Tory prądowe i układy stykowe

stacjonarne

II stopnia

obowiązkowy

W 24/+, P 20/+; Razem: 44

Aparaty elektryczne: ma wiedzę i umiejętność określania podstawowych parametrów technicznych aparatów elektrycznych, zna budowę i ogólne zasady doboru ich parametrów.

Semestr: II

Kierunek: Energetyka

Specjalności: Elektroenergetyka

prof. dr hab. inż. Stanisław KULAS

aktywność/obciążenie studenta w godz:

1. Udział w wykładach / 24

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 8

3. Udział w zajęciach projektowych / 20

4. Samodzielne praca nad projektem / 10

5. Udział w konsultacjach / 4

6. Przygotowanie do zaliczenia / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 68 / 2 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.=48 / 1,5 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 3.+4.=30 / 1 ECTS

Wstęp, klasyfikacja torów prądowych i układów stykowych. Narażenia napięciowe, obciążenia prądowe i nietypowe warunki pracy. Obciążalność prądowa ciągła i zwarciowa. Obciążalność elektrodynamiczna. Zagadnienie łuku elektrycznego i napięcia powrotne. Analiza przebiegu ruchu styków podczas ich zamykania i po ich zderzeniu się. Zagadnienia związane z eksploatacją zestyków.

Wykłady/metody dydaktyczne: werbalno-wizualna prezentacja treści programowych w postaci prezentacji w PowerPoint:

Tematy kolejnych zajęć:

1. Wstęp, podstawowe funkcje torów prądowych i układów stykowych:

Klasyfikacja torów prądowych i układów stykowych; przegląd wybranych ich konstrukcji; 2h.

2. Narażenia napięciowe, obciążenia prądowe i wybrane nietypowe warunki pracy:

Przepięcia: długotrwałe, łączeniowe i atmosferyczne; charakterystyczne obciążenia prądowe i przetężenia; korektura wysokościowa; praca

przy innej częstotliwości od sieciowej; 2h.

3. Źródła ciepła i sposoby jego przekazywania:

Rezystancja zestykowa; zjawiska naskórkowości i zbliżenia; sposoby przekazywania ciepła od ciał nagrzanych; 2h.

4. Wyznaczanie obciążalności prądowej ciągłej i zmiennej w czasie:

Metody: analityczna, sieci cieplnej, lokalnych źródeł ciepła; obliczanie cieplne uzwojeń elektromagnesów; przykłady; 2h.

5. Nagrzewanie torów prądowych i zestyków w warunkach zwarciowych:

Obciążalność zwarciowa cieplna torów prądowych i zestyków; sczepianie się zestyków; przykłady; 2h

6. Obciążalność zwarciowa elektrodynamiczna torów prądowych sztywnych:

Tory prądowe jednopaskowe i wielopaskowe układu trójbiegunowego; drgania torów wielkoprądowych; wpływ zmienności prądów

zwarciowych na oddziaływania elektrodynamiczne; przykłady; 4h

7. Siły elektrodynamiczne w układach stykowych:

Bilans sił działających w zestykach; wyznaczanie wartości sił sprężyn dociskających styczki zestyku tulipanowego; przykłady; 2h.

8. Łuk elektryczny:

Łuk elektryczny jako idealna substancja łączeniowa; warunki bezłukowego załączania prądu; wpływ kąta styczności styków na czas

palenia się łuku elektrycznego; 2h.

9. Napięcia powrotne:

Wytrzymałość elektryczna przerwy międzystykowej wyłącznika; składowe napięcia powrotnego; obwody jedno i dwuczęstotliwościowe.

10. Analiza przebiegu ruchu styków podczas ich zamykania:

Analiza zależności wartości prędkości schodzenia się styków od wartości kąta styczności styków; przykłady; 2h.

11. Właściwości dynamiczne ruchu zestyków podczas ich drgań:

Modele dynamiczne o jednym i dwu stopniach swobody; zastosowanie metody kineto- statycznej do analizy procesu zderzenia styków;

przykłady; 4h.

12. Zachowanie się zestyków podczas ich eksploatacji. Podsumowanie.

Zestyki w warunkach przewodzenia prądów roboczych i zakłóceniowych.; zużycie styków łączników.

Projektowanie / metody dydaktyczne: zastosowanie w projektowaniu poznanych zagadnień.

Tematy kolejnych zajęć:

1) Projekt i analiza obliczeniowa trójbiegunowego układu torów prądowych sztywnych, 2h.

2) Projekt i analiza obliczeniowa szynoprzewodu, 2h.

3) Projekt i analiza obliczeniowa nagrzewania toru prądowego odłącznika, 2h.

4) Projekt i analiza obliczeniowa sił elektrodynamicznych w odłączniku, 2h.

5) Projekt i analiza natężenia pola elektrycznego w przestrzeni międzystykowej układu stykowego tulipanowego, 3h.

6) Projekt i analiza obliczeniowa obciążalności prądowej toru prądowego o różnych przekrojach i kształtach, 3h.

7) Projekt i analiza obliczeniowa obciążalności prądowej torów z wieloma zestykami, 2h.

8) Projekt i analiza obliczeniowa rezystancji zestyków wielkoprądowych, 2h.

9) Projekt i analiza procesu zderzenia się styków układu stykowego tulipanowego, 2h.

podstawowa:

- S. Kulas. Tory prądowe i układy zestykowe, OWPW, Warszawa 2008.

- J. Maksymiuk. Aparaty elektryczne, WNT, Warszawa 1992.

uzupełniająca:

- S. Kulas. Podstawy konstrukcji elektromechanicznych, OWPW, Warszawa 2012.

- P. Slade. Electrical contacts, Marcel Dekker Inc., New York 1999.

W1 / zna i rozumie podstawy budowy i eksploatacji maszyn i urządzeń wykorzystywanych do przemiany energii, a także jej przejmowania i przenoszenia, / K_W08,

W2 / ma pogłębioną wiedzę w zakresie urządzeń wchodzących w skład systemu elektroenergetycznego, / K_W09

U1 / potrafi formułować oraz weryfikować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi, dotyczącymi torów prądowych i układów stykowych, / K_U10

U2 / potrafi na podstawie założeń konstrukcyjnych wykonać projekt istotnych podzespołów aparatów elektrycznych, używając współczesnych narzędzi do projektowania lub programowania, / K_U17

K1 / umie współpracować w zespole i ma świadomość wynikającej z tego odpowiedzialności, / K_K03

Przedmiot jest zaliczany na podstawie dwóch kolokwiów cząstkowych, przeprowadzanych w formie pisemnej w trakcie trwania wykładów i zaliczenia projektowania.

efekty W1, W2 - są sprawdzenie podczas zaliczania przedmiotu;

efekty U1, U2 i K1– sprawdzane są podczas rozwiązywania przykładów i dyskusji w trakcie wykładów oraz w trakcie projektowania.