420-4025/01 – Modelování silnoproudých systémů I (MSS I)
| Garantující katedra | Katedra elektrotechniky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | Ing. Petr Orság, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Petr Orság, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2016/2017 | Rok zrušení | 2021/2022 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student bude znát základní druhy studií elektrických napájecích sítí, způsoby získávání vstupních dat, metodami simulací a tvorbou výstupních zpráv s jasně definovanými závěry zhodnocujícími prezentované hodnoty.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Počítačem podporované studie silnoproudých systémů prošly za posledních 30 let bouřlivým rozvojem. Dnes jsou již běžnou součástí rozsáhlých projektů silnoproudých instalací. Tyto studie umožňují analyzovat provozní vlastnosti a stabilitu napájecích sítí v provozních i předpokládaných poruchových režimech, umožňují optimalizovat a správně nadimenzovat jištění, kabely spínací a jisticí přístroje a další předměty elektrické instalace.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
1. IEEE 399/1997 – IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power System Analysis
2. IEEE 141-1993 – IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants
3. ABS – rules for building and classing, steel vessels, 2012. Source: www.eagle.org
4. NFPA 070E Standard for Electrical Safety in the Workplace
5. IEEE 1854 IEEE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
1 x písemka (sestavení výkonové bilance) - 10 b
1 x počítačové modelování vybraných problémů 10 b
1 x semestrální projekt - modelování zadaného problému a tvorba výstupní zprávy - 15 b
E-learning
1. Dudek, J. Projekce a konstrukce vyhrazených technických zařízení elektro I., Modelování a simulace silnoproudých systémů. Učební text, 204 stran, VŠB-TU Ostrava, 2014, ISBN 978-80-248-3535-8
2. ČSN EN 60909-0: Zkratové proudy v trojfázových střídavých soustavách - Část 0: Výpočet proudů
3. ČSN IEC 909-2: Data pro výpočty zkratových proudů v souladu s IEC 909: 1988
4. ČSN 34 1610: Elektrotechnické předpisy ČSN. Elektrický silnoproudý rozvod v průmyslových provozovnách
5. ČSN 33 2000-4-43 ed. 2: Elektrické instalace nízkého napětí - Část 4-43: Bezpečnost - Ochrana před nadproudy
6. IEEE 399/1997 – IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power System Analysis
7. IEEE 141-1993 – IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants
8. ABS – rules for building and classing, steel vessels, 2012. Zdroj: www.eagle.org
9. NFPA 070E Standard for Electrical Safety in the Workplace
10. IEEE 1854 IEEE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations
Další požadavky na studenta
Student musí mít absolvovány
- základní elektrotechnické předpisy,
- elektrické stroje (znalost principů elektrických strojů)
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Seznam přednášek:
1. Elektrický silnoproudý rozvod v průmyslových provozovnách – Příklady dimenzování rozvodu v průmyslových provozech, určení činitele soudobosti, výpočtového zatížení. Navrhování a stavba elektrických silových rozvodů v průmyslových provozovnách podle ČSN 34 1610, instalovaný výkon, součinitel náročnosti, stupně dodávky elektrické energie, dokumentace instalovaného výkonu a činitele soudobosti.
2. Topologie průmyslových napájecích sítí, definice a odlišnosti mezi ostrovním režimem a napájením z veřejné distribuční sítě. Způsoby a požadavky na zajištění kontinuity napájení.
3. Účel a tvorba výkonové bilance, definice vyšetřovaných scénářů pro sítě pracující v ostrovním režimu a sítě napájených z veřejných distribučních sítí, podklady dodané zadavatelem. Zhodnocení prvotních závěrů a vliv na projekci a další prováděné studie.
4. Příklady dimenzování vedení podle ČSN 33 2000-5-52 ed.2, výpočet oteplení při ustáleném provozu a při přetížení, ověření zkratové odolnosti.
5. Náhradní schémata simulovaných elektrických předmětů – kabely, transformátory, asynchronní motory, synchronní motory, pasivní spotřebiče, polovodičové měniče, síťové napáječe.
6. Způsob numerického řešení jednoduchých obvodů – výpočet úbytků napětí, výkonových ztrát, výpočtového zatížení. Zdroje typických a konkrétních dat pro náhradní schémata.
7. Výpočet zkratových proudů podle ČSN EN 60909-0, metoda numerického výpočtu, charakteristické veličiny, průběh zkratového proudu. Zdroje typických a konkrétních dat pro náhradní schémata.
8. Základní studie elektrických sítí – Load Flow Study, druhy pasivních a aktivních zátěží, nastavení parametrů simulace. Další studie vycházející z modelu pro Load Flow Study.
9. Základní studie elektrických sítí – Load Flow Study, Sestavení modelu, vstupní data reprezentující simulovanou soustavu, simulované scénáře, účel studií a typická prezentace simulovaných dat.
10. Základní studie elektrických sítí – Short-Circuit Study, druhy pasivních a aktivních zátěží, nastavení parametrů simulace. Zpětná vazba výsledků Load Flow a Short Circuit Study na dimenzování elektrických sítí.
11. Základní studie elektrických sítí – Short-Circuit Study, Sestavení modelu, vstupní data reprezentující simulovanou soustavu, simulované scénáře, účel studií a typická prezentace simulovaných dat.
12. Fáze životního cyklu studií v praxi – prezentace a syntéza vstupních dat pro numerické simulace, potřebné vstupní dokumenty, SoW (Scope of Work), revize a řízení dokumentů, způsob předávání informací mezi zadavatelem a zpracovatelem. Formátování a struktura výstupních zpráv. Definice FEED studií a studií pro ověřování správnosti návrhu.
13. Arc-Flash Study – studie obloukových výbojů. Účel a smysl studie, vazba na Short-Circuit Study. Metodika analýzy podle IEEE1584, volba ochranných pomůcek podle NFPA 070E.
14. Přehled komerčních a volně dostupných softwarových nástrojů. Vhodnost užití pro specifické návrhy elektrických sítí, uživatelský komfort, uživatelská rozhraní.
Seznam cvičení:
1. Programové prostředí EMTP-ATP – grafický preprocesor ATP Draw.
2. Programové prostředí EMTP-ATP – nastavení parametrů pro různé druhy simulací, řešení problémů s konvergencemi simulací, formát výstupní zprávy, grafický postprocesor PlotXY.
3. Praktické sestavení výkonové bilance – formát výstupní zprávy, způsob prezentování výsledných hodnot a hlavních závěrů.
4. Oteplení vodičů a kabelů - výpočet ustáleného oteplení vodičů, praktické určení dovoleného proudového zatížení pro různé referenční způsoby uložení a seskupení vodičů, Určení oteplení vodičů při přetížení a dimenzování průřezu s ohledem na účinky zkratových proudů.
5. Sestavení vstupních dat pro numerické simulace – zdroje pro získání vstupních parametrů, formát zprávy, typické hodnoty, katalogové hodnoty a hodnoty získané z kusových zkoušek (FAT).
6. Numerický výpočet úbytků napětí a výkonových ztrát – dimenzování vedení, transformátorů, využité podklady.
7. Numerický výpočet zkratových proudů v elektrické instalaci
8. Písemný test 1, zadání semestrálního projektu
9. Sestavení modelu pro provedení Load Flow analýzy
10. Load Flow analýza – parametry vlastní simulace, získávání dat z výstupních textových souborů, přesnost simulace, způsob prezentace a praktická tvorba výstupní zprávy.
11. Sestavení modelu pro provedení Short-Circuit analýzy
12. Short-Circuit analýza – parametry vlastní simulace, získávání dat z výstupních textových souborů, zobrazení průběhů v grafickém postprocesoru, přesnost simulace, způsob prezentace a praktická tvorba výstupní zprávy. Odlišnosti mezi AMTP-ATP a simulací zkratových proudů v komerčních programech.
13. Písemný test II
14. Obhajoba projektu, zápočet
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky