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

В учебном пособии приведены основные сведения о системах электроснабжения, рассмотрено основное электрооборудование электрических станций. Учебное пособие содержит материалы, предназначенные для студентов направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» и смежных направлений. Данные материалы могут быть использованы также на курсах переподготовки.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с государственным образовательным стандартом Министерства образования РФ по специальности 140101 Тепловые электрические станции и ФГОС высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавров 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

Показаны пути взаимодействия Национального исследовательского университета «МЭИ» и Публичного акционерного общества «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы» при подготовке кадров для электросетевого комплекса России. Рассмотрены формы совместной работы и их реализация.

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.

Рассматривается круг вопросов, связанных с изучением процессов электромеханического преобразования энергии на основе общих законов физики, электродинамики и аналитической механики. Единство анализа электрической и механической частей, связанных электромагнитным полем, обеспечивается за счет функций для кинетической и потенциальной энергий. Они, записанные через обобщенные координаты, содержат всю информацию о внутренних связях электромеханической системы, позволяя получить уравнения движения, либо на основе функций Лагранжа или Гамильтона. При этом оказывается, что они могут использоваться и при введении квазикоординат, дающих возможность избавиться от переменных коэффициентов в уравнениях движения вращающихся преобразователей энергии. В целом в результате такого подхода наглядно проявляется единство законов электродинамики с законами движения механических систем. Анализ многофазных электрических машин проведен на основе результирующих векторов, их роль подобна обобщенным переменным механической системы. Они, наглядно отражая природу явлений, позволяют уменьшить число переменных до минимума, дают возможность провести исследование режимов работы при неуравновешенной системе напряжений и различных значениях электрических параметров отдельных фаз, не прибегая к методу симметричных составляющих. Отдельно рассмотрены индукторные машины, работа которых основана на пространственных гармониках магнитного поля, возникающих благодаря переменной проводимости воздушного зазора, образованного открытыми пазами на поверхностях статора и ротора. Для закрепления каждый раздел книги сопровождается циклом задач.

Данное учебно-методическое пособие по расчетно-графическому заданию является новой версией пособия, взамен ранее изданных нами, по дисциплине «Основы силовой электроники» и охватывает все основные этапы электротехнического проектирования электронного конвертора электрической энергии на примере проектирования тиристорного выпрямителя, включая формализованную методику выбора силовой схемы (этап структурного синтеза), расчет параметров элементов схемы (этап параметрического синтеза), расчет основных характеристик выпрямителя, определение структуры системы управления, оценку удельных технико-экономических показателей выпрямителя. Приведены краткие справочные данные по элементам силовой схемы для их выбора по результатам расчета.

Уникальность данного учебного пособия о получении, свойствах и применении неорганических наноматериалов состоит в том, что оно учитывает специфику и программу подготовки в России химиков-технологов, особенно специализирующихся на материалах для энергетики. Особое внимание уделено терминологии в области нанонауки и нанотехнологии. Приведены сведения о необычных, нетипичных веществах, материалах и способах их получения с целью помочь читателям выработать собственные идеи.

В учебно-методическом пособии рассмотрены общие требования и принципы компоновки объектов ТЭС, АЭС на ситуационном и генеральном плане, а также особенности их реализации для электростанций различного типа. Приводятся методики и базы данных, используя которые, можно определить размеры, конфигурацию площадей, на которых компонуются основные здания и сооружения энергообъектов, в том числе промплощадка, электрическое распределительное устройство, мазутное и угольное топливные хозяйства и др. Изложены принципы взаиморасположения объектов с учётом внутренних и внешних коммуникационных связей, технологического процесса производства и выдачи потребителю электрической и тепловой энергии.

В статье рассматривается вопрос создегния автонмной конгенерационной ветростанции с повышенной эффективностью за счет утилизации потерь дизеля; ветродвигатели и др.

Книга имеет целью кратко познакомить читателя с основами структурированных кабельных систем и помочь ему свободно ориентироваться в этой бурно развивающейся отрасли корпоративных телекоммуникаций. Издание, ориентированное на специалистов в области телефонии, локальных вычислительных сетей, телевидения и других телекоммуникационных систем зданий, полностью соответствует обновленным редакциям международного и американского стандартов на структурированные кабельные системы, а также дополнительным стандартам, относящимся к этой области.

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

Приводится краткое изложение принципов действия, порядок и примеры расчета устройств электропитания: трансформаторов, неуправляемых выпрямителей, сглаживающих фильтров, стабилизаторов и инверторов напряжения, а также токораспределительной сети постоянного тока и требования к выбору типового промышленного оборудования систем электропитания. Рассмотрены примеры решения задач по всем разделам учебного курса и комплекс тестовых заданий с ответами.

В работе рассматривается эволюция развития кабельных линий связи в третьем тысячелетии. Показано, что основным направлением развития сетей связи является замена на первичной сети кабелей с медными жилами на оптические кабели связи.

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.

В пособии изложены основные положения по выбору и конструированию различных видов изоляции высокого напряжения, оценке перенапряжений и грозозащиты в сетях высокого напряжения. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Техническая физика». Пособие соответствует содержанию дисциплины «Техника высоких напряжений» федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника», модуль «Электроэнергетика», а также ОСВ СПбГПУ по одноименному направлению по профилю подготовки бакалавров «Инжиниринг электроэнергетических сетей высокого напряжения». Пособие может быть также полезно в системах повышения квалификации, в учреждениях дополнительного профессионального образования.

Курс "Техническая эксплуатация электропитающих установок систем телекоммуникаций" - специальная инженерная дисциплина. Её предмет составляют вопросы эксплуатации, в том числе надежности и электромагнитной совместимости, промышленного оборудования и систем электропитания, обеспечивающих аппаратуру цифровых коммутационных систем электрической энергией в должном количестве и надлежащего качества. Курс построен таким образом, чтобы студенты имели возможность изучить основы эксплуатации, восстановления электропитающих устройств и систем обеспечения диагностики и работоспособности, современную схемотехнику узлов, блоков источников вторичного электропитания и систем электропитания предприятий телекоммуникаций. Основное внимание уделяется изучению блоков и систем электропитания, выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью, а также предлагаемых зарубежными фирмами.

В учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования асинхронных машин на примере расчета машин серии 4А. Представленная методика расчета содержит все основные разделы проектирования от выбора главных размеров до расчета рабочих характеристик. Однако особое внимание уделяется электромагнитному расчету асинхронного двигателя.

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.

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

Студент факультета электротехники по имени Намики имеет странное хобби - в свободное от учёбы время он фотографирует опоры линий электропередач. Это увлечение сводит его с инопланетянкой Ююмо, прилетевшей на Землю с целью изучения местных особенностей. Вместе с героями манги вы пройдёте по всем этапам процесса снабжения электроэнергией, познакомитесь с устройством и работой электроэнергетических систем, изучите особенности различных методов генерации, передачи и распределения электроэнергии. Кроме того, вы получите представление о проблемах электроэнергетики и современных тенденциях развития данной отрасли.

Методические указания содержат рекомендации по выполнению курсового проекта по дисциплине «Электрические станции и подстанции», требования к его структуре и оформлению, основные теоретические сведения.

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.

Рассмотрены вопросы о жизненном цикле автоматизированных систем, представлены компоненты автоматических систем регулирования и приведены типовые схемы регулирования технологических процессов котла на тепловых электрических станциях.

В книге описаны все способы получения электричества. Приведены страницы истории электротехники, посвящённые открытию этих способов.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям «Агроинженерия» и «Теплоэнергетика и теплотехника».

Учебное пособие содержит теоретический материал по проектированию конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Приведены этапы выполнения курсовой работы. Даны рекомендации по оформлению расчетно-пояснительной записки и сборочного чертежа.

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.

Кратко рассмотрены проблемы определения динамических характеристик датчиков давления. Проанализированы основные методы спектрального оценивания. Рассмотрены преимущества и недостатки данных. Описана система контроля динамических характеристик датчиков давления. Приведено описание программного обеспечения для идентификации динамических характеристик датчиков давления по отклику на импульсное воздействие. Представлены результаты обработки исследования датчика давления с использованием разработанного программного обеспечения. Приведены основные расчетные соотношения для вычисления амплитудно-частотной характеристики и спектров сигналов с использованием дискретного преобразования Фурье и метода Прони

В предложенном учебном пособии рассматриваются теоретические вопросы согласования параллельной работы статических преобразователей энергии, работающих как в выпрямительном, так и в инверторном режиме. Детально рассмотрено понятие результирующего вектора трехфазных электрических цепей. Показано, что достигнуть высокой точности распределения токов между параллельно работающими статическими преобразователями энергии на общую нагрузку без соответствующего выбора параметров довольно сложно. Приведены различные примеры синтеза корректирующих устройств при построении систем управления параллельно работающими статическими преобразователями энергии – выпрямителями и инверторами.

Приведена блок-схема нейрокомпьютерной системы диагностирования воздушных линий электропередачи (ВЛЭП). Принцип работы системы основан на регистрации изменения электромагнитного поля вокруг линии и опоры при аварийных режимах. Изменения электромагнитного поля регистрируются измерительными преобразователями, которые измеряют раздельно электрическую и магнитную составляющие поля. Измеренные сигналы анализируют с помощью нейрокомпьютера, обученного на распознавание и классификацию аварийных режимов. Информация о работе сети с нейрокомпьютера передается по каналам GSM/GPRS-связи на диспетчерский пункт

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО, ОП и рабочей программой по дисциплине, в нем представлены методические указания по выполнению двадцати семи практических занятий, содержащие краткие теоретические сведения по темам работ, примеры решения задач, задания для решения, контрольные вопросы по теме, список рекомендуемой литературы.

Коэффициент избытка воздуха является важным фактором, который влияет на экономичность эксплуатации котлоагрегата. Накопленная статистика по оптимальным значениям коэффициента избытка воздуха для различных видов топлив сильно отличается от значения для водоугольного топлива и, в частности, для искусственного композиционного жидкого топлива. Так как этот вид является новым топливом, данные по значению коэффициента избытка воздуха для него отсутствуют. В данной статье предложен метод теоретического определения избытка воздуха при факельном горении водоугольного топлива в камерной топке.

Приводится описание разработанного интегрирующего АЦП на основе преобразователя напряжения в интервал времени с предварительной интегрально-импульсной модуляцией. В нем реализованы основные принципы ? -АЦП: передискретизация, шейпинг шума квантования, цифровая фильтрация и децимация. С целью снижения требований к этим процедурам проводится предварительная минимизация погрешности от краевых эффектов. Приводятся результаты экспериментального анализа влияния сетевой помехи на точность преобразования при реализации различных цифровых фильтров.

Рассмотрена аппроксимационная модель сигнала в измерительной системе определения расхода нефти, а также регистрирующая в нефтяном потоке наличие частиц примесей с оценкой их размеров. Измерительная система содержит матрицу излучающих и приемных пьезоэлементов, позволяющих с использованием системы ультразвуковых лучей сканировать все сечение трубопровода

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

В первой части пособия рассматриваются теоретические основы выполнения систем автоматического управления, регулирования напряжения и реактивной мощности, схемы и принципы действия автоматических систем регулирования возбуждения синхронных машин.

Изучено влияние нагрузки на гармонический состав тока и напряжения в основной сети электроснабжения. Выявлены источники, которые вызывают искажение кривых тока и напряжения, и получены соответствующие гармонические спектры.

Рассмотрены основные методы измерений, конструкции приборов первичных измерений, устройств для усиления сигналов, исполнительные и регистрирующие устройства, необходимые для управления динамическим процессом испытаний. Ускоренное определение физико-механических свойств материалов производится современными приборами неразрушающего контроля. Дано описание пределов погрешностей при измерении техническими средствами. Для проведения экспериментов и получения математической зависимости исследуемого процесса управления приведены различные методы планирования и обработки результатов в зависимости от поставленных задач измерений.

Учебное пособие предназначено для аспирантов дневной формы обучения образовательных программ 24.06.01 – Авиационная и ракетно-космическая техника, 11.06.01 – Электроника, радиотехника и системы связи, 15.06.01 – Машиностроение для изучения дисциплины «Иностранный язык», а также для широкого круга лиц, интересующихся данной тематикой.

Старшеклассники Сусуму и Юри волей случая открывают для себя музей батарей и знакомятся с его гостеприимной владелицей. Она расскажет друзьям, какого типа бывают батареи и какие из них где используются, а также поможет самостоятельно собрать источник питания. Вместе с героями манги читатель узнает интересные факты из истории батарей, в деталях изучит их устройство, выяснит, как время разряда зависит от температуры, в каких условиях хранить перезаряжаемые батареи, чтобы они дольше прослужили, и как правильно их утилизировать. В конце книги приводятся справочные материалы: глоссарий и сведения о химических веществах в составе батарей.

Рассмотрены основные методы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя и его торможения, приведены схемы включения и формулы, необходимые для расчета исследуемых характеристик выпускаемых промышленностью двигателей.

Изложены основы теории электромеханики - процессов взаимного преобразования электрической и механической энергий. Показана связь между электрическими, магнитными и механическими величинами на основе законов электромагнитной индукции и электромагнитного взаимодействия. Рассмотрены физические процессы в машинах постоянного тока, их устройство и функциональные особенности, а также характеристики двигателей постоянного тока.

Приведены материалы для освоения методов измерения и обработки полученных информационных параметров сельсинов. Особое внимание уделено изучению основных характеристик сельсинов и получению навыков применения методов обработки экспериментальных данных.

На основании зарубежных литературных источников последних лет и с учетом опыта авторов просуммированы наиболее важные сведения о дефектах в карбиде кремния, причинах их появления и свойствах, о современном уровне исследований дефектов и их влиянии на приборные характеристики.

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

Применительно к электрическим сетям нового поколения, так называемым «умным электрическим сетям», исследуются различные аспекты задачи изменения схемы электрической сети с распределенной генерацией в аварийных режимах для предотвращения развития аварий, обеспечения живучести системы электроснабжения и последующего восстановления целостности сети. На основе принципиального моделирования реконфигурации сети для проверки функциональности ЭЭС в нормальных и аварийных установившихся режимах анализируются комбинаторные возможности и свойство оперативной гибкости сети наиболее распространенных схем распределительных устройств, совместно с принципами осуществления деления и восстановления электрической сети. Сформулированы принципы формирования изолированных районов, а также требования к отделяемым подсистемам при возникновении глобальных или локальных небалансов мощности, а также при их объединении. Приведены варианты постановки задачи и подходы к решению задачи по определению требуемых изменений в схеме коммутации электрической сети. Проведено моделирование децентрализованного подхода к реконфигурации сети, позволяющего преследовать собственные цели каждого субъекта в рамках общих правил. Результат моделирования показал идентичность решению, полученному на основе централизованного подхода, когда решение осуществлялось одним центром, использующим полную информацию о сети.

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.

Рассмотрены генератор постоянного тока при различных способах возбуждения и двигатель постоянного тока смешанного возбуждения. Представлена программа исследований, направленная на получение зависимостей, которые отражают эксплуатационные свойства этого класса электрических машин.

В методических указаниях рассмотрены режимы работы трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рамках программы их приемо-сдаточных испытаний. Полученные параметры трансформаторов используются при расчете эксплуатационных режимов и при диагностировании возможных неисправностей. Представлена последовательность наладочных операций для подготовки трансформаторов к вклоченшо их на параллельную работу с общей нагрузкой.

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.