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

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.

Приведены виды и характеристики электродвигателей, применяемых в электроприводах трубопроводной арматуры

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.

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 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 электроэнергетике получило активное развитие направление, связанное с использованием установок распределенной генерации (РГ), находящихся в непосредственной близости от потребителей электроэнергии. Особую актуальность задача внедрения современных установок РГ приобретает при модернизации систем электроснабжения (СЭС), удаленных от сетевой инфраструктуры.

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

Рассмотрена информационно-измерительная система, предназначенная для мониторинга состояния преднапряжения, целостности, герметичности и прочности защитной оболочки и состояния подкрановых путей полярного крана атомного блока. Приведено описание компонентов и частей системы

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

Методические указания содержат 30 вариантов, скомпонованных из 60 различных расчетных схем, и исходных данных к ним, а также краткие методические указания к выполнению курсовой работы.

Исследуются схемно-режимные свойства изолированно работающих энергосистем (ИРЭС) с распределенной синхронной генерацией, связанной электрической сетью на генераторном напряжении. Обоснованы расчетные условия для проектирования и эксплуатации таких энергосистем – характерные режимы и возмущения с учетом особенностей обеспечения их устойчивоспособности и живучести. В группу «нормативных» (ординарных) расчетных возмущений предлагается включать характерные для эксплуатации ИРЭС вероятные возмущения. Показана возможность обеспечения устойчивоспособности ИРЭС при воздействии ординарных возмущений. В группу ненормативных (неординарных) возмущений предлагается включать маловероятные экстраординарные возмущения, а в ИРЭС должна быть обеспечена живучесть при их возникновении с разделением и последующим автоматическим восстановлением системы. Результаты моделирования режимов показывают, что в нормальной схеме во всех характерных режимах обеспечиваются устойчивость при расчетных возмущениях и результирующая устойчивость при экстраординарных возмущениях без вмешательства автоматики. При экстраординарных возмущениях автоматическое адаптивное деление сети является эффективным способом обеспечения функциональности энергосистемы за счет ее живучести с сохранением электроснабжения ответственных потребителей. По результатам моделирования сформулированы требования к системной и объектной автоматике изолированно работающих энергосистем.

Рассмотрены современные проблемы электроэнергетики применительно к построению многодатчиковых интеллектуальных сетей, обеспечивающих надежное, безопасное и энергоэффективное электроснабжение потребителей

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

В пособии изложены основы теории электропривода. Рассмотрены принципы действия разомкнутых и замкнутых систем электроприводов постоянного и переменного тока. Представлена методика и примеры расчета параметров двигателей, статических и динамических характеристик электроприводов.

Приведена конструкция и схемы управления трехфазным вентильно-индукторным электродвигателем, рекомендуемым к применению в интеллектуальных электроприводах трубопроводной арматуры

Приведены характеристики и схемы регулирования момента и скорости трехфазного синхронного электродвигателя с постоянными магнитами. Даны рекомендации по их применению в электроприводах трубопроводной арматуры

Изложены метод и порядок проектирования электрических аппаратов постоянного тока низкого напряжения, особенности конструктивных форм, определение основных размеров и параметров, общие вопросы проектирования частей токоведущего контура, механизмов аппаратов и электромагнитов, конструктивная разработка аппаратов. Справочный материал пособия ориентирован на выполнение курсового проектирования и расчетно-графической работы.

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

Рассматриваются устройства электропитания телекоммуникационной аппаратуры. Приведены методики расчета устройств электропитания систем телекоммуникаций. Методическое пособие включают варианты заданий для выполнения контрольных работ и решения задач по дисциплине «Электропитание устройств систем телекоммуникаций».

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.

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.

В завершающей статье цикла публикаций представлены предложения по развитию приборного парка на основе межведомственной координации работ в рамках комплексной целевой программы, предлагаемой к разработке. Формулируются развернутые выводы по тематике публикаций

Данное методическое указание содержат 50 вариантов, охватывающих основные положения раздела «Элементы теории подобия» учебной дисциплины «Моделирование в технике», а также краткие методические указания к выполнению расчётно-графического задания.

Представлен новый метод параметрической стабилизации выходного напряжения переменного тока магнитоэлектрического генератора, а также проведены исследования данного метода и показана его перспективность. Результаты исследований получены численными методами путем компьютерного моделирования в программном комплексе Ansoft Maxwell

Содержат 120 вариантов, скомпонованных из 41 различной расчетной схемы, и исходных данных к ним, а также краткие указания к выполнению курсовой работы № 1 по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

Исследования многих авторов показывают заметное снижение перенапряжений при неустойчивых однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) для режима резистивного заземления нейтрали сетей 6-35 кВ. Имеется эффективный способ перевода любого вида 033 в устойчивое металлическое ОЗЗ путем шунтирования поврежденной фазы сети. Целью работы является аналитическое описание переходного процесса однократного металлического ОЗЗ в сети 35 кВ с резистивным заземлением нейтрали. Анализ переходного процесса классическим методом проведен при следующих допущениях: емкости фаз линии равны нулю; режимные и конструктивные параметры электрической сети по фазам симметричны; параметры переходного процесса определяются индуктивными сопротивлениями обмоток силового трансформатора, проводов линии и емкостными проводимостями фаз линии относительно земли. На основе составленной Т-образной схемы замещения линии 35 кВ с резистивным заземлением нейтрали получена эквивалентная схема замещения емкостных проводимостей фаз линии на землю и получены аналитические выражения начальных условий до переходного процесса. Приведена схема замещения для исследования переходного процесса напряжения отстающей фазы В при замыкании на землю фазы А и на основании уравнений Кирхгофа получено дифференциальное уравнение третьего порядка. Определены корни характеристического уравнения, получены аналитические выражения для принужденной и свободной составляющих переходного процесса напряжения отстающей фазы В при замыкании фазы А на землю. На основе полученных выражений исследована форма кривой напряжения переходного процесса фазы В при замыкании на землю фазы А для параметров реальной линии 35 кВ длиной 30 км, выполненной проводом марки АС-70. Приведены результаты исследования переходного процесса для разных моментов ОЗЗ и разных значений сопротивления заземляющего резистора. Сделаны выводы об эффективности применения классического метода для анализа переходного процесса металлического ОЗЗ в сети с резистивным заземлением нейтрали и влиянии величины сопротивления заземляющего резистора на параметры переходного процесса ОЗЗ.

Изложены теоретические основы кристаллофизики и кристаллохимии. Рассмотрены физические явления и процессы, происходящие в диэлектриках при воздействии на них электрического поля: поляризация, электропроводность, диэлектрические потери и пробой.

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.

В настоящем учебном пособии рассматриваются трехфазные математические модели трех- и четырехпроводных линий электропередачи, распределительных трансформаторов электрических сетей, а также электрических нагрузок. Рассматриваемые модели позволяют расчетным путем выявить степень влияния несимметрии параметров электрической сети и ее режимов на технико-экономические показатели работы распределительных электрических сетей и оценить эффективность мероприятий по устранению несимметрии.

В монографии в рамках аналитического асимптотического подхода исследуются общефизические закономерности линейного и нелинейного волнового движения на поверхности заряженных струй как идеальной, так и вязкой жидкости и условия дробления струй на отдельные капли. Рассмотрены особенности спонтанного электростатического полидиспергирования жидкости, имеющего место при распаде на капли заряженных 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. При написании книги авторы пользовались поддержкой грантов РФФИ № 05-08-01147-а и №06-01-00066-а.

В учебном пособии представлены основные типы электронагревательных установок, режимы работы, порядок расчета и выбора. Также представлены теоретические сведения о принципах действия установок ультразвуковой, магнитной, электронно-ионной и электроимпульсной технологий.

Содержит материалы для подготовки и выполнения лабораторных работ по основным разделам дисциплины «Электрические сети и системы», вопросы и тестовые задания к зачету по лабораторным работам.

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.

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

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.

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

Research tasks of mechanical strength of сast-resin insulated busbar systems working in Siberia are formulated. The research is aimed to provide the insulation strength at various operating factors. As the methods of investigation a numerical analysis of stress-strain state and mechanical testing of insulation material are considered. Numerical analysis consists in solving the joint problem of heat conduction and thermoelasticity by finite element method. Formulated list of material tests includes the determination of physical, mechanical and strength properties according to standardized procedures

Приведены результаты исследований модели интеллектуального датчика, использующего новый метод самодиагностики. Метод базируется на использовании нелинейных свойств функции преобразования контролируемого устройства, реализуется путем анализа дисперсии шумовой компоненты выходного сигнала

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

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

Рассмотрены варианты эффективного применения электромагнитного тормоза для обеспечения условий динамической устойчивости электроэнергетической системы. На основе максимума Понтрягина сформулированы критерии оптимальности для простейшей энергосистемы с электромагнитным тормозом. Построен алгоритм решения двухточечной краевой задачи с применением метода стрельбы. Сформулированы задачи, необходимые для реализации оптимального управления электромагнитным тормозом в сложной энергосистеме в «темпе процесса».

Предмет. Проведен анализ тенденций развития мирового рынка авионики. Основной тенденцией является постоянное обновление продукции за счет перехода на интегрированную модульную авионику (ИМА), позволяющую проводить модернизацию на эксплуатируемых летательных аппаратах за умеренные цены и в короткие сроки. Второй тенденцией является оптимизация бизнес-модели компаний по показателю прибыльности. Показано, что мировые лидеры производства систем авионики имеют в основном конгломератную бизнес-модель и диверсифицируют свою деятельность за счет участия в международных военных и гражданских проектах. Оптимизация бизнес-модели обеспечивает устойчивость этих корпораций на высококонкурентном рынке авионики Цели. Повышение экономической эффективности деятельности российских производителей авионики и авиационного оборудования за счет использования опыта построения бизнесмоделей мировых лидеров и их стратегий в конкурентной борьбе. Методология. Сравнительный анализ деятельности ведущих зарубежных и российских компаний, занимающихся разработкой и производством систем авионики. Подведение итогов и выработка рекомендаций. Результаты. Анализ показал, что российские компании, работающие в области авионики, сделали лишь первый шаг на пути создания конкурентоспособных на мировом уровне организаций, а именно – процедуру собирания активов. Следующими шагами должны стать снижение зависимости от гособоронзаказа путем развития гражданских секторов электроники, повышение инновационности продуктов компаний (выход на мировые рынки) и диверсификация для повышения экономической устойчивости компаний. Выводы. В условиях усиления конкуренции на мировом рынке авионики возможны альтернативные варианты бизнес-модели производства авионики в России, увеличение количества фирм-производителей (в том числе за счет создания сегментов авионики в смежных отраслях), развитие внутренней конкуренции в стране.

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

Экспериментально исследованы процессы растекания импульсного тока с шаровых электродов и электрический пробой в кварцевом песке. При плотностях тока на электроде больше критической величины происходит нелинейное уменьшение сопротивления заземления в результате искрообразования в грунте. Определены значения критической напряженности электрического поля ионизациия и пробоя. Показано, что на электроде развивается ионизационно-перегревная неустойчивость, которая приводит к контракции тока и образованию плазменных каналов.

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.

Показаны возможности повышения эффективности ряда технологических операций машиностроительного производства и некоторых видов теплотехнического оборудования за счет использования вихревых гидравлических теплогенераторов. Проведены исследования характера вихревых потоков и сопутствующих эффектов, установлены теплоэнергетические характеристики вихревых теплогенераторов. Приведены примеры практической реализации разработок. Показана перспективность разработки на основе термодинамического диспергатора-распылителя устройств для аэрации сточных вод и их окисления.

Описан метод определения нелинейных искажений сигналов, имеющих произвольный спектр, с применением в качестве критерия вероятностного показателя разброса мгновенных значений дифференциального коэффициента усиления. Рассмотрены особенности реализации метода

Для снижения растягивающих напряжений на галтели «кармана» коллектора и в зоне сварного соединения № 111 был предложен метод охлаждения подаваемым воздухом наружных слоев металла в указанной зоне. Для реализации данного метода на парогенераторах 1YB10W01 Ростовской АЭС и 1YB20W01 Балаковской АЭС в ППР-2012 внедрены устройства для снижения напряжений в узле приварки коллектора теплоносителя (УСНК) к корпусу парогенератора (ПГ) методом обдува воздухом. Приведены принципиальная схема УСНК, описание основного оборудования, а также системы экспериментального контроля. Рассмотрена возможность регулировки частоты оборотов электродвигателей вентиляторов и автоматического поддержания расхода подаваемого воздуха в зависимости от его температуры. Представлены результаты пусконаладочных работ УСНК, согласно которым фактические характеристики оборудования системы соответствуют проектным требованиям и требованиям программы пусконаладочных работ (ПНР), что свидетельствует о верности заложенных в проект технических решений. Замечаний, нарушений, отклонений в работе системы на всем протяжении испытаний не зафиксировано.

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