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

В пособии изложены основы расчетов и конструирования электромеханических приводов механизмов общемашиностроительного применения в соответствии с современными требованиями в области использования системы автоматизированного проектирования «Компас–3D». Представлены справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования.

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

Второй том трехтомного словаря-справочника включает около 3500 понятий и терминов, связанных с аналитическими методами и теоретическими подходами к исследованию сверхпроводников и сверхпроводимости, а также содержит множество данных о свойствах конденсированных сред. Большое внимание уделено соответствующим математическим и физическим методам, используемым для их оценки. Широко представлены химические и физические основы сверхпроводимости, а также результаты моделирования структурно-чувствительных свойств сверхпроводников и родственных материалов. Все представленные в словаре термины расположены по алфавиту. Каждому термину посвящена отдельная статья, раскрывающая его смысловое научно-техническое и/или математическое содержание, область применения и связь с другими терминами, при этом все термины снабжены английскими эквивалентами. Кроме того, целый ряд статей посвящен родственным для сверхпроводимости вопросам из смежных тематик.

В пособии рассмотрены вопросы проектирования двухполюсных турбогенераторов с системами охлаждения: косвенным воздушным (Т); косвенным водородным (ТВ); косвенным водородным обмотки статора и непосредственным форсированным водородным обмотки ротора (ТВФ); водяным обмотки статора и форсированным водородным обмотки ротора (ТВВ). Приведены общие рекомендации к расчётам и построениям характеристик турбогенераторов, примеры расчёта, вопросы и необходимые справочные данные.

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.

Учебное пособие представляет собой переработанное и дополненное издание одноименного пособия, изданного авторами в 2006 г. Пособие знакомит с основами взаимодействия физических полей с веществом и физическими эффектами, используемыми для получения измерительной информации, а также с принципами работы датчиков для создания различных средств измерения, диагностики и контроля.

Настоящая книга является четвертой частью очерков автора, продолжающей публикацию серии статей по истории российской теплоэнергетики. На основе изучения первоисточников рассмотрены технические и организационные подробности создания первой ТЭЦ в России на 3-й государственной электростанции Ленинграда. Очерчен круг участников этой работы и описаны объекты, обслуживаемые ТЭЦ (жилые дома, бани, Обуховская больница). Реализация проекта происходила под руководством инженера Гинтера Л. Л., его биография и конструкции включены в описание. В книге обсуждается дата рождения теплофикации, поскольку очерк выходит в преддверии 100-летия теплофикации в нашей стране.

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.

В пособии даны рекомендации по самостоятельной работе при изучении дисциплин «Специальные вопросы электроснабжения». Приведены содержание дисциплины, задания для выполнения расчетно-графических работ, тесты для оценки компетентности. Даны основные сведения теоретического и справочного характера по расчету электрических сетей.

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.

Работа подготовлена кафедрой тепловых электрических станций и утверждена Редакционно-издательским советом университета в качестве учебно-методического пособия для студентов-заочников направления 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Производство тепловой и электрической энергии».

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния гидрометеоров на инициирование разряда из искусственной грозовой ячейки отрицательной и положительной полярности. С помощью вейвлетного анализа выполнено исследование спектральных характеристик электромагнитного излучения разрядов, формирующихся с участием гидрометеоров. Установлено, что в зависимости от полярности облака гидрометеоры провоцируют формирование облачных, канальных и диффузных разрядов между облаком и землей. Выявлено влияние места расположения массива гидрометеоров в промежутке между облаком и землей на вероятность инициирования разряда и характер спектра его электромагнитного излучения. Найдено, что при положительной полярности облака наибольшая вероятность инициирования облачных разрядов достигается при частичном нахождении группы гидрометеоров в облаке, а при отрицательной полярности — при нахождении массива гидрометеоров вблизи нижней границы облака. Для формирования канальных разрядов с участием гидрометеоров установлена обратная тенденция. Анализ спектра электромагнитного излучения показал, что при формировании облачных разрядов с участием гидрометеоров при отрицательной полярности грозовой ячейки с вейвлетном спектре выделяется диапазон частот, превышающих 1 ГГц. Для облачных разрядов на гидрометеорах предельные частоты и частоты, соответствующие максимальной интенсивности, в вейвлетных спектрах сигналов при отрицательно заряженном облаке существенно выше, чем при положительно заряженной ячейке. Аналогичная тенденция установлена для канальных разрядов между облаком и землей, формирующихся с участием гидрометеоров. Таким образом, наличие в грозовом облаке областей с достаточно большой концентрацией крупных гидрометеоров может существенно модифицировать процессы инициирования и распространения разрядов, формирующихся внутри грозового облака и между грозовым облаком и землей, и спектр их электромагнитного излучения

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

В статье предлагается математическая модель и методика анализа влияния собственных шумов элементов схемы корректирующего канала с периодической коррекцией погрешности нуля УПТ на выходной сигнал измерительных преобразователей с целью минимизации порога чувствительности.

Даются указания по методике поверки и определению основных метрологических характеристик средств измерения температуры. Рассмотрены принципы работы, устройство и особенности применения милливольтметров, автоматических потенциометров и автоматических мостов для измерения температуры.

Рассмотрены элементы квантовой механики, статистической физики, механики сплошной среды и теории теплопередачи применительно к анализу процессов в высоковольтном электрооборудовании и в аппаратуре больших импульсных токов, сильных и сверхсильных магнитных полей. Разделы учебного пособия снабжены упражнениями и задачами для самоконтроля.

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.

В пособии изложены описания конструкций, основы теории, эксплуатационные свойства электрических машин и трансформаторов. Приведен перечень лабораторных работ, контрольные вопросы при их защите, вопросы и ответы для самопроверки остаточных знаний.

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.

Методические указания предназначены для студентов направлений «Мехатроника и робототехника» и «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»), а также для студентов смежных специальностей. Содержат задания, варианты исходных данных и методику выполнения курсовой работы «Регулируемый электропривод. Статические и динамические характеристики».

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.

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.

Приведены теоретические сведения по основным разделам дисциплины «Электрические сети и системы», даны варианты заданий и рекомендации по выполнению разделов РГР, пример расчета питающих и распределительных сетей, необходимые справочные материалы, требования к оформлению расчетно-графической работы.

Изложены принципы выполнения расчетов электромагнитных полей с использованием программного продукта FEMM. Приведены принципы автоматизации работы с программным обеспечением через написание скриптов. Приведены примеры скриптов, справочник интерфейса программы FEMM.

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

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.

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».

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

В пособии в краткой форме изложены теоретические основы внутренних и грозовых перенапряжений, воздействующих на электроустановки высоких напряжений. Наряду с теоретической частью приводится описание лабораторных работ по технике высоких напряжений. Рассмотрены различные режимы заземления нейтрали электрических сетей среднего и высокого напряжения, технические мероприятия и средства по защите электроустановок от перенапряжений различного происхождения, основные виды внутренней и внешней изоляции.

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.

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.

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 рассмотрены вопросы, связанные с явлениями гашения электрической дуги постоянного и переменного тока при коммутации электрических цепей в рабочих режимах, в режимах короткого замыкания и пр. Изложены основные физические особенности дугового разряда, условия горения и гашения электрической дуги, возникающей при отключении электрической цепи постоянного и переменного тока низкого и высокого напряжения, а также вопросы восстановления напряжения на контактах отключающего аппарата. Материал пособия включает в себя основанные на теоретических сведениях анализ решений задач, обладающих направленностью на самостоятельную работу студентов при изучении процессов, сопровождающихся возникновением дуги при отключении цепей постоянного и переменного тока.

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.

Расчет технико-экономических показателей (ТЭП) является одной из основных задач эксплуатации ТЭЦ. В конечном счете, на основе ТЭП ведут тарифную политику и строят долгосрочные перспективы развития. Поэтому расчет ТЭП – актуальная задача для ТЭС. Однако определение ТЭП возможно лишь с некоторой точностью. Эта точность зависит от методических погрешностей алгоритма расчета, погрешностей измерительной техники и методики измерений. Рациональный алгоритм расчета ТЭП позволяет снизить влияние первой группы погрешностей на точность конечного результата. Но даже при полном исключении погрешности этой группы фактическая погрешность вычисления ТЭП в рабочем диапазоне изменения параметров при использовании серийно выпускаемых приборов находится в пределах 0,3÷0,6 % для КПД парогенератора, 2,3÷3,0 % для показателей турбины и энергоблока в целом. Эти погрешности при измерениях параметров ведут к несходимости балансовых уравнений, и для реально функционирующих ТЭС величина этого дебаланса может достигать 10÷20 % в зависимости от состава, состояния и степени автоматизации технологических процессов. Погрешность расчета ТЭП при использовании информационновычислительных систем может быть снижена в результате ряда мероприятий. Одно из таких мероприятий – это повышение точности информации за счет применения метода согласования балансов, в рамках которого обеспечивается уточнение наиболее значимых для определения ТЭП показателей, следствием является экономия топлива.

Рассмотрен преобразователь параметров двух сенсоров в частотный сигнал, пропорциональный параметрам сенсоров и (или) их функциональным соотношениям. Представлен способ оценки и сравнения свойств преобразователей по функциям чувствительности при известных исходных значениях параметров используемых сенсоров

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».

Рассмотрено численное моделирование термопрочностного состояния диска газовой турбины в двумерной осесимметричной постановке с применением программного комплекса ANSYS.

Проектирование преобразовательных устройств (в частности, сварочных инверторов) связано с необходимостью выполнения требований по их электромагнитной совмести. Для решения этой задачи необходимо оценить спектральный состав фидерных токов преобразователя. На примере сварочного инвертора переменного тока частоты 30 кГц показан способ осуществления такой оценки путем компьютерного моделирования процессов в схеме. Достоверность полученной картины спектра выходного тока инвертора подтверждена результатами испытаний физического образца. Приведены зависимости, отражающие связь спектральной мощности и ширины спектра со скважностью импульсов тока. Показано, что в момент обрыва электрической дуги в спектре на частоте около 5 МГц появляются новые составляющие значительной амплитуды.

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.

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

Нормирование удельных расходов энергии на деревообрабатывающих предприятиях строится в соответствии с расчленением производства, с одной стороны, на отдельные операции и процессы по видам производимой продукции, с другой – на отдельные участки (агрегаты, цехи, предприятие в целом). В соответствии с этим различают операционные удельные нормы по отдельным операциям и суммарные удельные нормы по отдельным производственным процессам. Целью настоящей статьи явилось изложение подхода к установлению операционной нормы удельного расхода электроэнергии на выполнение операций обрезки досок на обрезных станках, которые применяются в лесопильном производстве для продольной обрезки кромок у необрезных досок и горбылей. Исследования энергетических свойств электропривода обрезного станка проводятся в направлении, при котором потери и полезное потребление энергии определяются через некоторые коэффициенты потерь и производительность агрегата. В ходе исследований получены аналитические зависимости между потребляемой мощностью, удельным потреблением электроэнергии и производительностью механизма резания обрезного станка, получившие название энергетических характеристик. Используемый метод позволяет выразить полезную нагрузку на агрегат через производительность – показатель, по которому практически оцениваются результаты работы агрегата, участка, цеха и др. Наличие энергетических характеристик позволит более качественно подойти к вопросу планирования удельных расходов энергии по каждому типоразмеру сортиментов и производству в целом. Установлено, что энергетическая характеристика потребляемой мощности обрезных станков носит линейный характер, удельного расхода электроэнергии – нелинейный. Выявлены основные технологические факторы и параметры оборудования и сырья, влияющие на удельное электропотребление обрезных станков.

В пособии описано назначение, конструктивное исполнение и принцип действия измерительных трансформаторов тока и напряжения, а также фильтров симметричных составляющих. Представлены номинальные параметры измерительных преобразователей тока и напряжения, приведены схемы соединения вторичных обмоток измерительных трансформаторов и реагирующих органов, рассмотрены особенности нормирования погрешностей и классы точности измерительных трансформаторов.

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

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

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

Настоящий очерк продолжает публикацию серии статей по истории теплоэнергетики в России. В период с 1879 по 1883 год в Санкт-Петербурге начиналась работа по созданию электрического освещения Невского проспекта. Вначале этим занималось товарищество «П.Н. Яблочков-изобретатель и К°», затем вновь созданное товарищество «Электротехник» под руководством Чиколева В.Н. На основе архивных материалов и публикаций тех лет подробно излагаются достижения и неудачи участников этого процесса.

Рассмотрены методические вопросы определения характеристик солнечного излучения, прежде всего энергетических характеристик, которые позволяют оценить солнечную энергию как возобновляемый ресурс. Подробно рассмотрены факторы, влияющие на солнечную энергию при ее прохождении через атмосферу Земли, приведены методики учета этих факторов при расчетах прихода солнечной энергии на горизонтальную поверхность. Даются методики определения реальных плотностей солнечного излучения, поступающего на ориентированные поверхности, в условиях реальной облачности.

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

Рассмотрены принципы работы и устройство приемников и аккумуляторов теплового излучения Солнца различного назначения, а также методы их расчета. Для студентов старших курсов.