Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Villamos berendezések és védelmek

    A tantárgy angol neve: Electrical Equipment and Protections

    Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Választható tárgy

    Villamosenergia-rendszerek szakirány

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VINF5039 9. 4/0/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Koller László,
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Szandtner Károly

    adjunktus

    NTBT

    Dr. Petri Kornél

    adjunktus

    VMT

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Villamosenergetika, Villamos gépek üzeme, Villamos készülékek és szigetelések, Méréstechnika, Elektromágneses terek, Elektronika.

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Ajánlott: Villamosenergia-átvitel, Nagyfeszültségű technika

    7. A tantárgy célkitűzése

    Megismertetni a hallgatóságot :

    - a villamos gépek és hajtások villamos kapcsolóberendezéseivel, konstrukciójukkal, üzemvitelükkel és kiválasztásukkal;

    - a villamos berendezések felépítésével, méretezésével, hálózat kiépítési szempontokkal, túlfeszültség- és érintésvédelmi megoldásokkal;

    - ipari és fogyasztói hálózatok struktúrájával, a fogyasztói csatlakozásokkal;

    - a hálózati hibákkal, aszimmetriákkal és csillagpont kezeléssel;

    - a villamos hálózat, a villamos gépek és transzformátorok védelmével és hálózati

    automatikákkal.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Elosztó berendezések

    1. A villamos berendezések alkotó elemeinek rövid összefoglalása (a főáramkör kapcsoló készülékei, a működtető és a vezérlő kör mérő illetve automatika elemei).
    2. Középfeszültségű kapcsolóberendezések. Beltéri nyitott illetve tokozott kapcsolóberendezések (biztosítók, szakaszolók, megszakítók, túlfeszültségvédelmi készülékek).
    3. Kisfeszültségű energiaellátás kapcsoló készülékei (biztosítók, szakaszolók, megszakítók, kapcsolók és kontaktorok, túlfeszültségkorlátozók).
    4. Kapcsolókészülékek kiválasztása: készülékek funkciója, hálózattervezési szempontok, hálózatalakzatok, kapcsolóberendezések kapcsolási vázlatai, egy- és kétgyűjtősínes berendezések.
    5. A kapcsolókészülékek fő működési jellemzői: passzív villamos jellemzők, aktív villamos jellemzők, mechanikai jellemzők, környezeti feltételek, müködtetés, vezérlés és hajtás, átvételi és üzembehelyezési próbák.
    6. Erősáramú kapcsolótáblák, elosztó- és kapcsolószekrények, vezérlőasztalok, -pultok, -táblák, tokozott elosztószekrények és tokozott sínes elosztórendszerek.
    7. Villamos berendezések melegedési méretezése állandó és változó terhelésre (üzemi és zárlati melegedés).
    8. A villamos berendezések méretezése azárlati áram dinamikus hatására, erőhatás számítása. Méretezés mechanikai szilárdságra.
    9. A villamos berendezések feszültség igénybevételeinek számítása. Az egy- és kétfrekvenciás visszaszökő feszültség szerepe a kapcsolókészülékek üzemében. Üzemi frekvenciás feszültségpróbák, lökőfeszültség próbák.
    10. Egygyűjtősínes kisfeszültségű elosztóberendezés tervezési szempontjai: üzemi feltételek, műszaki adatok, fogyasztók teljesítményigénye, tápláló transzformátor kiválasztása.
    11. Az egygyűjtősínes elosztóberendezés gyűjtősín méretezése és a kapcsolóberendezés zárlati szilárdságának ellenőrzése. Hálózati csatlakozások kialakítása (sín, kábel és vezeték). Érintésvédelmi összekötések.
    12. Zárlatszámítási ellenőrzés egy épület hálózati nyomvonala mentén (betáplálás, talpponti elosztó, szinti elosztó, fogyasztói végpont).
    13. Megbízhatósági kérdések: általános elvek a készülékek és berendezések vonatkozásában, megbízhatósági mutatók, meghibásodási ráta, megbízhatósági függvények. Számítási példa soros, párhuzamos és vegyes kapcsolású elemek beépítése mellett.

    Védelmek

    1. A védelmek-automatikák szerepe. Az energiarendszer rendellenességei. A védelmi rendszerrel szemben támasztott követelmények.
    2. Hálózatok csoportosítása feladatok, feszültségszintek szerint. Hálózatok csoportosítása az energia-utak, a csillagpontkezelés szempontjából. Állomásképek. A védelmek rendszerezése az érzékelt mennyiségek szerint. A védelmek csoportosítása a feladatuk, konstrukciójuk szerint. A védelmek által működtetett készülékek.
    3. Szimmetrikus összetevők, zárlatszámítás. A transzformáció matematikai levezetése. Transzformációs alapösszefüggések. A pozitív, negatív és zérus sorrend fizikai értelmezése. A transzformációs számítási módszer lépései. A hálózati elemek összetevő impedanciái.
    4. Zárlatszámítás. FN, 2F, 2FN, 3F(N) zárlatok, egy- és kétfázisú szakadás. Számítás dimenzionális mennyiségekkel, transzformátorok. Számítás relatív egységekkel. Mintapéldák a hálózati elemek összetevő impedanciáinak meghatározási módjával együtt.
    5. A védelmi rendszer tervezését befolyásoló tényezők (fontosság, hálózat topológia, csillagpont földelés). A csillagpontkezelés módszerei. Magyarázat szimmetrikus összetevőkkel, fázismennyiségekkel. Az ívelő földzárlat tranziensei. A csillagpont földelési módszerek összehasonlítása. A kompenzált hálózat szelektív kiválasztási módszere (FÁNOE).
    6. Távvezetékek védelmei Nem földelt hálózat túláramvédelme. A zárlati áram a vezeték mentén. Zárlatfajták és a mögöttes hálózat hatása. A kétlépcsős túláramvédelem feladatmegosztása, beállításszámítás példákkal. Ejtőviszony, felfutási tényező magyarázata. Az áramérzékelés problémái: hálózat tagozódás, időlépcsőzés, ütközés az üzemi áramokkal. Épfázisú hibaáram hatásosan földelt hálózat FN zárlatakor.
    7. Sugaras szabadvezeték védelmi rendszere földelt hálózaton. Végponti fáziskiválasztás (példával). Milyen hosszú kábel védhető túláramvédelemmel (példával).
    8. Irányított túláramvédelem kétoldalról táplált vezetéken és körvezetéken. Kaszkád működés. A szelektív időlépcső összetevői. Áramváltók: névleges adatok, hibák (vektorábra, amplitúdó hiba, szöghiba, torzítás). Az ármaváltók terhelése (zárlatfajta, kapcsolási csoport hatása) Nyitott áramváltók veszélye. Az áramváltók tranziens viselkedése, a tranziens hibák elkerülésének módszerei.
    9. Mágneses típusú feszültségváltók hibái. Kapacitiv feszültségosztók hibái. A zárlati teljesítményirány érzékelése. Az érzékelési holtsáv. A holtsáv csökkentésének módszerei: polarizálás ép feszültséggel, előirányítás, emlékező kapcsolás, feszültségmérés koncentrált impedancia mögül. Távolsági védelmek: impedancia érzékelés fázisfeszültségből és fázisáramból, impedancia érzékelés vonali feszöltségből és fázisáramok különbségéből, a zérus sorrendű áram hozzákeverésének módszere. Távolsági védelmek beállításszámítása: gyorsfokozat és késleltetett fokozat. A távolsági védelmek helyes működését befolyásoló tényezők: átmeneti ellenállás a hibahelyen, közbenső betáplálás impedanciatorzító hatása, teljesítménylengések, kétrendszerű vezeték zérus sorrendű csatolása.
    10. Az alapvédelmi kioldás késleltetésének megszűntetése: összeköttetés nélküli megoldások, túlfedés és visszakapcsoló automatika, lépcsős visszakapcsolás, feszültség-ellenőrzött visszakapcsolás, összeköttetést igénylő megoldások, ellenőrzött távkioldás (védelmi szinkronozás), védelmi reteszelés, kioldás engedélyezés.
    11. Differenciál-elvű védelmek: alaptulajdonságok, osztályozás az összehasonlított mennyiségek szerint, a differenciál elvű védelmeket zavaró tényezők, stabilizált "százalékos" differenciálvédelem, áramirány összehasonlító differenciálvédelem

    12. Transzformátorok védelme: Buchholz-védelem, transzformátor differenciálvédelme, bekapcsolási áramlökés, a kiegyenlítés gyakorlati feltétele.
    13. Gyűjtősinvédelmek: gyűjtősinvédelem túláramvédelemmel, egyenáramú differenciálvédelem, gyűjtősin differenciálvédelem.

    14. Nagy motorok védelme: zárlati és földzárlati védelem, termikus túlterhelés elleni védelem, aszimmetria elleni védelem, motor indítás, terheléscsökkenési védelem.
    15. Mikroprocesszoros védelmek: hardver felépítés, szoftver struktúra, önellenőrzés, a védelmek három generációjának összehasonlítása, a védelmek illesztése az alállomási üzemirányítási rendszerben
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás.

    10. Követelmények

    a./ A szorgalmi időszakban két kis zárthelyi írás van.

    Az aláírás megszerzésének feltétele mindkét kis zh legalább elégséges megírása. A szorgalmi időszak végén egy pót zh írási alkalom van, amelyen a hiányzó vagy elégtelen zh(k) pótolható(k). A korábbi félévekben megszerzett aláírás érvényes.

    b./ A vizsgaidőszakban

    - a vizsga írásbeli, indokolt esetben szóbeli kiegészítés lehetőségével,

    - a vizsgajegynél 25 %-ban a zh-k eredménye a hallgató kérésére figyelembe vehető.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    - Stefányi, I. –Szandtner, K.: Villamos kapcsolókészülékek. Tankönyvkiadó, Budapest, 1991. Nívódíjas egyetemi jegyzet, J5-1309.

    - Kecskés, G. – Kugler, Gy. – Madarász, Gy. – Szandtner, K.: Villamos készülékek szerkesztése és üzeme. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979.

    - Néveri, I. főszerkesztő: Villamos kapcsolókészülékek kézikönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984.

    - Baumann P. főszerkesztő: Villamos szerelőipari kézikönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983.

    - Geszti P., O.: Villamosenergia rendszerek I.-III. Tankönyvkiadó, Budapest, 1983, 1984, 1985. TK 44445/I.-III.

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Szandtner Károly

    adjunktus

    NTBT

    Dr. Petri Kornél

    adjunktus

    VMT