Detail předmětu

Distribuční a průmyslové sítě

FEKT-MPC-MEZAk. rok: 2022/2023

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,
- definovat základní druhy přepěťových jevů v distribuční síti
- aplikovat teorii vlnového šíření přepětí na výpočet ochranné vzdálenosti svodiče
- popsat způsob hodnocení a ukazatele spolehlivosti dodávky elektrické energie.

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 „osoby znalé pro samostatnou činnost“, 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

1. Charakteristika jednotlivých typů distribučních sítí, jejich vlastnosti a použití.
2. Kompenzovaná sítˇ- konstrukce, ladění a dimenzování zhášecí tlumivky.
3. Způsob lokalizace zemního spojení, ochrany při zemních spojeních.
4. Charakteristiky napětí v DS, příčiny poklesů a přerušení napětí.
5. Regulace napětí v distribuční síti.
6. Připojování zdrojů rozptýlené výroby do distribučních sítí.
7. Ochrany proti přepětí – druhy, použití, parametry, ochranná vzdálenost svodiče
8. Ochrany distribučních a průmyslových sítí – nadproudové, srovnávací a distanční ochrany vedení, automatiky OZ.
9. Ukazatele spolehlivosti jako náhodné veličiny.
10. Nepřetržitost jako součást kvality dodávky, oceňování spolehlivosti.

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 současně používané 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.
Ing. Vít Krčál

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.
Ing. Vít Krčál
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.
Ing. Vít Krčál

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