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

Предлагается применение метода цифрового спектрального оценивания Прони для уменьшения времени измерения параметров комплексного сопротивления высокоомных электрических цепей устройствами на основе измерительных схем с коммутируемыми опорными элементами.

Рассмотрены основы теории и расчета совмещенных бесщеточных возбудительных устройств нового поколения, в которых использовано нетрадиционное конструктивное, магнитное и электрическое совмещение в одной машине нескольких электромеханических преобразователей. Впервые даются основы проектирования таких возбудительных устройств, доведенных до сравнительно простых алгоритмов и методов расчета характеристик.

В журнале Вести высших учебных заведений Черноземья публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Электроэнергетика; Автоматизация и информатика.

Представлен научно-практический материал по вопросам получения и применения полых микросфер из зол уноса электростанций. Описаны процессы образования микросфер, рассмотрены их свойства, приведены технические и коммерческие показатели, а также охарактеризованы области применения и новые материалы, созданные на основе микросфер.

Рассматриваются линейные и импульсные сетевые источники питания, а также линейные и импульсные стабилизаторы и преобразователи напряжения, в том числе твердотельные микросборки. Предлагаются методики расчета источников и стабилизаторов. Практическая часть пособия позволяет исследовать параметры источников питания экспериментальным способом.

В методических указаниях представлены лабораторные работы, которые выполняются на лабораторном стенде НТЦ-09.000.00 с целью исследования работы электрических аппаратов.

В пособии рассмотрены вопросы метрологического обеспечения экспериментальных исследований преобразователей информации различной физической природы. Особое внимание уделено метрологическому обеспечению вычислительного эксперимента, направленного на прогнозирование метрологических характеристик цифровых преобразователей информации. Рассмотрены принципы построения, методы анализа и примеры практического применения обобщенных математических моделей, позволяющих на ранних стадиях проектирования новых конструкций цифровых преобразователей информации с высокой степенью достоверности оценивать их технические возможности, не прибегая к дорогостоящему физическому эксперименту. Рассмотрены также методы и аппаратура для механических и климатических испытаний разрабатываемых преобразователей информации. Электронное учебное пособие разработано на кафедре электротехники.

Методические указания содержат теоретические материалы и задачи для освоения дисциплины «Энергосберегающие технологии» и предназначены для студентов направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электропривод и автоматика».

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

Изложен материал по лабораторной работе «Измерение температуры термопреобразователем сопротивления в комплекте со вторичным прибором». Приведено описание экспериментальной установки, даны краткие теоретические положения по изучаемой теме, изложен порядок проведения работы.

Методические указания по работе с электро- и радиоизмерительной аппаратурой для студентов физико-математических специальностей пединститутов включают цикл работ по следующей тематике: Электрические измерения; Электронные осциллографы; Измерительные генераторы. Методические указания рекомендуются для использования при подготовке и проведении лабораторных работ по электротехнике, радиотехнике и другим дисциплинам, включающим практическое использование электро- и радиоизмерительной аппаратуры.

Рассмотрены тензопреобразователи давления на основе керамики и полупроводникового чувствительного элемента со структурой кремний на сапфире. Проведены исследования нелинейности и вариации выходного сигнала, температурного дрейфа керамических преобразователей с использованием различных видов керамики. Температурная погрешность керамических тензопреобразователей оказалась существенно ниже, чем у серийно выпускаемых преобразователей давления, а точности керамических и серийно выпускаемых тензопреобразователей сравнимы.

Рассмотрены основные понятия, определения и количественные показатели надежности. Приведены отказы и повреждения в работе энергооборудования ТЭС. Подробно даны методические подходы к расчету надежностных показателей энергоблоков, к выбору резервов на ТЭС и в энергосистеме, к учету режимной надежности энергоблоков. Рассмотрены вопросы обеспечения надежности энергооборудования. Материал иллюстрирован большим количеством примеров расчета надежностных показателей.

Для развития всех сфер экономики необходимы электрическая энергия и тепловая энергия. Преобразователи энергии являются базовыми элементами в процессе производства определенного типа энергии или, другими словами, в процессе преобразования одного типа энергии в другой. В настоящем учебном пособии рассмотрены различные типы преобразователей энергии. Многообразие преобразователей связано с тем, что не всегда нужна энергия в том виде, в котором она есть в природе. Химическая энергия, запасенная в топливе, энергия падения воды, солнечная, ветровая, ядерная и другие виды энергии последовательно преобразовываются в тепловую, механическую и электрическую энергию. Описаны принципы действия как традиционных преобразователей энергии, так и наиболее перспективных.

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.

Рассмотрены режимы работы двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением при пуске и торможении, а также его рабочие характеристики в условиях изменяющихся параметров цепи управления. Приведены справочные данные о двигателях.

Методические указания содержат описание шести опытов, направленных на изучение студентами основных аналоговых электроизмерительных приборов различных электромеханических систем. Рассматриваются основные метрологические характеристики приборов, схемы подключения приборов, оценка погрешностей показания приборов.

Одним из путей повышения эффективности топливоиспользования на ТЭЦ является обеспечение их в системах управления технологическими процессами современными методами и алгоритмами эксергетического анализа режимов работы. Традиционные методики анализа режимов работы ТЭЦ строятся на базе «физического метода», который не позволяет термодинамически корректно оценить эффективность режимов работы и КПД котельного, турбинного отделений ТЭЦ и в целом ТЭЦ по отпуску тепло- и электроэнергии, что не позволяет в полной мере использовать новые возможности технических средств. Сегодня практически полностью отсутствуют количественные оценки эксергетической эффективности режимов работы ТЭЦ, помогающие наиболее рационально использовать имеющийся как энергетический потенциал, так и потенциал систем управления технологическими процессами ТЭЦ. В связи с этим на основе дифференциального эксергетического подхода предложена методика анализа КПД котельной, турбинной подсистем и в целом ТЭЦ, удельных расходов условного топлива по отпуску электроэнергии и теплоэксергии, структурных эксергетических коэффициентов. Представлены результаты расчетов ТЭЦ с двумя теплофикационными энергоблоками Т-180/210. Эксергетический КПД ТЭЦ по отпуску теплоэксергии составляет 0.275, удельный расход условного топлива – 0,447 кг у.т/кВт·ч; КПД и удельный расход условного топлива по отпуску электроэнергии ТЭЦ 0,417 и 0,295 кг у.т/кВт·ч, соответственно.

В учебном пособии рассматриваются существующие типы синхронных электрических машин, способы их управления, математическое описание синхронных двигателей в динамических режимах. Основное внимание уделено синхронным электрическим машинам общепромышленного назначения.

В процессе эксплуатации оптические кабели (ОК) постоянно подвергаются не только механическим и климатическим внешним воздействиям, но и воздействию некоторых агрессивных сред, которые могут оказывать существенное влияние на основные характеристики конструктивных элементов ОК. Последствия этого влияния могут отразиться на надежности оптического кабеля в целом.

В энергосистеме России и энергосистемах других стран работают различные типы электростанций. Технологии преобразования энергии на электростанциях, использующих различные источники энергии, отличаются друг от друга. В настоящем учебном пособии рассмотрены источники энергии, основные принципы преобразования энергии и некоторые технологии преобразования энергии, главным образом связанные с производством электрической энергии.

Рассмотрены основные понятия, определения и количественные показатели надежности. Приведена классификация отказов и причины повреждений в работе энергооборудования ТЭС. Подробно даны методические подходы к расчету надежностных показателей энергоблоков, к выбору резервов на ТЭС и в энергосистеме, к учету режимной надежности энергоблоков. Рассмотрены вопросы обеспечения надежности энергооборудования.

Многоуровневые преобразователи находят свое применение во многих областях электроэнергетики и электротехники. При этом качество преобразования электрической энергии в данных преобразователях во многом зависит от способа реализации широтноимпульсной модуляции (ШИМ) – скалярной или векторной. Выбор способа ШИМ во многом основывается на субъективных оценках разработчиков. В этой связи возникает необходимость проведения формального анализа и выявления взаимосвязи между скалярной и векторной ШИМ. Можно отметить, что данной задаче посвящены работы отечественных и зарубежных авторов, однако они направлены на исследование ШИМ для трехфазных многоуровневых схем. Отмечая актуальность применения однофазных многоуровневых преобразователей, авторы ставят перед собой цель – выявление взаимосвязи скалярной и векторной ШИМ в однофазных многоуровневых полупроводниковых преобразователях с фиксирующими диодами. В представленной работе проводится сопоставительный анализ и выявляется взаимосвязь между скалярной и векторной ШИМ для однофазных многоуровневых преобразователей с фиксирующими диодами. Определяются критерии данной взаимосвязи. Для подтверждения результатов был проведен синтез напряжений для фазных стоек однофазного трехуровневого преобразователя для скалярной и векторной ШИМ соответственно. Синтез проводился с использованием программного обеспечения Mathcad и выявленных критериев взаимосвязи. Полученные при этом результаты показали полное соответствие двух видов ШИМ.

Пособие содержит основные сведения по электромагнитной совместимости различных электротехнических устройств, включая вопросы опасных и мешающих влияний электрифицированных железных дорог на смежные линии. Описаны нормативы и методы расчета наводимых напряжений, а также способы защиты от опасных и мешающих влияний.

В статье приводится анализ особенностей режимов работы некоторых мелких потребителей, таких как зарядные устройства и блоки электропитания бытовой техники (телевизоры, компьютеры, стиральные машины и др.), единичная потребляемая мощность которых невелика. Среди нелинейных нагрузок наиболее распространенными являются вентильные преобразователи и различные регулирующие устройства, электропитание которых производится на напряжении 380/220 В. Особый вклад в искажение синусоидальности кривой напряжения вносит осветительная нагрузка. При увеличении числа устройств возникает потребность минимизации высших гармоник токов и напряжений в таких сетях. Поэтому целью данной работы являются исследование и анализ несинусоидальности токов, потребляемых мелкими нелинейными нагрузками, для разработки мер по улучшению качества электроснабжения потребителя

В методических указаниях описано исследование основных свойств двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, его устройство, принцип действия, характеристики и способы регулирования частоты вращения.

В методических указаниях рассмотрено приведение механических величин к валу приводных двигателей, описан расчет и построение статических характеристик электромеханических систем на базе двигателей постоянного и переменного тока, а также представлены математические модели (Matlab Simulink) для построения динамических характеристик наиболее распространенных режимов работы электромеханических систем.

В монографии предложен системный подход и выработана концепция к анализу пространственного распределения трехмерных электромагнитных полей, приведены примеры расчета магнитных полей катушек с током, силовых взаимодействий в электроимпульсных системах, синхронных генераторах с высококоэрцитивными постоянными магнитами.

Обоснована актуальность развития ветроэнергетики в России, в том числе в ее Арктической зоне. Обобщены данные о ветроэнергетических установках (ВЭУ) и энергии ветра, приведена классификация ВЭУ и информация об используемых аэродинамических профилях. Представлена методика оценки ветроэнергетического потенциала и пример ее практической реализации для Соловецкого архипелага. Рассмотрены вопросы проектирования ветропарков с помощью Windsim, а также влияния ВЭУ на окружающую среду. Представлено состояние и перспективы развития ветроэнергетики в Архангельской области и Ненецком автономном округе. Приведены исходные данные для выполнения индивидуальных заданий.

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

Приведены современные данные о механических, электрических, тепловых и физико-химических характеристиках электротехнических материалов в связи с их строением и внешними условиями. Приведена классификация материалов и области их применения. Рассмотрены свойства газообразных, жидких и твѐрдых электроизоляционных материалов, проводниковых, полупроводниковых и магнитных материалов. Даны указания для выполнения лабораторных работ и расчетных заданий.

В данной монографии рассматривается обработка сигналов с датчиков вихревых расходомеров с целью определения частоты срыва вихрей при прохождении измеряемой среды (жидкость, газ) в области расположения тела обтекания. На основе данной частоты можно рассчитывать скорость и движения среды и расход.

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.

Рассмотрены вопросы компьютерного моделирования применительно к анализу процессов в высоковольтном электрооборудовании: линии электропередач, высоковольтные кабельные линии, высоковольтные аппараты электрических станций и подстанций. Также приведены примеры конечно-элементного моделирования перечисленных видов оборудования с использованием компьютерного комплекса Comsol Multiphysics.

Лабораторный практикум 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.

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.

Монография посвящена разработке методов структурного синтеза и схемотехнического анализа вентильных преобразователей переменного тока в постоянный ток. В ней рассмотрена теория построения схемных решений многопульсных выпрямителей с естественной коммутацией и на конкретных примерах показаны пути их дальнейшего развития и совершенствования. Проведен детальный анализ классификационных признаков существующих вентильных преобразователей и установлено, что они не в полной мере реализуют гносеологическую роль, не отражают иерархию и суть происходящих в них процессов. Предлагаемая топологическая классификация не зависит от элементной базы и помогает ориентироваться в огромном множестве схемных решений вентильных преобразователей, систематизируя принципы их работы. Это упрощает проведение анализа, делая более осмысленным подход к изучению электромагнитных процессов для решения прикладных задач потребительского характера.

В пособии рассмотрены теоретические сведения и практические задачи, позволяющие выявить причины возникновения нагрева токоведущих частей электроустановок при протекании переменного тока, дан порядок расчета потерь электроэнергии и активной мощности и выбора токоведущих элементов по экономической плотности тока.

В пособии излагаются основы функционирования автоматизированных систем управления (АСУ) технологическим процессом (ТП) на тепловых электрических станциях. Обозначены цели функционирования верхнего общестанционного и блочного уровней АСУ ТП. Изложены и 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.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Представлены четыре лабораторные работы по дисциплине «Учебно-технологический практикум».

Изложены основы материаловедения для диэлектрических, проводниковых, полупроводниковых и магнитных материалов электроустановок систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов. Приведены электрические, тепловые,механические и другие характеристики проводников, диэлектриков, полупроводников и магнитов, даны области применения материалов в электроустановках различного назначения.

Особенность издания - информативность, научная обоснованность, инновационная направленность. Публикуются только достоверные материалы, имеющие научную и практическую ценность. На страницах журнала освещаются вопросы безопасности и эффективности энергетики всех отраслей, энергосбережения, охраны труда, подготовки персонала, новейшие разработки ведущих промышленных и научных организаций, тенденции развития альтернативной энергетики, нормативные акты и документы.

Предложен новый способ анализа элементов коаксиального тракта зондовыми измерительными преобразователями. Обсуждаются математическая модель преобразователя, процедуры калибровки, измерений элементов коаксиального тракта, приведены экспериментальные результаты

Методические указания содержат календарный план и порядок выполнения магистерской диссертации, рекомендации по выбору темы, объему и структуре выпускной квалификационной работы и предназначены для студентов направления подготовки 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электропривод и автоматика».

В книге собран, описан и классифицирован материал по одномашинным совмещенным электрическим машинам, рассмотрены различные типы совмещения. Аналисз основных явлений в совмещенных машинах проводится на основе обычных алгебраических методах векторного анализа.

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.

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

Методические указания содержат рекомендации по выполнению курсового проекта по электроснабжению, требования к его структуре и оформлению, основные теоретические сведения.

В учебном пособии изложены методологические основы моделирования объектов и процессов при решении задач электроэнергетики. Рассматриваются три уровня представления математических моделей: микро- макро- и метауровень. Приводятся примеры моделирования основных объектов электроэнергетических систем в задачах, связанных с анализом установившихся режимов электрических сетей. Дано описание подходов к прогнозированию электропотребления и нагрузки энергосистем с использованием различных моделей. Приводятся методы построения математических моделей, выбора их структуры и вычисления параметров моделей. Примеры использования и исследования математических моделей даны в системе Mathcad.