Detail předmětu

Kvalita elektrické energie a EMC

FEKT-LPQ1Ak. rok: 2011/2012

Kvalita elektrické energie charakterizovaná stabilním sinusovým, ve třífázové soustavě souměrným napětím se jmenovitým kmitočtem, není dána pouze kvalitou její výroby, ale i kvalitou spotřeby. Zpětné působení jednotlivých prvků výkonových systémů a jejich slučitelnost a spolupráce jak v sítích průmyslových, tak i energetických je náplní tohoto kurzu. Na příkladech konkrétních zařízení jsou demonstrovány mechanismy nízkofrekvenčního rušení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Student se seznámí s podmínkami dodávky kvalitní elektrické energie, s mechanizmy a zdroji nízkofrekvenčního rušení šířeného po vedení a s principy a postupy zajištění slučitelnosti spotřebičů s napájecí sítí.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení laboratorních a počítačových cvičení. Bodové hodnocení písemné a ústní zkoušky podle pravidel FEKT.

Osnovy výuky

Elektromagnetická kompatibilita ve výkonových systémech. Definice a význam EMC, kompatibilní úrovně, kvalita elektrické energie.
Rozdělení typů nízkofrekvenčního rušení. Obecný přehled zpětných vlivů spotřebičů na napájecí síť.
Základní legislativa česká, evropská, mezinárodní.
Harmonické zkreslení proudu, definice, zdroje, výpočty a měření.
Šíření harmonických, frekvenční charakteristiky elektrických sítí.
Vliv harmonického zkreslení proudu na zatížení a dimenzování napájecích vedení a transformátorů, na funkci jistících, ochranných a měřících prvků.
Deformace napětí. Vznik, vliv sériové a paralelní rezonance, šíření deformace napětí a její důsledky.
Napěťové události. Poklesy, zvýšení a přerušení napájení, definice, třídění, původ napěťových událostí a jejich šíření.
Měření a vyhodnocování, dopady a důsledky, odolnost spotřebičů na poklesy a výpadky napětí.
Kolísání napětí a rychlé změny. Definice, původ a šíření kolísání a rychlých změn napětí. Rušivý vliv kolísání napětí, blikání svět. zdrojů, měření a vyhodnocování.
Asymetrie napětí. Definice, příčiny vzniku, zdroje. Typy nesymetrie napětí, měření a velikosti nesymetrie napětí, důsledky a dopady.
Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejné distribuční sítě.
Analyzátory sítí a monitory kvality elektrické energie. Měření v oblasti nízkofrekvenčního rušení. Převodníky napětí a proudů.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s typy a zdroji nízkofrekvenčního rušení, s elektromagnetickou kompatibilitou spotřebičů v nízkofrekvenční oblasti, s jejich zpětnými rušivými vlivy, měřením v oblasti nízkofrekvenčního elektromagnetického rušení šířeného po vedení a související kvalitou elektrické energie.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

KORENC, V., HOLOUBEK, J. Kompenzace jalového výkonu v praxi. IN-EL, Praha 1999, 123 stran, ISBN 80-86230-07-4 (CS)
Kůs, V. Vliv polovodičových měničů na napájecí soustavu. BEN, Praha 2002, 184 stran, ISBN 80-7300-062-8 (CS)

Doporučená literatura

Vaculíková, P. a kol. Elektromagnetická kompatibilita elektrotechnických systémů. Grada Publishing, Praha 1998, 504 stran. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-EEN , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Elektromagnetická kompatibilita ve výkonových systémech. Definice a význam EMC, kompatibilní úrovně, kvalita elektrické energie.
Rozdělení typů nízkofrekvenčního rušení. Obecný přehled zpětných vlivů spotřebičů na napájecí síť.
Základní legislativa česká, evropská, mezinárodní.
Harmonické zkreslení proudu, definice, zdroje, výpočty a měření.
Šíření harmonických, frekvenční charakteristiky elektrických sítí.
Vliv harmonického zkreslení proudu na zatížení a dimenzování napájecích vedení a transformátorů, na funkci jistících, ochranných a měřících prvků.
Deformace napětí. Vznik, vliv sériové a paralelní rezonance, šíření deformace napětí a její důsledky.
Napěťové události. Poklesy, zvýšení a přerušení napájení, definice, třídění, původ napěťových událostí a jejich šíření.
Měření a vyhodnocování, dopady a důsledky, odolnost spotřebičů na poklesy a výpadky napětí.
Kolísání napětí a rychlé změny. Definice, původ a šíření kolísání a rychlých změn napětí. Rušivý vliv kolísání napětí, blikání svět. zdrojů, měření a vyhodnocování.
Asymetrie napětí. Definice, příčiny vzniku, zdroje. Typy nesymetrie napětí, měření a velikosti nesymetrie napětí, důsledky a dopady.
Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejné distribuční sítě.
Analyzátory sítí a monitory kvality elektrické energie. Měření v oblasti nízkofrekvenčního rušení. Převodníky napětí a proudů.

Cvičení odborného základu

2 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Definice nelineárního spotřebiče, rozbor harmonických složek při různých průbězích okamžitých hodnot; výpočet šíření harmonických; dimenzování transformátorů, vodičů a kabelů zatížených harmonickými; návrh pasivních a aktivních filtrů.

Cvičení na počítači

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Modelování zdrojů nízkofrekvenčního rušení na PC.
Komplexní výpočty elektrických sítí.

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Přesnost měření efektivní hodnoty různými typy přístrojů.
Měření charakteristik odběru spotřebičů.
Ověření sčítání harmonických složek proudu více spotřebičů.
Ověření sčítání neharmonických proudů ve středním vodiči.
Měření na kompenzačním filtru.
Měření odolnosti spotřebiče na poklesy a krátkodobé výpadky napětí.
Blikání světelných zdrojů způsobené kolísáním napětí.
Vliv nesymetrie a deformace napětí na chod asynchronního motoru.
Velikost a deformace napětí v třífázové soustavě zatížené jednofázovými zátěžemi v závislosti na deformaci odebíraného proudu, nesymetrii zátěže a impedanci středního vodiče.
Měření charakteristik napětí a jejich vyhodnocení.