Агроинженерия

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.
1
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
2
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
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая
школа, 1987.
2. Бессонов Л.А. Электромагнитное поле. – М.: Высшая школа, 1978.
3. Зевеке Т.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Строков С.В. Основы теории
цепей.– М.: Энергия, 1975.
4. Сборник задач по теоретическим основам электротехники. Под ред.
Л.А.Бессонова. – М.: Высшая школа, 1980.
5. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Т. 1,2. – М.,
1978.
6. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам
электротехники. Под ред. П.А.Ионкина. – М.: Энергоиздат, 1972.
7. Шебес М.Р. Задачник по теории линейных электрических цепей. М,
Высшая школа, 1982.
8. Задачник по теоретическим основам электротехники. Под ред. К.М.
Поливанова. – М.: Энергия, 1973. 3.2. Методические указания по проведению
учебных занятий.
9. Методические указания по решению типовых задач, по курсу
«Теоретические основы электротехники», 2003.
Заведующий кафедрой ЭМСЭС
В.П. Шелякин
01.06.2010 г.
3
4
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«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, техникоэкономическое обоснование.
3. Источники питания потребителей постоянного тока
Характеристики источников постоянного тока, как потребителей в системе переменного тока.
4. Компенсация реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности, задачи. Влияние несинусоидальности потребляемого тока потребителем, спектральный состав гармоник тока.
5
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
1. Зайцев А.И. Электроснабжение. Учебное пособие в 2-х ч. – Воронеж:
ВГТУ. 2002. 41. – 182 с, 42. – 236 с.
2. Будзко И.А., Лещинская Т.Б., Сукмагюв В.И. Электроснабжение сельского хозяйства. – М.: Колос, 2000.
6
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. Шелякин
01.06.2010 г.
7