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

В методических указаниях изложена методика по расчету и выбору электрических аппаратов для электроприводов и системы электроснабжения, подтвержденная расчетными численными значениями

В учебном пособии описаны различные по назначению объекты электроэнергетики и их технологические взаимосвязи в энергосистеме. Рассмотрен генезис развития технико-технологического базиса электроэнергетики России и выполнен анализ современного состояния объектов. Основной акцент в пособии сделан на проблемах технического состояния электротехнического оборудования и технологических процессов производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.

Рассмотрены типовые контакторные схемы управления электроприводами в функции времени, скорости и пути с асинхронными двигателями и двигателем постоянного тока. Процессы управления проиллюстрированы механическими характеристиками.

Добыча углеводородов из нетрадиционных источников, а также разработка и применение новых технологий и технически решении для такой добычи создали реальную возможность вовлечения в энергетический баланс таких видов углеводородного сырья, как сланцевый газ и метан угольных пластов, газовые гидраты, тяжёлая и высоковязкая нефть, нефти из природных битумов и сланцев. Так. в последних прогнозах Международного энергетического агентства (МЭА), сделанных в 2010—2013 гг.. удельный вес возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и нетрадиционных источников нефти и газа в мировом потреблении первичных энергоресурсов к 2035 г. достигнет 22,5—25,1 %. Огромные ресурсы газогидратов (гидратов метана, метан-пиратов), высокая удельная концентрация в них газа и широкое распространение, в том числе в морях, омывающих побережья основных стран-импортёров природного газа, привели к тому, что природные газогидраты всё чаще стали рассматриваться как один из основных источников природного газа в мире уже к середине XXI в. В статье рассматриваются работы и исследования по изучению происхождения газогидратов, условии их залегания, разработки газогидратных скоплении, возможностей хранения и транспортировки углеводородного сырья в виде газогидратов. Кроме Канады, США и Японии национальные газогидратные программы и проекты разработаны и реализуются в Индии, Китае, Республике Корея, Малайзии. Ряд исследовательских центров создан в странах Европы (Болгарии, Великобритании, Германии. Италии, Норвегии, Франции) и других государствах. II уже в настоящее время многие промышленно развитые страны рассматривают природные газовые гидраты в качестве реального нетрадиционного источника углеводородов ближайших десятилетий. Однако проведенный анализ имеющихся прогнозных оценок издержек производства различных видов углеводородов показывает, что гидратный метан может войти в мировой энергетический баланс лишь в том случае, если стоимость его добычи будет составлять (в ценах 2010 г.) не более 11—12 дол./МБТЕ (583—636 дол/тыс. mj в шельфовых районах вблизи таких крупнейших потребшхлей как Япония и Республика Корея, и не более 4—5 дол/МБТЕ (212—265 дол/тыс. м ) в удаленных арктичесигх районах (Аляска, северные районы Канады, Сибири и Дальнего Востока России).При этом необходимо учитывать, что полноценное вовлечение гидратов метана в мировой энергетический баланс невозможно без решения экологических проблем, должны быть найдены технические решения и созданы производственные системы, которые не допускали бы при разработке морских залежей газогидратов разрушения богатых экосистем, сформировавшихся в местах выхода метана на дне водоёмов. Поэтому природные газовые гидраты представляют собой весьма сложную многоаспектную проблему, и в предстоящие годы работы хватит учёным самых разных направлении. Если человечеству удастся решить вопрос безопасной добычи и хранения газа в газогидратной форме, это может открыть огромные возможности для его использования.

Приведены общие сведения о режимах работы электрических систем и подстанций приведены методы расчета токов КЗ и выбора электрооборудования подстанций и электросетей, дана классификация подстанций, рассмотрены конструкции трансформаторов РУ, аппаратов ВН и НН подстанций, вопросы их релейной зашиты, требования ПУЭ и ПТЭ к устройству и эксплуатации подстанций.

Журнал для специалистов электротехнической отрасли. С 2015 года журнал не выходит.

Излагаются основы функционирования автоматизированных систем управления (АСУ) технологическим процессом (ТП) на тепловых электрических станциях. Обозначены цели функционирования верхнего общестанционного и блочного уровня АСУ ТП. Поясняются основные принципы управления тепломеханическим оборудованием энергоблоков, порядок взаимодействия функциональных групп тепломеханического оборудования в рабочих и аварийных режимах. Рассматриваются особенности АСУ ТП энергоблока, выполненной на базе современных программно-технических средств. Отдельное внимание уделено организационным вопросам эксплуатации АСУ ТП тепловых электростанций.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Метрология, стандартизация, сертификация» направления подготовки специалистов и бакалавров «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». Приведена методика выбора универсальных средств измерения линейных размеров до 500 мм, показаны принципиальные конструкции измерительных приспособлений для контроля корпусных деталей, дисков, валов, методы и средства измерения линейных размеров свыше 500 до 10 000 мм: описаны контрольно-измерительные устройства гибких производственных систем.

Содержат краткие теоретические материалы по изучению дисциплины и методические материалы по выполнению курсовой работы.

Представлены основные теоретические сведения и лабораторный практикум по электрическим аппаратам ручного и автоматического действия, аппаратам защиты, а также электронным аппаратам и цифровым узлам.

Следующим эволюционным шагом развития контроля представляется переход к прогностическому контролю волоконно-оптических линий связи, обеспечивающему возможность превентивного обслуживания сети.

Рассмотрены схемы управляемых и неуправляемых выпрямителей. Представлены электрические схемы исследуемых устройств, таблицы для экспериментальных данных и расчетные формулы.

В пособии изложена актуальная техническая информация об электрооборудовании установок электроцентробежных насосов для добычи нефти. Описан перспективный способ повышения энергетической эффективности электротехнического комплекса для добычи нефти за счет использования внутрискважинных компенсаторов реактивной мощности.

Пособие является второй частью курса «Силовая электроника». Рассмотрены принципы построения и расчета силовых преобразователей электрической энергии. Предназначено для студентов направлений 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения, а также может быть рекомендовано для студентов других технических направлений подготовки.

Настоящее учебно-методическое пособие охватывает полный цикл практических работ, выполняемых бакалаврами III курса РЭФ по «Основам силовой электроники». В пособии содержится описание аппаратного комплекса, включающего разного рода типы преобразователей и нагрузок. Студенты выполняют работы по выпрямителям, зависимым инверторам, реверсивным преобразователям и тиристорному регулятору переменного напряжения. Приводится порядок выполнения экспериментов и необходимые формулы для обработки результатов.

Одной из важных особенностей функционирования гидроэлектростанций (ГЭС) является использование ими ограниченных емкостей водохранилищ для хранения гидроэнергоресурсов. Использование ограниченных объемов воды для производства электроэнергии в тот или иной интервал времени влияет как на распределение объемов выработки электроэнергии в последующие интервалы периода регулирования, так и на суммарную выработку станции. С экономической точки зрения использование запасов воды приводит к динамической зависимости топливных затрат на производство электроэнергии в отдельных временных интервалах периода регулирования. Эта зависимость особенно проявляется в электроэнергетических системах, в которых доля ГЭС составляет значительную часть. Задачи повышения эффективности режимов энергосистем решались многими авторами и многими научными и инженерными организациями. Эти разработки используются как основа решения режимных задач в современных условиях энергетики. Тем не менее имеются объекты, для которых необходимо корректировать стандартную методику. В данной работе рассматривается электроэнергетическая система

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.

Монография посвящена вопросам улучшения качества электроэнергии в системах электроснабжения объектов сигнализации, централизации и автоблокировки железных дорог переменного тока, рассматриваемым в четырех разделах. В первом разделе проанализированы вопросы влияния тяговой сети на смежные линии и качество электроэнергии. Во втором разделе кратко описан использованный для моделирования СЭС программный комплекс Fazonord-APC, позволяющий производить расчеты режимов объединенной однофазно-трехфазной сети на основной частоте и частотах высших гармоник, генерируемых электровозами. В третьем разделе представлены результаты расчетов показателей качества электроэнергии в СЭС объектов СЦБ при учете воздействий тяговой нагрузки и влияния контактной сети в различных вариантах подключения нагрузок, а также при коротких замыканиях и в несинусоидальных режимах. Четвертый раздел содержит анализ возможностей улучшения качества электроэнергии в рассматриваемых СЭС путем применения симметрирующих трансформаторов, регулируемых источников реактивной мощности, активных кондиционеров гармоник и управляемых устройств, реализованных по схеме Штейнмеца.

Рассмотрены способы повышения энергоэффективности и снижения потерь электрической и тепловой энергии, а также энергосберегающие режимы работы оборудования.

Рассматриваются проблемы моделирования электропривода переменного тока, выполненного по схеме «матричный преобразователь частоты – асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором». Приведена структурная схема электропривода, описан алгоритм управления преобразователем частоты, дано описание имитационной модели, созданной в программном пакете MATLAB Simulink. Приведены результаты моделирования для разных выходных частот преобразователя, которые показывают работоспособность используемого алгоритма и практическую возможность создания электропривода на базе преобразователей с матричной структурой силовой части. Отмечается, что особое внимание необходимо уделить защите питающей сети от высокочастотных гармоник тока, генерируемых преобразователем

В настоящее время для энергосистем характерно большое количество регулируемых элементов, к числу которых относятся генераторы, синхронные и статические компенсаторы, батареи статических конденсаторов, трансформаторы с продольным и продольно-поперечным регулированием напряжения и реакторы. Трудность оперативного управления подобным количеством средств, обусловленная сложностью расчетов оптимальных режимов их работы, еще более усугубляется высокой степенью сложности и разветвленности схем сетей, большим числом контролируемых параметров режима, необходимостью учета случайного и неопределенного состава и состояния исходных данных. Перенасыщенность диспетчерского персонала входящими данными и информационными связями может привести к снижению надежности работы энергосистемы Для ее повышения предлагается снизить информационную нагрузку на диспетчерский персонал путем автоматизации процесса управления уровнями напряжения в операционной зоне диспетчерского центра. Решение задачи автоматизации управления напряжением включает в себя несколько этапов: исследование методов оптимизации режима по напряжению и реактивной мощности, разработку алгоритма управления напряжением, использующего наиболее оптимальные подходы к volt/VAR-оптимизации, а также создание автоматизированной системы управления напряжением, функционирующей по разработанному алгоритму. Приведены результаты аналитического исследования свойств элементов матрицы коэффициентов чувствительности напряжений, на основании которых для тестовой электрической сети 110—220 кВ подтверждена гипотеза о возможности определения по величинам элементов матрицы узлов электрической сети, регулирование напряжения и реактивной мощности в которых наиболее эффективно влияет на величину потерь активной мощности в тестовой электрической сети. Предложен алгоритм централизованного управления уровнями напряжения и компенсацией реактивной мощности в электрических сетях 110—220 кВ, который может использоваться при создании системы централизованного управления напряжением, позволяющей улучшить контроль над режимной ситуацией путем увеличения количества контрольных пунктов по напряжению в электрической сети и снизить информационную нагрузку на персонал диспетчерских центров путем автоматизации процесса регулирования напряжения.

В методических указаниях приведены практические работы, выполнение которых позволит изучить условные и графические обозначения элементов принципиальных схем, назначение и условия срабатывания электрических аппаратов.

В учебнике приведены общие сведения о материалах, инструментах, приспособлениях и механизмах, используемых электромонтерами по ремонту и обслуживанию электрооборудования и сетей промышленных предприятий. Даны технические характеристики основных видов обслуживаемого оборудования, воздушных и кабельных линий, электроосветительных установок и цеховых электросетей. Рассмотрены способы и приемы технического обслуживания и ремонта электроустановок.

Содержит теоретический материал, необходимый для проведения практических и лабораторных работ по дисциплине «Электропривод». В нем изложены основные положения электропривода, подробно рассмотрены структурные схемы и переходные процессы электропривода. Приведены нагрузочные режимы двигателей электроприводов и их уравнение теплового баланса и нагрева.

В монографии представлены результаты исследования экосистемы водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 с периода его заполнения. Произведена обработка массива данных методами математической статистики с выделением факторов формирования качества воды, что, несомненно, является ценным материалом для исследователей, работающих в области прикладной экологии.

Рассмотрены перспективы и особенности развития энергосберегающих и энергоэффективных технологий в области альтернативной энергетики в Чеченской Республике. Поиск альтернативы сжигаемому органическому топливу ведется уже не один десяток лет, и особое место занимают геотермальные ресурсы. Чеченская Республика занимает третье место в России по запасам геотермального сырья, уступая месторождениям Республики Дагестан и Камчатке Приведены технико-экономические показатели, характеризирующие целесообразность и перспективы использования опытно-промышленной геотермальной станции на основе реализации циркуляционной схемы использования глубинного тепла земли. Проанализированы экономические и финансовые вопросы ее сооружения. Выявлена и обоснована необходимость развития данной сферы в регионе. Обосновано, что неисчерпаемая тепловая энергия земли — основа будущей энергетики.

Содержит теоретический материал, необходимый для проведения практических и лабораторных работ по дисциплине «Электропривод». Изложены основные положения электропривода, подробно рассмотрены структурные схемы и переходные процессы электропривода.

В учебном пособии приведены сведения о надежной и безопасной организации труда при эксплуатации электроустановок, порядке расследования несчастных случаев, связанных с их эксплуатацией, а также порядке эксплуатации электрооборудования, в том числе бытовых электроприборов, в целях недопущения электротравматизма среди электротехнического персонала и работников АПК. Рассмотрены средства защиты в электроустановках, их классификация, объем и методики испытаний, порядок пользования ими.

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

В задачу журнала входит публикация оригинальных научных статей, научных обзоров по фундаментальным проблемам электрохимической энергетики: преобразование энергии в литиевых электрохимических системах; совершенствование традиционных электрохимических систем - свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, никель-металлогидридных, электрохимических конденсаторов, топливных элементов, физико-химические проблемы электролитов, научные основы современных технологий производства химических источников тока. Журнал включен в Перечень ВАК.

Представлены математический пакет МАTLAВ и его приложения для визуального моделирования силовых электрических устройств. На примере однофазной однополупериодной схемы выпрямления рассмотрены принципы построения моделей тиристорных преобразователей. Показаны особенности работы многофазных преобразователей в выпрямительном и инверторном режимах с нагрузкой в виде якорной цепи двигателей постоянного тока, а также построенных на их основе непосредственных преобразователей частоты для управления асинхронными двигателями. Приведены основные теоретические сведения по указанным разделам курсов и задание для выполнения работы.

Методические указания подготовлены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 35.03.06 Агроинженерия.

Книга посвящена однокристальным микроконтроллерам AVR семейства Tiny фирмы ATMEL. Рассмотрена архитектура микроконтроллеров AVR, ее особенности, приведены основные электрические параметры. Подробно описано внутреннее устройство микроконтроллеров, система команд, периферия, а также способы программирования. Основой данного издания послужила популярная книга «Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega», материал которой был существенно переработан и дополнен описаниями новых моделей.

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

Эффективность системы электроснабжения складывается из экономичности и надежности единого процесса производства, передачи и распределения электроэнергии. С позиций надежности предлагается рассматривать существующую систему электроснабжения как трехуровневую: крупные производители электроэнергии совместно с единой национальной электрической сетью, региональных питающих сетей и районных распределительных сетей. Это отличается от общепринятого представления электроэнергетических систем по функциональному признаку. Предложенная авторами совокупность индексов надежности электроснабжения показывает значение магистральной, питающей и распределительной сетей, которые различны по классу напряжения, топологии и назначению. От степени надежности электроснабжения должны зависеть тарифы на передачу электрической энергии, и предложение авторов сводится к их дифференциации и по регионам страны, и по отдельным районам. Учет предложенных индексов в механизмах ценообразования позволит решать задачу управления спросом на электрическую энергию и мощность.

Учебно-методическое пособие содержит рекомендации по созданию схемы электрической принципиальной, перечня элементов и трассировки печатной платы системы управления для силового преобразователя. Работы выполнены с помощью системы автоматизированного проектирования. Приведен пример оформления технической документации.

В рассматриваемой статье приводятся результаты исследования регулятора перемещения электрода, построенного на базе дискретного привода с шаговым электродвигателем, максимально удовлетворяющего специфическим требованиям рассматриваемого класса механизмов.

Пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования и рабочими программами по дисциплине. Содержит методические указания по выполнению двенадцати лабораторных работ, включающих краткие теоретические сведения темам занятий, задания, планы составления отчёта, контрольные вопросы, литературу.

Рассматривается система управления для многофункционального электрического комплекса, который обеспечивает автономное бесперебойное питание потребителей и получение высокого КПД электричества.

Методические материалы для студентов.

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.

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».

В учебном пособии рассматриваются общие требования электробезопасности, технические средства защиты от воздействия электрического тока, организационные мероприятия по безопасности работ в действующих электроустановках.

Проанализированы условия поражения электрическим током. Рассмотрен принцип действия защитного зануления, заземления устройств защитного отключения, электрического разделения цепей. Даны методы защиты человека от атмосферного и статического электричества, оказания доврачебной помощи пострадавшим от электрического тока. Приведен практический пример расчета зануления.

Учебное пособие содержит теоретический материал, необходимый для проведения практических и лабораторных работ по дисциплине «Электропривод». В нем изложены основные положения электропривода, подробно рассмотрены структурные схемы и переходные процессы электропривода. Кроме того, приведены нагрузочные режимы двигателей электроприводов и их уравнение теплового баланса и нагрева.

Основу интеллектуальной диагностики силовых маслонаполненных трансформаторов (СМТ) представляют модели, позволяющие безошибочно идентифицировать бездефектное состояние электрооборудования по ряду ключевых параметров (признаков) без вывода его из работы. Предложены диагностические модели для идентификации параметров бездефектного состояния изоляционной системы СМТ в процессе его эксплуатации, использующие однородную статистику многолетних наблюдений за характеристиками бумаги и масла. В качестве диагностической информации использованы протоколы периодического хроматографического анализа растворенных в масле газов (ХАРГ), результаты физико-химического анализа (ФХА) масла и высоковольтных испытаний целлюлозной изоляции. Для формирования диагностических моделей разработана методика, использующая вариационные ряды синхронизированных по времени данных. Основу методики составляет метод статистической (байесовской) идентификации, позволяющий достоверно различать такие состояния СМТ, как «норма», «норма с незначительными отклонениями», «норма со значительными (критическими) отклонениями», оценивать вид и степень опасности дефектов. Параметры, характеризующие состояние изоляционной системы СМТ, представлены выборками двумерных случайных величин со своими областями распределения, условными математическими ожиданиями и среднеквадратичными отклонениями. Это позволяет сформировать специальные граничные функции, разделяющие классы состояний СМТ в пространстве контролируемых признаков. Для реализации вычислительной процедуры метода разработан алгоритм экспресс-оценки состояния и принятия решений по дальнейшей эксплуатации СМТ. Достоверность и адекватность рекомендуемых эксплуатационных воздействий обусловлена обоснованностью критериев принятия решений, отражающих известные нормативные принципы. Приводятся примеры, иллюстрирующие достоверность и продуктивность разработанного подхода, который предназначен для применения в системах оценки технического состояния и планирования ремонтов трансформаторного оборудования электрических сетей.

В учебном пособии приведен порядок выполнения курсового и дипломного проектирования по направлению специальности «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования». Представлены необходимые для выполнения проектов справочные материалы.

В настоящем учебно-методическом пособии рассмотрен теоретический материал по отдельным видам устройств противоаварийной автоматики, а также даны указания к выполнению лабораторных работ и расчетно-графического задания, которые уже в течение нескольких лет выполнялись магистрантами кафедры электрических станций при изучении дисциплины «Противоаварийная автоматика». Приведенный пример расчета уставок автоматики АРОЛ, а также теоретическое описание других рассматриваемых устройств помогут студентам в усвоении изучаемого курса.

Даны необходимые электротехническому персоналу сведения по охране труда и электробезопасности. Изложены общие положения межотраслевых Правил ПОТ Р М-016-2001 по охране труда (правил безопасности) при монтаже, обслуживании и ремонте электроустановок и Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Описаны требования к электротехническому персоналу, инструментам, приспособлениям и такелажному оборудованию, средствам индивидуальной защиты, рассмотрены мероприятия по оказанию первой помощи пострадавшим от электрического воздействия тока.

Разработана схема устройства плавного пуска асинхронного двигателя с программным управлением. Приведено описание работы основных блоков схемы устройства.