МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра электромеханических систем и электроснабжения
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОДНОФАЗНОМ ТРАНСФОРМАТОРЕ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям и курсовому проектированию по дисциплине «Специальный курс электромеханических преобразователей энергии» для магистрантов направления 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника»
всех форм обучения
Воронеж 2021
УДК 621.317.3 (07) ББК 31.261.8
Составители:
канд. техн. наук Ю. В. Писаревский, канд. техн. наук А. Ю. Писаревский
Переходные процессы в однофазном трансформаторе: методические указания к практическим занятиям и курсовому проектированию / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Ю. В. Писаревский, А. Ю. Писаревский. - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021. - 36 с.
Основной целью указаний является получение практических навыков определения параметров электрической машины и их влияния на особенности переходных процессов, проходящих в однофазном трансформаторе.
Предназначены для проведения практических занятий, а также выполнения курсового проекта по дисциплине «Специальный курс электромеханических преобразователей энергии» магистрантами всех форм обучения.
Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле Практикум_СКЭПЭ.pdf».
. Ил. 6. Табл. 6. Библиогр.: 6 назв.
УДК 621.317.3 (07) ББК 31.261.8
Рецензент – Л. Н. Титова, канд. техн. наук, доц. кафедры электромеханических систем и электроснабжения ВГТУ
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Специальный курс электромеханических преобразователей энергии» для магистрантов по направлению подготовки 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения.
Цель практических работ – закрепление теоретического материала, полученного на лекционных занятиях, а также получение первых навыков инженерных расчетов на примерах решения конкретных задач.
Цель курсового проектирования – закрепление и расширение знаний, полученных на лекциях, лабораторных и практических занятиях по принципам построения электрических машин, методике их расчета, а также развитие навыков самостоятельной работы и умений использования специальной технической литературы.
В результате выполнения практических работ и курсового проектирования студент должен:
-знать: основные методы расчетов переходных процессов электрических машин; основную современную компьютерную технику, используемую для расчетов в цепных и полевых задачах; основные программные продукты, используемые при проведении компьютерного моделирования переходных процессов и устойчивости электрических машин, а также вычислительных экспериментов электромагнитного поля; цели и задачи проекта создания электромеханических преобразователей энергии;
-уметь: выбирать наиболее подходящий метод расчета; использовать типовую компьютерную технику; проводить вычислительные эксперименты и обрабатывать их результаты; анализировать ресурсные ограничения, условия реализации, риски реализации, выбирать стратегию реализации проекта с учетом прогноза изменений условий проекта, анализировать эффективность реализации проекта;
-владеть: методами проведения вычислительных экспериментов в электрических машинах и трансформаторах; основами теории стационарного и переменного электромагнитного поля и методами его расчетов; разработкой плана проекта, документированием процесса управления проекта, контролем хода выполнения проекта.
3
1. ТРЕБОВАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ
Перед выполнением практических работ студент должен строго выполнить весь объем домашней подготовки; знать, что выполнению каждой работы предшествует проверка готовности студента.
При выполнении работ студент должен самостоятельно изучить методические рекомендации по проведению конкретной работы; выполнить соответствующие расчеты; пользоваться справочной и технической литературой; подготовить ответы на контрольные вопросы.
Изучая теоретическое обоснование, студент должен иметь в виду, что основной целью изучения теории является умение применить ее на практике для решения практических задач.
При решении задач рекомендуется сначала наметить ход решения. В случае простых задач рекомендуется сначала найти решение в общем виде, лишь в конце поставляя числовые значения. В случае задач с большим вычислением рекомендуется после того, как намечен ход решения, подставлять числовые значения и проводить вычисления в промежуточных формулах.
После выполнения работы студент должен представить отчет о проделанной работе с полученными результатами.
Все схемы и рисунки, сопровождающие выполнение практических работ выполняются в соответствии с требованиями действующих государственных стандартов.
Аттестация по дисциплине проводится с учетом выполнения каждой практической работы. При отсутствии студента по неуважительной причины студент выполняет работу самостоятельно, в свое личное время и защищает на консультации по указанию преподавателя.
Неаккуратное выполнение практической работы, несоблюдение принятых правил и плохое оформление чертежей и схем могут послужить причиной возвращения работы для доработки.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Данный курсовой проект ставит своей целью помочь магистру, самостоятельно изучающему специальный курс электромеханических преобразователей энергии в системе высшего образования, овладеть основами этой дисциплины. Перед выполнением курсового проекта магистр должен изучить материал по нему с учётом методических указаний и рекомендованной литературы.
Вариант задания на контрольную работу определяется шифром студента.
Работа, не соответствующая шифру студента, не может быть зачтена и студент должен выполнить работу по другому, выбранному преподавателем, шифру или по индивидуальному заданию.
Курсовой проект должен быть выполнен в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оформлению выпускной квалификационной работы. Схемы
4
и графики необходимо выполнять на миллиметровой бумаге с соблюдением масштабов или с помощью графического редактора Компас-График. На графиках надо выделять точки, по которым построена функциональная зависимость. Обозначения на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.702-99; 2.721-03; 2.722-03; 2.723-03; 2.755-04; 2.725-03; 2.727-03; 2.724-03; 2.723-04; 2.729-03; 2.730-03; 2.742-03.
Аналитические расчеты должны быть подтверждены численными методами моделирования магнитных и тепловых полей и переходных процессов при помощи таких программных средств, как Elcut, ANSYS, MatLab [4, 5, 6].
После выполнения, курсовой проект сдаётся на проверку руководителю. Все замечания по курсовому проекту отмечаются в листе «Замечания руководителя».
Допускается полное оформление курсового проекта на компьютере, включающее расчеты и векторные диаграммы с последующей распечаткой на принтере на листах формата А4 (210 х 297 мм).
3. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО УСТРОЙСТВУ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Трансформаторы подразделяются на однофазные и трехфазные, а по степеням защиты от внешних воздействий от IP00 до IP65 (ГОСТ 24687-81).
Первая цифра показывает класс защиты от воздействия сторонних предметов окружающей среды. Стандартизировано 7 уровней защиты от внешних объектов от 0 до 6: «0» - нет защиты от внешних объектов;
«1» - обшивка обладает защитой от воздействия сторонних предметов диаметром от 50 мм, от соприкосновений оборотной стороны руки;
«2» - защита от негативного действия сторонних предметов диаметром более 12,5 мм, от касаний корпуса пальцами;
«3» - есть защита от действия посторонних предметов диаметром выше 2,5 мм, проводников, не большого инструмента (ручного);
«4» - защита от сторонних предметов с диаметром 1 мм и более – это «1» - оболочка обладает защитой от конденсатной влаги, капель дождя,
падающих строго в вертикальном положении; «2» - присутствует защита корпуса от капель, угол падения до 15 гр.;
«3» - присутствует защита от капель, угол падения до 60 гр.; «4» - присутствует защита от капель жидкости любой направленности;
«5» - защита от короткого воздействия потока (струи) жидкости случайного направления;
«6» - защита корпуса от длительного воздействия сильного потока жидкости (воды) случайной направленности, а также от волн на море;
«7» - есть защита от пропитки сырости вовнутрь корпуса оборудования при краткосрочном погружении в жидкость (воду) на глубину до 1 м. При этом может быть проникновение небольшого объема жидкости в середину, которое не обнаруживает неблагоприятного воздействия на работоспособность изделий;
5