Villamos energetika

A tantárgy angol neve: Power System Engineering

Adatlap utolsó módosítása: 2015. február 24.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

BSc képzés

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIVEA207   3/1/1/v 5  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Raisz Dávid Márk,
4. A tantárgy előadója
NévBeosztásTanszék, Intézet
Dr. Varjú GyörgyEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék

Dr. Czira Zsuzsa

Dr.Raisz Dávid

Egyetemi adjunktus

Egyetemi docens

Villamos Energetika Tanszék

Villamos Energetika Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Az elektromágneses tér jelenségei, fogalmai és törvényei, az elektrotechnikában alkalmazott vezető-, szigetelő- és mágneses anyagok tulajdonságai, a hálózatelmélet alapjai, a hálózatanalízis módszerei.
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
((TárgyEredmény( "BMEVIHVA200" , "aláírás" , _ ) = -1
VAGY Aláírás( ahol a TárgyKód = "BMEVIEV2015", ahol a Ciklus = tetszőleges)
VAGY Aláírás( ahol a TárgyKód = "BMEVIEV2021", ahol a Ciklus = tetszőleges))
ÉS
( TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIVEA201", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
VAGY TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIVE2027", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2 )

VAGY TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIEV2501", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
VAGY TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIEV1014", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
VAGY Szakirány( ahol a SzakirányKód = "KIEGV", ahol a Ciklus = "2006/07/1")
VAGY TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIEV1019", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
VAGY Szakirány( ahol a SzakirányKód = "KIEGVBSC", ahol a Ciklus = "2007/08/1")

VAGY
( TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIHVA109", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
ÉS
KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-07")) )

ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIVEAB01" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIVEAB01", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

ÉS Training.Code=("5N-A7")

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

A tárgy épít a Jelek és rendszerek 1 és 2 tárgy előtanulmányaira, valamint az Elektrotechnika tárgyra. A tárgyat nem vehetik fel azok a hallgatók, akik felvették vagy kreditpontot szereztek a VIVEA005 Villamosenergia rendszerek c. tárgyból.

7. A tantárgy célkitűzése

A villamosenergia-rendszerekkel kapcsolatos azon alapismeretek oktatása, amely minden villamosmérnöknek szükséges és egyben megalapozás azok részére, akik a Villamosenergia-rendszerek vagy az Energiaátalakító rendszerek szakirányon folytatják a tanulmányaikat.

A villamosenergia-rendszer struktúrájának és működésének ismertetése az egyes hálózati elemek és az alrendszerek működési elveinek alapján fokozatosan felépítve. A villamosenergia-rendszerek leképzése, szimmetrikus normálüzemének vizsgálatára szolgáló alapvető módszerek megadása. Az üzemzavari aszimmetrikus állapotokra vonatkozó legfontosabb kérdések tárgyalása az elosztói és fogyasztói hálózatok szempontjából. A feszültségminőségre és a szolgáltatás biztonságára vonatkozó követelmények. A villamos hálózatok és berendezések által okozott villamos és mágneses erőterek egészségi hatásai és EMC vonatkozásai. Betekintés nyújtása a villamosenergetika fő területein (termelés, szállítás, szolgáltatás, környezeti hatások) megnyilvánuló paradigmaváltásba.

8. A tantárgy részletes tematikája

A) Az előadások tematikája

 

1.      A villamosenergia szerepe, a villamosenergia-rendszer általános felépítése(4x45p)

A villamos energia termelésének, szállításának és elosztásának áttekintése. Energiaforrások típusai, erőmű típusok. Villamos energia szállítási, elosztási és fogyasztói rendszerek.

2.      Szimmetrikus háromfázisú rendszer elemzése (6x45p)

A hálózati elemek leképezése, egyfázisú helyettesítő kapcsolás: generátor, transzformátor, távvezeték, mögöttes hálózat, zárlati teljesítmény, fogyasztó. Háromfázisú hálózatok elemzése szimmetrikus körülmények között, több feszültségszintű hálózatok számítása, viszonylagos egységek alkalmazása. Háromfázisú zárlat.

3.      Hálózat aszimmetrikus üzeme(4x45p)

Szimmetrikus összetevők alkalmazási módszerének alapjai. Szimmetria feltétele, aszimmetria hatása. Hálózatok negatív- és zérus sorrendű modellezésének alapjai. A földvisszavezetés szerepe. Vasúti terhelés okozta aszimmetria. Háromfázisú hálózatok számítási lehetősége aszimmetrikus körülmények között. Hálózat modellezése felharmonikus frekvenciákra.

4.      Hálózati csillagpont földelési módok (2x45p)

A csillagpont földelés módjai és kihatása a földzárlati feszültségemelkedésre, szigetelési szintre és földvisszavezetéses áramokra. A nemzetközi gyakorlat áttekintése.

5.      Hálózat üzemvitele(6x45p)

Hálózatág feszültségesése és teljesítmény viszonyai, terhelhetőség, feszültségprofil. Feszültség-meddőteljesítmény kapcsolat, feszültségesés és veszteség csökkentése. Távvezeték természetes teljesítménye.

6.      Villamosenergia-rendszerek szabályozása (10x45p)

A teljesítmények egyensúlya, az üzemeltetés alapfeladatai, a fogyasztói teljesítményigény változásai, teljesítmény- és frekvencia szabályozás. A teljesítmény-átvitel korlátai. Feszültség- és szinkron stabilitás. A feszültség- és meddőteljesítmény szabályozás alapkérdései. Flexibilis váltakozóáramú átviteli (FACT) módszerek. A diszperz energiatermelés és megújuló energiaforrások (szélenergia) kihatásai a rendszer stabilitásra és szabályozásra.

7.      A villamosenergia-szolgáltatás minőségi követelményei(6x45p)

Feszültségminőség jellemzők (frekvencia, feszültségváltozás, -ingadozás -letörés és aszimmetria, harmonikus torzítás). A szolgáltatás minősége, megbízhatósága.

8.      A villamos hálózatok és berendezések villamos és mágneses erőtere(4x45p)

A vezetékek és kábelek erőterének jellemzése, csökkentésének lehetőségei. Berendezések mágneses terének jellemzése. Az erőterek élettani hatásainak fizikája, egészségi határértékek. EMC vonatkozások és határértékek.

 

 

B) Gyakorlatok témakörei:

 

(1)        Hálózati elemek modellezése szimmetrikus körülmények között. Névleges adatok értelmezése és alkalmazása, nagyságrendek érzékeltetése. Zárlati teljesítmény.

(2)        Többfeszültségszintű hálózat modellezése viszonylagos egységek segítségével. Fogyasztó ellátása sugaras hálózaton. Feszültségviszonyok elemzése, áramok, teljesítmények számítása. Háromfázisú zárlat.

(3)        Szimmetrikus összetevő transzformáció alkalmazása. Aszimmetrikus rendszer szimm. összetevőinek meghatározása, szimmetrikus összetevőkből fázismennyiségek számítása. Vonali- és fázisfeszültségek. Hálózat különböző sorrendű modelljei.

(4)        Feszültségesés számítása sugarasan táplált fogyasztó figyelembevételével. Fázisjavítás. Hálózati veszteség számítása.

(5)        Háromfázisú nullavezetős táplálás kiegyenlített és nem kiegyenlített fogyasztói terhelésnél fázismennyiségekkel és szimmetrikus összetevők alkalmazásával. Áramok, feszültségek, teljesítmények meghatározása csillagponti nullavezetővel és anélkül. 

(6)        Aszimmetrikus zárlat (egyfázisú földrövidzárlat) számítása szimmetrikus összetevők segítségével. Bauch paradoxon. Transzformátorok delta tekercselésének szerepe.

(7)        Vonali feszültségről táplált egyfázisú vasúti terhelés, áram- és feszültség aszimmetriája.

 

 C) Laboratóriumi gyakorlatok témakörei:

  Az előadások megfelelő fejezeteihez illeszkedő laboratóriumi foglalkozások

 

 

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás: hagyományos előadás, számítógépi prezentációk, esettanulmányok.Gyakorlat: az előadások témaköreihez illeszkedő számpéldák kidolgozása.Laboratóriumi gyakorlatok: az előadások megfelelő fejezeteihez illeszkedő  laboratóriumi foglalkozások.
10. Követelmények

a) A szorgalmi időszakban:       

A nagyzárthelyi (vagy a pótzh) sikeres (legalább elégséges szintű) teljesítése.

Részvétel a laborfoglalkozásokon.

Jelenlét a gyakorlatok legalább 70%-án (a TVSZ szerint).

A gyakorlatok elején rövid ellenőrző dolgozatok írására kerül sor. A meg nem írt dolgozatok eredményét 0-nak tekintjük. Az ellenőrző dolgozatokból a 3 legjobb eredményének átlagát képezzük, ennek legalább elégségesnek kell lennie.

 

b) A vizsgaidőszakban:

Írásbeli vizsga szóbeli kiegészítés lehetőségével (ha az írásbeli eredménye legalább elégséges, akkor a vizsgaeredmény legfeljebb egy jeggyel változtatható a szóbelin).

 

c) A végső érdemjegy kialakításának módja: 

Amennyiben a vizsgán kapott jegy legalább elégséges, akkor annak érdemjegye 70% súllyal, és a nagyzárthelyi (vagy a pótzárthelyi) érdemjegye 30% súllyal. Elégtelen vizsgajegy esetén a végső érdemjegy elégtelen.

 

11. Pótlási lehetőségek

A zárthelyi dolgozat és a mérések pótlására a szorgalmi időszakban egy pótzárthelyi illetve egy pótmérési alkalmat biztosítunk.

A TVSZ szerint a pótlási időszakban lehetőség van az eredménytelen zárthelyi dolgozat újbóli pótlására, különeljárási díj megfizetése mellett.

A gyakorlatok elején írt rövid ellenőrző dolgozatok pótlására nincs lehetőség.

 

 

12. Konzultációs lehetőségek Zárthelyi és vizsgák előtt egyeztetett időpontban.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

·          Az előadások Power-point anyaga.

·          Jegyzet: Villamos energetika I. és III. (Nyomtatott és elektronikus formában)

·          Tankönyv: Geszti P.O.: Villamosenergia-rendszerek I.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra 70
Félévközi készülés órákra 14
Felkészülés zárthelyire 6
Házi feladat elkészítése 5
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 5
Vizsgafelkészülés 50
Összesen 150
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
NévBeosztásTanszék, intézet
Dr. Varjú GyörgyEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék
Dr. Czira ZsuzsaEgyetemi adjunktus Villamos Energetika Tanszék
Prikler LászlóEgyetemi tanársegéd Villamos Energetika Tanszék