Detail předmětu

Power Plant Electrical Equipment

FEKT-MPA-ELEAk. rok: 2023/2024

Předmět se věnuje základním elektrickým zařízením pro výrobu elektrické energie v klasiských elektrárnách a teplárnách. Důraz je kladen na provozní vlastnosti synchronních strojů, které určují způsob řízení výkonu v elektrizační soustavě. Studenti se prostřednictvím laboratorní výuky seznámí se zařízeními pro chránění generátorů a také si prohloubí znalosti z elektrických strojů při měření na modelu generátorového soustrojí. Další část je věnována elektrickým zařízením pro vyvedení výkonu generátoru a zařízením vlastní spotřeby elektrárny.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Vstupní znalosti

Student by měl znát principy přeměny primární energie na energii elektrickou používané v konvenčních elektrárnách, umět popsat a vysvětlit Rankin-Clausiův tepelný okruh i princip činnosti synchronních strojů. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia, ale je vhodné mít absolvovány kurzy Výroba elektrické energie a Elektrické stroje.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Během semestru mohou studenti získat až 50 bodů z celkového hodnocení předmětu - max. 20 bodů za projekty, max. 12 bodů za zpracování laboratorních úloh a max. 18 bodů v závěrečném testu. Podmínkou udělení zápočtu je získat minimálně polovinu bodů ve všech bodovaných aktivitách.
Závěrečná zkouška je písemná (max. 50 bodů). Je zaměřena na orientaci v tematických okruzích předmětu, tak jak jsou definovány v osnově předmětu. Podmínkou úspěšného absolvování předmětu je získat minimálně polovinu bodů.

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

Učební cíle

Předmět si klade za cíl doplnit a rozšířit znalosti o výrobě elektrické energie v elektrárnách a teplárnách. Je zaměřen především na jejich elektrickou část - provozní stavy synchronních alternátorů a způsoby jejich chránění, dimenzování a kontrolu zdrojů pro vlasní spotřebu elektrárny.
Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit způsoby zvyšování účinnosti klasické parní elektrárny,
- popsat dva základní typy konstrukce synchronního alternátoru,
- vysvětlit princip jejich činnosti,
- definovat provozní stavy synchronního alternátoru
- popsat chování synchronního alternátoru při zkratu ze stavu naprázdno,
- popsat základní elektrické ochrany alternátoru,
- diskutovat výhody a nevýhody jednotlivých způsobů připojení alternátoru do sítě,
- vyjmenovat základní zařízení vlastní spotřeby elektrárny,
- popsat způsob dimenzování zdroje pro napájení vlastní spotřeby.

Základní literatura

Donald Reimert. Protective Relaying for Power Generation Systems. CRC Press 2006. ISBN 9780824707002. (EN)
Elliot, T.C., Chen, K., Swanekamp, R.C. Standard Handbook of Power Plant Engineering. McGraw-Hill Companies, Inc. ISBN 0-07-019435-1 (EN)
Kiameh, P. Power Plant Electrical Equipment and Systems Handbook. 2nd Edition. McGraw-Hill Professional Publishing, 2013. ISBN 9780071799850. (EN)
S. N. Singh. ELECTRIC POWER GENERATION: TRANSMISSION AND DISTRIBUTION. ‎ PHI Learning 2nd Revised edition 2008. ISBN 978-1-119-18019-7. (EN)

Doporučená literatura

Blackburn, J. L., Domin, T. J. Protective Relaying: Principles and Applications. 4th Edition. CRC Press 2014. ISBN 978-1439888117. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-EEN magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program MPA-EAK magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Osnova

1. Zvyšování účinnosti tepelných okruhů parních elektráren
2. Konstrukce synchronních strojů, princip činnosti, základní parametry, zkoušky
3. Synchronní alternátor v ustáleném chodu - fázorový diagram a náhradní schéma, rovnice napětí
4. Provoz alternátoru do tvrdé sítě, úhlové charakteristiky synchronního alternátoru
5. Provozní diagram turboalternátoru, fázování synchronního generátoru do sítě
6. Budící soustavy a regulace napětí synchronního alternátoru
7. Úhlové charakteristiky synchronního alternátoru s regulací buzení
8. Primární regulace činného výkonu a frekvence, řízení elektrárenského bloku při ostrovním provozu
9. Přechodné děje synchronního alternátoru - třífázový zkrat, abnormální provozní stavy alternátoru
10. Ochrany generátorů
11. Vyvedení výkonu generátoru, řešení hlavního schématu elektrárny
12. Vlastní spotřeba elektrárny, velikost zdrojů pro vlastní spotřebu a jejich návrh a kontrola
13. Pohony ve vlastní spotřebě elektráren - použití a volba elektromotorů, charakteristiky poháněných zařízení

Cvičení odborného základu

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Obed Muhayimana

Osnova

1. Optimální parametry regenerace a přihřívání v tepelném okruhu parní elektrárny
2. Výpočet a grafické zobrazení úhlových charakteristik synchronního alternátoru, záloha statické stability. 

Laboratorní cvičení

18 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Obed Muhayimana

Osnova

1. Testování ochrany při nesymetrickém zatížení generátoru.
2. Měření vypínací charakteristiky rozdílové ochrany generátoru.
3. Měření základních parametrů synchronního alternátoru
4. Měření přechodného děje při fázování generátoru
5. Měření synchronního alternátoru při náhlém trojfázovém zkratu.

Projekt

9 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Osnova

1. Program pro konfiguraci a nastavení ochranného terminálu točivého stroje.
2. Výpočet a grafické zobrazení úhlových charakteristik synchronního alternátoru, záloha statické stability.
3. Úhlové charakteristiky alternátoru s regulací buzení.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz