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

5

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