Detail předmětu

Kvalita elektrické energie a EMC

FEKT-MPQ1Ak. rok: 2010/2011

Kvalita elektrické energie charakterizovaná stabilním sinusovým, ve třífázové soustavě souměrným napětím se jmenovitým kmitočtem, není dána pouze kvalitou její výroby, ale i kvalitou spotřeby. Zpětné působení jednotlivých prvků výkonových systémů a jejich slučitelnost a spolupráce jak v sítích průmyslových, tak i energetických je náplní tohoto kurzu. Na příkladech konkrétních zařízení jsou demonstrovány mechanismy nízkofrekvenčního rušení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Výsledky učení předmětu

Student se seznámí s podmínkami dodávky kvalitní elektrické energie, s mechanizmy a zdroji nízkofrekvenčního rušení šířeného po vedení a s principy a postupy zajištění slučitelnosti spotřebičů s napájecí sítí.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Bodové hodnocení písemné a ústní zkoušky podle pravidel FEKT

Osnovy výuky

Elektromagnetická kompatibilita ve výkonových systémech, definice a význam EMC, kompatibilní úrovně, kvalita elektrické energie.
Základní legislativa česká, evropská, mezinárodní.
Rozdělení typů nízkofrekvenčního rušení, obecný přehled zpětných vlivů spotřebičů na napájecí síť.
Harmonické zkreslení proudu, definice, zdroje, výpočty a měření.
Šíření harmonických, frekvenční charakteristiky elektrických sítí.
Vliv harmonického zkreslení proudu na zatížení a dimenzování napájecích vedení a transformátorů.
Vliv harmonického zkreslení proudu na funkci jistících, ochranných a měřících prvků.
Deformace napětí, nesymetrie, definice, principy vzniku.
Kolísání napětí, definice, stanovení mezních hodnot.
Krátkodobé poklesy, přepětí a krátká přerušení napájení.
Šíření nízkofrekvenčního rušení v napájecí síti.
Vliv statických a dynamických změn napětí na elektrické spotřebiče.
Analyzátory sítí a měření v oblasti nízkofrekvenčního rušení.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s typy a zdroji nízkofrekvenčního rušení, s elektromagnetickou kompatibilitou spotřebičů v nízkofrekvenční oblasti, s jejich zpětnými rušivými vlivy, měřením v oblasti nízkofrekvenčního elektromagnetického rušení šířeného po vedení a související kvalitou elektrické energie.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Dugan, R., et al. Electrical power systems quality. McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-138622-X (EN)
Kůs, V. Vliv polovodičových měničů na napájecí soustavu. BEN, Praha 2002, 184 stran, ISBN 80-7300-062-8 (CS)
Soubor sylabů přednášek Kvalita elektrické energie a EMC 1 (CS)

Doporučená literatura

BOLLEN, H.,J. Understanding Power Quality Problems. Voltage Sags and Interruptions. IEEE Press, John Wiley and Sons, ISBN 0-7803-4713-7 (EN)
KORENC, V., HOLOUBEK, J. Kompenzace jalového výkonu v praxi. IN-EL, Praha 1999, 123 stran, ISBN 80-86230-07-4 (CS)
Vaculíková, P. a kol. Elektromagnetická kompatibilita elektrotechnických systémů. Grada Publishing, Praha 1998, 504 stran. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-SVE , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-EEN , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Osnova

Elektromagnetická kompatibilita ve výkonových systémech, definice a význam EMC, kompatibilní úrovně, kvalita elektrické energie.
Základní legislativa česká, evropská, mezinárodní.
Rozdělení typů nízkofrekvenčního rušení, obecný přehled zpětných vlivů spotřebičů na napájecí síť.
Harmonické zkreslení proudu, definice, zdroje, výpočty a měření.
Šíření harmonických, frekvenční charakteristiky elektrických sítí.
Vliv harmonického zkreslení proudu na zatížení a dimenzování napájecích vedení a transformátorů.
Vliv harmonického zkreslení proudu na funkci jistících, ochranných a měřících prvků.
Deformace napětí, nesymetrie, definice, principy vzniku.
Kolísání napětí, definice, stanovení mezních hodnot.
Krátkodobé poklesy, přepětí a krátká přerušení napájení.
Šíření nízkofrekvenčního rušení v napájecí síti.
Vliv statických a dynamických změn napětí na elektrické spotřebiče.
Analyzátory sítí a měření v oblasti nízkofrekvenčního rušení.

Cvičení odborného základu

2 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Osnova

Definice nelineárního spotřebiče, rozbor harmonických složek při různých průbězích okamžitých hodnot; výpočet šíření harmonických; dimenzování transformátorů, vodičů a kabelů zatížených harmonickými; návrh pasivních a aktivních filtrů.

Cvičení na počítači

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jaromír Bok, Ph.D.

Osnova

Modelování zdrojů nízkofrekvenčního rušení na PC.
Komplexní výpočty elektrických sítí.

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jaromír Bok, Ph.D.

Osnova

Přesnost měření efektivní hodnoty různými typy přístrojů.
Měření charakteristik odběru spotřebičů.
Ověření sčítání harmonických složek proudu více spotřebičů.
Ověření sčítání neharmonických proudů ve středním vodiči.
Měření na kompenzačním filtru.
Měření odolnosti spotřebiče na poklesy a krátkodobé výpadky napětí.
Blikání světelných zdrojů způsobené kolísáním napětí.
Vliv nesymetrie a deformace napětí na chod asynchronního motoru.
Vliv délky agregačního intervalu na výsledek statistického hodnocení velikosti efektivní hodnoty napětí.
Měření charakteristik napětí a jejich vyhodnocení.