Detail předmětu

Substations and Lines

FEKT-MPA-ESVAk. rok: 2024/2025

Popis základních částí a příslušenství elektrických stanic. Provoz, dimenzování a chránění transformátorů. Uzemňovací soustavy rozvoden a transformoven. Řídicí systém elektrické stanice. Teorie tepelného a mechanického namáhání vodičů vlivem provozního zatížením a zkratových proudů. Teorie mechanického namáhání nesymetricky zavěšeného vodiče za daných klimatických podmínek. Praktické zkušenosti získají studenti zpracováním projektu napájecí trafostanice a také v laboratorních cvičeních, kde si ověřují správné nastavení rozdílové ochrany transformátoru nebo řeší blokování přístrojů na simulátoru rozvodny.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány základní znalosti o dimenzování silových vedení, schématech a provedeních rozvodných zařízení elektrických stanic. Student zapsaný v předmětu by měl umět popsat a vysvětlit princip činnosti a náhradní schéma transformátoru. Předpokládá se i jeho orientace ve funkčních principech základních typů ochran. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia, ale je vhodné mít absolvovány kurzy Distribuce elektrické energie a 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.

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Během semestru mohou studenti získat až 50 bodů z celkového hodnocení předmětu - max. 16 bodů za projekty, max. 12 bodů za zpracování laboratorních úloh a max. 22 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 zameškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače se současným stavem zařízení elektrických stanic především na úrovni vn a vvn, s důrazem na provoz a chránění transformátorů. Dále pak informovat o současných řídicích systémech elektrických stanic. Podat ucelený soubor informací o teoretických základech dimenzování rozvodných zařízení a vodičů.
Absolvent tohoto předmětu by měl zvládnout
- charakterizovat základní typy elektrických stanic,
- použít vhodné uspořádání přípojnicových systémů rozvodných zařízení v projektu napájecí trafostanice,
- zvolit vhodný výkon a počet transformátorů pro napájecí trafostanici,
- aplikovat základní blokovací podmínky pro řešení blokování jednotlivých přístrojů v odbočkách rozvodných zařízení,
- rozlišovat zařízení jednotlivých úrovní řídicího systému elektrické stanice,
- popsat a vysvětlit systém chránění transformátoru,
- vypočítat nastavení rozdílové ochrany transformátoru,
- zkontrolovat silové vedení na tepelné a dynamické účinky zkratu,
- navrhnout uzemnění trafostanice podle požadovaného odporu uzemnění.

Základní literatura

Bhide S. R. Digital Power System Protection. ‎ PHI Publisher; 1st edition 2014. ISBN 978-8120349797. (EN)

Doporučená literatura

Ziegler, G. Numerical Distance Protection: Principles and Applications. 4th edition, 2011. ISBN 978-3-895-78667-9. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Osnova

1. Elektrické stanice - základní pojmy a členění, schémata střídavých rozvodných zařízení
2. Zásady projektování trafostanic - stanovení instalovaného výkonu trafostanice, volba uspořádání a parametrů rozvodných zařízení
3. Transformátory - parametry, způsob provozu, stanoviště transformátorů
4. Transformátory - chránění transformátorů
5. Dimenzování kabelových vedení vn a vvn – oteplení vodičů procházejícím proudem
6. Účinky zkratů na rozvodná zařízení - teorie tepelného a dynamického namáhání vodičů zkratovým proudem.
7. Venkovní vedení - mechanika nesouměrně zavěšeného vodiče, stavová rovnice
8. Chránění v rozvodných zařízení - ochrany přípojnic a vývodových polí
9. Řídicí systém elektrické stanice – struktura, hierarchie, komunikace podle IEC 61850
10. Dimenzování přístrojových transformátorů
11. Uzemnění v elektrických stanicích - teorie zemnění, určení základních parametrů zemniče.
12. Uzemnění v elektrických stanicích - metody měření odporu uzemnění, napětí zemniče a dotykového napětí
13. HDO - účel, princip činnosti, povelové kódy, šíření signálu HDO v ES

Cvičení odborného základu

18 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Osnova

1. Transformátory - výpočtové zatížení trafostanice, paralelní chod.
2. Výpočet chlazení transformátorů v trafokomoře.
3. Dimenzování zařízení trafostanic - vybavení rozvodného pole, záložní zdroj.
4. Výpočet a kontrola uzemňovací soustavy.
5. Časový průběh silového působení zkratového proudu na vodiče v rozvodných zařízeních.
6. Výpočet venkovních vedení - stavová rovnice, způsoby řešení stavové rovnice.

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Osnova

Terminál vývodového pole rozvodny - ovládací funkce a blokování.
2. Rozdílová ochrana transformátoru - měření vypínací charakteristiky.
3. Paralelní chod transformátorů při nestejném převodu a napětí nakrátko.
4. Ověření vlivu zatížení přístrojového transformátoru proudu na funkci nadproudové ochrany.

Projekt

9 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Osnova

1. Program pro konfiguraci a nastavení terminálu vývodového pole rozvodny.
2. Zpracování projektu napájecí trafostanice vn/nn.
3. Výpočet montážní tabulky pro venkovní vedení.