ΣΧΟΛΗ |
ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ |
||||
ΤΜΗΜΑ |
ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ |
||||
ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ |
7 |
||||
ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ |
ECE_ΒK701 |
ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ |
7ο |
||
ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ |
ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ |
||||
ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ |
ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ |
ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ |
|||
6 |
5 |
||||
|
|||||
|
|||||
Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδακτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο 4. |
|||||
ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων |
ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ |
||||
ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:
|
ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΟΥΝ |
||||
ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ: |
ΕΛΛΗΝΙΚΑ. Μπορούν όμως να γίνουν και παραδόσεις στην Αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το μάθημα. |
||||
ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS |
ΝΑΙ |
||||
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL) |
Μαθησιακά Αποτελέσματα |
|
Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος. Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α · Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης · Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης και Παράρτημα Β · Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων |
|
Με τις γνώσεις από τη διδασκαλία αυτού του μαθήματος ο φοιτητής που θα το παρακολουθήσει θα μπορεί να: 1. Σχεδιάζει την κυκλωματική παράσταση των βασικών συνιστωσών ενός Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ), δηλαδή των: σύγχρονων γεννητριών, μετασχηματιστών ισχύος (μονοφασικών και τριφασικών), μετασχηματιστών ρύθμισης τάσης, γραμμών μεταφοράς, φορτίων καθώς και το ανά μονάδα μονοφασικό ισοδύναμο κύκλωμα των ΣΗΕ. 2. Κατασκευάζει με συστηματικό τρόπο τον πίνακα Υbus των ΣΗΕ και να τον αξιοποιεί στην επίλυση των εξισώσεων μόνιμης κατάστασης των ΣΗΕ με τη μέθοδο των κόμβων. Λόγω του μεγέθους των ΣΗΕ οι πίνακες Υbus έχουν πολύ μεγάλες διαστάσεις και γι αυτό ο φοιτητής μαθαίνει να χρησιμοποιεί τις ειδικές υπολογιστικές τεχνικές που επιταχύνουν την εύρεση της λύσης μεγάλων ΣΗΕ. Αυτές είναι : η μέθοδος διαδοχικής απαλοιφής (ή μέθοδος Gauss) και η τριγωνική παραγοντοποίηση. 3. Εφαρμόζει τις μεθόδους επίλυσης μεγάλων ΣΗΕ για τη μελέτη της συμπεριφοράς τους, όταν υφίστανται συγκεκριμένη φόρτιση, στη μόνιμη ημιτονοειδή κατάσταση λειτουργίας. Αυτή είναι η ανάλυση ροής φορτίου, που είναι αναγκαία για την εκπόνηση και άλλων μελετών όπως είναι: η βέλτιστη οικονομική λειτουργία και οι μελέτες μεταβολών ή επεκτάσεων των ΣΗΕ. 4. Υπολογίζει τα ρεύματα που δημιουργούνται λόγω συμμετρικών βραχυκυκλωμάτων και την επίδρασή τους στις συσκευές των ΣΗΕ. 5. Αξιοποιεί τη μέθοδο Συμμετρικών Συνιστωσών με την οποία μπορεί να αναλύει ασύμμετρες διαταραχές σε ΣΗΕ, αξιοποιώντας τις μεθόδους που εφαρμόζονται στα συμμετρικά ΣΗΕ. 6. Υπολογίζει τα ρεύματα για οποιοδήποτε ασύμμετρο βραχυκύκλωμα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Συμμετρικών Συνιστωσών. Με την αξιοποίηση αυτών των γνώσεων ο φοιτητής αναπτύσσει τις ακόλουθες δεξιότητες και ικανότητες: 1. Ικανότητα να κατανοεί τα καθοριστικά δεδομένα, τις έννοιες, τις θεωρίες και τις στρατηγικές που σχετίζονται με τη λειτουργία των ΣΗΕ στη μόνιμη ημιτονοειδή κατάσταση και τη λειτουργία τους υπό την επίδραση βραχυκυκλωμάτων συμμετρικών και ασύμμετρων. 2. Ικανότητα να αξιοποιεί αυτή τη γνώση και κατανόηση για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων που σχετίζονται με τα ΣΗΕ, όπως είναι οι μελλοντικές μεταβολές ή επεκτάσεις δικτύων και η κατανόηση της προστασίας τους. 3. Ικανότητα να εφαρμόζει τις διδαχθείσες μεθοδολογίες για την επίλυση μη οικείων γενικότερων προβλημάτων. 4. Δεξιότητες για τον τρόπο και μεθοδολογία εκτέλεσης μελετών, που είναι απαραίτητη προϋπόθεση στην ανάπτυξη επαγγελματικής σταδιοδρομίας μηχανικού. 5. Ικανότητα συνεργασίας με άλλους επιστήμονες για την επίλυση διεπιστημονικών προβλημάτων. 6. Αποκτά την ικανότητα εκπόνησης μελετών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων αξιόπιστων και ασφαλών για τους ανθρώπους και το περιβάλλον. Με τις γνώσεις του εργαστηρίου αυτού του μαθήματος ο φοιτητής που θα το παρακολουθήσει θα μπορεί να: 1. Κατανοεί και ερμηνεύει τις βασικές αρχές λειτουργίας όλων των βασικών δομικών μερών (σύγχρονη μηχανή, επαγωγική μηχανή, γραμμή μεταφοράς, μετασχηματιστής, φορτία) στα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ). 2. Εξοικειώνεται στην πράξη με την ανάλυση των ΣΗΕ. 3. Παρατηρεί και ερμηνεύει την επίπτωση των ροών ενεργού και αέργου ισχύος στα βασικά ηλεκτρικά μεγέθη ενός ΣΗΕ (τάσεις ζυγών, ρεύματα) και αντιστρόφως. 4. Μελετά τη λειτουργία, να την επαναρυθμίζει αν απαιτείται ή να σχεδιάζει από την αρχή ΣΗΕ. Με την αξιοποίηση αυτών των γνώσεων ο φοιτητής αναπτύσσει τις ακόλουθες δεξιότητες και ικανότητες: 1. Ικανότητα να κατανοεί τα καθοριστικά δεδομένα, τις έννοιες, τις θεωρίες και τις στρατηγικές που σχετίζονται με όλα τα δομικά μέρη των ΣΗΕ. 2. Ικανότητα να αξιοποιεί αυτή τη γνώση και κατανόηση για να προτείνει τρόπους βελτίωσης της λειτουργίας των ΣΗΕ. 3. Ικανότητα να εφαρμόζει τις διδαχθείσες μεθοδολογίες για την επίλυση γενικότερων μη οικείων προβλημάτων. 4. Δεξιότητες για τον τρόπο και μεθοδολογία εκτέλεσης μελετών, που είναι απαραίτητη προϋπόθεση στην ανάπτυξη επαγγελματικής σταδιοδρομίας μηχανικού. 5. Ικανότητα συνεργασίας με άλλους επιστήμονες για την επίλυση διεπιστημονικών προβλημάτων. 6. Αποκτά την ικανότητα εκπόνησης μελετών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων αξιόπιστων και ασφαλών για τους ανθρώπους και το περιβάλλον.
|
|
Γενικές Ικανότητες |
|
Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;. |
|
Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις Λήψη αποφάσεων Αυτόνομη εργασία Ομαδική εργασία Εργασία σε διεθνές περιβάλλον Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών |
Σχεδιασμός και διαχείριση έργων Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης |
1. Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών. 2. Λήψη αποφάσεων. 3. Εργασία σε διεθνές περιβάλλον. 4. Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον. 5. Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
|
Το περιεχόμενο της διδασκαλίας του μαθήματος περιλαμβάνει: Σύντομη ανασκόπηση των μελετών που περιλαμβάνει η ανάλυση των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ). Σύντομη ανασκόπηση των μοντέλων των βασικών συνιστωσών ενός ΣΗΕ: σύγχρονες γεννήτριες, μετασχηματιστές ισχύος, μετασχηματιστές ρύθμισης τάσης, γραμμές μεταφοράς, φορτία. Δημιουργία του μοντέλου του συστήματος, ανά μονάδα μονοφασικό ισοδύναμο κύκλωμα. Μοντέλο σύνθετης αγωγιμότητας συστήματος, μέθοδοι σχηματισμού του πίνακα αγωγιμοτήτων ζυγών Ybus, επίλυση των εξισώσεων κόμβων με τη μέθοδο της διαδοχικής απαλοιφής, τριγωνική παραγοντοποίηση. Ανάλυση ροής φορτίου, διατύπωση εξισώσεων και θεμελίωση του προβλήματος της ροής φορτίου, τύποι ζυγών, επίλυση με τις μεθόδους Gauss-Seidel και Newton-Raphson, ταχεία αποζευγμένη μέθοδος. Υπερταχέα μεταβατικά-κυματικά φαινόμενα. Μέσης ταχύτητας μεταβατικά φαινόμενα-βραχυκυκλώματα. Βραδέα μεταβατικά φαινόμενα-μεταβατική ευστάθεια. Συμμετρικά βραχυκυκλώματα. Αντοχή σε βραχυκύκλωμα (SCC). Προσεγγίσεις στην ανάλυση βραχυκυκλωμάτων. Διευκρινιστικό παράδειγμα για την ανάλυση συμμετρικών βραχυκυκλωμάτων. Συστηματικός υπολογισμός βραχυκυκλώματος. Μετασχηματισμός συμμετρικών συνιστωσών. Ακολουθιακές σύνθετες αντιστάσεις και ακολουθιακά δίκτυα. Φασική μετατόπιση σε ένα Υ/Δ μετασχηματιστή. Κλασικός τρόπος μελέτης ασύμμετρων βραχυκυκλωμάτων. Υπολογισμός ρευμάτων και τάσεων στη θέση του βραχυκυκλώματος. Υπολογισμός των φασικών τιμών ρευμάτων και τάσεων βραχυκυκλώματος. Ψηφιακός υπολογισμός ασύμμετρων βραχυκυκλωμάτων με χρήση του πίνακα Zbus. Το περιεχόμενο του εργαστηρίου του μαθήματος περιλαμβάνει: Άσκηση 1: εξοικείωση του φοιτητή με το βασικό εξοπλισμό που θα χρησιμοποιηθεί στις εργαστηριακές ασκήσεις που ακολουθούν, καθορισμός της ακολουθίας των φάσεων μιας τριφασικής πηγής ισχύος, διευκρίνιση εννοιών σχετικών με τη μέτρηση πραγματικής και αέργου ισχύος. Άσκηση 2: εξετάζονται η ροή πραγματικής και αέργου ισχύος σε μια γραμμή μεταφοράς και η προκαλούμενη πτώση τάσης στην γραμμή καθώς διαφόρων τύπων φορτία τροφοδοτούνται μέσω αυτής, η ρύθμιση που προκαλείται στην άφιξη της γραμμής από πυκνωτές παράλληλα συνδεδεμένους προς τα φορτία. Άσκηση 3: εξετάζονται παράμετροι που επηρεάζουν τη ροή πραγματικής και αέργου ισχύος σε μια γραμμή μεταφοράς, η εξάρτηση της ροής ισχύος από τα μέτρα και τις φασικές γωνίες των τάσεων στα άκρα της γραμμής. Άσκηση 4: μελετάται η εξάρτηση της πραγματικής ισχύος που ρέει σε μια γραμμή μεταφοράς από τη γωνία ισχύος δ (φασική γωνία μεταξύ των τερματικών τάσεων), αναφέρονται τρόποι αύξησης της μεταφερόμενης ισχύος με τη χρήση μετασχηματιστών ανύψωσης και υποβιβασμού της τάσης, καθώς επίσης με τη χρήση παράλληλων γραμμών μεταφοράς. Άσκηση 5: εξετάζεται η σύγχρονη μηχανή και στις δύο δυνατές καταστάσεις της, δηλαδή σαν γεννήτρια και σαν κινητήρας, αναφέρεται ο τρόπος με τον οποίο μετράται η σύγχρονη αντίδραση της μηχανής και διερευνάται η επίδραση διαφόρων φορτίων στις τερματικές τάσεις κατά την λειτουργία σαν γεννήτρια, εξετάζονται, τέλος, οι παράγοντες που επηρεάζουν την ροή πραγματικής και αέργου ισχύος όταν αυτή λειτουργεί σαν κινητήρας. Άσκηση 6: εξετάζεται η λειτουργία του σύγχρονου κινητήρα ως σύγχρονου αντισταθμιστή για τη ρύθμιση της τάσης στο άκρο άφιξης της γραμμής. Μία εβδομάδα για την αναπλήρωση μίας το πολύ εργαστηριακής άσκησης. Άσκηση 7: Συνδυαστική άσκηση, με ερωτήσεις θεωρίας, μετρήσεις και συμπεράσματα από τις ασκήσεις 1 έως 6 ή συνδυασμό τους. |
ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ |
Πρόσωπο με πρόσωπο. |
||||||||||
ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ |
Στη διδασκαλία του μαθήματος όλες οι διαλέξεις και η επίλυση των υποδειγματικών παραδειγμάτων γίνονται με τη βοήθεια PowerPoint. Επίσης στο e-class υπάρχουν όλες οι παρουσιάσεις του μαθήματος και υποδειγματικά λυμένες ασκήσεις. Στην εκτέλεση του εργαστηρίου παρουσιάζονται αναλυτικά στο εισαγωγικό μάθημα, με παρουσίαση σε Powerpoint, όλα τα μοντέλα-μινιατούρες των δομικών μερών ενός ΣΗΕ που χρησιμοποιούνται στα πλαίσια των εργαστηριακών ασκήσεων και ενημερώνονται οι φοιτητές για καλές πρακτικές συνδεσμολογιών και ασφάλειας. Στο e-class υπάρχει βάση για την υποβολή, διόρθωση και βαθμολόγηση των εργαστηριακών αναφορών. Επίσης, υπάρχουν το βιβλίο θεωρητικής προετοιμασίας για τις ασκήσεις καθώς και το φυλλάδιο απαντήσεων. |
||||||||||
ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας. Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.
Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS |
|
||||||||||
ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης
Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες
Αναφέρονται ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές. |
Η αξιολόγηση γίνεται στην Ελληνική γλώσσα, όμως μπορεί να γίνει και στην Αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το μάθημα. Η αξιολόγηση της θεωρίας γίνεται με γραπτή εξέταση που περιλαμβάνει θεωρητικές ερωτήσεις, που απαντώνται χωρίς τη χρήση οποιουδήποτε βοηθήματος και προβλήματα προς επίλυση, που λύνονται με τη βοήθεια του βιβλίου του μαθήματος. Κάθε ερώτημα συνοδεύεται με τις μονάδες που βαθμολογείται, ώστε να επιτυγχάνεται ακριβής συγκριτική βαθμολογία μεταξύ των φοιτητών. Στο εργαστήριο ο φοιτητής αξιολογείται με τέσσερεις τρόπους: 1. Με σύντομη γραπτή εξέταση (τεστ) πριν την διεξαγωγή κάθε εργαστηριακής άσκησης για τις βασικές έννοιες που περιέχει. 2. Με προφορικές ερωτήσεις κατανόησης κατά τη διάρκεια κάθε εργαστηριακής άσκησης. 3. Με διόρθωση και βαθμολόγηση των γραπτών εργασιών που υποβάλει σε διάστημα λίγων ημερών μετά το τέλος κάθε εργαστηριακής άσκησης. 4. Με συνδυαστικές ερωτήσεις από όλες τις εργαστηριακές ασκήσεις στο τέλος του εξαμήνου, στα πλαίσια της τελευταίας, ανακεφαλαιωτικής εργαστηριακής άσκησης. |
Για τη θεωρεία του μαθήματος: 1. Ν. Α. Βοβός και Γ. Β. Γιαννακόπουλος, «Ανάλυση Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας,», Εκδόσεις Ζήτη, 2016, κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ 10962. 2. Bergen Arthur R. and Vittal Vijay, “Power Systems Analysis”, Prentice-Hall, 2000. 3. Glover Duncan J., Sarma Mulukutla S. and Overbye Tomas J, “Power System Analysis and Design”, Cengage Learning, 2007. 4. Elgerd Olle I., “Electric Energy Systems Theory: An Introduction”, McGraw-Hill Co., 1982. 5. C.A. Gross, “Power System Analysis”, John Wiley & Sons, 1979. 6. B.M. Weedy, “Electric Power Systems”, John Wiley & Sons, 3rd edition, 1984. 7. Grainger John J. and Stevenson William D., “Power System Analysis”, McGraw-Hill Co., 1994. 8. Gupta B. R., “Power System Analysis and Design”, A. H. Wheeler, 1985. -Συναφή επιστημονικά περιοδικά:
Για το εργαστήριο: 1. T. Wildi: "Electric Power Transmission System", Buck Engineering, Co, Farmingdale, USA, 1975. 2. W. D. Stevenson: "Elements of Power System Analysis". McGraw-Hill, 1962. 3. A. E. Guile, W. Paterson: Electrical Power Systms". Oliver and Boyd Edinburgh, 1969. 4. B. M. Weedy: Electric Power Systems", John Wiley, 1972. 5. O. I. Elgerd: Electric Energy Systems Theow", McGraw-Hill, 1971. 6. R. E. Steven: Electromechanics and Machines", Chapman and Hall, 1970. 7. J. Hindmarsh: "Electrical Machines and their Applications", Pergamon Press, 1970. "Electrical Transmission and Distribution Reference Book", Westinghouse Electric Corporation. 1904. |