|
Vyučující
|
-
Senft Jan, doc. Ing. Ph.D.
-
Slavíková Dorota, doc. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1. Rozdělení obvyklých přechodných dějů vznikajících v elektroenergetice a elektrizačních soustavách dle doby časových konstant, charakteru fyzikálního i matematického popisu a modelových náhrad elektrických komponent. Přechodné děje rázové, elektro-magnetické a elektromechanické s praktickými příklady a možnostmi zanedbávání fyzikálních případů pro různé příklady. 2. Popis základních elektromagnetických dějů v trojfázových symetrických soustavách. Analytické řešení a zavedení základních parametrů časového průběhu přechodného děje - typy náhradních efektivních hodnot a časových konstant. 3. Řešení poruchových poměrů v topologicky složitých soustavách. Zavedení zjednodušujících předpokladů, vyšetření proudových poměrů metodou superpozice aktivní bezporuchové a pasivní poruchové sítě s využitím popisu soustavy admitančním a impedančním maticovým tvarem. Algoritmus pro vyšetření předporuchového napěťového stavu soustavy. 4. Zavedení metody symetrických složkových soustav pro řešení nesymetrických poruch v elektrizačních soustavách. Specifikace charakteru a parametrů vedení, transformátorů a točivých strojů pro netočivou i zpětnou souslednou soustavu. 5. Uplatnění metody propojených symetrických složkových soustav pro příčné i podélné nesymetrické poruchové problémy. Porovnání velikostí a časových průběhu jednotlivých typů nesymetrických zkratových proudů s trojfázovými i vzájemně. Softwarové řešení metody složkových soustav. 6. Specifika nesymetrických přechodných poměrů v soustavách s izolovaným a kompenzovaným nulovým bodem. Podrobný rozbor kapacitních přechodných dějů během přerušovaných zemních spojení. 7. Matematický model a fázorový diagram synchronního alternátoru během elektromagnetických a elektromechanických přechodných dějů. Přechodné a rázové reaktanční parametry a časové konstanty alternátoru, 8. Rovnice pro blízký zkrat na alternátoru, její analytické řešení s využitím Parkovy a Laplaceovy transformace a rozbor časového průběhu v souřadném systému d-q i a-b-c. Členění proudových dílčích složek zkratu na statoru, buzení a tlumiči alternátoru dle jejich frekvence a časových konstant. 9. Pojem stability přenosu činného a jalového výkonu v elektrizační soustavě. Zúžení problému stability na SMIB situaci spolupráce alternátoru s rozsáhlou elektrizační soustavou. Odvození elektromechanických rovnic soustrojí a diskuse jejich statické i dynamické stability. 10. Zavedení kritérií dynamické stability dodávaného činného výkonu - metoda ekvivalentních energetických ploch. Rozbor parametrů soustavy a aktivních provozních činnosti s ohledem na zlepšení stability. 11. Detailní vyšetřování stability modelováním soustrojí a jeho pohybové rovnice. Principy kritérií dynamické stability při numerickém řešení. Softwarové aplikace vhodné pro řešení elektromagnetických přechodných dějů. Cvičení: 1. Základní prvky elektrizační soustavy, jejich náhradní schémata, technické parametry a možnosti zanedbávání dílčích parametrů s ohledem na charakter vyšetřovaného děje. 2. Identifikace parametrů náhradních schémat venkovních vedení, kabelů, transformátorů a točivých strojů na základě technických parametrů a základních laboratorních měření. 3. Příprava komplexního příkladu řešení elektromagnetických přechodných dějů na transformátoru. Volba vhodných technických parametrů a identifikace parametrů modelu. 4. Matematických diferenciální popis a jeho analytické řešení pro přechodné děje odpovídající zjednodušeným náhradním schématům pro zapnutí transformátoru do stavů naprázdno a nakrátko. Získané výsledky pouze formálně graficky zobrazeny v nástroji MATLAB. 5. Formulace získaných diferenciálních rovnic do tvaru vhodného pro numerické řešení. Zpracování a odladění úlohy procedurálně i v grafickém prostředí Simulink pro modelování v nástroji MATLAB. ...
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška, Cvičení
- Příprava prezentace (referátu) [3-8]
- 24 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 30 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| orientovat se v elektrických a mechanických schématech |
| formulovat chod transformátoru naprázdno, zatíženého a nakrátko |
| vyjmenovat nepříznivé účinky a druhy zkratů |
| určit dodávané výkony synchronního alternátoru a oblasti stability jeho chodu |
| Odborné dovednosti |
|---|
| vypočítat základní ustálené veličiny charakterizující ustálený stav elektro-magnetických a mechanických systémů |
| sestavit základní rovnice a fázorový diagram synchronního generátoru v ustáleném chodu |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
| mgr. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru., |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| vymezí kategorie přechodných dějů vyskytujících se v elektrizačních soustavách |
| popíše charakteristickým obvodem a soustavou rovnic základní elektromechanické děje v jednoduchých i topologicky složitých soustavách |
| posoudí aplikovatelnost metody souměrných složkových soustav pro řešení poruchových stavů a procesů |
| popíše parametry základních komponent elektrizační soustavy v jednotlivých složkových soustavách |
| sestaví rovnice synchronního alternátoru vhodné pro řešení elektromagnetických přechodných dějů a vysvětlí odvození parametrů včetně časových konstant v souřadném systému dq0 a abc |
| vysvětlí analytická a numerické kritéria hodnocení dynamické stability dodávky činného výkonu v systému osamoceného alternátoru pracujícího do přenosové soustavy |
| Odborné dovednosti |
|---|
| analyzovat vliv různých přechodných stavů elektrizační soustavy na její stabilitu a spolehlivost |
| řešit průběhy odpovídajících přechodných dějů v elektrizační soustavě |
| převádět analytický diferenciální popis chování systému rovnicemi do formy vhodné pro numerické řešení a implementovat jej ve vhodném softwarovém nástroji |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
|
Doporučená literatura
|
-
http://home.zcu.cz/~nohac/PJS.
-
Ametani, Akihiro. Power system transients : theory and applications. Boca Raton : CRC Press, 2014. ISBN 978-1-4665-7784-8.
-
Das, J. C. Transients in electrical systems : analysis, recognition, and mitigation. New York : McGraw-Hill, 2010. ISBN 978-0-07-162248-6.
-
Hájek, Josef. Přechodné jevy v elektrizačních soustavách. 1. vyd. Plzeň : VŠSE, 1983.
-
Kundur, Prabha S. Power system stability and control. c 1994. New York : McGraw-Hill, 1993. ISBN 0-07-035958-X.
-
Mühlbacher, Jan. Metody řešení přechodných jevů v elektrizačních soustavách II.. 1. vyd. Plzeň : ZČU, 1993. ISBN 80-7082-097-7.
-
Mühlbacher, Jan. Metody řešení přechodných jevů v elektrizačních soustavách I.. 1. vyd. Plzeň : ZČU, 1993. ISBN 80-7082-087-X.
-
Mühlbacher, Jan; Noháč, Karel. Přechodné jevy v elektrizačních soustavách : řešené příklady ke cvičení. 1.vyd. Plzeň : ZČU, 1994. ISBN 80-7082-169-8.
-
Trojánek, Zdeněk; Hájek, Josef; Kvasnica, Pavol. Přechodné jevy v elektrizačních soustavách. 1. vyd. Praha : SNTL, 1987.
-
Venikov, V., A. Transient Processes in Electrical Power Systems. Mir Publishers - Moscow, 1977.
|