Detail předmětu

Distribuční a průmyslové sítě

FEKT-MPC-MEZAk. rok: 2021/2022

Předmět se věnuje provozu distribučních a průmyslových sítí a to jak z hlediska požadavků na kvalitu elektrické energie, tak na spolehlivost dodávky. Vysvětleny jsou způsoby provozování a poruchové stavy těchto sítí a způsob jejich chránění, dále také problematika připojování zdrojů rozptýlené výroby. Část předmětu je věnována současně používaným standardům pro hodnocení spolehlivosti dodávky elektrické energie. 

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Výsledky učení předmětu

Absolvent tohoto předmětu by měl umět
- popsat provoz a způsob dimenzování kompenzovaných sítí,
- vysvětlit rozdíly v chránění a způsobu lokalizace zemních spojení v izolované a kompenzované síti,
- vyjmenovat základní charakteristiky napětí,
- vysvětlit způsob regulace napětí v charakteristickém bodě distribuční sítě,
- posoudit vliv lokálního zdroje na kvalitu napětí v místě jeho připojení,
- popsat způsob hodnocení a ukazatele spolehlivosti dodávky elektrické energie,

- popsat statickou a dynamickou podporu výrobních modulů (FVE).


Prerekvizity

Student by měl znát principy řešení nesymetrických poruch v elektrických sítích, umět popsat a vysvětlit základní principy nadproudových a distančních ochran. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia, ale je vhodné mít absolvován kurz Rozvodná zařízení.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Bodové hodnocení je sestaveno ze zápočtu max 40b. a ústní zkoušky max 60b. Aktivity během semestru se skládají ze samostatného projektu max 15b., písemného testu z provozu distribučních soustav max. 15b. a písemného testu ze spolehlivosti distribučních sítí max. 10b. Minimální počet bodů pro udělení zápočtu je zisk 20b z uvedených aktivit. Písemná část ověřuje schopnost studentů aplikovat teoretické znalosti na stanovení poměrů v síti během poruchových stavů a orientovat se v oblasti spolehlivosti provozu DS. Ústní část je zaměřena na jejich orientaci v tématických okruzích definovaných osnovou předmětu.

 

Osnovy výuky

    Charakteristika jednotlivých typů distribučních sítí, jejich vlastnosti a použití.

    Distribuční sítě VN (možnosti provozu, kritéria posuzující vhodnost způsobu uzemnění, popis jednotlivých způsobů uzemnění – výhody nevýhody)

    Kompenzovaná soustava - zhášecí tlumivka, ladění tlumivky, rozladění, tlumení a nesymetrie, provoz kompenzované soustavy

    Způsob lokalizace zemního spojení, ochrany při zemních spojeních, charakteristika ZS

    Regulace napětí v distribuční síti

    Způsoby regulace napětí na linkách VN a NN, problematika regulace napětí

    Požadavky na výrobní moduly připojované do distribuční soustavy (statická a dynamická podpora sítě)

    Kvalita elektrické energie

            úvod (kvalita napětí, emise, odolnost), rušivé jevy, kompatibilní úrovně, národní legislativa definující kvalitu napětí

            charakteristika napětí v DS: význam a limity

    Spolehlivost distribučních sítí

             základní pojmy, definování a popis ukazatelů nepřetržitosti distribuce

             regulace nepřetržitosti distribuce – cíle a nástroje

             určení nákladů na přerušení

     

    Učební cíle

    Předmět má studenty seznámit s provozem distribučních a průmyslových sítí. Cílem je seznámit studenty s podstatou poruchových stavů těchto sítí a způsobu jejich chránění. V poslední části předmětu je záměrem přiblížit problematiku kvality elektrické energie a standardy pro hodnocení spolehlivosti dodávky elektrické energie.

     

      

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

    Laboratorní výuka je povinná, řádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.

    Základní literatura

    Haluzík, E.; Weidinger, L.; Krátký, M.; Ochrany a jištění energetických zařízení, skriptum VUT, Brno (CS)
    Skala, P.; SPOLEHLIVOST DISTRIBUCE ELEKTRICKÉ ENERGIE ZÁKAZNÍKŮM, skriptum VUT, Brno, 2011 (CS)
    TOMAN, P.; DRÁPELA, J.; MIŠÁK, S.; ORSÁGOVÁ, J.; PAAR, M.; TOPOLÁNEK, D.; BOK, J.; NOVOTNÝ, J.; ŠKODA, J. Provoz distribučních soustav. 1. 1. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2011. 264 s. ISBN: 978-80-01-04935- 8. (CS)

    Doporučená literatura

    Monticelli, A.: State Estimation in Electric Power Systems - A Generalized Approach, 978-0-7923-8519-6 (CS)

    Elearning

    eLearning: aktuální otevřený kurz

    Zařazení předmětu ve studijních plánech

    • Program MPC-EEN magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

    Typ (způsob) výuky

     

    Přednáška

    26 hod., nepovinná

    Vyučující / Lektor

    prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.
    doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.

    Osnova

    1. Řešení soustav různých napětí z hlediska spojení uzlů vinutí transformátorů, jejich vlastnosti a použití.
    2. Provoz kompenzované sítě - konstrukce a ladění zhášecí cívky, lokalizace poruch.
    3. Napěťové poměry v distribučních sítích - regulace napětí v charakteristickém bodě.
    4. Nesymetrie napětí v distribuční síti, napájení elektrické trakce.
    5. Připojování zdrojů rozptýlené výroby do distribučních sítí.
    6. Negativní zpětné vlivy průmyslových instalací a lokálních zdrojů.
    7. Ochrany před přepětím.
    8. Ochrany a automatiky distribučních vedení.
    9. Dálkové ovládání, měření a přenos informací.
    10. Spolehlivost elektrických sítí.
    11. Ukazatele spolehlivosti jako náhodné veličiny
    12. Nepřetržitost jako součást kvality dodávky. Oceňování spolehlivosti dodávky.
    13. Metody odhadu spolehlivosti elektrických sítí, využití v optimalizačních úlohách.

    Cvičení odborného základu

    6 hod., nepovinná

    Vyučující / Lektor

    prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.
    doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.

    Osnova

    1. Dimenzování zhášecí cívky pro zadanou síť.
    2. Výpočet proudu zemního spojení v izolované a kompenzované síti.
    3. Návrh kompenzačního zařízení a jeho začlenění do průmyslové sítě.


    Cvičení na počítači

    16 hod., povinná

    Vyučující / Lektor

    prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.
    doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.

    Osnova

    1. Základy práce v programu PSCAD
    2. Modelování prvků distribuční sítě v programu PSCAD
    3. Modelování prvků distribuční sítě v programu PSCAD
    4. Modelování poruch v distribuční síti v programu PSCAD
    5. Individuální projekt v programu PSCAD
    6. Individuální projekt v programu PSCAD
    7. Simulace spolehlivosti jednoduchého vývodu vn nesekvenční metodou MONTE CARLO
    8. Simulace spolehlivosti jednoduchého vývodu vn nesekvenční metodou MONTE CARLO

    Laboratorní cvičení

    4 hod., povinná

    Vyučující / Lektor

    doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.

    Osnova

    1. Měření na modelu vedení vn - lokátory poruch
    2. Měření na modelu sítě vn - vliv rozladění tlumivky na reziduální proud zemního spojení

    Elearning

    eLearning: aktuální otevřený kurz