Villamos energetika

A) Az előadások tematikája

1.      Bevezetés (1 előadás)

A tárgy követelményeinek ismertetése.

Definíciók, pozitív irányok, teljesítmények értelmezése.

A villamos energia termelésének, szállításának és elosztásának áttekintése. Energiaforrások típusai, erőmű típusok, technológiák, költségek, hatásfokok.

Összes és villamos energiafelhasználás világméretű és hazai alakulása, veszteségek.

Hazai erőművek, nagy erőművek a világban.

Villamos energia szállítási, elosztási és fogyasztói rendszerek.

2.      A Villamosenergia rendszer (VER) felépítése, modellezése, szimmetrikus üzeme (1 előadás)

A hálózati elemek leképezése, egyfázisú (pozitív sorrendű) helyettesítő kapcsolás: generátor, transzformátor, távvezeték, mögöttes hálózat, zárlati teljesítmény, fogyasztó.

3.      Hálózatszámítási módszerek (2 előadás)

Háromfázisú hálózatok elemzése szimmetrikus körülmények között, több feszültségszintű hálózatok számítása, viszonylagos egységek alkalmazása. Háromfázisú zárlat.

4.      Aszimmetrikus üzem (2 előadás)

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.

5.      Hálózati csillagpont földelési módok (1 előadás)

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

6.      Hálózat üzemvitele (1 előadás)

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

7.      Villamosenergia-rendszerek szabályozása (2 előadás)

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.

8.      A villamosenergia-szolgáltatás minőségi követelményei (1 előadás)

Feszültségminőség jellemzők (frekvencia, feszültségváltozás, -ingadozás -letörés és aszimmetria, harmonikus torzítás). Veszteségek.

A szolgáltatás minősége, megbízhatósága, a rendelkezésre állás mutatói, növelésének lehetőségei.

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

9.      A villamos energia ára, díjszabások, piaci alapfogalmak (1 előadás)

Villamosenergia számla tartalma lakossági és ipari fogyasztók esetén.

10.  Háztartási méretű kiserőművek csatlakozása, hálózati hatásai (1 előadás)

HMKE-k műszaki csatlakozási feltételei, csatlakozás létesítésének menete, elszámolási rendszer, megtérülés.

11.  A villamos energetika aktuális fejlődési irányai (1 előadás)

Villamos vontatási alapismeretek.

Smart Grid koncepció (hálózati elemek, üzemeltetés, rendszerirányítás). Okos mérés. Fogyasztói befolyásolás. E-mobilitás hálózati hatásai.

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