453-0313/01 – Design of Electrical Apparatus (PEP)

Gurantor departmentDepartment of Electrical Machines and ApparatusCredits8
Subject guarantorIng. Zdeněk Hytka, CSc.Subject version guarantorIng. Zdeněk Hytka, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year3Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction2003/2004Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesFEIIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
HYT30 Ing. Zdeněk Hytka, CSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 4+0
Combined Credit and Examination 16+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Students become familiar with use of design technology, design of switching apparatus and parts of switching boards.

Teaching methods

Lectures
Tutorials
Project work
Other activities

Summary

This subject is consolidating the knowledges obtained in previous studies (Electrical Apparatus 1, Electrical Apparatus 2, electromagnetical Apparatus, Plasma Technics).Students acquire basic experiences in designer work on design and development of new apparatus in the general form. The course is intent on design of low voltage switching apparatus (contactors, protectors) up to extra high voltage switching devices (extra high voltage circuit breakers, disconnecting switches) and of other elements used in switching stations and switchboards. The numerical methods of solution of physical fields are used for design works.

Compulsory literature:

Mason, J.R.: Switch engineering handbook, New York, 1993 Cassie, A.M: Introduction to the theory of circuit interruption, in: Trencham. H.: Circuit breaking, London, McGraw-Hill 1953 Gerszonowicz, H.: High-Voltage A.C. Circuit-Breakers.London,McGraw-Hill 1953 Greenwood,A.: Electrical transient in power systems.New York, Sydney, Toronto, Wiley Interscience, 1971. Holm, R.: Electric Contacts Handbook. Berlin, Springer-Verlag 1958, 1967. Jahn, R.G.:Physics of electric propulsion, New York McGraw-Hill 1968. Batiwala, F. et al: Comparsion of arc extinguishing systems, inductive currents. Helsinki 1981. Blower, R.W. et al: Vacuum circuit-breaker for distribution voltages. In: Symp. on h.v. switching equipment. Sydney 1979. Burrage, L.M.: The operation of vacuum interrupters when tested at abnormal voltages, IEEE PAS 94, 1975. Slade, P. G. - Electrical Contacts, CRC Press, 1999, ISBN: 0824719344

Recommended literature:

Vávra, V.: Stavba elektrických přístrojů II, Skriptum VUT Brno Afanasjev: Spravočnik po el. app. vn, Leningrad 1987 Afanasjev: Spravočnik po rasčotu i konstruirovaniju kontaktnych častěj el. app., Leningrad 1988 Sacharov : Projektirovanije el. app., Moskva 1971 Tajev : El. app. upravlenija, Leningrad 1977 Artbauer: Tepelný výpočet elektrických přístrojů, Skriptum SVŠT Bratislava

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

Podmínky udělení zápočtu: Odevzdání předepsaných zpráv ze cvičení a absolvování testu

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Přednášky: Izolační návrh přístroje - izolační vzdálenosti obecně, povrchové cesty a vzdušné vzdálenosti u nn, vzduchová izolace vn a vvn, určování doskokových vzdáleností. Podpěrky, izolátory, průchodky - řízení potenciálu, průchodka s radiálně řízeným potenciálem, průchodka s axiálně řízeným potenciálem, průchodka s konečným počtem polepů. Výpočet plynové a kapalné izolace - fluorid sírový, vakuum, olej - vlastnosti, syntetické kapaliny. Pevné izolanty - výpočet elektrické pevnosti. Mechanický návrh proudovodné části přístrojů - obecné úvahy, síly mezi rovnoběžnými vodiči, moment elektrodynamických sil, síly mezi vodiči v úhlu. Silové působení na uzavřené cívky, mimoběžné vodiče, zvláštní případy vzniku sil, charakter sil, síly v trojfázové soustavě. Tepelné účinky elektrického proudu - dovolené oteplení, ustálený stav, krátkodobý chod, zdroje tepla v přístrojích, oteplení v ustáleném stavu, tepelná sít, její řešení. Ochlazování povrchu - principy chlazení, sálání ve volném a omezeném prostoru, onvekce ve volném a omezeném prostoru, tepelný návrh elektrických přístrojů. Dvojkovy - princip, používané materiály, výpočet dvojkového prvku, velikost průhybu, vyvíjené síly, oteplení dvojkovu, pracovní diagramy, provozní vlastnosti. Dynamika mechanismů - základní podmínky, přímočarý pohyb, pohyb vyvolaný mechanismem, pohybová rovnice, redukce na suvný a otočný člen. Základy dynamiky plynů - plnění a vyprazdňování nádob, proudění plynu ve zhášecí trysce, tlaková a rychlostní pole. Návrh a konstrukce zhášedel - zhášedla pro střídavý proud, podstata funkce, volba parametrů, návrh zhášedla tlakovzdušného vypínače. Kapalinové vypínače - obecné zásady, výpočet tlaků ve zhášedle olejového a maloolejového vypínače, návrh zhášedla maloolejového vypínače. Zásady konstrukčního návrhu zhášedel vypínačů vakuových s fluoridem sírovým, návrh zhášecích komor přístrojů nn a přístrojů vn s magnetickým vyfukováním oblouku. Konstrukce přístrojů stejnosměrného proudu - zásady návrhu stejnosměrných vypínačů, provedení, rychlovypínače. Rozváděčové systémy - druhy, požadavky, zásady návrhu, rozváděče nn, rozváděče vn, rozvodny vvn a zvn, zapouzdřené systémy s fluoridem sírovým. Projekty: Program cvičení, požadavky na udělení zápočtu, studijní podklady, zadání programů č. 1 a 2 (semestrální práce). Řešení programů. Izolační návrh elektrického přístroje. Mechanický návrh elektrických přístrojů. Tepelný návrh elektrických přístrojů. Tepelný návrh elektrických přístrojů. Tepelný návrh elektrických přístrojů. Test a kontrola a dokončení programu. Návrh zhášedel dle zadání. Návrh zhášedel dle zadání. Návrh mechanismu elektrických přístrojů. Návrh mechanismu elektrických přístrojů. Návrh mechanismu elektrických přístrojů. Kontrola výpočtu - výkres sestavy dle zadání. Kontrola výpočtu. Test. Zhodnocení semestrálních prací, opravy zpráv. Udělení zápočtů. Cvičení probíhají formou řešení dvou semestrálních prací.

Conditions for subject completion

Combined form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (145) 51
        Examination Examination 100  0
        Exercises evaluation Credit 45  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner