Электроэнергетика. Производство, преобразование, передача, распределение и регулирование электроэнергии. Электроизмерительная техника. Техническое применение магнетизма и статического электричества

Настоящее, третье издание, объединяет известные методики расчётов электрических нагрузок, содержащиеся в обязательных и добровольных нормативных документах и даёт ответы на вопросы, неурегулированные нормативно-техническими документами. В третьем издании учтены ответы на заданные нашими читателями вопросы после выхода второго издания (2014 год). Учтены результаты экспертизы проектной документации. В сборнике рассматриваются методы расчетов по коэффициентам спроса и одновременности, методы расчетов надбавок мощности и другие методы. Приведены примеры расчетов электрических нагрузок по каждой методике. Особая ценность данного издания заключается в том, что оно собрало под одной обложкой разрозненные основные действующие методы расчетов. Действующие нормативные документы могут не содержать исчерпывающие ответы на все вопросы, возникающие у проектировщика. В ряде случаев наблюдается некоторое запаздывание нормативного регулирования за применением технологий.

Изложены основные сведения по теории надежности систем электроснабжения; рассмотрены вопросы практического применения теории надежности при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения, основные показатели надёжности работы электрооборудования систем электроснабжения.

Приведена последовательность теплового расчета многоступенчатых паровых турбин, даны примеры расчетов. В приложении представлены варианты исходных данных для самостоятельного выполнения расчетов.

В достаточно полной форме рассматриваются философские и математические основания, а также методологическое содержание и прикладные следствия закона оптимального построения техноценозов. Дается современное определение техники и технической реальности в онтологическом ряду реальностей: «неживаябиологическая-техническая-гипертехническая». Показывается ключевое эволюционное значение информации. Вводится критериальная система, на основе которой делается вывод о том, что техническая реальность в настоящее время является высшей формой организации материи окружающего мира. Излагается методология рангового анализа как важнейшего инструмента исследования, управления и оптимизации больших технических систем определенного класса, базирующегося на трех основаниях: технократическом подходе к окружающей реальности как третьей научной картине мира; понятии техноценоза; негауссовой математической статистике устойчивых безгранично делимых распределений. Обосновываются критерии и алгоритмы номенклатурной и параметрической оптимизации техноценозов. Формулируется закон оптимального построения техноценозов как прямое следствие применения начал термодинамики к объектам техноценологического типа. Дается математическое обоснование закона, а также следующая из него критериально-алгоритмическая система. Как прикладное следствие закона оптимального построения техноценозов обосновывается теоретически и раскрывается содержательно методика оптимального управления электропотреблением на системном уровне. Теоретически обосновывается этап интервального оценивания, опирающийся на свойства ципфовых распределений и позволяющий выявить объекты, аномально потребляющие электроэнергию. Раскрывается методология моделирования и оптимизации процессов электропотребления. Вводятся понятия тонких процедур рангового анализа: дифлекс-анализа (на этапе интервального оценивания), GZ-анализа (на этапе прогнозирования) и ASR-анализа (на этапе нормирования потребления ресурсов).

Издание содержит теоретические сведения и методические указания к выполнению расчетной и экспериментальной частей лабораторных работ. Приведены схемы стенда для исследования защит, программа и порядок выполнения работ и контрольные вопросы.

Лабораторный практикум содержит материалы для подготовки и выполнения лабораторных работ, вопросы к зачету по лабораторным работам.

Приведены теоретические сведения по основным разделам дисциплины «Электрические сети и системы», даны варианты заданий и рекомендации по выполнению разделов РГР, пример расчета питающих и распределительных сетей, необходимые справочные материалы, требования к оформлению расчетно-графической работы.

Методические указания содержат начальную информацию по защитному заземлению электроустановок: назначение, принцип действия и область применения защитного заземления, типы заземляющих устройств, виды заземлителей и конструктивные особенности их исполнения рассмотрена связь между заземляющими устройствами разных установок, напряжений и назначения описан порядок расчета защитного заземления электроустановок приведен пример расчета защитного заземления.

В учебном пособии изложены теоретические основы расчетов токов коротких замыканий в электроэнергетических системах, приведены практические примеры расчетов токов коротких замыканий и задания для самостоятельного выполнения.

Рассмотрены характеристики объектов теплоэнергетики как источников образования отходов, описаны условия их сбора и размещения. Приведена классификация отходов. Представлен алгоритм выполнения практических работ по определению нормативов образования отходов с использованием компьютерной программы «Отходы котельных» из программного комплекса «Интеграл».

Издание предназначено для самостоятельного разбора студентами дисциплины «Экология ядерной энергетики». Рассмотрены основные пути поступления в водоем-охладитель радионуклидов, образующихся при эксплуатации АЭС. Изложены механизмы миграции и накопления радионуклидов в отдельных компонентах водоема-охладителя. Приведены математические модели, описывающие эти процессы и позволяющие оценить удельные значения активности радионуклидов в воде, гидробионтах, водной растительности, донных отложениях. Данные по содержанию радионуклидов (уровням активности) в указанных компонентах необходимы для расчета дозовых нагрузок внешнего и внутреннего облучения населения в регионе размещения АЭС. Представленные расчетные методики будут полезны студентам при выполнении разделов дипломных проектов, посвященных обоснованию экологической безопасности АЭС.

Рассмотрены вопросы, связанные с рационализацией электропотребления и энергосбережением на промышленном предприятии, а также методы расчета электропотребления на оптовом рынке электроэнергии и мощности.

Изложены вопросы выбора расчётных напряжений наружной и внутренней изоляции высоковольтных вводов конденсаторного типа. Рассмотрены методы электрического расчёта изоляции и порядок её расчета. Кроме того, приведены основные положения тепловой устойчивости изоляторов конденсаторного типа и порядок её расчёта.

Изложены принципы выполнения расчетов электромагнитных полей с использованием программного продукта FEMM. Приведены принципы автоматизации работы с программным обеспечением через написание скриптов. Приведены примеры скриптов, справочник интерфейса программы FEMM.

Расчёт электрической сети 0,38 кВ относится к категории самых сложных задач по определению параметров режимов сетей. Сельские электрические сети 0,38 кВ представляют собой совокупность линий с односторонним питанием. При составлении схем замещения таких линий необходимо учитывать разветвлённый характер и наличие неполнофазных участков, к которым относятся двухфазные и однофазные ответвления. Ещё одной отличительной особенностью рассматриваемых сетей является несимметрия нормальных режимов из-за разной нагрузки фаз. Поэтому в расчёте нельзя ограничиться рассмотрением только одной фазы и использовать расчётные выражения для симметричных режимов. Показано применение метода контурных токов и метода узловых потенциалов для расчёта цепи фаза – нулевой провод как основного элемента конфигурации линии 0,38 кВ. В схему замещения петли внесены в соответствии с требованиями ПУЭ повторные заземления. Наличие последних учитывается введением контуров, включающих участки нулевого провода и повторные заземлители. Контуры головного участка линии включают сопротивления трансформатора, приведённые к низкой стороне, и сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора. При составлении узловых уравнений за узел с нулевым потенциалом принимается нейтраль обмотки низкого напряжения трансформатора. Для рассматриваемого в работе примера однофазной цепи результаты, полученные двумя методами, полностью совпадают. Предложенные расчётные модели можно использовать для определения параметров однофазных ответвлений, для расчётов токов однофазных коротких замыканий и режимов участков с любым количеством фаз. Для расчёта полнофазных режимов необходимо добавить уравнения для двух других фаз в соответствующие системы

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО, ОП и рабочей программой, включает восемь лабораторных работ, содержащие краткие теоретические сведения по темам работ, задания по их выполнению, планы составления отчёта, контрольные вопросы по теме, рекомендуемую литературу.

Рассмотрены вопросы исполнения и выбора уставок дифференциальной токовой защиты силового двухобмоточного трансформатора, выполненной на базе микропроцессорного устройства защиты БМРЗ-ТД-12-20-21. Приведены индивидуальные исходные данные для выполнения расчетно-графического задания.

Дан анализ способов заземления нейтрали электрических сетей систем электроснабжения с учётом исследований, проведённых в последние годы, и тенденций решения этой проблемы. Подробно рассмотрены возможные режимы работы нейтрали в электрических сетях среднего класса напряжений. Приведён пример расчёта перенапряжений при замыкании фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Учебное пособие «Расчет параметров электропитающих устройств оборудования телекоммуникаций» содержит методики расчета основных параметров электропитающих устройств, на основании которых осуществляется выбор элементов блоков питания, а также оборудования электропитания, выпускаемое отечественными производителями. Пособие разработано в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки «Инфокоммуникационные технологии и системы связи (11.03.02)».

Методические указания содержат 60 вариантов заданий, скомпонованных из различных электрических схем, моделирующих воздушную разомкнутую электрическую сеть, и исходных данных к ним, а также краткие методические указания к выполнению курсовой работы.

В пособии представлены методические материалы для работы над курсовым проектом по дисциплине «Переходные процессы в системах электроснабжения» необходимые для приобретения навыков расчета переходных режимов и анализа устойчивости систем электроснабжения крупных промышленных предприятий. В учебном пособии приведена программа изучения дисциплины, а также вопросы для самостоятельного контроля и подготовки к экзамену. Даны справочные материалы по дисциплине и задание для курсового проекта, содержащее варианты, базирующиеся на 6 схемах в 60 расчетных комбинациях каждая, отражающие все способы выдачи мощности внутризаводской станцией.

Рассмотрен принцип измерения вязкости ротационным методом, а также структурная схема, конструкция и основные технические характеристики разработанного на его основе вискозиметра

Рассмотрена радиоэлектронная система контроля образования наледи на проводах воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), принцип работы которой основан на регистрации разности скоростей прохождения электромагнитного гармонического сигнала по контролируемому участку линии и воздушной среде. Информация о толщине ледяной муфты передается по радиоканалу на диспетчерский пункт

В статье рассматриваются недостатки применения цифровых измерительных приборов. Ставится задача моделирования измерительного прибора для различных форм сигнала и единиц измерения с применением микроЭВМ. Изучены и выбраны математические модели для описания поведения средства измерения и для различных форм сигналов. Для проверки правильности выбора и реализации моделей смоделированы токовые характеристики простой электрической цепи. Реализована программа виртуального моделирования для сигналов различных форм.

Методические указания содержат примеры составления моделей электропривода постоянного тока с релейным управлением пуска и торможения, выполненные в программном пакете Matlab Simulink, результаты моделирования, а также примеры краткого анализа полученных результатов. Особое внимание уделено моделированию с использованием пакета расширения SimPowerSystems.

Представлены технологии использования солнечной энергии в солнечных тепловых электростанцях для производства электроэнергии. Рассмотрены различные типы солнечных коллекторов (концентрирующих (CSP) и неконцентрирующих солнечную энергию), которые считаются наиболее эффективными среди возобновляемых источников энергии в мире

Приведен анализ источников погрешностей рефлектометров. Основным источником является погрешность задания фазовой скорости импульса. Получены выражения для вычисления погрешности фазовой скорости по отклонениям параметров линии в зависимости от частоты. Результаты исследования позволяют обоснованно выбирать конструктивные параметры прибора

Рассмотрена последовательность расчета сил магнитного поля в радиальных активных магнитных подшипниках с использованием структурной схемы регулятора управления. Впервые предложена математическая модель расчета сил электромагнитного поля с учетом влияния отклонений формы поверхностей измерительной втулки на управляющие сигналы. Представлены зависимости для определения электромагнитных сил с учетом отклонения ротора с неидеальными измерительными поверхностями от центрального положения

Проведен анализ влияния геометрических отклонений измерительных поверхностей на появление нелинейных колебаний ротора при работе системы управления активным магнитным подвесом (АМП). Впервые, рассмотрена модель жесткого несимметричного ротора и метод решения системы дифференциальных уравнений с учетом влияния на управляющие сигналы отклонений формы поверхностей измерительных втулок.

Приведены результаты моделирования гибридного фильтра и оптимизации его активной части, с целью снижения потребляемой ею мощности от стороннего источника. Это достигается исключением основной гармоники тока во входном сигнале усилителя за счет введения в схему фильтра 50 Гц.

Учебно-методическое пособие предназначено для определения электромагнитной обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях в местах расположения автоматических и автоматизированных систем управления. Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре «Электроснабжение».

Учебно-методическое пособие предназначено для определения электромагнитной обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях в местах расположения автоматических и автоматизированных систем управления. Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре «Электроснабжение».

Методические указания содержат 60 вариантов заданий, скомпонованных из различных электрических схем, моделирующих воздушную сложнозамкнутую электрическую сеть, и исходных данных к ним, а также краткие методические указания к выполнению курсового проекта. Тематика проекта охватывает основные положения разделов «Анализ установившихся режимов в электрических сетях» и «Выбор сечений проводников» учебной дисциплины «Электрические сети систем электроснабжения».

Методические указания предназначены для студентов направлений «Мехатроника и робототехника» и «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»), а также для студентов смежных специальностей. Являются логическим продолжением методических указаний «Регулируемый электропривод. Статические и динамические характеристики». Содержат задание, варианты исходных данных и методику выполнения практических занятий в рамках курсового проекта «Регулируемый электропривод».

Методические указания предназначены для студентов направлений «Мехатроника и робототехника» и «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»), а также для студентов смежных специальностей. Содержат задания, варианты исходных данных и методику выполнения курсовой работы «Регулируемый электропривод. Статические и динамические характеристики».

Приведены варианты домашнего задания по расчету статических и динамических характеристик электропривода с примером выполнения и оформления, а также основные характеристики некоторых типов электродвигателей.

Приведены краткие теоретические сведения и указания по выполнению домашнего задания по курсу «Электротехника». Для студентов приборостроительных специальностей, выполняющих домашнее задание по курсам «Теоретические основы электротехники» и «Теория электрических цепей».

Рассмотрены основные методы расчета цепей постоянного тока. Приведены содержание, последовательность выполнения домашнего задания, а также требования к оформлению задания.

В пособии рассмотрены вопросы проектирования двухполюсных турбогенераторов с системами охлаждения: косвенным воздушным (Т); косвенным водородным (ТВ); косвенным водородным обмотки статора и непосредственным форсированным водородным обмотки ротора (ТВФ); водяным обмотки статора и форсированным водородным обмотки ротора (ТВВ). Приведены общие рекомендации к расчётам и построениям характеристик турбогенераторов, примеры расчёта, вопросы и необходимые справочные данные.

Разработана информационно-измерительная система мониторинга качества электрической энергии. Система позволяет как измерять, так и корректировать коэффициенты гармонических искажений по току и напряжению.

Приводится расчет магнитной силы в воздушном зазоре электрической машины любого типа на основе введения понятия эквивалентного тока.

В статье дается анализ и синтез автоматической системы термостатирования первичных измерительных преобразователей (ПИП) магнитной индукции, теплоносителем в которой является воздух. Сочетание методов газодинамического термоэкранирования и термостатирования ПИП обеспечивает исключение температурной погрешности, обусловленной температурной зависимостью его параметров при изменении температуры в диапазоне от -70 до +250{. } и более при диаметре зонда 3, 5-6 мм и длине его 200-800 мм.

В учебном пособии освещаются методы расчета стационарных и нестационарных электромагнитных процессов в асинхронных самовозбуждающихся генераторах (АСГ). Рассмотрены вопросы синтеза АСГ по потребной величине генерируемого напряжения при использовании серийных машин. Приведены примеры расчета различных характеристик АСГ. Отмечены особенности конструирования. Указаны многочисленные области возможного применения АСГ, в т.ч. в нефтяной, лесной и сельскохозяйственной отраслях.

Содержится информация по современным решениям в области защиты блоков генератор-трансформатор электрических станций. Рассматривается техника, разработанная научно-производственным объединением «ЭКРА» (г. Чебоксары) и поставляемая в виде шкафов защиты ШЭ1110, ШЭ1111, ШЭ1112 и ШЭ1113.

Рассматриваются физические закономерности, имеющие место в генераторах, трансформаторах и двигателях системы собственных нужд электростанций в различных режимах, содержатся характеристики вспомогательных систем, таких, как системы возбуждения и гашения поля генераторов.

Рассмотрены принципы построения и расчет защит понижающих автотрансформаторов на базе современных отечественных шкафов микропроцессорных защит.