Otázky a okruhy problematiky pro p ípravu na státní záv

Transkript

1 Otázky a okruhy problematiky pro přípravu na státní závěrečnou zkoušku z oboru AE, AEk v navazujícím magisterském programu strukturovaného studia na FEL ZČU v ak. r. 2011/12 Soubor obsahuje tématické okruhy a otázky z problematiky dvou předmětů státní závěrečné zkoušky v oboru AE: KEE/SNELT Elektrotechnika Druhý předmět je volitelný ze 2 alternativ: KEE/SNEEA Elektroenergetika A KEE/SNETS Elektronika a telekomunikační systémy KEE/SNELT Elektrotechnika 1. Princip transformátoru, indukované napětí, převod, hlavní a rozptylový tok, trojfázové transformátory. 2. Náhradní schéma transformátoru, obor platnosti, přepočet na jednotkový převod, zavedení rozptylových reaktancí. 3. Úbytek napětí na transformátoru, závislost na účiníku zátěže. 4. Magnetizační proud syceného transformátoru, vliv zapojení trojfáz. transformátoru. 5. Jednosměrná magnetizace transformátoru, její vznik, možnosti eliminace. 6. Paralelní chod transformátorů, podmínky 7. Pole točivé, eliptické a pulzační, jejich vzájemná relace. 8. Indukované napětí střídavých točivých strojů, magnetizační reaktance 9. Náhradní schéma synchronního stroje s válcovým rotorem, fázorový diagram, zavedení d-q souřadnic, buzené napětí v náhradním schématu 10. Synchronní stroj s vyniklými póly, fázorový diagram, rozdíl proti stroji s válcovým rotorem. 11. Točivý moment synchronního stroje, odvození pro stroj s válc. rotorem při Ra =0, vysvětlení pro stroj s vyniklými póly. 12. Synchronní stroj naprázdno, nakrátko, sycená a nesycená synchronní reaktance v p.u. 13. Princip asynchronního stroje, podmínky pro vznik točivého momentu, náhradní schéma T a Γ tvaru, důvody pro zavedení Γ tvaru. 14. Momentová charakteristika asynchronního stroje z náhradního schématu, vliv parametrů stroje. 15. Kružnicový diagram asynchronního stroje jako inverze impedanční přímky. Diagram statorového proudu, čtení veličin, jeho platnost. 16. Geometrické rozměry točivého stroje a jejich relace k jeho výkonu a momentu. 17. Druhy měničů, bezkontaktní spínání. 18. Řízení usměrňovače rozdělení, vlastnosti, zapojení, průběhy napětí a proudu. 19. Střídavé měniče kmitočtu druhy. Nepřímý měnič kmitočtu s napěťovým střídačem. Blokové schéma, Užití. Průběhy napětí a proudu při PWM. Možnosti toku energie. 20. Způsoby řízení otáček cize buzených stejnosměrných motorů. 21. Řízení asynchronního motoru změnou synchronních otáček (počtem pólů, frekvencí). 22. Pohony se synchronními motory. Rozběh, řízení otáček. programu strukturovaného studia na FEL ZČU v ak. r. 2011/12 1 / 5

2 23. Dimenzování elektrického pohonu. Návrh typové velikosti motoru dle charakteru zátěže a metodou ekvivalentního proudu. 24. Negativní účinky měničů na napájecí soustavu. Minimalizace negativních účinků měničů na síť. 25. Negativní účinky měničů na napájená zařízení. Minimalizace negativních účinků měničů na napájená zařízení. 26. Měření harmonických dle EN. Princip návrhu filtrů pro minimalizaci harmonických. Rezonance. Povinně volitelné předměty (Student si vybírá vždy jeden předmět, dle zaměření obsahu svého studia a problematiky diplomové práce) KEE/SNEE A Elektroenergetika A 1. Definování elektrizační soustavy a jejích elektrických parametrů, závislost mezi výrobou a spotřebou - diagram zatížení (DZ), doba využití maxima, doba plných ztrát, základní, střední, špičkové zatížení, strategie pokrývání DZ. 2. Principy transformace primárních zdrojů na elektřinu, jednotlivé typy elektráren, transformační řetězce, hodnocení energetických řetězců. 3. Tepelné elektrárny - bloková schémata, vlastnosti pracovních látek tepelných oběhů, tepelné zdroje (kotle, reaktory). 4. Tepelné oběhy - Carnotův, Rankine-Clausiův. T-s, i-s diagramy pracovní látky. Porovnání účinnosti jednotlivých částí výroby páry v tepelné elektrárně. 5. Výpočet tepelného schématu klasické tepelné elektrárny - stanovení potřebného množství paliva a dalších provozních látek, výpočet účinnosti tepelné elektrárny a možnosti jejího zvyšování. 6. Spotřební charakteristiky elektrárenských bloků a jejich využití pro hospodárné rozdělování výkonu mezi více zdrojů. 7. Kombinované oběhy (paroplynové), kombinovaná výroba elektřiny a tepla (KVET), stanovení účinnosti. 8. Jaderné elektrárny, tepelné blokové schéma 1, 2 a 3 okruhové JE. Princip výroby elektřiny v JE. Způsob uvolnění tepla v jaderném reaktoru. Základní typy a uspořádání jaderných reaktorů. Konstrukční prvky jaderného reaktoru, palivo, moderátor, chladivo. 9. Obnovitelné zdroje energie přehled, základní principy využití. Vodní elektrárny, soustrojí pro vodní elektrárny, typy turbin. Teoretický výkon vodního díla. 10. Charakteristika ES ČR z hlediska způsobu řešení sítí na různých úrovních napětí, normalizovaná řada napětí. Dělení sítí (porovnání vlastností, výhody nevýhody) z hlediska funkce, provedení (venkovní, vnitřní), uspořádání zapojení (konstrukce, provoz), zapojení uzlu transformátoru. 11. Tvorba náhradního schématu ES předpoklady, postup. Pasivní parametry vedení, transformátorů, tlumivek, kondenzátorů, zdrojů, spotřebičů a jejich respektování při výpočtech. 12. Napěťové, proudové a výkonové poměry na vedení v souměrném ustáleném stavu. Metody řešení. Využití náhradních dvojbranů, fázorové diagramy. Zvláštní provozní stavy (přenos přirozeného výkonu, stav nakrátko, naprázdno Ferantiho jev). programu strukturovaného studia na FEL ZČU v ak. r. 2011/12 2 / 5

3 13. Matematická formulace ustáleného chodu ES pomocí metody uzlových napětí. Uzlová admitanční a impedanční matice způsob sestavení, výhody a nevýhody využití ve výpočtech. 14. Zjednodušený výpočet zkratových proudů. 15. Elektrické stanice, jejich funkce v ES. Navrhování elektrického rozvodného zařízení, schémata, přístroje, konstrukční řešení. 16. Řídicí systémy v přenosu a rozvodu elektrické energie. Dispečerské řízení. Řízení provozu elektrických stanic. 17. Elektrická vedení venkovní a vnitřní. Konstrukce venkovních vedení (vodiče, stožáry, izolátory) a kabelových vedení (vodiče, izolace, ochranné vrstvy, kabelové spojky a koncovky). Navrhování vedení z hlediska mechanických a elektrických vlastností. Základní kritéria pro dimenzování průřezu vodičů. 18. Možnosti regulace při dodávce elektřiny na straně spotřeby a na straně výroby, prostředky pro regulaci DZ. Řízení ES na straně spotřeby demand side management (energetické štítky, audity). 19. Regulace frekvence v ES, principy primární, sekundární a terciární regulace. Regulace frekvence v propojených elektrizačních soustavách. 20. Regulace napětí v elektrizační soustavě - primární, sekundární, terciární. Prostředky pro regulaci napětí v ES pasivní, aktivní. Kompenzace jalového výkonu v ES. 21. Systémové a podpůrné služby v ES (druh, význam, vzájemná vazba). 22. Řízení ES v tržních podmínkách. Trh se silovou elektřinou, organizace krátkodobého a dlouhodobého trhu. 23. Tvorba ceny elektřiny, podpora obnovitelných zdrojů, kombinované výroby elektřiny a tepla, decentralizované výroby. 24. Přepětí a koordinace izolace. Principy vzniku spínacího přepětí. Atmosférické přepětí a ochrana proti němu. Základní principy koordinace izolace. Svodiče přepětí. 25. Jištění proti nadproudům, princip nepřímého jištění, pojistky, jističe, elektrické ochrany (nadproudové, rozdílové, distanční) a jejich použití. KEE/SNETS Elektronika a telekomunikační systémy (Při státní závěrečné zkoušce studenta z předmětu KET/SNETS budou v ak. roce 2009/2010 výjimečně pokládány otázky pouze z problematiky předmětů níže uvedených, které si student v průběhu svého studia na FEL zapsal.) KAE/ZEK, AES, CES, SYS1: 1. Polovodičové součástky: dioda, tranzistor bipol. i FET, tyristor, atd. Vlastnosti, zapojení s jednotlivými tranzistory i s dvojicemi (rozdílový zesilovač, proudové zrcadlo, atd.), použití. 2. Zpětná vazba v elektronických obvodech. Stabilita. Vliv na kmitočtovou charakteristiku, zesílení, vstupní a výstupní impedanci. 3. Operační zesilovače. Vlastnosti, zásady použití. Základní zapojení. Tvarování kmitočtové charakteristiky. Rozbory rušivých vlivů, diskuse možných nepřesností. Přístrojové zesilovače, izolační zesilovače. 4. Výkonové zesilovače - třídy a účinnosti, kolektorové ztráty. Zapojení. Omezovače proudu. Integrované zesilovače. Chlazení. programu strukturovaného studia na FEL ZČU v ak. r. 2011/12 3 / 5

4 5. Šumy a rušení v analogových systémech. Šumová napětí součástek - rezistory, polovodiče. Stínění, aktivní stínění. Vazby na společných spojích. 6. Generátory kmitů relaxační i harmonické. Oscilátory LC, RC, krystalové. Generátory obdélníkových, pilových a trojúhelníkových kmitů. Převod U/f a f/u. 7. Funkční obvody: realizace nelinearit, přesné usměrňovače, násobičky, logaritmické a exponenciální zesilovače. 8. Obvody s přesnými spínači. Přesné spínače a multiplexery. Vzorkovací obvody. Obvody se spínanými kondenzátory a OZ. 9. Převodníky A/Č, Č/A. Principy, chyby. Přesné zdroje napětí a proudu. 10. Aktivní filtry. Přenosové funkce filtrů, typy filtrů (Butterworth, atd.). Realizace filtrů. Univerzální filtr. Transformace 1/p. Filtry se spínanými kondenzátory. Impedanční konvertory, syntetické součástky. 11. Fázový závěs: princip, přenos, statické a dynamické vlastnosti, zachycení, udržení. Fázové detektory. Použití PLL. Syntezátor kmitočtu. 12. Logické členy, vlastnosti, technologie TTL, CMOS. Základní číslicové funkční bloky. Členy s otevřeným kolektorem a třístavové. Problematika sběrnic. 13. Klopné obvody. Metastabilní stavy. Čítače a registry. 14. Obvody pro generování a tvarování impulsů. Synchronní časovací obvody. 15. Kombinační a sekvenční obvody. Metody návrhu. Možnosti realizace. Hazardy. Rozbor časování v sekvenčních obvodech. Mikroprogramový automat. 16. Paměťové obvody a systémy, RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, statické, dynamické, se sériovým přístupem. Speciální typy (FIFO, dvojbránová). 17. Programovatelné logické obvody. Makrobuňky, obvody CPLD a FPGA. 18. Konstrukční zásady. Rušení v elektronických systémech, prostředky pro omezení rušení. 19. Počítačová simulace analogových obvodů. PSPICE - součástky, analýzy, věrohodnost výsledků. 20. Popis číslicových systémů jazykem VHDL. Základní vlastnosti jazyka, simulace a syntéza. Popis strukturální a behaviorální. KAE/MPP, PEL: 1. Mikroprocesory, hlavní vnitřní části, funkce. Adresování vnějších obvodů, architektura Von Neumann a Harvard. Typy instrukcí a jejich průběh. Strojní cykly, časování. 2. Přerušení. Vektory. Zdroje přerušení vnitřní a vnější, maskovatelné a nemaskovatelné. Využití. 3. Mikropočítače. Adresová, datová a řídící sběrnice. Řadič sběrnice, časování sběrnic, vnitřní a vnější sběrnice. Periferní obvody mikropočítačů, paralelní a sériové vstupy/výstupy. DMA. Čítače a časovače. Diagnostické časovače a další diagnostické prostředky. 4. Jednočipové mikropočítače. Vnitřní obvody, rozšíření o vnější obvody, jejich řízení a adresace. Vstupní/výstupní brány, řízení směru přenosu. Čítače/časovače, jednotka CAPCOM, PWM. Analogové vstupy a výstupy. 5. Programování mikropočítačů. Způsoby adresace, typické direktivy asembleru, segmentace, spojování programů, ladění. Využití přerušení. Programování v C. programu strukturovaného studia na FEL ZČU v ak. r. 2011/12 4 / 5

5 KAE/ENZ: 1. Základní konfigurace výkonových obvodů impulsních napájecích zdrojů, které nejsou galvanicky odděleny od napájecího systému, jejich vlastnosti a použití. 2. Základní konfigurace výkonových obvodů síťových impulsních napájecích zdrojů, jejich vlastnosti a použití. 3. Srovnání vlastností lineárních a impulsních stabilizátorů pro napájecí zdroje. 4. Hlavní části lineárního a impulsního stabilizátoru a jejich činnost. 5. Základní typy a konfigurace výkonových obvodů měničů DC/AC. KAE/SAC: 1. Pojem senzoru, generace senzorů, dělení podle sledované veličiny, inteligentní senzory struktura,výhody 2. Senzory teploty - kontaktní, bezkontaktní. Problematika měření teplot v průmyslu.. 3. Senzory síly, tlaku, kroutícího momentu - typy, vlastnosti a provedení snímačů 4. Senzory rychlosti, úhlové rychlosti, zrychlení, akcelerometry, libely 5. Měření průtoku kapalin, objemové a hmotnostní průtokoměry, měření výšky hladin KAE/TT, TK: 1. Analogové telefonní přístroje. Typy, funkce hovorových a signalizačních obvodů. Vidlice 2. Frekvenční a časová oblast. Spektrum. Frekvenční charakteristiky. IQ diagram 3. Digitální modulace PCM, DM, DPCM, ADPCM 4. Digitální modulace PAM, PWM, PPM 5. Digitální modulace ASK, PSK a FSK 6. Modulace QAM analogová a digitální. 7. Moderní technologie přístupových sítí. Optika, xdsl, DPL, CATV, WiFi 8. Princip PCM, rámec 1.řádu, PDH, SDH 9. Systémy s přepojováním kanálů, zpráv a paketů. Porovnání 10. Bezeztrátové a ztrátové kódování zvuku a obrazu. 11. Obecné schéma sdělovacího systému. Vysvětlení funkce jednotlivých bloků. 12. MAP systémy s mnohonásobným přístupem (TDMA, FDMA, CDMA, DSS, FH, Aloha) 13. Mobilní sítě, topologie, Zpracování signálu, eliminace úniku. GSM, UMTS 14. Optické sítě. Typy vláken, Jejich parametry a využití. Zdroje a detektory optického záření. Metody sdílení. 15. Metalická vedení. Parametry. Měření. 16. Satelitní komunikační systémy. Družicová komunikace. xxx xxxxxxxxx xxx programu strukturovaného studia na FEL ZČU v ak. r. 2011/12 5 / 5