Электроэнергетика и теплоэнергетика (на 2020 год)

В монографии осуществлен анализ переходных режимов систем электроснабжения крупных промышленных предприятий, вызванных аварийными событиями и резкопеременными нагрузками. Оценка влияния переходных режимов на системы электроснабжения и оборудование производилась путем обработки данных экспериментальных исследований методами математической статистики.

В учебном пособии детально изучено поведение системы отопления с элеваторным смешением на нерасчетных режимах работы. Определена точность вычислений, выполняемых с помощью рекомендованных к применению расчетных соотношений для элеваторных узлов при расположении выходного сечения сопла элеватора на входе в цилиндрическую камеру смешения и на расстоянии от нее. Исследование работы системы отопления проведено для различных проектных температурных графиков регулирования тепловых сетей, применяемых на практике. Рассмотрено поведение системы отопления при изменении величины сопротивления регулировочной арматуры, расположенной на линии смешения, до и после системы отопления, перед элеваторным узлом в подающей линии. В зависимости от сопротивления соответствующего регулирующего органа определены коэффициент смешения, температуры теплоносителя на входе и на выходе из системы отопления, расходы сетевой воды и циркуляционного потока, тепловой мощности системы отопления, средней температуры помещений. Исследовано влияние циркуляционного гравитационного напора на работу системы отопления при низких располагаемых напорах перед элеваторным узлом. Приводится оценка параметров системы отопления при существенном снижении температуры прямой сетевой воды. В результате выполненного исследования показано, что поведение системы отопления с элеваторным смешением при изменении сопротивления регулирующей арматуры и приборов отопления является достаточно консервативным. Сопротивление арматуры существенно влияет на величину коэффициента смешения, но эта зависимость значительно слабее для тепловой мощности системы отопления, средней температуры воздуха в помещениях, температур и расходов теплоносителей.

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.

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.

Рассмотрен адаптивный регулятор на основе ПИД регулятора и правил нечеткой логики. Приведены все необходимые теоретические сведения, необходимые для понимания принципов его работы и настройки. Сформулировано задание и приведена методика выполнения лабораторной работы с использованием имитационной модели данного регулятора.

Рассмотрены технология, аппаратно-программное и методическое обеспечение автоматизированного лабораторного практикума по экспериментальному исследованию электрических цепей с удаленным многопользовательским доступом к объектам исследования и средствам измерения и моделированию их на ПЭВМ с помощью системы автоматизированного проектирования Altium Designer 6. Практикум включает 13 лабораторных работ по исследованию цепей первого и второго порядка, избирательных (резонансных) цепей и различных электрических фильтров.

Рассмотрены основные резистивные элементы электронных цепей: диоды, стабилитроны, биполярные и полевые транзисторы, а также простые элек¬тронные схемы на их основе. Анализ схем проводится с использованием мето¬дов расчета, которые изучались в курсе теоретических основ электротехники, и с применением схемотехнического моделирования.

Рассмотрены основы теории автоматического регулирования линейных систем: основные понятия и принципы управления, математическое описание систем регулирования, устойчивость и качество систем регулирования. Изложены физические основы регулирования напряжения и реактивной мощности, частоты и активной мощности. Показано получение линеаризованных уравнений и структурной схемы простой регулируемой электрической системы. Приведено описание систем регулирования возбуждения и скорости вращения синхронных машин. Рассмотрены модели систем возбуждения, регу¬ляторов возбуждения, системных стабилизаторов и регулятора скорости вра¬щения гидрогенератора. Изложены начальные шаги по использованию Simulink для моделирования динамических систем. Учебное пособие отвечает требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по подготовке бакалавров и магистрантов направления 140400 - «Электротехника и электроэнергетика». Пособие может быть полезно для аспирантов электроэнергетических специальностей.