поясните физические процессы в электрических машинах переменного тока, происходящие при несинусоидальном питающем напряжении на их зажимах. 22. Поясните физические процессы в высоковольтных линиях переменного тока, происходящие при несинусоидальном напряжении. 23. Поясните физические процессы в силовых трансформаторах, происходящие при несинусоидальном питающем напряжении на их зажимах. 24. Поясните физические процессы в силовых конденсаторах, происходящие при несинусоидальном питающем напряжении на их зажимах. 25. Как влияют высшие гармонические составляющие напряжения и тока на системы релейной защиты в нормальных режимах? 26. Как влияют высшие гармонические составляющие напряжения и тока на системы релейной защиты в аварийных режимах? 27. Как влияют высшие гармонические составляющие напряжения на электрооборудование потребителей: телевизоры, газоразрядные лампы, компьютеры, выпрямительное оборудование, преобразователи частоты? 28. Как влияют высшие гармонические составляющие напряжения на приборы измерения электрической энергии и мощности? 29. Приведите примеры схем настроенных силовых резонансных фильтров. Поясните принцип их работы. 30. Приведите пример схемы силового резонансного фильтра двойной настройки. Поясните принцип его работы. 31. Для чего применяются широкополосные фильтры? Приведите примеры схемных решений для таких фильтров. 20 32. Какую роль играют электрические процессы при функционировании живых организмов? 33. Какие объекты являются источниками электрических и магнитных полей на объектах электроэнергетики, в промышленности, на транспорте, в быту? 34. В чем заключаются механизмы воздействия электрических и магнитных полей на живые организмы? 35. Назовите нормативные значения напряженностей электрических и магнитных полей на рабочих местах и для населения. 36. В чем заключается экологическое влияние коронного разряда? 37. В чем состоит влияния линий электропередачи на линии связи? 8. ВНЕАУДИТОРНАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ № Наименование 1. Подготовка к лекциям 2. Подготовка к лабораторным занятиям 3. Подготовка к практическим занятиям 4. Подготовка к семинарским занятиям 5. Плановая работа 6. Индивидуальная работа 7. Подготовка к зачету (входит в индивидуальную работу) 8. Подготовка к экзамену(входит в индивидуальную работу) ИТОГО Часы 4 6 15 65 36 126 9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов. 21 ФОРМА КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА (РЕЙТИНГ - ПЛАН) Рейтинг-план по дисциплине Самостоятельная работа: 126 М 2.2.01 «Электромагнитная совместимость в электротехнических Незачет – менее 50 баллов балл Лабораторные работы Самостоятел ьная работа, Семинары, тема балл балл Название модуля Лектор Бурцев Ю.А. Практические занятия – нет Семинарские занятия – 54 часа Итого – 216 часов (6 ЗЕТ) Максимальн ый балл модуля На осенний семестр учебного года Лекции – 18 часа Лабораторные работы -18 часов Рубежный контроль Для магистров, обучающихся по направлению 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» Профиль № 8, 9, 10, 12, 13, 14, 16 Зачет – более 50 баллов Весовой коэффициент модуля устройствах» Сроки контроля, номер недели, семестра «Базовая часть цикла профессиональных дисциплин» 8 3. Механизмы появления помех и мероприятия по их снижению 6 4. Пассивные помехоподавляющие и защитные компоненты 6 5. Определение электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики 6 6.Электромагнитная совместимость технических средств в узлах нагрузки электрических сетей 6 ИТОГО по дисциплине +бонус до 40% электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. 3. Исследование магнитных помех 4. Исследование электрических помех 5. Исследование электрических фильтров 6. Исследование экранов 4 4 4 4 4 1 20 1 20 1 Тестирование, плановая защита лабораторных работ 2. Источники электромагнитных помех. 20 20 I-8 Тестирование, плановая защита лабораторных работ 2. Помехи в цепи питания 20 I-12 Тестирование, плановая защита лабораторных работ 0 Изучение тем 1-2 технике безопасности, ознакомление с порядком выполнения и защиты лабораторных работ. Изучение тем 3-4 8 Изучение тем 5-6 Модуль № 3 "Определение ЭМ обстановки. ЭМС в узлах нагрузки эл. сетей" Модуль № 2 «Мероприятия по снижению помех и защите от них" Модуль № 1 "Общие вопросы. Источники помех" 1. Вводное занятие. Инструктаж по 1. Общие вопросы электромагнитной совместимости 20 I-18 100