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

Учебное пособие предназначено для изучения дисциплины «Модели оптимизации развития электроэнергетических систем», кроме того, может быть использовано при изучении отдельных разделов спецкурсов и дисциплины «Электроэнергетические системы и сети». Наряду с изложением традиционных методов решения задач развития ЭЭС в предлагаемом учебном пособии рассмотрены новые подходы, нацеленные на решение задач развития в условиях перехода к рыночной экономике. К ним относятся формирование критериев в задачах управления и развития электроэнергетики с учетом многосубъектности, методы технико-экономических расчетов, модели экологических критериев, многокритериальный анализ в условиях неопределенности и другие.

Представлены результаты проведенного в программно-аппаратном комплексе RTDS исследования влияния внешних и внутренних возмущений на работу синхронного генератора. В качестве возмущений использована периодически изменяющаяся нагрузка. Для тестовых схем были взяты схемы энергосистем, соответствующие стандарту организации ОАО «СО ЕЭС» СТО 59012820.29.160.20.001–2012 «Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов».

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 монографии в рамках аналитического асимптотического подхода исследуются общефизические закономерности линейного волнового движения на поверхности струй идеальной и вязкой жидкости и условия дробления струй на отдельные капли. Рассмотрены особенности спонтанного электростатического полидиспергирования жидкости, имеющего место при распаде на капли струй жидкости, выбрасываемых при реализации неустойчивости заряженной как плоской, так и криволинейной свободной поверхностью жидкости. Проведено теоретическое обоснование предлагаемой классификации экспериментально наблюдающихся режимов электростатического полидиспергирования жидкости.

Предлагаемое учебное пособие содержит методологическую основу структуры разработки электромеханических преобразователей энергии. Наибольшее внимание в учебном пособии уделяется основному блоку этой структуры – электромагнитному расчету. В пособии описаны ряд современных подходов, позволяющих студенту обосновать принимаемые конструктивно-технические решения. Пособие содержит рекомендации по оформлению и организационные вопросы при выполнении выпускной квалификационной работы.

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.

"В учебном пособии рассмотрены фундоментальные законы, положенные в основу формирования, протекания, интенсификации и повышения энергоэффективности технологических процессов АПК. Особое внимание уделено основам системного анализа методологии выявления основных фактов, определяющих энергоемкость продукции. Представлены методики оценки энергоэффективности электротехнологических процессов (ЭТП) сельскохозяйственного производства. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Энергетика технологических процессов в АПК"" и предназначено для магистров энергетического факультета, обучающихся по специальности ""Агроинженерия"". Учебное пособие также может быть использовано студентами, аспирантами, научными сотрудниками и инженерами, работающими в различных областях АПК."""

Системно и в полном объеме рассмотрены вопросы экономики и организации энергетического производства, учтены существующие в настоящее время отраслевые положения и современная нормативно-правовая база, регулирующая рыночные отношения в энергетике.

Рассмотрены элементы механики сплошной среды и теории теплопередачи применительно к анализу процессов в высоковольтном электрооборудовании. Описаны основные аналитические и численные методы анализа тепловых полей. Приведен ряд примеров анализа конкретных элементов электрооборудования в виде компьютерного практикума.

Приведены краткое описание и схема аналогового логарифмического функционального преобразователя для воспроизведения сигналов фотодиода. Предложено существенно снизить температурную погрешность, характерную для таких устройств, путем реализации нелинейности в цепи обратной связи операционного усилителя в виде термостабилизированного набора транзисторов, постоянная температура подложки которого поддерживается с помощью отдельного стабилизирующего контура

Предложены конструкция и схема действия автоматизированного устройства по устранению динамической неуравновешенности цилиндрических тел вращения. Рассмотрено применение специального дозатора для автоматической балансировки, который позволяет с одной установки производить балансировку цилиндрических тел вращения в двух плоскостях

В учебно-методическом пособии представлены задачи по практико- ориентированной подготовке, включающей практические задания, лабораторные работы и расчетно-графическое задание, а также краткие теоретические сведения. В пособии изложены материалы, изучение которых поможет освоить основные положения теории надежности с целью обеспечения надежности электроэнергетических систем на различных стадиях управления: проектировании и эксплуатации.

Настоящее пособие содержит теоретический материал и учебно-методические указания к лабораторным работам по курсу «Передающие электрические сети». Пособие адресовано магистрантам, обучающимся по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», а также студентам старших курсов бакалавриата.

Рассматривается генезис конструктивных модификаций и областей применения бесконтактных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов. Показаны направления совершенствования бесконтактных двигателей.

Проведено исследование динамических характеристик станка для балансировки ротора. Приведены методика и расчет кинетической и потенциальной энергии балансировочной системы. Построена векторная диаграмма процесса балансировки ротора. Предложена схема определения обобщенных сил упругости. Проведен расчет значений обобщенных координат

Приведены результаты испытаний семейства дисковых взрывомагнитных генераторов (диаметром 250, 400 и 1000 мм) с плоскими дисковыми зарядами ИИ и металлическими вкладышами треугольного сечения, установленными в полостях сжатия магнитного потока. Использование генераторов данного типа позволяет сохранить выходные электрические характеристики дисковых ВМГ семейства «Поток» и уменьшить в два раза количество ИИ в дисковом элементе

В лабораторных условиях исследовано возникновение искровых каналов во влажном грунте у электрода при растекании импульсного тока длительностью 5—100 мкс при амплитуде импульса напряжения 20—50 кВ. Разработана методика регистрации искровых каналов в объеме грунта. Впервые получены оптические изображения искровых каналов в грунте. Определены пороговые значения плотности тока и напряженности электрического поля при образовании плазменных каналов в зависимости от влажности грунта и длительности импульсного воздействия.

Рассмотрены основные принципы построения функциональных элементов аналоговой части устройств релейной защиты и автоматики, выполненных на базе операционных усилителей. Для анализа работы операционных схем использовано понятие идеального операционного усилителя, что позволило в достаточно простой форме представить работу изучаемых устройств.

Рассмотрены причины, ограничивающие удельную реактивную мощность, которую возможно пропускать через материалы силовых индуктивностей и емкостей. Эти причины можно условно разделить на энергетические и тепловые. Энергетические ограничения вытекают из конечной удельной энергоемкости материалов и заданной частоты преобразования. Тепловые ограничения возникают из-за наличия тепловых потерь в реальном реактивном элементе и неидеальных условий охлаждения. Расчет тепловых режимов материалов ведется с учетом тангенса угла потерь, максимальной температуры работы и термического сопротивления элемента. В работе предложена универсальная методика расчета оптимальной частоты преобразования и максимально допустимой удельной реактивной мощности активных материалов. Данная методика позволяет выбрать режим работы реактивного материала, при котором полностью используются его возможности как по энергетическим, так и тепловым параметрам. Применяемая оценка материалов по максимально допустимой удельной реактивной мощности отличается от традиционного рассмотрения коэффициента производительности и параметров Штейнмеца, но является их логическим продолжением. Разработанная методика расчета ориентирована на практические инженерные расчеты — в ней используются общепринятые параметры, приводимые производителями в описаниях к материалам. Также для упрощения расчетов при анализе не учитываются амплитудная и частотная нелинейности потерь. Проведенный по предложенной методике анализ показал, что наибольшей удельной реактивной мощностью обладают высокочастотные материалы с малой энергоемкостью в диапазоне значений частоты преобразования 0,3…3 МГц. Согласно результатам анализа, наиболее перспективными материалами являются высокочастотная конденсаторная керамика и никель-цинковые ферриты с низкой проницаемостью. Большая удельная реактивная мощность достижима при использовании реактивных компонентов без активных материалов в диапазоне 3…300 МГц. В данном диапазоне возможна реализация высокодобротных реактивных элементов без применения материалов с высокой диэлектрической или магнитной проницаемостью. При исключении активных материалов оказывается возможна штатная работа реактивных элементов при температурах, близких к температуре плавления проводника

В методических указаниях изложена информация, определяющая состав цены договора и отнесение тематики научно-исследовательской работы к работам, облагаемым и не облагаемым НДС.

Настоящая книга является второй частью очерков, продолжающей публикацию серии статей по истории теплоэнергетики. В 1895 году в Санкт-Петербурге на 12-й линии Васильевского острова вышла на полную мощность центральная электростанция инженера Смирнова Н.В. мощностью 800 кВт, переменным напряжением 2000 В. В 2020 г. исполняется 125 лет этому знаменательному событию. Несмотря на конкуренцию в лице фирм К.Ф. Сименса и ряда известных электро-техников станция инженера Смирнова зарекомендовала себя как одна из самых эффективных и успешных станций своего времени. История ее создания, технические особенности оборудования, ее систем, характеристики экономичности, состав участников строительства представляют безусловный интерес до сих пор. Все этим темам и посвящена настоящая книга.

Приведены результаты экспериментальных исследований формирования восходящих лидеров с моделей молниеотводов и защищаемых объектов при воздействии искусственного грозового облака отрицательной полярности. Выявлены два варианта развития восходящего лидера: непрерывный и с остановкой в промежутке. Установлено, что среднее значение тока восходящего лидера для случая непрерывного развития лидера в промежутке в 1,4 раза больше, чем для случая, где имеет место остановка лидера. Найдено, что встречный нисходящий лидер из искусственного грозового облака в целом отклоняется от вертикали больше, чем восходящий лидер с модели молниеотвода или объекта. Показано существенное влияние формы и размеров моделей молниеотводов и объектов на вероятность их поражения разрядом из облака. Определены оптимальные размеры стержневых и тросовых молниеотводов, обеспечивающие опережающий старт с них восходящих лидеров по сравнению с формированием восходящих лидеров с защищаемых объектов.

В настоящее время отмечена тенденция роста производственной деятельности металлургической, химической и других отраслей промышленности. Вместе с этим, как следствие, отмечен рост потребления электрической энергии с низкими показателями качества, т. е. наблюдается потребление неактивной мощности, в том числе мощности искажений. В этой связи становится актуальной задача разработки статических компенсаторов неактивной мощности – СТАТКОМ. Разработка любой системы преобразования энергии требует детального анализа электромагнитных процессов, что, в свою очередь, влечет за собой разработку математического описания этих процессов и создание математических моделей. В данной работе предлагается к рассмотрению анализ электромагнитных процессов в СТАТКОМе на базе многоуровневых преобразователей, соединенных в параллель. Представлена математическая модель для анализа электромагнитных процессов в полупроводниковом преобразователе на базе параллельного соединения многоуровневых модулей посредством уравнительных реакторов и общего звена постоянного тока. Проведен краткий анализ качества выходного напряжения и уравнительных токов в преобразователях. Анализ проведен для несимметричного способа ШИМ с фазовым сдвигом опорных сигналов. Показано влияние количества преобразователей на качество преобразования электрической энергии в статическом компенсаторе. Результаты анализа подтверждены компьютерным моделированием.

Лабораторные работы специального практикума носят учебно-исследовательский характер и предполагают индивидуальное выполнение студентом всех экспериментальных заданий. Он построен таким образом, что по мере его выполнения студенты подробно знакомятся с классической литературой по теории вопросов, решаемых в каждой работе. Часть приведенных в пособии заданий имеет научно-исследовательский характер (НИ). Во всех работах приведены контрольные теоретические вопросы для проверки знаний по каждому из соответствующих этапов.

Данная работа посвящена сравнению способов баланса напряжений на конденсаторах в однофазном трехуровневом полупроводниковом преобразователе с фиксирующими диодами при реализации различных видов широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Представлена методика оценки показателей надежности электромагнитных электрорадиоэлементов с учетом их конструктивного исполнения, технологии изготовления и изменения характеристик материалов в условиях эксплуатации. Показано, что в процессе длительной эксплуатации сопротивление электрической изоляции существенно изменяется, и это приводит к снижению надежности аппаратуры. Рассмотрены причины отказов электромагнитных компонентов (магнитопроводов, обмоток, ферритовых материалов), приведены результаты исследования их надежности.

В пособии рассмотрены вопросы контактного и бесконтактного измерений температуры.

Учебно-методическое пособие предназначено для подготовки студентов, обучающихся по направлению подготовки 110800 (35.03.06) «Агроинженерия» (профиль – Электрооборудование и электротехнологии) и составлено на основании базовых требований ФГОС ВПО и других нормативных документов.

Содержатся сведения о первичных источниках электропитания, их сравнительных характеристиках, принципах построения и структуре вторичных источников питания, их показателях, схемных решениях основных функциональных узлов: выпрямителей, стабилизаторов, инверторов и корректоров, обеспечивающих эффективное преобразование параметров электрической энергии в современных электропитающих установках для радиоэлектронной аппаратуры приема, передачи и обработки информации. Материал сопровождается учебными задачами и практическими схемами вторичных источников.

Представлена схема процесса проектирования изделий электронной аппаратуры, проанализированы основные этапы и задачи проектирования аппаратуры на каждом иерархическом уровне. Рассмотрены методы формализации задач при автоматизированном проектировании электронной аппаратуры. Даны основные понятия и определения из теории графов, приведены методы формального описания электрических принципиальных схем. Представлены структура домашнего задания по теме «Автоматизация проектирования электронной аппаратуры» и контрольный пример.

В лабораторном практикуме приводятся теоретические сведения и методика проведения лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности», индивидуальные задания для выполнения этих работ по темам: защитные меры в электроустановках, основы электробезопасности, действие электрического тока на организм человека. Предназначен для студентов направления подготовки 140400.62 – Электроэнергетика и электротехника (профили подготовки: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», «Менеджмент в электроэнергетике и электротехнике») квалификация выпускника «бакалавр».

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.

В учебном пособии рассмотрено назначение, принцип действия и устройство электрических аппаратов. Учебное пособие содержит материалы, предназначенные для студентов, обучающихся по направлению подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» и смежных направлений. Данные материалы могут быть использованы также на курсах переподготовки.

Учебное пособие включает методические указания к 8 лабораторным работам, тестовый материал и задачи для проведения промежуточной аттестации по дисциплине " Электрооборудование".

В методических указаниях изложена методика по расчету токов короткого замыкания объектов промышленных предприятий.

Приведен анализ тепловых явлений, протекающих в трансформаторах с вращающимися магнитными полями. Представлена методика расчёта энергетических характеристик трансформаторов с вращающимися магнитными полями, на базе которых осуществлен расчёт трансформатора на мощность 6,5 кВт с пазами трапецеидальной и грушевидной форм. В соответствии с представленными расчётами приведены описания построения моделей трансформаторов с вращающимися магнитными полями в среде моделирования ANSYS, выполнено моделирование тепловых процессов протекающих в них, проанализированы результаты.

Рассматриваются основные закономерности построения электрических схем управления электромеханических систем и конструирования электрических и электронных аппаратов. Представлены краткие теоретические сведения, методики расчетов, типовые задачи для решения конструкторских проблем в области электроаппаратостроения. Приведены примеры решения задач, вопросы для самопроверки, справочные данные и перечень литературы, необходимой для изучения курса.

В учебном пособии рассмотрены общие определения обработки воды методом катионного обмена и различные технологии умягчения воды : натрий катионирование, водород-катионирование и аммоний-катионирование. Подробно рассмотрены схемы водоподготовительных установок и способы обессоливания воды методом катионного обмена.

В учебном пособии рассматриваются принципы работы и конструктивные особенности инверторов и преобразователей частоты, применяемых в системах регулируемого автоматизированного электропривода.

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».

В учебном пособии рассмотрены средства измерений электрических величин с позиции проектирования аналоговых измерительных устройств; теоретические вопросы структурных схем, расчеты их статических и динамических погрешностей. Широко представлены аналоговые электронные преобразователи и приборы. Кратко изложены вопросы проектирования приборов сравнения: мосты, компенсаторы. Приведены примеры контрольных заданий и их решения, расчета электронных схем приборов, проектирование основных преобразователей.

В пособии рассмотрены вопросы теории электрических машин, изложены основы математического моделирования переходных процессов и приведены примеры решения практических задач.

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и научных работников и содержит теоретические основы и рекомендации к выполнению научно-исследовательской работы по экспериментальному изучению метода измерения параметров функциональных материалов с помощью микрополосковой линии передачи.

В учебном пособии в краткой форме даны основные понятия электротехнического материаловедения, приведены определения тепловых, электрических и механических параметров материалов, дается оценка основных классов материалов, применяемых в электроэнергетике и электротехнике. В пособии также приводятся числовые характеристики различных материалов, рассматриваются вопросы их долговечности. Форма изложения позволяет продуктивно готовиться к зачету по курсу и вспомнить основные понятия, изученные ранее в курсах физики и химии.

Учебное пособие в краткой форме поясняет основные понятия электротехнического и конструкционного материаловедения, дает определения основным тепловым, электрическим и механическим параметрам материалов, описывает основные классы материалов, применяемых в электроэнергетике и электротехнике. В пособии также приводятся числовые характеристики свойств различных материалов, рассматриваются вопросы их долговечности. Форма изложения позволяет продуктивно готовиться к зачету по курсу и вспомнить основные понятия, изученные ранее в курсах физики и химии.

В учебном пособии в краткой форме даны основные понятия электротехнического материаловедения, приведены определения тепловых, электрических и механических параметров материалов, дается оценка основных классов материалов, применяемых в электроэнергетике и электротехнике. В пособии также приводятся числовые характеристики различных материалов, рассматриваются вопросы их долговечности. Форма изложения позволяет продуктивно готовиться к зачету по курсу и вспомнить основные понятия, изученные ранее в курсах физики и химии.

Учебное пособие содержит сведения о современных методах диагностики технического состояния судовых механизмов и современных программно-аппаратных средствах для проведения виброакустической диагностики и соответствует разделу «Вибродиагностика» учебного курса «Прикладная акустика», который изучают студенты специальности «Судовые энергетические установки». Может быть полезно инженерам и аспирантам, интересующимся проблемами надежности судового оборудования.

Содержит общие сведения о технических средствах систем электрификации технологическими процессами, используемых для создания и управления энергосберегающих систем в сельском хозяйстве, принцип работы которых основан на электрических и магнитных процессах. Приведены сведения о монтажных и наладочных работах первичных преобразователях, практические сведения о методике расчета и эксплуатации средств измерения, используемых в системах управления технологическими процессами.

Учебное пособие содержит общие сведения об измерительных средствах автоматики, сведения о монтажных и наладочных работах первичных преобразователях, практические сведения о наладке средств измерения.

В учебном пособии приводятся описание основных сооружений гидроэнергетических объектов, их параметры и состав сооружений. Наиболее подробно рассматриваются машинные здания таких объектов как сооружения, в которых устанавливается энергетическое оборудование. Рассматриваются устройства и конструкции гидравлических турбин, гидрогенераторов, обратимых гидромашин, двигателей-генераторов, трансформаторов, устанавливаемых в машинных зданиях этих объектов. Даются краткие сведения по конструкции маслонапорных установок. Изложены основные сведения по теории гидротурбин. Большое внимание уделяется подбору основного гидроэнергетического оборудования на заданные условия.