Тема: РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ»

В современном мире наше общество все больше становится зависимым от электроэнергии, идет постоянная разработка новых, а также усовершенствование имеющихся электроустановок и электроприборов, поэтому на сегодняшний день остро стоит вопрос о необходимости качественного электроснабжения потребителей. Это приводит к тому, что приходится внедрять в эксплуатацию новые линии электропередач, но перед этим вводом необходим точный анализ и расчет параметров будущей сети. Для экономии материальных средств и безопасности персонала целесообразно использовать математическое моделирование.
На сегодняшний день современные ЭВМ и программное обеспечение имеют большие возможности, что позволяет решить все больше задач, связанных с расчетом и анализом параметров.
Наиболее распространенные проблемы в электрических сетях связаны с однофазными замыканиями на землю, пробоями изоляции, перенапряжениями, а также волновыми процессами в электрической сети. Именно поэтому моделирование данных процессов является одним из перспективных направлений в подготовке будущих специалистов.
В учебном плане подготовки бакалавров по профилю «Электропривод и автоматизация электротехнологических установок и электроэнергетических систем» направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» предусмотрено выполнение лабораторных и практических работ по дисциплине «Техника высоких напряжений». Для повышения качества подготовки специалистов и наглядновизуального изучения процессов и явлений, происходящих в сетях среднего напряжения (6-10 кВ) необходимо разработать комплекс виртуальных лабораторных работ в математической программной среде. В качестве такой среды можно использовать математическую программную среду Matlab с пакетом расширения Simulink.
Согласно ФГОС 3++, объектами профессиональной деятельности выпускников являются среди прочего, электроизоляционные материалы, изоляция электроэнергетических и электротехнических устройств, системы защиты от перенапряжений, системы защиты от молнии, установки высокого напряжения.
Выпускник в рамках ОПК-2 должен уметь применять методы анализа т моделирования при решении профессиональных задач и уметь определять техническое состояние и параметры оборудования электрических сетей.
Студенты, выполняющие лабораторные работы должны иметь теоретические знания, которые дадут им возможность решать практические задачи по моделированию электрических сетей и процессов, которые в них происходят.
Целью выпускной квалификационной работы - является повышение качества подготовки по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач, таких как:
- изложение теоретического материала по заданной теме;
- описание среды моделирования;
- разработка практических работ;
- разработка лабораторного практикума по дисциплине «Техника высоких напряжений;
- разработка требований обеспечения безопасных условий при выполнении лабораторных работ.
Объект работы - процесс обучения по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».
Предмет работы - лабораторный практикум по дисциплине «Техника высоких напряжений» в математической программной среде Matlab с пакетом расширения Simulink.
Купить

В результате выполнения выпускной квалификационной работы был проведен анализ программных обеспечений «NI Multisim», «LTspice», «МВТУ» и «Simulink», который показал, что ПО Matlab с пакетом расширения Simulink за счет своего огромного функционала позволяет моделировать разнообразные процессы, протекающие в электрических системах, также стоит отметить наличие бесплатной студенческой версии.
Произведен анализ:
- электрических разрядов в газах;
- перенапряжений, происходящих в электрических сетях;
- видов изоляции.
Анализ видов изоляции показал, что внутренняя изоляция по своим свойствам значительно отличается от внешней изоляции. Например, электрическая прочность внутренней изоляции выше, чем в воздухе в 5 - 10 раз. Было установлено, что газовая и жидкая изоляции применяются достаточно широко из-за свойств восстановления, высокой теплопроводности, а также из-за возможности охлаждения проводников. Сравнение видов перенапряжений показало, что при грозовых перенапряжениях, при прямом попадании молнии электрооборудование без требуемой защиты может получить огромный ущерб, так как ток молнии может превышать 100 кА, а напряжение, возникающие в точке удара, составляет десятки мегавольт. В связи с высокими напряжениями и токами, возникающими в электрической сети, применение физических моделей для проведения лабораторных опытов не рассматриваются, так как проведение опытов с высоковольтным оборудованием в реальных условиях повышает вероятность получение травмы, а также требует больших материальных затрат.
Результатом выполнения выпускной квалификационной работы является создание лабораторного практикума по дисциплине «Техника высоких напряжений». Лабораторный практикум включает в себя четыре лабораторные работы, включающие в себя создание моделей среднего и высокого напряжения и четыре практические работ. Лабораторные работы позволяют студентам освоить навыки моделирования систем в аварийных режимах работы, возникающих в результате разного вида замыканий или перенапряжений.
Проведен анализ вопросов охраны труда, проанализированы вредные и опасные производственные факторы. Одним из вредных факторов является продолжительное нахождение за ПЭВМ в сидячем положении, которое может привести к снижению остроты зрения, а так же вызвать гиподинамию, поэтому необходимо делать перерывы в работе. Помимо этого описаны основные требования к микроклимату и параметрам рабочего места студента. Так же рассмотрены вопросы охраны труда, экологической безопасности и обеспечения безопасности при пожаре и в случаи возникновения чрезвычайных ситуаций.
Купить