Энергосистемы в целом. Электростанции всех типов и подстанции. Электрификация и сети

В учебном пособии кратко излагается теоретический материал, необходимый для получения представления о назначении, устройстве и работе основных типов гидромашин, применяемых в различных отраслях техники. Основное внимание уделено объёмным машинам и объёмным приводам, несколько меньшее – динамическим.

Пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования и рабочими программами по дисциплине. Содержит методические указания по выполнению двенадцати лабораторных работ, включающих краткие теоретические сведения темам занятий, задания, планы составления отчёта, контрольные вопросы, литературу.

Во второй части пособия изложены теоретические основы регулирования частоты и активной мощности. Уделено внимание техническим устройствам, предназначенным для управления режимом энергосистемы по частоте и активной мощности, напряжению и реактивной мощности. Рассмотрены также принципы выполнения противоаварийной автоматики в энергосистемах.

Рассмотрены вопросы параллельной работы электрических систем. Приведено описание некоторых крупных системных аварий. Отражены особенности протекания электромеханического переходного процесса в электроэнергетической системе. Разобраны угловые характеристики мощности генераторов, статические характеристики асинхронных двигателей и комплексной нагрузки. Изложены основные методы анализа устойчивости электроэнергетических систем. Рассмотрен асинхронный режим. Даны сведения по противоаварийной автоматике, применяемой в современных условиях. Материал сопровождается достаточно объемными примерами.

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.

Рассмотрены вопросы параллельной работы электрических систем. Дано описание некоторых крупных системных аварий. Отражены особенности протекания электромеханического переходного процесса в электроэнергетической системе. Разобраны угловые характеристики мощности генераторов, статические характеристики асинхронных двигателей и комплексной нагрузки. Изложены основные методы анализа устойчивости электроэнергетических систем. Рассмотрен асинхронный режим. Даны сведения по противоаварийной автоматике, применяемой в современных условиях. Приведены уравнения Парка–Горева, отмечено их место в расчете электромеханических переходных процессов синхронных и асинхронных машин. Рассмотрены вопросы самозапуска синхронных и асинхронных двигателей. Материал сопровождается примерами и контрольными вопросами.

Рассмотрена специфика технологии основных процессов производства природного урана, его обогащения, изготовления тепловыделяющих элементов и сборок, радиохимической регенерации отработавшего ядерного топлива и обращения с радиоактивными отходами. Дана функциональная связь технологии и применяемого оборудования со строительными решениями. Приведены основные природные радиоактивные изотопы, требующие радиационного контроля при строительстве зданий и сооружений. Рассмотрены вопросы защиты окружающей среды от внешних техногенных воздействий, в том числе и от атомных станций.

Рассмотрена специфика технологии основных процессов производства природного урана, его обогащения, изготовления тепловыделяющих элементов и сборок, радиохимической регенерации отработавшего ядерного топлива и обращения с радиоактивными отходами. Дана функциональная связь технологии и применяемого оборудования со строительными решениями. Приведены основные природные радиоактивные изотопы, требующие радиационного контроля при строительстве зданий и сооружений. Рассмотрены вопросы защиты окружающей среды от внешних техногенных воздействий, в том числе и от атомных станций.

Сборник статей содержит материалы, которые показывают основные этапы формирования технократического мировоззрения и техноценологического методологического аппарата, в конечном итоге приведших автора к формулированию основной и наиболее плодотворной его идеи — закона оптимального построения техноценозов. Также приводится ряд статей, посвященных опыту применения пакета Mathcad при решении задач рангового анализа и оптимального управления электропотреблением.

В учебном пособии рассмотрены современные электромембранные, высоковольтные и лазерные электротехнологии и установки сельского хозяйства. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве» и предназначено для подготовки обучающихся по направлению подготовки кадров высшей квалификации 35.06.04 «Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве», профилю направления подготовки 05.20.02 «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве». Учебное пособие предназначено для подготовки к государственной итоговой аттестации. В пособии также представлен материал для самостоятельной работы обучающихся. Пособие может быть использовано научными сотрудниками энергетической сферы агропромышленного комплекса.

"В учебном пособии рассмотрены современные электромембранные, высоковольтные и лпзерные электротехнологии и установки агропромышленного комплекса. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Электротехнологии и электротехнологические установки в АПК"" и предназначено для подготовки магистров по направлению 110800.68 ""Агроинженерия"". Учебное пособие также может быть использовано студентами, аспирантами и научными работниками, работающими в различных областях АПК."""

Рассматривается новое поколение структурированных каталитических систем на основе стекловолокнистых катализаторов, отличающихся необычной геометрической структурой и высокой механической гибкостью, что открывает путь к разработке принципиально новых конструкций каталитических реакторов на их основе. Обсуждаются вопросы синтеза стекловолокнистых катализаторов, конструкций каталитических картриджей на их основе, описаны исследования их гидравлических и массообменных свойств. Приводятся примеры эффективного практического применения таких катализаторов и процессов на их основе для целей очистки отходящих газов от токсичных органических примесей и диоксида серы, кондиционирования дымовых газов ТЭЦ для снижения золопылевых выбросов, экологически чистого производства электрической и тепловой энергии.

В книге рассматриваются методы расчета электрических нагрузок, вопросы качества электрической энергии и компенсации реактивной мощности, схемы электроснабжения объектов; излагается методика определения потерь в элементах систем электроснабжения, приведен материал, касающийся работы и расчета электрических сетей, связанный с процессом протекания электрического тока в проводах внешнего и внутреннего электроснабжения объектов.

Учебное пособие предназначено для изучения методов и принципов водно-энергетических расчетов оптимальных режимов работы гидроэлектростанции в составе электроэнергетической системы.

Рассмотрены особенности автономных систем электроснабжения северных населенных пунктов, ветроэнергетический потенциал районов Таймыра и Эвенкии, а также энергетические характеристики ветроэнергетических установок. Значительное внимание уделено вопросам математического моделирования и рационального построения автономных систем электроснабжения с использованием ветродизельных комплексов. Представлены критерии экономической эффективности внедрения ветроэнергетических установок. На примере поселков Таймыра и Эвенкии показаны возможности практического применения подобных систем энергообеспечения.

Рассматриваются методы искусственного интеллекта в задачах управления и оптимизации режимов электрических интеллектуальных сетей (Smart Grid) с альтернативными и возобновляемыми источниками энергии. Введены и обоснованы понятия генерирующих потребителей (холонов) и иерархической структуры в виде холархии для сетей с двусторонним потоком энергии и информации. Применены различные алгоритмы роевого интеллекта и их сравнительный анализ с методом градиентного спуска. Рассмотрены принципы Q-обучения с подкреплением.

Сборник статей содержит материалы, которые показывают основные этапы формирования технократического мировоззрения и техноценологического методологического аппарата, в конечном итоге приведших автора к формулированию основной и наиболее плодотворной его идеи — закона оптимального построения техноценозов. Также приводится ряд статей, посвященных опыту применения пакета Mathcad при решении задач рангового анализа и оптимального управления электропотреблением.

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.

В достаточно полной форме рассматриваются философские и математические основания, а также методологическое содержание и прикладные следствия закона оптимального построения техноценозов. Дается современное определение техники и технической реальности в онтологическом ряду реальностей: «неживаябиологическая-техническая-гипертехническая». Показывается ключевое эволюционное значение информации. Вводится критериальная система, на основе которой делается вывод о том, что техническая реальность в настоящее время является высшей формой организации материи окружающего мира. Излагается методология рангового анализа как важнейшего инструмента исследования, управления и оптимизации больших технических систем определенного класса, базирующегося на трех основаниях: технократическом подходе к окружающей реальности как третьей научной картине мира; понятии техноценоза; негауссовой математической статистике устойчивых безгранично делимых распределений. Обосновываются критерии и алгоритмы номенклатурной и параметрической оптимизации техноценозов. Формулируется закон оптимального построения техноценозов как прямое следствие применения начал термодинамики к объектам техноценологического типа. Дается математическое обоснование закона, а также следующая из него критериально-алгоритмическая система. Как прикладное следствие закона оптимального построения техноценозов обосновывается теоретически и раскрывается содержательно методика оптимального управления электропотреблением на системном уровне. Теоретически обосновывается этап интервального оценивания, опирающийся на свойства ципфовых распределений и позволяющий выявить объекты, аномально потребляющие электроэнергию. Раскрывается методология моделирования и оптимизации процессов электропотребления. Вводятся понятия тонких процедур рангового анализа: дифлекс-анализа (на этапе интервального оценивания), GZ-анализа (на этапе прогнозирования) и ASR-анализа (на этапе нормирования потребления ресурсов).

Рассмотрены возможности применения методов искусственного интеллекта, вероятностно-статистических методов и экспертных оценок для технической диагностики электрооборудования электроэнергетических систем с учетом их текущего технического состояния, а также управление жизненным циклом и их остаточным эксплуатационным ресурсом.

В учебном пособии изложены теоретические и практические вопросы проектирования и обоснования конструкций гидросооружений гидроаккумулирующих электростанций. Рассмотрены вопросы водно-энергетического и экономического обоснования, определения параметров основного оборудования. Учебное пособие содержит большое количество иллюстративного и справочного материала, который позволяет использовать его при курсовом и дипломном проектировании.

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.

Рассмотрены способы повышения энергоэффективности и снижения потерь электрической и тепловой энергии, а также энергосберегающие режимы работы оборудования.

Рассмотрены принципы работы и устройство ветроустановок различного типа, а также особенности их регулирования (управления).

В учебном пособии рассмотрены основы энергетического менеджмента, энергоаудита и энергосервиса в аграрном секторе экономики, позволяющие обосновать перспективные направления и методы повышения энергоэффективности потребительских энергетических систем (ПЭС). Рассмотрение вопросов энергетического менеджмента, энергоаудита и энергосервиса осуществлено на уровне энергетических хозяйств предприятий агропромышленного комплекса (АПК). Особое внимание уделено использованию системно-процессного подхода к решению задач энергосервиса и управления энергообеспечением на предприятиях АПК, что в свою очередь позволяет достаточно корректно производить оценку энергетической эффективности. В основу учебного пособия положены авторские курсы «Энергоменеджмент и маркетинг рынков энергии и энергетического оборудования» и «Энергосервис и энергоаудит», построенные на общей концепции формирования компетентности энергоменеджеров в аграрном секторе экономики.

В третьей части учебного пособия «Управление затратами на энергетическом предприятии» рассмотрены вопросы топливообеспечения тепловых электростанций, краткосрочного планирования расходов топлива и сбалансированного определения тарифов на электроэнергию и тепло при их комбинированном производстве на ТЭЦ.

Настоящая книга является первой частью, открывающей публикацию серии статей по истории теплоэнергетики. Обсуждаемые события происходили около 100-250 лет назад, поэтому описание первых энергетических источников, производящих электрическую и тепловую энергию, требует обращения к архивным документам и к публикациям тех лет, с помощью которых можно узнать или уточнить технические и хронологические подробности. В первой части рассмотрен ранний период освоения совместной выработки электрической и тепловой энергии – когенерации. Приводится также детальное описание истории строительства, функционирования и развития электростанции Зимнего дворца, крупнейшей в Европе в момент ее создания. В следующих выпусках серии планируются публикации по следующим темам: электростанции императорских театров Петербурга и Москвы, первые городские электростанции Петербурга, электростанции дворцов Петербурга и пригородов, первые опыты электрического освещения в Петербурге и Москве, роль офицеров минного класса в распространении электрического освещения, первые электростанции Америки и Европы, первые централизованные энергоисточники, деятельность пионеров теплоэнергетики, другие события, связанные с рождением теплоэнергетики.

Одной из ключевых процедур оптимального управления техноценозом является процедура потенширования. Она заключается в определении потенциала энергосбережения, на величину которого на данном временном интервале может быть сокращено электропотребление техноценоза без ущерба его нормальному функционированию. Потенциал энергосбережения — полученная на расчетную глубину времени абсолютная разница между электропотреблением техноценоза без реализации энергосберегающих процедур, с одной стороны, и электропотреблением, соответствующим нижней границе переменного доверительного интервала, с другой. Тонким дополнением к стандартной процедуре потенширования является ZP-анализ, под которым понимается тонкая процедура управления электропотреблением, осуществляемая на этапе потенширования с целью разработки ZP-плана энергосбережения техноценоза. В основе ZP-анализа лежит методика оценки Z-потенциала, причем в качестве конечного рассматривается ранговое параметрическое распределение, соответствующее нижней границе переменного доверительного интервала, полученного в процедуре интервального оценивания после ZP-нормирования. ZP-планирование предусматривает для каждого объекта на каждом временном интервале управляющие воздействия, поставленные в зависимость от дифлекспараметров. Весьма важным элементом ZP-анализа является мониторинг результативности энергосбережения, который осуществляется с помощью показателя конверсии.

Настоящая книга является пятой частью очерков, продолжающей публикацию серии статей по истории отечественной теплоэнергетики. Очерк посвящается 140-летию начала электрического освещения Невского проспекта. В период с 1883 по 1899 год в Санкт-Петербурге работали первые центральные электростанции для освещения Невского проспекта и частных помещений в этом районе, созданные фирмами К. Ф. Сименса. История их появления и функционирования известна сегодня только в самых общих чертах. В то же время архивные документы позволяют узнать множество интересных подробностей. Восстановление подлинной истории этого процесса и является главной целью настоящей публикации.

Изложены положения по проектированию систем электроэнергетики. Рассмотрены вопросы расчета распределительных электрических сетей 0,38–35 кВ. В качестве САПР используется программа «Электроснабжение 2.2». Приведены примеры проектирования электроснабжения сельскохозяйственных и промышленных объектов.

"В учебное пособие включены электрофизические,электрохимические, оптические, ультразвуковые и электробиологические способы интенсификации традиционных процессов агроинженерного сервиса, процессов очистки и обеззараживания технологических, воздушных и водных сред, а также процессов утилизации отходов неразрывно связанных с экологомилеоративными системами сельскохозяйственного производства. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Энергоэффективные электротехнологии агроинженерного сервиса и природопользования"" и преднозначено для подготовки магистров по направлению 110800.68 ""Агроинженерия"". Учебное пособие также может быть использовано студентами, аспирантами и научными работниками, работающими в различных областях АПК."""

В учебно-методическом пособии изложены современные научно-технические и научно-организационные требования к объектам атомной энергетики для всех стадий жизненного цикла на примере блоков АЭС. Основное внимание уделено зданиям, сооружениям, строительным материалам и защитным конструкциям в зданиях и сооружениях АЭС.

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

В учебном пособии изложены основные положения по техническому обслуживанию и ремонту, поиску и устранению неисправностей в процессе эксплуатации линий электропередач. Пособие содержит часть теоретического и практического материала лекций и лабораторного практикума по дисциплине профессионального цикла «Эксплуатация систем электроснабжения».

В достаточно полной форме рассматриваются философские и математические основания, а также методологическое содержание и прикладные следствия закона оптимального построения техноценозов. Дается современное определение техники и технической реальности в онтологическом ряду реальностей: «неживая — биологическая — техническая — гипертехническая». Показывается ключевое эволюционное значение информации. Вводится критериальная система, на основе которой делается вывод о том, что техническая реальность в настоящее время является высшей формой организации материи окружающего мира. Излагается методология рангового анализа как важнейшего инструмента исследования, управления и оптимизации больших технических систем техноценологического типа, базирующегося на трех основаниях: технократическом подходе к окружающей реальности как элементе третьей научной картине мира понятии техноценоза негауссовой математической статистике устойчивых безгранично делимых гиперболических распределений. Формулируется закон оптимального построения техноценозов как прямое следствие применения начал термодинамики к объектам техноценологического типа. Дается математическое обоснование закона, а также следующая из него критериально алгоритмическая система. Как прикладное следствие закона оптимального построения техноценозов обосновывается теоретически и раскрывается содержательно методика оптимального управления электропотреблением на системном уровне, включающая стандартные процедуры рангового анализа: интервальное оценивание, прогнозирование, нормирование и потенширование. Вводятся понятия тонких процедур управления электропотреблением: дифлексанализа (на этапе интервального оценивания), GZ-анализа (на этапе прогнозирования), ASR-анализа (на этапе нормирования) и ZP-анализа (на этапе потенширования). Далее раскрывается методология динамического моделирования и оптимизации процессов электропотребления, опирающаяся на уравнения закона оптимального построения техноценозов.

Источники тока (ИТ) и источники опорного напряжения (ИОН) являются неотъемлемыми элементами многих аналоговых схем, поскольку обеспечивают фиксированные и высокостабильные уровни токов или напряжений. Настоящая книга представляет собой исчерпывающее руководство по разработке источников тока и опорного напряжения. В ней рассматриваются теоретические основы работы, схемотехника и методика применения этих устройств, реализованных как в виде монолитных ИС, так и на дискретных компонентах, а также показано, как ИОН и ИТ дополняют друг друга при проектировании аналоговых схем. Особое внимание уделено таким компонентам, как полевые транзисторы и стабилитроны, которые широко используются при построении дискретных схем ИОН и ИТ. Параметры этих приборов во многом определяют качество работы схемы, именно поэтому в книге приводится большое количество информации, необходимой для правильного их выбора с учетом требований конкретного применения. Книга содержит большое количество примеров, типовых схем включения тех или иных компонентов, так и различных схемотехнических решений, рекомендуемых при построении ИОН и ИТ. Благодаря этому, читатель имеет возможность реализовать полученные теоретические знания на практике; не исключено, что многие из этих примеров послужат читателю хорошей «отправной точкой» при разработке его собственных схем источников тока и опорного напряжения.