XD15AE1 | Aplikovaná elektroenergetika 1 | Rozsah výuky: | 14+4 | ||
---|---|---|---|---|---|
Přednášející (garant): | Doležel I. | Typ předmětu: | Z | Zakončení: | Z,ZK |
Zodpovědná katedra: | 315 | Kreditů: | 4 | Semestr: | L |
Anotace:
Cílem předmětu je získání základních znalostí o metodice řešení širokého spektra problémů a úloh z oblasti elektroenergetiky. Student v úvodu získá přehled o potřebném matematickém aparátu a dílčích metodách, které bezprostředně využije při určování obvodových parametrů elektroenergetických struktur a posouzení jejich chování v různých podmínkách. Přiměřená pozornost je věnována i vedení zpětného proudu zemí a problematice zemnění jako celku. Cyklus je zakončen základními informacemi o vlivu vyšších kmitočtů na elektroenergetická zařízení.
Osnovy přednášek:
1. | Přehled matematického aparátu potřebného pro řešení problémů elektroenergetiky I (souřadnicové systémy, vektorový a maticový počet, diferenciální operátory a vybrané aplikace) | |
2. | Přehled matematického aparátu potřebného pro řešení problémů elektroenergetiky II (obyčejné i parciální diferenciální rovnice, základy variačního počtu a vybrané aplikace) | |
3. | Numerické metody pro řešení problémů elektroenergetiky 1 (nejužívanější algoritmy numerického řešení obyčejných diferenciálních rovnic, zahrnutí počátečních podmínek, možnosti numerické aproximace spojitých funkcí) | |
4. | Numerické metody pro řešení problémů elektroenergetiky 2 (rovnice přenosu v n-vodičové soustavě a základní metody jejich řešení: Heavisideův rozklad, Wendroffovy aproximační formule, metoda konečných diferencí) | |
5. | Numerické metody pro řešení problémů elektroenergetiky 3 (základní diferenciální metody pro řešení elektromagnetických polí - metoda konečných diferencí, metoda konečných prvků, typické aplikace) | |
6. | Numerické metody pro řešení problémů elektroenergetiky 4 (základní integrální metody pro řešení elektromagnetických polí - metoda hraničních prvků, hybridní a ostatní metody, typické aplikace) | |
7. | Základní charakteristiky a parametry elektromagnetických polí a metody jejich určování (energie, síly, vlastní a vzájemné indukčnosti, kapacity, vliv nelinearity a anizotropie prostředí) | |
8. | Spojité, diskrétní a obvodové modely v elektroenergetických strukturách (základní atributy těchto modelů, meze použitelnosti, výhody, nevýhody, využití) | |
9. | Modelování zpětné zemní cesty (prezentace existujících spojitých modelů - Rüdenbergova a Wagnerova a diskrétních modelů založených na numerických algoritmech) | |
10. | Obvodové parametry elektroenergetických struktur 1 (určování vybraných obvodových parametrů dlouhých venkovních a kabelových vedení na základě polařského přístupu). | |
11. | Obvodové parametry elektroenergetických struktur 2 (určování vybraných obvodových parametrů netočivých prvků - transformátory, tlumivky) | |
12. | Obvodové parametry elektroenergetických struktur 3 (určování vybraných obvodových parametrů točivých prvků - synchronní a asynchronní generátory, kompenzátory atd.). | |
13. | Problematika zemničů a zemnicích soustav (výpočet rozložení potenciálu a proudů v prvcích soustavy na základě polařského přístupu) | |
14. | Vyšší kmitočty v elektroenergetice (rozložení proudů vyšších kmitočtů v zemnicích soustavách, vliv měničů na poměry v elektrických sítích atd.) |
Osnovy cvičení:
1. | Stanovení časového průběhu elektrického pole v blízkosti vedení vvn bez zemnicích lan protékaného danými proudy metodou zrcadlení | |
2. | Diferenciální rovnice popisující poměry v obecné n-vodičové přenosové soustavě a jejich diskuse. | |
3. | Numerické modelování magnetizační křivky výkonového transformátoru pomocí kubických splinů, rovnice popisující připojení výkonového transformátoru k síti a způsob jejího řešení | |
4. | Modelování časového průběhu napětí a proudu na venkovním vedení při různých podmínkách na začátku a na konci | |
5. | Ukázka 2D FEM analýzy magnetického pole v okně výkonového transformátoru provedené na počítači buď vlastním programem, nebo některým z profesionálních programů (jako např. OPERA, jenž je k dispozici) | |
6. | Poměry v trojfázovém kabelu vvn (rozložení potenciálu, intenzity elektrického pole a případný vliv těchto veličin na použité izolační materiály a celkovou životnost kabelu) | |
7. | Stanovení časového průběhu sil působících na přípojnicové vodiče kruhového či obdélníkového průřezu protékané časově posunutými harmonickými proudy | |
8. | 1D přenos energie ve ztrátovém prostředí modelovaný na základě polařského a obvodářského přístupu | |
9. | Rozložení proudové hustoty v půdě při vedení zpětného proudu zemí, vliv náhodných zemničů a proměnné měrné vodivosti zeminy | |
10. | Výpočet indukčností a kapacit vybraných typů vedení | |
11. | Metodika výpočtu vlastních indukčností vzduchových tlumivek a sil působících na jejich vinutí | |
12. | Reaktance synchronních turboalternátorů různých typů | |
13. | Určování poměrů v jednoduchých zemnicích soustavách | |
14. | Parazitní proudy společného a diferenciálního modu v silových obvodech s moderními napěťovými měniči |
Literatura Č:
1. | Doležel: Učební texty dostupné na www stránkách^2. J. P. Barret: Power System Simulation. Chapman & Hall 1997 |
Literatura A:
Požadavky:
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
|
Stránka vytvořena 25. 2. 2002, semestry: Z/2001-2, Z/2002-3, L/2001-2, L/2002-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |