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

Издание предназначено для самостоятельного разбора студентами дисциплины «Экология ядерной энергетики». Рассмотрены основные пути поступления в водоем-охладитель радионуклидов, образующихся при эксплуатации АЭС. Изложены механизмы миграции и накопления радионуклидов в отдельных компонентах водоема-охладителя. Приведены математические модели, описывающие эти процессы и позволяющие оценить удельные значения активности радионуклидов в воде, гидробионтах, водной растительности, донных отложениях. Данные по содержанию радионуклидов (уровням активности) в указанных компонентах необходимы для расчета дозовых нагрузок внешнего и внутреннего облучения населения в регионе размещения АЭС. Представленные расчетные методики будут полезны студентам при выполнении разделов дипломных проектов, посвященных обоснованию экологической безопасности АЭС.

Основными отличительными особенностями разработанной лабораторной электрогидравлической установки для обеззараживания воды в сравнении с известными являются параметры узлов конструкции и режим её работы. Для штатной работы установки требуется подобрать обоснованные расчётным методом параметры импульсного трансформатора и искрового разрядника. Лабораторная установка состоит из генератора импульсных напряжений, искрового разрядника, рабочего органа и контрольно-измерительной аппаратуры. Генератор импульсных напряжений предназначен для выработки напряжения, величины которого достаточно для пробоя формирующего и рабочего промежутков между электродами, за счёт чего некоторая часть энергии выделяется в канале искрового разрядника. Условиями номинального режима работы установки являются: минимальное потребление энергии формирующего и рабочего промежутков от накопительного устройства, надёжность работы и долговечность составных деталей и узлов. В соответствии с разработанной структурной схемой генератор импульсных напряжений состоит из источника питания, импульсного высоковольтного повышающего трансформатора (умножителя энергии) с выпрямителем высокого напряжения, собранным по двухполупериодной схеме, и ёмкостного накопительного устройства с сосредоточенными параметрами (конденсатора). Обоснованы такие параметры трансформатора, как число витков, средний диаметр, токи и напряжения первичной и вторичной обмоток, а также такие параметры искрового разрядника, как удельное и полное действие к моменту времени импульсного тока, переносимый этим током заряд и материал электродов. Номинальный режим работы установки для обеззараживания воды: мощность трансформатора – 1 кВт; рабочее напряжение – 10 кВ; ёмкость конденсатора – 1 мкФ; формирующий и рабочий промежутки – 1–2 мм; система электродов – острие-диск; частота искровых электрических разрядов – 3 Гц; количество разрядов – 100–500 шт.

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

"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 монографии представлены результаты экологического мониторинга основных объектов топливно-энергетического комплекса России, Казахстана, Узбекистана, Монголии, полученные с использованием ресурсов дистанционного зондирования Земли. Выявлены долговременные тренды в формировании и развитии наземных растительных и лесных экосистем на территории горно-промышленных ландшафтов, образованных в ходе разработки месторождений энергетического и каменного угля открытым способом. На территории Красноярского края и Иркутской области с использованием результатов космической съемки обследованы золошлаковые накопители восемнадцати крупных тепловых станций с угольной генерацией тепловой и электрической энергии. Для топливного сектора ТЭК с учетом географического расположения предложены технологии рекультивации породных отвалов, а для энергетических объектов разработаны технологии эксплуатации золошлаковых накопителей.

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.

В работе рассмотрены методы анализа и синтеза моделей для оценки показателей эксплуатационной надежности и технического состояния оборудования электрических сетей и систем электроснабжения, применяемые в задачах управления процессами технического обслуживания и ремонта. Предложены оптимизационные процедуры и алгоритмы принятия решений по предотвращению нежелательных последствий от нарушений электроснабжения потребителей при отказах электрооборудования и снижению рисков возникновения последних.

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.

Изложена методология проектирования автоматизированной системы технологического управления цифровыми подстанциями. Рассмотрены интеллектуальные энергоустановки, оборудование информационного взаимодействия, средства учета и контроля электроэнергии, информационные и управляющие системы, мероприятия по развитию и повышению надежности электросетевого комплекса.

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».

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.

"В учебном пособии рассмотрены фунраметальные законы, положенные в основу формирования, протекания, интенсификации и повышения энергоэффективности тепломассообменных процессов АПК. Особое внимание уделено основам системного анализа, методологии выявления основных факторов, определяющих энергоемкость продукции в потребительских энергосистемах. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Прикладная теория тепловых и массообменных процессов в системном анализе энергоемкости продукци"" и предназначено для магистром, обучающихся по направлению ""Агроинженерия"" (профиль ""электротехнологии и электрооборудование в с.х.). Учебное пособие может быть использовано студентом, аспирантом, научным сотрудником и инженерами работающими в разлтчных областях АПК."""

Приведены общие сведения о режимах работы электрических систем и подстанций приведены методы расчета токов КЗ и выбора электрооборудования подстанций и электросетей, дана классификация подстанций, рассмотрены конструкции трансформаторов РУ, аппаратов ВН и НН подстанций, вопросы их релейной зашиты, требования ПУЭ и ПТЭ к устройству и эксплуатации подстанций.

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 монографии представлены результаты исследования экосистемы водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 с периода его заполнения. Произведена обработка массива данных методами математической статистики с выделением факторов формирования качества воды, что, несомненно, является ценным материалом для исследователей, работающих в области прикладной экологии.

В монографии проведён анализ эффективности систем электроснабжения, который выявил, что перерывы в электроснабжении сельских потребителей составляют около ста часов в год. В ЛЭП 0,38 кВ не используются такие эффективные средства повышения надежности электроснабжения как секционирование и резервирование. Выполненная статистическая характеристика основных параметров ЛЭП 0,38 кВ в сельской местности показала, что средняя длина магистралей ЛЭП составляет 1,2 км, а с учетом отпаек – 1,64 км, что в 2-3 раза превышает рекомендованные длины. Это приводит к невозможности обеспечения достаточной чувствительности защиты ЛЭП и как следствие – к повышению опасности эксплуатации ЛЭП. Сделан вывод о том, что решение данных проблем возможно посредством секционирования и резервирования ЛЭП 0,38 кВ. Разработанные способы, основанные на проведенном анализе изменения таких параметров режимов работы ЛЭП как ток и напряжение в различных ее точках, предложенные схемные и технические решения позволяют осуществлять совместное секционирование и резервирование ЛЭП 0,38 кВ в системах электроснабжения сельских потребителей, повышают степень автоматизации сельских электрических сетей. Их применение позволяет выявить и локализовать поврежденный участок ЛЭП, повысить электробезопасность и сократить недоотпуск электроэнергии сельским потребителям. Разработанные критерии определения мест установки секционирующих пунктов в ЛЭП 0,38 кВ, позволяют комплексно учитывать надежность и безопасность ЛЭП, ее защиту от аварийных режимов и дают возможность наиболее рационально, с учетом технико-экономических показателей, выбирать место установки секционирующего пункта в каждой конкретной ЛЭП. Разработанные математические модели сельских электрических сетей 0,38 кВ позволяют определять надежность электроснабжения потребителей с учетом использовании средств секционирования и резервирования ЛЭП и определять параметры режимов работы электрической сети в любой ее точке с учетом изменения данных режимов в результате работы средств секционирования и резервирования. Разработанные схемы и конструкции устройств секционирования и резервирования ЛЭП 0,38 кВ адаптированы для применения их в сельских электрических сетях, испытаны в лабораторных и производственных условиях, внедрены в учебный процесс и в производство. Филиалом ОАО «МРСК Центра» - «Орелэнерго» заказаны два устройства секционирования для ЛЭП 0,38 кВ, которые будут собраны на базе Филиала ЗАО «ГК «ТАВРИДА ЭЛЕКТРИК» - ОРЛОВСКИЙ ЭТЗ» с использованием разработанных схем и конструктивных решений. Выполнена оценка экономической эффективности разработанных устройств секционирования и резервирования. Построенные графические зависимости позволяют определять срок окупаемости данного оборудования в зависимости от суммы ликвидируемого ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям. Внедрение в учебный процесс разработанных устройств за период с 2013 года по 2015 год принесло экономический эффект 150 тысяч рублей.