420-4025/02 – Modelování silnoproudých systémů I (MSS I)
| Garantující katedra | Katedra elektrotechniky | Kredity | 7 |
| 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 | 2020/2021 | 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 (modelování vybraných problémů) - 10 b
2 x semestrální projekt - modelování zadaného problému a tvorba výstupní zprávy - 25 b
Minimální počet bodů na zápočet je 21 a maximum 35 bodů.
Typ zkoušky: Písemná a ústní zkouška
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
Přednášky:
1. Přehled simulačních programů pro matematické modelování silnoproudých systémů. Základní pojmy, matematický model systému, typy simulací a simulační metody.
2. Úvod do modelování v programu Matlab-Simulink. Charakteristika prostředí, základní funkce a knihovny modelů. Modelování jednoduchých obvodů v ustáleném stavu a přechodném ději. Zpracovaní a vizualizace simulačních dat.
3. Úvod do modelování v programu EMTP-ATP. Charakteristika prostředí, základní funkce a knihovny modelů. Modelování jednoduchých obvodů v ustáleném stavu a přechodném ději. Zpracovaní a vizualizace simulačních dat.
4. Modelování výkonových polovodičových prvků a systémů. Zkreslení veličin obvodu.
5. Modelování průmyslového silnoproudého rozvodu. Prvky rozvodu, topologie a modelování odběrů. Vstupní data simulace.
6. Modelování nesouměrných odběrů. Základní poruchové stavy.
7. Výkonová bilance průmyslového silnoproudého rozvodu. Účel, tvorba, scénáře odběrů.
8. Analýza zkratů. Modelování zkratových proudů v silnoproudém rozvodu. Vyhledávání a dokumentace vstupních dat simulovaného rozvodu. Simulační scénáře.
9. Modelování zemních spojení v silnoproudém rozvodu. Typy zemních spojení, kompenzace zemních proudů.
10. Modelování úderu blesku do silnoproudého rozvodu a spínacího přepětí. Druhy přepětí.
11. Modelování dlouhého vedení. Ferrantiho jev.
12. Modelování dynamiky rozběhu asynchronního motoru velkého výkonu. Pokles napětí, dovolené úbytky napětí.
13. Návrh dimenzování průmyslového silnoproudého rozvodu. Úbytek napětí, výkonové ztráty, oteplení.
14. Studie obloukových výbojů. Účel a smysl studie, vazba na analýzu zkratů.
Cvičení:
1. Numerický matematický model jednoduchého elektrického obvodu.
2. Instalace programu Matlab, seznámení se grafickým uživatelským rozhraním, modelování sériového RLC obvodu, vizualizace a stanovení charakteristických veličin obvodu.
3. Instalace programu EMTP-ATP, seznámení se grafickým uživatelským rozhraním, modelování sériového RLC obvodu, vizualizace a stanovení charakteristických veličin obvodu.
4. Modelování obvodu s řízeným a neřízeným usměrňovačem, analýza zkreslení veličin obvodu v programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP.
5. Modelování zjednodušeného průmyslového silnoproudého rozvodu v programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP, vyhledávání vstupních dat simulovaného rozvodu.
6. Modelování nesouměrného odběru průmyslového silnoproudého rozvodu v programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP, stanovení nesymetrie trojfázové soustavy.
7. Sestavení výkonové bilance pro různé scénáře odběrů průmyslového provozu.
8. Simulace zkratů v silnoproudém rozvodu nízkého napětí v programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP, stanovení charakteristických hodnot zkratového proudu.
9. Simulace zemního spojení v programu Matlab-Simulink/ EMTP-ATP, stanovení hodnoty zhášecí tlumivky.
10. Simulace úderu blesku do venkovního vedení silnoproudého rozvodu v programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP, stanovení hodnoty přepětí.
11. Modelovaní Ferrantiho jevu v programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP.
12. Modelovaní rozběhu asynchronního motoru velkého výkonu v programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP, stanovení hodnoty poklesu napětí.
13. Simulace a návrh dimenzování elektrické instalace nízkého napětí pomocí programu Matlab-Simulink/EMTP-ATP.
14. Zápočtový test, obhajoba projektů.
Projekty
1. Výkonová bilance
2. Analýza zkratů
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky