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

Книга предназначена для студентов в качестве учебного пособия к теоретическим и практическим занятиям по одноименному курсу. Имеет своей целью дать студентам необходимое теоретическое понимание и возможность подготовки и выполнения практических занятий по дисциплине «Электрическая часть станций и подстанций». Характеризует задачи и объем учебного расчета электрической части станций и подстанций напряжением 6(10) – 110(35) кВ электроэнергетической системы, в ней содержатся указания о задачах, последовательности и методике проработки конкретных разделов изучаемой дисциплины. Приводятся рекомендации по составу учитываемых технических и экономических характеристик, по критериям конкретных решений и по учету нормативных материалов и рекомендаций технической литературы. Формулируются требования к глубине проработки каждого из разделов, которые закрепляются соответствующими заданиями для самостоятельного выполнения.

Учебное пособие представляет собой набор из шестнадцати задач по энергосбережению и повышению энергетической эффективности систем электроснабжения и потребителей электроэнергии. Каждая из задач имеет соответствующее теоретическое введение и задание на выполнение расчетов. Теоретическое введение позволит студентам полнее понять сущность предлагаемой задачи, более рационально выполнить ее решение и сделать правильные выводы о возможностях ее практического применения. Все предлагаемые задачи характерны для реальной инженерной практики, поэтому должны помочь студентам использовать полученные теоретические знания для их практического применения.

В лабораторном практикуме приводятся теоретические сведения и методики проведения лабораторных работ второго семестра изучения дисциплины «Электрические станции и подстанции» по темам: способы включения на параллельную работу и управление режимами синхронных генераторов.

В лабораторном практикуме приводятся теоретические сведения и методики проведения лабораторных работ первого семестра изучения дисциплины «Электрические станции и подстанции» по темам: способы пуска, самозапуска синхронных и асинхронных электродвигателей, автономная работа синхронного генератора.

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.

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

Учебное пособие представляет собой набор задач по энергосбережению и повышению энергетической эффективности систем электроснабжения, потребителей и электроприемников. Для каждой задачи дано теоретическое введение, позволяющее студенту полнее понять задачу и принять наиболее рациональное ее решение. Все задачи сформированы на основе кейс-технологии обучения. С этой целью студентам предлагаются задачи, характерные для реальной инженерной практики в области энергетики. Постановки задач предполагают необходимость для студента не только знания расчетных выражений и понимания физического смысла решаемых задач, но и обоснования принимаемых им решений. Каждый студент получает индивидуальные исходные данные в соответствии с заданным ему вариантом.

Изложены режимные свойства и режимные задачи электростанций и энергосистем. Показана их важность для составления энергетических балансов мощности и электроэнергии. Специальное внимание уделено взаимосвязи энергетических балансов и коммерческих задач электроэнергетического рынка. Приведены принципы и методы оптимизации энергетических режимов.

Энергетические балансы мощности и выработки электроэнергии играют большую роль в управлении режимами электроэнергетических систем. Такие балансы необходимо составлять на всех стадиях планирования режимов. В настоящем пособии рассмотрено только оперативное планирование (на сутки вперед), которое лежит в основе работы электрических станций, электрических сетей и обеспечения потребителей электроэнергией. Учебное пособие дает алгоритм решения задачи планирования от прогнозирования графика нагрузки до принятия решений по управлению режимом при влиянии случайных факторов. Для более полного усвоения темы и закрепления знаний студенты выполняют расчетно-графическую работу «Составление балансов мощности и выработки электроэнергии в электроэнергетической системе». В связи с этим в тексте даны теоретические пояснения и методика расчетов оперативных балансов для энергосистемы c разными типами электростанций.

Учебное пособие содержит описание математических моделей элементов электрических систем и сетей, которые используются в расчетах установившихся режимов по специализированным программно-вычислительным комплексам. Рассматриваются вопросы подготовки данных и анализа результатов расчета установившихся режимов. Приводятся теоретические материалы и задания для практических расчетов в задачах определения области допустимых режимов и регулирования напряжения электрических сетей, повышения пропускной способности электропередачи, повышения качества электрической энергии и снижения потерь мощности.

Приведены основные сведения об электроустановках, дана краткая характеристика всех типов электростанций. Изложены вопросы выбора генераторов, трансформаторов, токоограничивающих реакторов, коммутационных аппаратов, измерительных трансформаторов тока и напряжения, линий нагрузки и связи с энергосистемой, сборных шин и ошиновок при проектировании тепловых электростанций. Большое внимание уделено особенностям конструкции и режимам работы автотрансформаторов. Рассмотрена методика расчета токов коротких замыканий и отдельных их составляющих для выбора и проверки электрооборудования. Представлены наиболее распространенные электрические схемы распределительных устройств, указаны их области применения и основные свойства. Приведены примеры фрагментов принципиальных схем электрических соединений электрооборудования, даны указания по составлению на их основе полной принципиальной электрической схемы электростанции. Отдельный раздел посвящен примерам решения задач, закрепляющих практические навыки по разработке структурных схем электростанций и выбору электрооборудования.

Представлены основные положения дифференциально-эксергетического подхода к термодинамическому анализу процессов в энергоблоках ТЭЦ. Разработаны методы расчета, анализа и оптимизации режимов работы ТЭЦ. На основе разработанных программно-вычислительных комплексов проведены серии расчетов по анализу работы Улан-Баторской ТЭЦ-4 и Новосибирской ТЭЦ-5. Проведены расчеты по оптимизации режимов Новосибирской ТЭЦ-2 и Бийской ТЭЦ. Выполнен анализ расчетов и сформулированы выводы.

В учебно-методическом пособии изложены основы реализации методологии решения исследовательских задач, предложены инструменты и методы постановки и планирования эксперимента, моделирования опасных процессов и защиты от последствий на объектах тепловой и атомной энергетики, инструменты и методы статистической обработки результатов эксперимента, а также вопросы стандартизации и оценки безопасности строительства.

Содержит материалы для подготовки и выполнения лабораторных работ по основным разделам дисциплины «Электрические сети и системы», вопросы и тестовые задания к зачету по лабораторным работам.

Представлены основные сведения об электротехническом оборудовании и схемах электрических соединений электростанций и 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 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.

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.

Системно и в полном объеме рассмотрены вопросы экономики и организации энергетического производства, учтены существующие в настоящее время отраслевые положения и современная нормативно-правовая база, регулирующая рыночные отношения в энергетике.

Представлены экспериментальные исследования кожухотрубного теплообменника на испытательном стенде, установленном в Ираке. При испытаниях температура теплоносителя изменялась в диапазоне от 40 до 60 °C с шагом 5 °C. Расходы жидкости состовляли 800 – 1800 л/ч и 700 – 1000 л/ч для разных теплоносителей соответственно. Результаты показали, что нагруки теплообменника колебалось от 2,146 до 11,7 кВт. Коэффициент передачи изменялся от 220,1 до 693,5 Вт/(м2·К) для всего диапазона температур и расходов жидкости

Рассматривается возможность оптимизации тепловых схем ТЭС на основе применения абсорбционного бромисто-литиевого теплового насоса в технологическом цикле электростанции, что позволит обеспечить надежность работы энергетического оборудования современных энергоблоков ТЭС при номинальных нагрузках и повысить КПД электростанции в целом

Представлены результаты экспериментальных исследований процесса сжигания твердого топлива в среде с активированным окислителем. Анализ динамических характеристик показывает, что при активации кислорода воздуха интенсивность исследуемого процесса возрастает. Это, в свою очередь, влияет на качество выгорания угольной пыли

Одним из путей повышения эффективности топливоиспользования на ТЭЦ является обеспечение их в системах управления технологическими процессами современными методами и алгоритмами эксергетического анализа режимов работы. Традиционные методики анализа режимов работы ТЭЦ строятся на базе «физического метода», который не позволяет термодинамически корректно оценить эффективность режимов работы и КПД котельного, турбинного отделений ТЭЦ и в целом ТЭЦ по отпуску тепло- и электроэнергии, что не позволяет в полной мере использовать новые возможности технических средств. Сегодня практически полностью отсутствуют количественные оценки эксергетической эффективности режимов работы ТЭЦ, помогающие наиболее рационально использовать имеющийся как энергетический потенциал, так и потенциал систем управления технологическими процессами ТЭЦ. В связи с этим на основе дифференциального эксергетического подхода предложена методика анализа КПД котельной, турбинной подсистем и в целом ТЭЦ, удельных расходов условного топлива по отпуску электроэнергии и теплоэксергии, структурных эксергетических коэффициентов. Представлены результаты расчетов ТЭЦ с двумя теплофикационными энергоблоками Т-180/210. Эксергетический КПД ТЭЦ по отпуску теплоэксергии составляет 0.275, удельный расход условного топлива – 0,447 кг у.т/кВт·ч; КПД и удельный расход условного топлива по отпуску электроэнергии ТЭЦ 0,417 и 0,295 кг у.т/кВт·ч, соответственно.

В статье рассмотрен вопрос проведения энергоаудита государственными и частными предприятиями. Особое внимание обращается на сроки проведения энергоаудита. На основе проведенного обзора определена степень необходимости проведения энергоаудита.

Экспериментально исследованы процессы растекания импульсного тока с шаровых электродов и электрический пробой в кварцевом песке. При плотностях тока на электроде больше критической величины происходит нелинейное уменьшение сопротивления заземления в результате искрообразования в грунте. Определены значения критической напряженности электрического поля ионизациия и пробоя. Показано, что на электроде развивается ионизационно-перегревная неустойчивость, которая приводит к контракции тока и образованию плазменных каналов.

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.

Методические указания содержат рекомендации по выполнению курсового проекта по дисциплине «Электрические станции и подстанции», требования к его структуре и оформлению, основные теоретические сведения.

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

В пособии изложены наиболее важные положения учебного курса: основные принципы и определения; практические методы анализа статической и динамической устойчивости параллельной работы синхронных электрических машин и нагрузки; средства обеспечения устойчивости. Освещены основы метода малых колебаний, примеры его применения при анализе апериодической и колебательной устойчивости электроэнергетических систем.

Разработаны технология и методика назначения параметров изготовления теплоизоляционных материалов (ТИМ) из базальтовых волокон методом фильтрационного осаждения. Предложена методика определения геометрических размеров образцов ТИМ на основе базальтовых волокон и стеклянных микросфер. Экспериментально установлено, что указанные ТИМ при нагреве до температуры 400 °С обладают низкой теплопроводностью, равной 0,04 Вт/(м·K). Намечены пути дальнейших исследований ТИМ с другими, более теплостойкими связующими.

"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."""

"В учебном пособии рассмотрены фундоментальные законы, положенные в основу формирования, протекания, интенсификации и повышения энергоэффективности технологических процессов АПК. Особое внимание уделено основам системного анализа методологии выявления основных фактов, определяющих энергоемкость продукции. Представлены методики оценки энергоэффективности электротехнологических процессов (ЭТП) сельскохозяйственного производства. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Энергетика технологических процессов в АПК"" и предназначено для магистров энергетического факультета, обучающихся по специальности ""Агроинженерия"". Учебное пособие также может быть использовано студентами, аспирантами, научными сотрудниками и инженерами, работающими в различных областях АПК."""

"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."""

Физики внедрили солнечную батарею в облицовку стен.

До 90 % света, падающего на стекло, можно превратить в электричество.

Методические указания содержат рекомендации по выполнению курсовой работы по электроснабжению населенного пункта, основные теоретические сведения, требования к ее структуре и оформлению.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, решаемые при создании электротехнических комплексов для предприятий нефтегазовой отрасли. Представлены кратко характеристики электроприемников и источников питания. Приведены методы электрических расчетов, выбора параметров элементов и схем системы электроснабжения, расчетов токов короткого замыкания. Рассмотрены вопросы компенсации реактивной мощности и качества электроэнергии, безопасности и устройства заземлений. Приведены сведения по релейной защите и автоматизации систем.

Рассмотрены вопросы организации электроснабжения предприятий телекоммуникаций и его резервирования. Приведены основные сведения по элементной базе устройств электропитания с учетом последних достижений и тенденций ее развития. Большое внимание при изложении материала уделено принципам управления и физическим процессам в современных высокочастотных устройствах преобразования электрической энергии. Рассмотрены принципы построения и основные характеристики как самих цифровых преобразовательных устройств, так и систем электропитания телекоммуникационной аппаратуры, выполненных на базе этих устройств. Рассмотрены вопросы организации мониторинга и управления в системах бесперебойного электропитания, а также вопросы надежности этих систем.