Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Low frequency conducted disturbances and electromagnetic compatibility
Tok studiów:
2013/2014
Kod:
EEL-2-205-SG-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Smart Grids Technology Platform
Kierunek:
Elektrotechnika
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
Hanzelka Zbigniew (hanzel@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
Wetula Andrzej (wetula@agh.edu.pl)
Borkowski Dariusz (borkows@agh.edu.pl)
Hanzelka Zbigniew (hanzel@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Zydroń Paweł (pzydron@agh.edu.pl)
dr inż. Firlit Andrzej (afirlit@agh.edu.pl)
dr inż. Piątek Krzysztof (kpiatek@agh.edu.pl)
Chmielowiec Krzysztof (kchmielo@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Pomiar charakterystyk impedancyjnych sieci zasilającej EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U10, EL2A_W09, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W002 Pomiar charakterystyk częstotliwościowych przetworników pomiarowych EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Ocena jakości wyznaczania impedancji zastępczej systemu zasilającego EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W004 Jednopunktowa lokalizacji źródeł zaburzeń elektromagnetycznych w systemie zasilającym EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W005 Ocena indywidualnej emisji źródeł zaburzeń elektromagnetycznych EL2A_W13, EL2A_W08, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_U09, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_W01, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W006 Teorie mocy w obwodach elektrycznych z przebiegami odkształconymi EL2A_W13, EL2A_W07, EL2A_U02, EL2A_U09, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W007 Zaburzenia wysokoczęstotliwościowe w obwodach elektronicznych i energoelektronicznych EL2A_W13, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_U09, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_W01, EL2A_W09, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W008 Rozproszony system pomiaru wskaźników jakości napięcia EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W009 Układy automatyki zabezpieczeniowej EL2A_W13, EL2A_W08, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_U09, EL2A_U12, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_W09, EL2A_U01, EL2A_U15, EL2A_W12 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W010 Globalne wskaźniki jakości dostawy energii elektrycznej EL2A_W13, EL2A_W08, EL2A_W10, EL2A_W11, EL2A_W09 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
Umiejętności
M_U001 Znajomość stosowanych metod pomiaru charakterystyk impedancyjnych sieci zasilającej; umiejętność wyboru metody pomiarowej stosownie do obiektu na podstawie ich wad i zalet poznanych metod oraz dostępnego pobudzenia. EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_U002 Student zna różnorakie konstrukcje przetworników prądowych i napięciowych i ich właściwości częstotliwościowe; potrafi zastosować metody estymacji charakterystyk częstotliwościowych. EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Zaliczenie laboratorium,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U003 Student umie symulować przetworniki pomiarowe i zna ich podstawowe modele; umie zastosować metodę identyfikacji charakterystyk częstotliwościowych opartą o gęstości widmowe mocy. EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_U004 Umiejętność obliczania poziomu odkształcenia napięcia w prostych sieciach elektroenergetycznych Umiejętność symulacji zjawiska odkształcenia napięcia w programie Matlab/Simulink EL2A_W13, EL2A_W08, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_U09, EL2A_W05, EL2A_K02, EL2A_W11, EL2A_W01, EL2A_U01, EL2A_U15 Zaliczenie laboratorium,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U005 Umiejętność przeprowadzenia eksperymentu biernego (w ograniczonym zakresie także czynnego) w celu wyznaczenia charakterystyk impedancyjnych linii zasilających. Umiejętność realizacji symulacji w SimPowerSystems Matlaba. EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_U16, EL2A_W06, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_U006 Umiejętność analizy mechanizmu propagacji niepewności pomiarowych w pomiarach złożonych. Umiejętność określenia niepewności wyniku pomiaru poprzez analizę propagacji niepewności pomiaru. EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_U007 Umiejętność określenia niepewności wyniku pomiaru poprzez sumulację propagacji niepewności. Umiejętność generowania zakłóceń o zadanym rozkładzie prawdopodobieństwa oraz ich dalszego przekształcania poprzez kolejne operacje algorytmu pomiarowego. EL2A_W13, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_W10, EL2A_U10, EL2A_U01, EL2A_U15 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_U008 Student zna znaczenie automatyki zabezpieczeniowej oraz jej roli w systemie elektroenergetycznym. Rozumie zasady działania podstawowych układów zabezpieczeniowych. Potrafi określić rodzaje zabezpieczeń stosowanych dla różnego typu urządzeń elektroenergetycznych. Zna problematykę normalizacyjną z zakresu elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej, w tym objętą normą IEC61850. Zna nowe kierunki rozwoju w dziadzienie zabezpieczeń, w szczególności dla ochrony i nadzoru systemów rozległych WAMS. EL2A_W13, EL2A_W08, EL2A_U02, EL2A_U03, EL2A_U09, EL2A_U12, EL2A_K02, EL2A_W01, EL2A_U10, EL2A_W09, EL2A_U01, EL2A_U15, EL2A_W12 Zaliczenie laboratorium,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U009 Umiejętność analizy: różnych mocach pozornych dla obwodów trójfazowych: arytmetyczna, geometryczna, Buchholz’a; wpływu asymetrii na współczynnik mocy dla obwodów trójfazowych; różnic między współczynnikami mocy DPF, PF, tg(ϕ); wpływu odkształcenia prądu na współczynnik mocy PF; algorytmów sterowania równoległymi filtrami aktywnymi bazującymi na wybranych teoriach mocy. EL2A_W07, EL2A_U05, EL2A_U02, EL2A_U09, EL2A_W05, EL2A_W10, EL2A_K02, EL2A_W01, EL2A_W02, EL2A_U01, EL2A_U15 Zaliczenie laboratorium,
Wynik testu zaliczeniowego
Kompetencje społeczne
M_K001 Umiejętność pracy w zespole, odpowiedzialność za efekty pracy zespołowej EL2A_K02 Zaliczenie laboratorium
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Inne
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
E-learning
Wiedza
M_W001 Pomiar charakterystyk impedancyjnych sieci zasilającej + - + - - - - - - - -
M_W002 Pomiar charakterystyk częstotliwościowych przetworników pomiarowych + - + - - - - - - - -
M_W003 Ocena jakości wyznaczania impedancji zastępczej systemu zasilającego + - + - - - - - - - -
M_W004 Jednopunktowa lokalizacji źródeł zaburzeń elektromagnetycznych w systemie zasilającym + - + - - - - - - - -
M_W005 Ocena indywidualnej emisji źródeł zaburzeń elektromagnetycznych + - + - - - - - - - -
M_W006 Teorie mocy w obwodach elektrycznych z przebiegami odkształconymi + - + - - - - - - - -
M_W007 Zaburzenia wysokoczęstotliwościowe w obwodach elektronicznych i energoelektronicznych + - + - - - - - - - -
M_W008 Rozproszony system pomiaru wskaźników jakości napięcia + - + - - - - - - - -
M_W009 Układy automatyki zabezpieczeniowej + - + - - - - - - - -
M_W010 Globalne wskaźniki jakości dostawy energii elektrycznej + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Znajomość stosowanych metod pomiaru charakterystyk impedancyjnych sieci zasilającej; umiejętność wyboru metody pomiarowej stosownie do obiektu na podstawie ich wad i zalet poznanych metod oraz dostępnego pobudzenia. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student zna różnorakie konstrukcje przetworników prądowych i napięciowych i ich właściwości częstotliwościowe; potrafi zastosować metody estymacji charakterystyk częstotliwościowych. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student umie symulować przetworniki pomiarowe i zna ich podstawowe modele; umie zastosować metodę identyfikacji charakterystyk częstotliwościowych opartą o gęstości widmowe mocy. - - + - - - - - - - -
M_U004 Umiejętność obliczania poziomu odkształcenia napięcia w prostych sieciach elektroenergetycznych Umiejętność symulacji zjawiska odkształcenia napięcia w programie Matlab/Simulink + - + - - - - - - - -
M_U005 Umiejętność przeprowadzenia eksperymentu biernego (w ograniczonym zakresie także czynnego) w celu wyznaczenia charakterystyk impedancyjnych linii zasilających. Umiejętność realizacji symulacji w SimPowerSystems Matlaba. - - + - - - - - - - -
M_U006 Umiejętność analizy mechanizmu propagacji niepewności pomiarowych w pomiarach złożonych. Umiejętność określenia niepewności wyniku pomiaru poprzez analizę propagacji niepewności pomiaru. - - + - - - - - - - -
M_U007 Umiejętność określenia niepewności wyniku pomiaru poprzez sumulację propagacji niepewności. Umiejętność generowania zakłóceń o zadanym rozkładzie prawdopodobieństwa oraz ich dalszego przekształcania poprzez kolejne operacje algorytmu pomiarowego. - - + - - - - - - - -
M_U008 Student zna znaczenie automatyki zabezpieczeniowej oraz jej roli w systemie elektroenergetycznym. Rozumie zasady działania podstawowych układów zabezpieczeniowych. Potrafi określić rodzaje zabezpieczeń stosowanych dla różnego typu urządzeń elektroenergetycznych. Zna problematykę normalizacyjną z zakresu elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej, w tym objętą normą IEC61850. Zna nowe kierunki rozwoju w dziadzienie zabezpieczeń, w szczególności dla ochrony i nadzoru systemów rozległych WAMS. + - + - - - - - - - -
M_U009 Umiejętność analizy: różnych mocach pozornych dla obwodów trójfazowych: arytmetyczna, geometryczna, Buchholz’a; wpływu asymetrii na współczynnik mocy dla obwodów trójfazowych; różnic między współczynnikami mocy DPF, PF, tg(ϕ); wpływu odkształcenia prądu na współczynnik mocy PF; algorytmów sterowania równoległymi filtrami aktywnymi bazującymi na wybranych teoriach mocy. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Umiejętność pracy w zespole, odpowiedzialność za efekty pracy zespołowej + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Pomiar charakterystyk impedancyjnych sieci zasilającej:
właściwości sieci zasilającej modele parametryczne i nieparametryczne sieci. Podział metod pomiarowych ze względu na rodzaj pobudzenia. Eksperymenty czynne i bierne.
Ocena jakości wyznaczania impedancji zastępczej sieci zasilającej.
2. Propagacja niepewności pomiaru przez algorytm wyznaczania impedancji. Wpływ rodzaju i jakości pobudzenia na błędy pomiarowe.
3.Jednopunktowa lokalizacji źródeł zaburzeń elektromagnetycznych w systemie zasilającym (harmoniczne, wahania napięcia, zapady napięcia, asymetria)
4. Ocena indywidualnej emisji źródeł zaburzeń elektromagnetycznych (harmoniczne, wahania napięcia, asymetria)
5. Teorie mocy w obwodach elektrycznych: wiedza o klasycznej teorii mocy oraz współczesnych propozycjach teorii mocy; wiedza o rozkładzie prądu odbiornika na składowe; wiedza o podziale składowych prądu odbiornika na składowe pożądane i niepożądane; wiedza szczegółowa o teorii mocy chwilowych p-q; wiedza szczegółowa o teorii mocy bazującej na teorii składowych fizycznych prądu; wiedza o różnych współczynnikach mocy; wiedza o różnych rodzajach mocy wynikających z klasycznej teorii mocy oraz z różnych propozycji teorii mocy.
6. Rozproszony system pomiaru wskaźników jakości napięcia: struktura, elementy składowe, cechy charakterystyczne rozproszonych systemów monitorowania jakości energii elektrycznej;cechy przyrządów pomiarowych typu smart meter oraz systemów pomiarowych typu smart metering, będących częścią „inteligentnych” systemów elektroenergetycznych tzw. smart grids; rodzaje przyrządów pomiarowych: liczniki energii, uniwersalne mierniki cyfrowe, analizatory/rejestratory; systemy AMR, AMI, AMM, DSM itp.; media komunikacyjne: przewodowe (DSL, ADSL, sieć Ethernet, PLC, BPL) i bezprzewodowe (GSM/GPRS, UMTS, WiFi, ZigBee, WiMax, Bluetooth, WirelessHART) oraz protokoły transmisji danych pomiarowych.
7. Badanie wysoko-częstotliwościowych zaburzeń przewodzonych oraz promieniowanych Badanie zaburzeń wysoko-częstotliwościowych przewodzonych w zakresie od 150kHz do 30MHz dla różnych modułów i układów zasilających. Badanie wysoko-częstotliwościowych zaburzeń emitowanych przez moduły i układy elektronicznych w zakresie od 9kHz do 1GHz przy pomocy sond pola bliskiego. Interpretacja jakościowa i ilościowa zjawisk polowych, identyfikacja źródeł zaburzeń przewodzonych i promieniowanych, porównanie otrzymanych widm z wymaganiami odpowiednich norm oraz widmami wzorcowymi, określenie wpływu geometrii i układów filtrujących na poziom zaburzeń.
8. Automatyka zabezpieczeniowa: Układy automatyki zabezpieczeniowej: implementacja funkcji zabezpieczeniowych w przekaźnikach zabezpieczeniowych serii REx630; norma IEC61850 jako współczesny standard komunikacji urządzeń zabezpieczeniowych; system nadzoru i akwizycji danych na przykładzie kontrolera COM600
9. Globalne wskaźniki oceny jakości dostawy energii elektrycznej

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Pomiar charakterystyk impedancyjnych sieci zasilającej
Symulacyjne wyznaczanie impedancji sieci zasilającej metodą czynną i bierną. Porównanie wyników.
Ocena jakości wyznaczania impedancji zastępczej sieci zasilającej
2. Symulacja propagacji niepewności pomiaru przez algorytm pomiarowy. Ocena wpływu błędów losowych i systematycznych na wyniki poprzez generowanie histogramu wyników.
3. Rodzaje przetworników prądowych i napięciowych. Charakterystyki przetworników. Metody identyfikacji charakterystyk częstotliwościowych.
4. Odkształcenie napięcia i prądu – obliczanie i modelowaie poziomu odkształcenia napięcia w sieciach zawierających odbiorniki nieliniowe
5. Jednopunktowa lokalizacji źródeł zaburzeń elektromagnetycznych w systemie zasilającym – analiza praktycznych przypadków w warunkach laboratoryjnych.
6. Rozproszony system pomiaru wskaźników jakości napięcia: rodzaje środowisk softwareowych wykorzystywanych do budowy rozproszonych systemów monitorowania jakości energii elektrycznej: ION Enterprise, ENCORE, QIS, WinPQ, PQSCADA, PQView; analizatory wykorzystywane do budowy systemów monitorowania: ION7650, PQI-D/DA, G4420, PQube, QWave, 61PQ; interpretacja danych pomiarowych oraz ich analiza pod kątem oceny jakości energii elektrycznej i efektywności energetycznej; formaty danych: PQDIF, COMTRADE.
7. Implementacja funkcji zabezpieczeniowych w przekaźnikach zabezpieczeniowych serii REx630, Norma IEC61850 jako współczesny standard komunikacji urządzeń zabezpieczeniowych, System nadzoru i akwizycji danych na przykładzie kontrolera COM600.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz z egzaminu.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z egzaminu (75%) i laboratorium (25%) uzyskanych we wszystkich terminach.
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 else
if sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3
4. Jeżeli pozytywną ocenę z laboratorium i egzaminu uzyskano w pierwszym terminie oraz ocena końcowa jest mniejsza niż 5.0 to ocena końcowa jest podnoszona o 0.5

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Metrologia, elektroenergetyka, energoelektronika

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Arrillaga J., Watson N. R.: Power system harmonics, John Wiley & Sons.
2. Bendat J.S., Piersol A.G.: Random data analysis and measurement procedures, Wiley & sons.
3. Czarnecki J.S.: Moce w obwodach elektrycznych z niesinusoidalnymi przebiegami prądów i napięć, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2005.
4. Dugan R. C., McGranaghan, S. Santoso M. F.: Electrical power quality systems, Second Edition, The McGraw-Hill Companies, ISBN 0-07-138622-X, 2003.
5. Elmore W.A.: Protective relaying theory and applications.
6. Emanuel A.E.: Power definitions and the physicalmechanism of power flow
Alexander Eigeles Emanuel, Willey, 2010.
7. Firlit A.: Power theory with non-sinusoidal waveforms – Annex 3, Handbook of Power Quality edited by Angelo Baggini, Willey 2008.
8. Firlit A.: Ciągły monitoring i analiza jakości energii elektrycznej. Elektroenergetyka – Współczesność i Rozwój, nr 4(10)/2011, grudzień 2011.
9. Gajda J.: Statystyczna analiza danych pomiarowych
10. Hanzelka Z. i inni: Single-point methods for location of distortion, unbalance, voltage fluctuation and dips sources in a power system, Power quality – monitoring, analysis and enhancement, InTech, ISBN 978-953-307-330-9,{http://www.intechopen.com/articles/show/title/single-point-methods-for-location-of-distortion-unbalance-voltage-fluctuation-and-dips-sources-in-a-}
11. Instrukcje do ćwiczeń.
12. Machczyński W.: Wprowadzenie do kompatybilności elektromagnetycznej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2010.
13. Mańczak, Nahorski: Identyfikacja obiektów dynamicznych.
14. Ott H.W.: Electromagnetic Compatibility Engineering, John Wiley & Sons, August 2009
15. Phadke A.G., Throp J.S.: Computer relaying for power systems.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak