Электроэнергетика и теплоэнергетика (на 2020 год)

Составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного стандарта высшего профессионального образования, рабочим учебным планом и программой дисциплины «Электроэнергетика и электротехника» для студентов направления подготовки 13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника

Приведены основные теоретические положения, на основании которых проводится расчет и анализ четырехполюсников и фильтров. Даны примеры расчетов пассивных и активных симметричных и несимметричных четырехполюсников, фильтров низких и высоких частот, полосовых и заграждающих фильтров; задачи для самостоятельного решения.

Детально рассмотрена возможность использования программы моделирования динамических систем Simulink, которая входит в пакет прикладных программ MATLAB, для проведения лабораторных и практических работ по электротехнике. В разделах 1–8 рассмотрены цепи постоянного тока, однофазного и трехфазного переменного тока, основы теории четырехполюсников (в том числе длинные линии), цепи с нелинейными элементами (диодами и транзисторами), переходные процессы. В разделе 9 приведен пример моделирования узла системы электроснабжения с компенсатором реактивной мощности, а в разделе 10 – модель полупроводникового преобразователя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем.

В пособии рассмотрены вопросы, касающиеся линейных электрических цепей постоянного, синусоидального однофазного и трехфазного токов, индуктивно-связанных цепей, их структуры, свойств и режимов работы. Вопросы, касающиеся методов их расчета, а также методов преобразования структуры электрических цепей. Исследования характеристик и режимов работы четырехполюсников, и цепей трехфазного тока, а также переходных процессов, возникающих в линейных электрических цепях.

Практикум разработан в соответствии с рабочими программами по дисциплинам «Теоретические основы теплотехники», «Топливо и теория горения» и «Котельные установки и парогенераторы» для теоретического изучения особенностей расчета теплообменных поверхностей котельных установок. Содержит краткие сведения по проведению теплового и конструктивного расчета конвективных поверхностей с учетом геометрических особенностей, примеры расчета и задания к выполнению практических работ.

Рассмотрены способы рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки. Представлены возможные структурные схемы мобильных компрессорных установок с системой рекуперации тепловых потерь. Для каждого из рассмотренных вариантов выполнен термодинамический анализ энергетической эффективности; установлена её зависимость от основных режимных факторов, влияющих на работу установки. Приведены примеры решения задач и даны задачи для самостоятельного расчёта различных систем рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки.

Рассмотрены конструкции и принципы работы радиальных и осевых вентиляторов. Приведены примеры построения аэродинамических характеристик вентилятора и сети. Описана совместная работа вентиляторов в сети. Предназначено для студентов при выполнении практических работ, курсового проектирования и самостоятельной работы по дисциплинам «Тепломеханическое и вспомогательное оборудование предприятий» и «Отопление, вентиляция, кондиционирование».

Рассмотрены основные понятия и методы расчета цепей постоянного и переменного тока, элементы и устройства комбинационного и последовательного типа, запоминающие устройства, АЦП и ЦАП. Приведены задания для практической работы, методика их выполнения и контрольные вопросы для самопроверки. Кратко рассмотрены приборы системы моделирования NI Multisim, используемые при проведении практических работ.

В пособии, предназначенном для самостоятельного изучения основных разделов теории электрических цепей, изложены основы синтеза двухполюсных и четырехполюсных линейных и нелинейных электрических цепей, аналоговых фильтров, амплитудных, фазовых и гармонических корректоров, дискретных и цифровых фильтров и оптимизация электрических цепей. Изложенная теория проиллюстрирована многочисленными примерами, позволяющими лучше усвоить теоретический материал при самостоятельном изучении этой дисциплины. В конце каждой главы приведены основные результаты и выводы, вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения, ответы на которые представлены в конце книги. Пособие может быть использовано как при традиционных, так и дистанционных технологиях обучения.

Учебное пособие содержит теоретическую часть и материалы практических занятий по основам микропроцессорных систем управления. Изложена общая методика проведения лабораторных работ в инструментальных программных комплексах промышленной автоматизации «CoDeSys» и «Zelio Soft», рассмотрены примеры решения задач.

Учебник содержит: тепловой расчет двигателя, расчет и построение характеристик двигателя, динамический и кинематический расчеты двигателя, расчет и построение мощностного баланса трактора, расчет и построение тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией, примеры расчетов, контрольные вопросы для подготовки к защите курсовой работы, тесты для самоконтроля при подготовке к защите курсовой работы и экзаменам по разделам «Теория, основы расчета и анализ работы». Приведены авторские компьютерные программы для расчета курсовой работы на компьютере.

Курс лекций по дисциплине «Металлургическая теплотехника» соответствует федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по направлению «Металлургия». В курсе лекций представлены и систематизированы материалы, включающие теоретические основы теплотехники, сведения о топливе и его сжигании, об огнеупорных и теплоизоляционных материалах, представлено описание основного оборудования печей и способов теплоутилизации. Достаточно подробно представлены материалы по технологии нагрева металла и составлению теплового баланса работы печей непрерывного и периодического действия.

В учебном пособии рассматриваются электромеханические системы типовых производственных механизмов. Приводится методика приведения параметров элементов электромеханических систем к валу двигателя, изучаются особенности взаимодействия электрической и механической частей привода.

В учебном пособии рассматриваются принципы работы и конструктивные особенности инверторов и преобразователей частоты, применяемых в системах регулируемого автоматизированного электропривода.

В учебнике представлена общая методика и частные варианты определения экономической эффективности внедрения средств электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства, а также методика экономической оценки систем энергообеспечения сельского хозяйства.

В практикуме даны задачи для самостоятельного освоения и закрепления материала дисциплины, приведены краткие методики и принципы расчета. Изложены общие указания и рекомендации по выполнению лабораторных работ, а также требования к оформлению отчетов по работам. Рассмотрены методические указания к курсовому проектированию по дисциплине. Даны нормативные и справочные сведения.

В учебнике рассмотрены задачи электроснабжения сельского хозяйства, электрические нагрузки сельскохозяйственных потребителей, сельские электрические сети и методы их расчета, электрическая аппаратура, релейная защита и автоматизация сетей, трансформаторные подстанции, резервные электростанции, монтаж, эксплуатация и ремонт установок сельского электроснабжения.

Учебное пособие «Теория электрических цепей» содержит теоретический материал и варианты решения задач по курсу ТЭЦ, изучаемые в первой части курса ТЭЦ. Разработано в соответствии с ФГОС ВПО по направлениям подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», «Радиотехника», «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и предназначено для студентов 1 курса студентов ФБТО для практических занятий и самостоятельной подготовки.

В учебном пособии представлены основные типы электронагревательных установок, режимы работы, порядок расчета и выбора. Также представлены теоретические сведения о принципах действия установок ультразвуковой, магнитной, электронно-ионной и электроимпульсной технологий.

Подробно изложены основные разделы дисциплины «Электропривод» в соответствии с требованиями государственных общеобразовательных стандартов для бакалавров и магистров, обучающихся по направлениям: 110800.62, 110800.68 – Агроинженерия и 140400.62, 140400.68 – Электроэнергетика и электротехника. Даны основные понятия электрического привода, рассмотрены вопросы электропривода постоянного и переменного тока. Изложены основы динамики и энергетики, а также особенности работы электроприводов в сельскохозяйственном производстве. Приведены примеры решений типовых задач в электронной среде Mathcad.

Изложены основы материаловедения для диэлектрических, проводниковых, полупроводниковых и магнитных материалов электроустановок систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов. Приведены электрические, тепловые,механические и другие характеристики проводников, диэлектриков, полупроводников и магнитов, даны области применения материалов в электроустановках различного назначения.

Рассмотрены общие вопросы электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики, источники и каналы передачи помех, методы и технические средства борьбы с радиопомехами, помехоустойчивость, а также методы испытаний и сертификации элементов вторичных цепей на помехоустойчивость, нормы по допустимым напряженностям электрических и магнитных полей промышленной частоты для персонала и населения.

В учебном пособии даны термины, определения и показана опасность воздействия напряжения прикосновения и шага на человека и сельскохозяйственное животное в электроустановках. Рассмотрены меры защиты работников в электрических сетях от поражения током при косвенном прикосновении к электрооборудованию путем автоматического отключения питания, уравниванием и выравниванием потенциалов, двойной изоляцией, сверхнизким напряжением, защитным электрическим разделением цепей, изолирующими помещениями, зонами и площадками.

В учебном пособии даны основные определения, классификация электроустановок в отношении мер электробезопасности, приведены определения искусственного и естественного заземлителей, рассмотрено явление стекания тока в землю через одиночные и групповые заземлители.

Рассмотрены основные термины, определения, механизмы поражения человека электрическим током и электромагнитным полем, факторы, определяющие степень опасности этих воздействий, влияние параметров электрического тока и электромагнитного поля на исход поражения человека при выполнении работ в электроустановках напряжением до и выше 1кВ. Представлены практические занятия, вопросы для самопроверки и ответы на экзаменационные вопросы.

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.

Изложены основные принципы построения математических моделей в задачах исследования физических процессов, решение задачи расчета установившихся режимов и анализа статической устойчивости электро-энергетических систем, а также задач синтеза и анализа логических схем, практические навыки использования современных методов компьютерного моделирования, в частности в программных системах Mathcad, Microsoft Excel, Electronics Workbench. Подготовлено в соответствии с основной образовательной программой подготовки бакалавра по направлениям 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и 110800 «Агроинженерия».

Пособие составлено в соответствии с ФГОС ВПО, содержит теоретические сведения, необходимые для подготовки к занятиям. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800.62 – Строительство, профили «Городское строительство и хозяйство», «Промышленное и гражданское строительство», «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВПО направления подготовки «бакалавр» и включает лабораторные работы, составлен перечень контрольных вопросов для самоподготовки, задачи для контрольной работы, представлены основные сведения из теории электрических машин, необходимые для предварительного освоения курса, а также список рекомендуемой литературы. Предназначено для расширения знаний студентов по направлению 13.03.02 (140400.62) – Электроэнергетика и электротехника, по профилю подготовки «Электропривод и автоматика».

Пособие представляет курс лекций, составлено в соответствии с ФГОС ВПО и программой дисциплины, содержит необходимый для теоретического изучения материал, в котором рассмотрены проблемы современной традиционной энергетики, приведены сведения о нетрадиционных и возобновляемых источниках энергии (НВИЭ), методах и способах их использования,а также сведения об устройствах преобразования НВИЭ в другие виды энергии. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 140400.68 – Электроэнергетика и электротехника.

В лабораторном практике приводятся теоретические сведения и методика проведения лабораторных работ, индивидуальные задания для выполнения этих работ по темам: защитные меры в электроустановках, основы электробезопасности, действие электрического тока на организм человека. Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 140400.62 – Электроэнергетика и электротехника, профилям подготовки: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», «Менеджмент в электроэнергетике и электротехнике».

Целью данных учебных заданий является дальнейшее ознакомление студентов с лексикой по специальности на базе текстов средней степени сложности, развитие навыков перевода, реферирования и аннотирования, а также активизация и накопление терминологической лексики. Материал разбит на четыре модуля, каждый из которых состоит из двух-трех текстов объединенных общей тематикой, серии упражнений, направленных на усвоение терминологической лексики и развитие навыков устного высказывания в виде презентации на заданную тему и письма.

Рассмотрены концептуальные, правовые, организационные, технические, финансовые и маркетинговые аспекты процесса управления энергосбережением и повышением энергетической эффективности в городском хозяйстве. Предложены вопросы для самоконтроля и групповых обсуждений на семинарских занятиях.

Настоящее учебное пособие предназначено для организации самостоятельной работы студентов направления «Теплоэнергетика и теплотехника» по дисциплине «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии». В пособие включены необходимые теоретические сведения, методики расчета и задания для самостоятельного решения.

В пособии рассмотрены общие вопросы инженерного проектирования, принципы и порядок проектирования основных типов электротехнических устройств и систем электроснабжения, вопросы технологического присоединения к электрическим сетям общего назначения, а также использования систем автоматизированного проектирования электротехнических устройств и комплексов.

В учебном пособии рассматриваются свойства классических полупроводниковых материалов и их применение в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Предназначено для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электропривод и автоматика» и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей.

Изложены основные разделы дисциплины «Электротехника и электроника». Приведено описание четырнадцати лабораторных работ. Каждая работа сопровождается теоретическим материалом в форме конспективного изложения основных разделов лекций, примерами расчетов и моделирования электрических цепей и электронных схем, расчетными домашними заданиями по обработке экспериментальных результатов. Компьютерный лабораторный практикум построен на базе современного программного комплекса TINA-8 компании Texas Instruments, упрощенную студенческую версию которого можно свободно получить на сайте http://www.ti.com/tool/tina-ti, и предназначен для формирования навыков, умений и компетенций в расчетах и экспериментальных исследованиях электрических цепей и электронных схем. Пособие может быть использовано как при традиционных, так и дистанционных технологиях обучения студентов.

Изложены основные разделы теории электрических цепей (ТЭЦ). Наряду с подробным изложением теоретического материала, соответствующего действующей программе учебной дисциплины ТЭЦ, приведены примеры решения конкретных задач и задания для самостоятельных компьютерных исследований с методическими указаниями по их выполнению при помощи программных систем MathСad и Micro-Cap.

Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения основных разделов теории цепей. В первой части пособия с единых позиций рассматриваются вопросы анализа линейных, нелинейных и дискретных цепей, находящихся под воздействием гармонических, периодических негармонических, непериодических и дискретных колебаний. Вторая часть пособия содержит материал об аналоговых и дискретных устройствах, входящих в состав радио- и проводной аппаратуры связи: электрических аналоговых и дискретных фильтрах, корректорах, генераторах, нелинейных преобразователях. Пособие может быть использовано как при традиционных, так и дистанционных технологиях обучения студентов.

Рассмотрены вопросы надежности электрооборудования и систем электроснабжения, основные термины и определения теории надежности, элементы математических методов планирования, обработки и анализа результатов эксперимента. Изложены методы расчета надежности систем электроснабжения, дано технико-экономическое обоснование ее повышения для электрооборудования и систем электроснабжения.

Учебное пособие соответствует Государственному стандарту дисциплины «Электротехника» для студентов высших учебных заведений. Содержит теоретический материал об электрических колебаниях и их свойствах, методах расчета электрических цепей. В ней рассмотрены нелинейные и трехфазные цепи, трансформаторы, электрические машины постоянного и переменного тока.

Учебное пособие содержит сведения об электронных средствах измерений электрических величин, предназначенных для исследования формы электрических сигналов, измерения интервалов времени, фазовых сдвигов, частоты, напряжения. Рассматриваются наиболее распространенные методы измерения перечисленных характеристик. Приведены основные составляющие погрешности указанных средств измерений и источники их возникновения.

В издании приведены сведения по основным свойствам двигателей внутреннего сгорания (ДВС), их производственной и технической эксплуатации в отраслях народного хозяйства. Рассмотрены вопросы обеспечения экономичности в использовании двигателей, устанавливаемых на машинах соответствующего назначения. Исследованы условия обеспечения работоспособности и исправности ДВС при их применении по назначению на предприятиях народного хозяйства.

Рассмотрены основы теории и расчета совмещенных бесщеточных возбудительных устройств нового поколения, в которых использовано нетрадиционное конструктивное, магнитное и электрическое совмещение в одной машине нескольких электромеханических преобразователей. Впервые даются основы проектирования таких возбудительных устройств, доведенных до сравнительно простых алгоритмов и методов расчета характеристик.

Учебное пособие предназначено для изучения дисциплины «Модели оптимизации развития электроэнергетических систем», кроме того, может быть использовано при изучении отдельных разделов спецкурсов и дисциплины «Электроэнергетические системы и сети». Наряду с изложением традиционных методов решения задач развития ЭЭС в предлагаемом учебном пособии рассмотрены новые подходы, нацеленные на решение задач развития в условиях перехода к рыночной экономике. К ним относятся формирование критериев в задачах управления и развития электроэнергетики с учетом многосубъектности, методы технико-экономических расчетов, модели экологических критериев, многокритериальный анализ в условиях неопределенности и другие.

В издании даны описания пяти лабораторных работ, позволяющих экспериментально пронаблюдать преобразование детерминированных сигналов в нелинейных радиотехнических цепях и проверить методы математического описания этих преобразований. В практикуме приведены порядок выполнения работ, требования к оформлению отчетов, рекомендации по подготовке к работам, а также расчетную часть. Приведены основные расчетные соотношения.

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.

Включены олимпиадные задачи по электрическим цепям постоянного тока, электрическим цепям синусоидального и несинусоидального тока и по переходным процессам в цепях с сосредоточенными параметрами.

Разобраны примеры создания твердотельных моделей основных деталей двигателей внутреннего сгорания. Для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания».

Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного СFD-пакета AVL FIRE. Приведены методы разбиения расчетной области на контрольные объемы для случаев с одной и несколькими подвижными границами, проанализированы особенности задания исходных данных расчета для двигателя с воспламенением от электрической искры и дизеля, результаты расчетов в двух- и трехмерном представлении, создание анимированных результатов.