Elektrická zařízení jaderných elektráren

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Přednášky jsou encyklopedickým přehledem elektrotechnických silnoproudých zařízení nn, vn a vvn se zaměřením na jejich použití v oblasti jaderných elektráren včetně vyvedení výkonu do elektrizační soustavy. Teoretické základy jsou doplňovány praktickými ukázkami spolu s parametry zařízení v současnosti používaných v energetice se zaměřením na jaderné elektrárny.

V úvodních hodinách je zopakování obecných základních vztahů z teorie obvodů a teorie elektromagnetického a elektrického pole. Následuje přehled materiálů pro elektrotechniku (vodiče elektrického proudu, polovodiče, vodiče magnetického toku, izolanty a dielektrika), jejich vlastnosti, použití. V dalších částech jsou po obecném úvodu probírány postupně jednotlivé druhy elektrických strojů a přístrojů, jejich charakteristiky, náhradní schéma, fázorové diagramy, použití v jaderných elektrárnách.

V závěru jsou prezentována elektrická zařízení jaderných elektráren včetně nejčastěji aplikovaných schémat vyvedení výkonu a schémat zajištění vlastních spotřeb bloku a společných provozů elektrárny. Příklady elektrických schémat našich JE jsou uvedeny včetně parametrů elektrických zařízení.

Výuka je doplněna exkurzí do školních laboratoří (školní elektrárna, laboratoř vysokých napětí a laboratoře elektrických strojů). Ve školní elektrárně probíhá v rámci cvičení měření na modelu elektrárenského bloku s ukázkami a vyhodnocením přechodových dějů při uměle vytvořených poruchových stavech.

Požadavky:

-

Osnova přednášek:

1.Základní pojmy a vztahy z teorie obvodů a teorie elektromagnetického a elektrického pole, Maxwellovy rovnice.

2.-3. Materiály pro elektrotechniku - izolanty, dielektrika, jejich vlastnosti, použití, zkoušení elektrické odolnosti, ztrátový činitel, odporové materiály, vodiče, vodiče magnetického toku, polovodiče, supravodiče, vodiče pro speciální použití, magnetizační charakteristiky, omezování ztrát.

4. Elektrické stroje, rozdělení, definice vlastností, charakteristiky strojů a jejich zátěží, oteplování a jeho závislost na způsobu zatěžování stroje, účinnost, elektrodynamické síly.

5.-6. Elektrické stroje netočivé

transformátory (rozdělení, konstrukce, charakteristiky, provozní stavy, fázorové diagramy, omezující a filtrační vlastnosti, ...), speciální a přístrojové transformátory, tlumivky.

7.-10. Elektrické stroje točivé

Synchronní stroje (princip, konstrukce, vinutí, chlazení, rotory, funkce tlumiče, napájení rotoru, budiče, náhradní schéma, fázorový diagram), alternátory (provozní charakteristiky, stabilita, fázování, kývání, provoz do přenosové soustavy, ostrovní provoz), synchronní motory a kompenzátory.

Asynchronní stroje (princip, konstrukce, vinutí, spouštění a prostředky k omezení záběrových proudů, momentová charakteristika, náhradní schéma, kruhový diagram, fázorový diagram): asynchronní generátory, jednofázové asynchronní motory.

Stejnosměrné stroje (použití, princip, konstrukce, vinutí, charakteristiky): motory komutátorové, motory krokové, motory speciální.

11.-12. Elektrické přístroje - spínače nn, vn a vvn (požadavky na vypínací schopnosti, konstrukce, zařazení do el. schéma, způsoby zhášení oblouku, zotavené a průrazné napětí), el. přístroje jistící a ochranné (pojistky, jističe, chrániče, energetické ochrany, přepěťové ochrany, konstrukce, účel, charakteristiky, zařazení do el. schéma, selektivita jištění, omezující schopnosti, testování.

13. Elektrická zařízení jaderných elektráren - požadavky, schéma vyvedení výkonu, schéma zajištění vlastní spotřeby bloku a společné vlastní spotřeby elektrárny pro všechny provozní i havarijní situace. Příklady el. schémat JE.

Osnova cvičení:

Cvičení probíhá ve školní elektrárně. Jeho náplní je měření na modelu elektrárenského bloku s ukázkami a vyhodnocením přechodových dějů při provozních a uměle vytvořených poruchových stavech.

Cíle studia:

Znalosti:

Přehledové znalosti elektrotechnických silnoproudých zařízení používaných v jaderných elektrárnách, pochopení jejich principu, nároků na ně ve vztahu k ostatním technologiím, redundance i diverzifikace v zajištění napájení zařízení vlastní spotřeby ve všech provozních i kritických stavech bloku.

Schopnosti:

Orientace v dané problematice, zařazení získaných znalostí v kontextu se znalostmi o ostatních technologiích v jaderných elektrárnách.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Zařízení jaderných elektráren, skripta ČVUT FJFI 1985.

Doporučená literatura:

2. Elektrické stroje, skripta ČVUT FEL 2000.

Studijní pomůcky:

Laboratoř školní elektrárny.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: