Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-SEEAk. rok: 2012/2013
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Profil
Cílem postgraduálního doktorského studia je výchova k vědecké práci v oboru silnoproudé elektrotechniky a elektroenergetiky. Absolventi se uplatní jednak na vědecké a výzkumné dráze, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích
Klíčové výsledky učení
Absolvent získá vysoké teoretické znalosti a naučí se samostatně řešit složité vědecké a technické úkoly Absolvent je připraven k dalšímu odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility Absolventi se uplatní jednak na vědecké a výzkumné dráze, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích
Profesní profil absolventů s příklady
Absolvent získá vysoké teoretické znalosti, osvojí si základy vědecké práce a naučí se samostatně řešit složité problémy z oblasti vědy a techniky, s využitím celosvětových informačních zdrojů v daném oboru. Absolvent je připraven k dalšímu vědeckému a odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility a najde široké společenské uplatnění jednak v oblasti vědy a výzkumu, včetně výzkumu a vývoje v průmyslových společnostech, a to i jako perspektivní pracovník pro vyšší manažerské funkce, jednak i jako vědecko-pedagogický pracovník na technických univerzitách.
Garant
doc. Dr. Ing. Miroslav Patočka
Vypsaná témata doktorského studijního programu
S výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů (především z větrných a fotovoltaických elektráren) je úzce spojen pojem stabilita dodávky elektrické energie. Výzkum bude zaměřen na možnosti akumulace elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů pomocí moderních technologií, se zaměřením na využití vodíku (VRB systémy) a přečerpávacích vodních elektráren pro její akumulaci. Výsledkem práce bude návrh opatření v energetické soustavě, který bude řešit časovou disproporci mezi dodávkou a odběrem elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Řešení je spojeno s modelováním na PC a experimentálním měřením na funkčním modelu.
Školitel: Mastný Petr, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na problematiku modrého záření generovaného z LED zdrojů, které jsou v současné době masivně nasazovány do osvětlovacích soustav. Toto modré záření se objevuje ve spektru díky LED zdrojům ve vyšší míře a reálně hrozí zrakové poškození. Úkolem doktoranda je shromáždit dostupné informace o této problematice, zhodnotit možná rizika na zdraví člověka a případně navrhnout opatření, která tyto rizika sníží.
Školitel: Baxant Petr, doc. Ing., Ph.D.
Vývoj elektromechanických systémů je zejména v současné době spojen s požadavkem vysoké spolehlivosti a definované životnosti, v souvislosti s přechodem na vyšší hladiny výkonů a otáček. Proto téma je zaměřeno na posouzení vlivu poruch jednotlivých částí elektromechanického systému na jeho provozní vlastnosti. Cílem je komplexní studium a diagnostika elektromagnetických a mechanických vlastností na základě generování vibrací a s uplatněním napájecího proudu. Práce sestává z teoretické, experimentální a aplikační části. Problematika je na ÚVEE průběžně řešena v rámci několika grantových projektů.
Školitel: Veselka František, doc. Ing., CSc.
Téma je zaměřeno na problematiku elektrojaderných reaktorových systémů, tedy systémů spojujích jaderných reaktor se zdrojem nabitých částic, nejčastěji urychlovačem. Tyto systémy mohou být využity jako silné neutronové zdroje pro výzkum nebo v budoucnu jako reaktory umožňující transmutaci dlouhožijících radionuklidů použitého jaderného paliva na krátkožijící nebo stabilní. Cíle práce bude konkrétní simulace takového zařízení, případně může být zaměřeno více experimetálně. Součástí studia bude práce v mezinárodním týmu a účast na zahraničních experimentech.
Školitel: Katovský Karel, prof. Ing., Ph.D.
Cílem práce je výzkum a vývoj nového typu stejnosměrného stroje s buzením permanentními magnety, který by byl použit jako víceúčelový s rozšířením o nový druh převodovky. Předpokládá se řešení magnetického obvodu, magnetického pole, indukce ve vzduchové mezeře stroje a optimalizace pomocí moderních numerických metod (FEM), ověření analytickou metodou, řešení a celkové snížení hmotnosti stroje, snížení ztrát a zvýšení účinnosti. Návrhy a výpočty budou ověřeny měřením a zkouškami vzorků a prototypů.
Školitel: Hájek Vítězslav, prof. Ing., CSc.
Pro kontrolu dynamické stability elektrizační soustavy je třeba simulovat řadu provozních událostí a poruch, které by mohly vést k rozsáhlému výpadku. Simulace spočívají v řešení přechodných jevů řešených v časové oblasti pomocí matematického modelu elektrizační soustavy. Jedná se časově náročné výpočty, jejichž výsledky nelze použít v režimu on-line pro řízení provozu elektrizační soustavy. Předmětem práce je vyhodnocení metod a postupů pro řešení přechodných dějů v nesymetrické elektrizační síti především s ohledem na jejich časovou náročnost. V dalším kroku potom navrhnout vhodný způsob kontroly dynamické stability elektrizační soustavy s ohledem na typické provozní a poruchové události (zkrat, rychlá výkonová změna výpadkem vedení nebo zdroje, pokles napětí, apod.), která by mohla pracovat v on-line režimu při zachování správné klasifikace nestabilních nebo nebezpečných stavů systému.
Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na výzkum spektro-radio-fotometrický parametrů a vlastností LED s ohledem na jejich barevné podání a změnu fotometrických parametrů při použití ve svítidlech pro signalizační a osvětlovací účely se zaměřením na drážní aplikace. Cílem projektu je návrh metodiky pro hodnocení barevného podání bílých LED a vymezení jejich parametrů pro osvětlovací účely a dále komplexní návrh mechanické, elektrické a optické části svítidel pro vnější osvětlení drážních vozidel. Předpokládaná je spolupráce s fy Unicontrols-Tramex. Problematika je jedním z dílčích výzkumných cílů ÚEEN řešených v rámci grantových projektů. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.
Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.
Problematika lokalizace místa zemního spojení v sítích vn je přes řadu publikovaných či patentovaných metod stále nevyřešeným problémem při provozu sítí vn. Jednou z možných metod je využití krátkodobého zvýšení poruchového proudu pomocí přizemnění zdravé fáze v napájecí rozvodně. Cílem práce je analýza dostupných metod, rozpracování uvedené metody a návrh způsobu lokalizace jednopólových poruch v sítích vn včetně posouzení možných negativních vlivů na bezpečnost sítí.
Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.
Cílem práce je výzkum a vývoj představitelů řady motorů jednofázových a třífázových. Zvláštní pozornost bude věnována především výzkumu ve smyslu optimalizace magnetického obvodu z hlediska ztrát. Výsledkem řešení projektu se předpokládá moderní malý asynchronní stroj na vysoké technické úrovni, který splňuje v maximální možné míře požadavky výrobců např. obráběcích strojů. analýza a minimalizace ztrát v magnetickém a elektrickém obvodu strojů.
Téma je orientováno na měření velmi malých vzdáleností a deformací rotujících částí el. strojů, které mají významný vliv na provozní vlastnosti strojů a zařízení. K měření je využito moderní měřící, záznamové a vyhodnocovací techniky. Cílem je posouzení a optimalizace dílčích vlivů fyzikálních veličin na vlastnosti a parametry elektromechanických soustav. Práce sestává z teoretické, experimentální a aplikační části. Problematika je na ÚVEE průběžně řešena v rámci grantového projektu, připravuje se mezinárodní spolupráce.Výsledky jsou průběžně publikovány.
Téma je zaměřeno na analýzu současných postupů při testování izolace zařízení používaných pro přenos a rozvod elektrické energie v distribučních sítích s napětím 110 kV a 22 kV. Cílem je vytvoření metodik pro měření a zkoušení izolace, které obvykle zahrnuje: měření izolační pevnosti střídavým a stejnosměrným napětím a zkoušky impulsním napětím a to při různých okolních podmínkách (znečištění, vlhkost apod.). Dále jsou to testy namáhání izolace koronou, měření kvality dielektrika, zotaveného napětí nebo částečných výbojů. V úvodu se předpokládá rozsáhlá rešerše současných technických předpisů a norem pro uvedené zkoušky na základě, kterých bude vytvořen projekt pro technickou realizaci testů ve vysokonapěťové laboratoři.
Nízkoteplotní plazma nachází mnohostranné technologické využití. Jedním z jeho možných zdrojů je generátor plazmatu (plazmatron), který k produkci plazmatu využívá elektrický oblouk. Cílem práce je vytvořit matematicko-fyzikální model oblouku a provést srovnání se zjednodušeným modelem. K ověření modelu budou využity hodnoty naměřené na plazmatronu.
Školitel: Lázničková Ilona, doc. Ing., Ph.D.
Problematika chránění energetických sítí patří dlouhodobě k aktuálním. V současné době dochází v praxi v rozvodnách k implementaci digitální komunikace podle IEC61850. Součástí této komunikace může být i přenos měřených veličin z měničů napětí a proudu v digitální formě. Cílem práce je návrh ochranné funkce distanční ochrany pracující využívající vstupní data v digitální podobně a optimalizace této funkce z hlediska vytížení jednotlivých prvků systému.
Poruchy svodičů přepětí v provozovaných fotovoltaických elektrárnách (FVE) připojených do sítí vn ukazují na potřebu posouzení a ev. přehodnocení současné praxe v projektování ochrany před přepětím těchto zařízení, jejichž provoz se liší od dosavadních převažujících odběrných zařízení. Charakter provozu FVE je specifický v tom, že v čase kdy nevyrábějí k síti zůstávají připojeny poměrně velké transformátory prakticky naprázdno, navíc s kabelovým rozvodem vn a jím způsobenou dodávkou jalového výkonu do sítě, příp. i s tzv. dekompenzačním zařízením, který má této dodávce jalové energie zabránit, ale které může být příčinou přepětí při přechodových stavech v síti, především při zemních poruchách a jejich vypínání. Cílem práce je návrh konceptu chránění, který bude zahrnovat jak ochranu proti atmosférickým, tak i proti spínacím přepětím. Chránění by mělo být specifikováno zejména pro generátory, motory, transformátory, dekompenzační tlumivky a zaměřeno zejména na úroveň vysokého napětí.
Téma je zaměřeno na analýzu proudových a napěťových poměrů v třífázové síti typu TN, která je zatížena obecně nesymetrickou nelineární zátěží zapojenou do hvězdy. Tento případ je typický pro velkou většinu spotřebitelských sítí na napěťové hladině nn s jednofázovými nelineárními zátěžemi. Nelineární jednofázové zátěže zapojené do třífázové sítě mohou způsobovat za určitých, avšak zcela běžných podmínek přetěžování středního vodiče, které může vést až k jeho přerušení. Vysoká impedance středního vodiče, v případě nesymetrické zátěže, vede ke změně potenciálu uzlu zátěže a tedy i ke změně velikostí napětí na jednotlivých fázích vůči uzlu až na hodnotu sdruženého napětí. Důsledkem zvýšení a současně snížení velikosti napětí v ostatních fázích je dočasná či trvalá změna funkce připojených spotřebičů. Dosud však neexistuje jednoznačně definovaný a účinný prostředek pro chránění spotřebitelských sítí proti proudovému přetížení a rozpojení středního vodiče. Cílem práce je tedy na základě analýzy navrhnout princip funkce ochrany proti proudovému přetížení a rozpojení středního vodiče a realizovat její prototyp. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.
Využití rychlostní fotografie pro analýzu a počítačovou rekonstrukci chování spínacího oblouku ve spínacím přístroji za reálných podmínek. Analýza vlivu spektrálního filtru na kvalitu záznamu spínacího oblouku. Zpracování software pro sběr dat z rychlostní kamery a následné zpracování a vyhodnocení digitálního záznamu.
Školitel: Aubrecht Vladimír, prof. RNDr., CSc.
Účelem práce je navrhnout optimální řešení obnovení provozu jaderné elektrárny po vážné havárii spojené s únikem radioaktivity, která způsobí black-out elektrizační soustavy. Jedná se o optimalizaci činnosti vedoucího reaktorového bloku nebo směnového inženýra při obnovování provozu jaderné elektrárny v prostředí zamořeném radioaktivními látkami. Řešení bude požadováno pro několik modelových situací intenzity zamoření.
Školitel: Matoušek Antonín, doc. Ing., CSc.
Téma práce je zaměřeno na problematiku predikce výkonu z obnovitelných zdrojů energie zejména pak z fotovoltaických elektráren, které se díky vývoji událostí let nedávno minulých staly regulérní součástí ve skladbě zdrojů v elektrizační soustavě. Analýza spolehlivosti a predikce dodávek elektrické energie jsou jedním z prostředků při určování a řešení stability elektrizační soustavy apod. Zásadním vstupním parametrem, který určuje výkonnost fotovoltaické elektrárny, je intenzita dopadajícího slunečního záření, což je proměnlivá veličina závisející na stejně proměnlivých meteorologických podmínkách. Úkolem práce by bylo formulovat a vytvořit takovou metodiku predikce dodávky, která by propojovala a využívala současné modely předpovědi počasí. Osnova •rešerše problematiky, predikce, stabilita, obchod s elektřinou atd., •současné modely předpovědi počasí, přístup, využitelnost, úspěšnost, •problematika měření skutečných hodnot jak elektrických tak fyzikálních veličin, •možnosti využití pokročilí programovacích technik a algoritmů pro vytvoření systému predikce, •formulace požadavků na predikční algoritmus, návrh a konstrukce systému, •formulace závěrů, ekonomická efektivita.
Řešení energetické bilance v plazmatu oblouku se zaměřením na stanovení energie vyzářené. Studium vlivu spektrálního intervalu a vliv molekulárních složek na radiační transport energie. Návrh programu pro výpočet koeficientu absorpce vybraného typu termického plazmatu.
Téma zahrnuje problematiku kluzného kontaktu ve speciálních aplikacích elektromechanických systémů, provozovaných v dynamických provozních podmínkách ( spouštění, regulace, apod.) s vysokými jmenovitými hodnotami proudu, napětí, otáček, rychlosti a definovanými parametry okolního prostředí. Vzhledem k tomu, že vývoj elektromechanických systémů je zejména v současné době spojen s požadavkem vysoké spolehlivosti a definované životnosti, mělo by být cílem práce prodloužení životnosti kluzného kontaktu, snížení degradace stacionární i pohybující se části kluzného kontaktu, eliminace vlivu okolí na vedení proudu mezi stacionární a pohyblivou částí kluzného kontaktu.
Práce bude zaměřena na optimalizaci elektromagnetických výpočtů elektrických strojů s cílem urychlení výpočtů a nalezení nejlepšího řešení při zadaných podmínkách.
Školitel: Ondrůšek Čestmír, doc. Ing., CSc.
Současně používané principy ochranných funkcí digitálních ochran vycházejí zpravidla z vyhodnocení analogových signálů proudů a napětí chráněného objektu. Zdrojem těchto vstupních analogových signálů byly od počátku vzniku elektrického chránění zpravidla přístrojové transformátory proudu a napětí. S nástupem senzorů, které stále častěji nahrazují především klasické přístrojové transformátory proudu, je třeba počítat s kvalitativně i kvantitativně jiným typem signálu na vstupu digitální ochrany. Na základě toho může dojít i k přehodnocení řady ochraných funkcí, jejichž koncepce byla postavena na právě na základě spolupráce s klasickými přístrojovými transformátory proudu. Tato práce by se měla zabývat vlivem použitého měniče (Rogowského cívky nebo přístrojového transformátoru proudu) na jednotlivé ochranné funkce a to nejen s ohledem na jejich parametrizaci, ale i na principy používané pro vyhodnocení poruchového stavu chráněného systému.
Zvyšující se podíl obnovitelných zdrojů připojovaných do elektrizační soustavy a prudké změny jimi dodávaného činného výkonu, způsobené kolísáním dodávky primární energie, mají jistý vliv na kvalitu elektrické energie dodávané spotřebitelům (velikost napětí, změna kmitočtu, vyšší harmonické apod.). Práce má zhodnotit současný stav, způsoby výpočtu ustáleného stavu sítě (vhodné iterační metody) pro připojení nových zdrojů, kolísání napětí a kmitočtu v místě připojení a nastínit další postupy a možnosti připojování v souladu s legislativou Evropské unie, Pravidly pro paralelní provoz zdrojů a toky energií v propojených soustavách.
Téma je zaměřeno na posouzení míry vlivu jednotlivých konstrukčních částí jisticího přístroje nízkého napětí na proces zhášení spínacího oblouku. Po důkladném teoretickém prostudování komplexní problematiky budou vhodně kombinovány experimentální metody a metody založené na numerické simulaci za účelem identifikace dominantních faktorů. Cílem práce je vytvořit ucelený pohled na zhášecí proces, který by v budoucnu usnadnil konstrukční práce na nových přístrojích.
Školitel: Bušov Bohuslav, doc. Ing., CSc.
Spolehlivost dodávky elektrické energie patří k dlouhodobým prioritám vyspělé společnosti. S tím souvisí potřeba rychlé a spolehlivé lokalizace poruch vznikajících na prvcích elektrizační soustavy. V řadě případů je možné poruchu identifikovat v začátečním stadiu a předejít tak jejímu rozšíření a následným výpadkům. Cílem práce je analýza současných metod využívajících analýzu částečných výbojů pro hodnocení stavu jednotlivých zařízení a následně využití získaných poznatků pro detekci vznikajících poruch v distribuční soustavě. Příkladem může být zhoršený izolační stav transformátorů, průchodek, jednopólová porucha na vedení s izolovanými vodiči, atd.
Téma je zaměřeno na aplikaci nanotechnologií u elektrických strojů, zejména s kluzným kontaktem. Práce navazuje na rozsáhlé znalosti a dovednosti v této oblasti, které byly získány na ÚVEE FEKT VUT v Brně při aplikaci moderních technologií v konstrukci elektrických strojů. Cílem je zjištění závislostí a vazeb mezi jednotlivými komponenty, v různém konstrukčním a technologickém provedení s vazbou např. na EMC.. Problematika je na ÚVEE řešena průběžně a je dosahováno zajímavých výsledků publikovaných na mezinárodní úrovni. Ústav disponuje speciálními měřicími pracovišťi pro praktické ověřování teoretických předpokladů a spolupracuje se špičkovými firmami.
Cílem práce je výzkum nového izolačního systému malých elektrických strojů, především střídavých a částečně i stejnosměrných. Výzkum bude probíhat v několika směrech (oblastech): v oblasti materiálové, technologické a v oblasti měření a zkoušení. Výsledkem by měly být nové provedení malých elektrických strojů s vyšší odolností proti zkratům a také eventuálně s vyšší tepelnou odolností.