TSFS11 Energitekniska system, 6hp
Kursen avser att ge allmänna kunskaper om eltekniska system samt konstruktion och användning av förekommande elkraftteknisk utrustning. Exempel på moment som ingår i kursen:
- Trefassystem och trefasberäkningar (visardiagram, jw-metoden,synkrongeneratorn)
- Enfastransformatorn, trefastransformatorn
- Likströmsmaskinen (motortyper, elektromekaniska samband, reglering, förluster/verkningsgrad)
- Asynkronmaskinen (uppbyggnad, förluster/verkningsgrad
- Kraftelektronik (likriktare, dioder, tyristorer, växelriktare)
Med denna grund tittar vi sedan på områden som är relevanta ur ett energitekniskt perspektiv så som
- Energiomvandling
- Batterier
- Laddning
- “Smart grid”
- Infrastruktur
Preliminär föreläsningsserie:
| Föreläsning | Föreläsningens innehåll | OH |
|---|---|---|
| Fö 1 Kursintro, Översikt Sveriges Elsystem |
Kursintro och formalia. Översikt av sveriges elförsörjning och uppdelning på energislag. Svårigheter matchning konsumtion/produktion. Starkt nät, reglerkraft, introduktion till stabilitetsproblem. | OH |
| Fö 2 Översikt energi och termodynamik |
Olika synsätt på människans energibehov och energikällor. | OH |
| Fö 3 Trefassystemet |
Repetition växelströmslära, trefas växelspänning, huvud- och fas-spänning, Rep. visardiagram och Komplex representation, Y- och D-koppling. Ekvivalens mellan Y- och D-koppling. Symmetrisk och asymmetrisk belastning. | OH |
| Fö 4 Transformatorn, Grunder + Enfastransformator |
Ideal transformator. Primär- och sekundär-sida, omsättning, spänningsfall, belastningsgrad, förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema och modellering. | OH |
| Fö 5 Trefas-transformatorn + elektrisk kraftöverföring |
Kopplingsarter för trefastransformatorn och per-fas räkningar med beräkningsexempel. Egenskaper hos ledare, ekvivalent PI-schema och effektförluster samt beräkningsexempel. | OH |
| Fö 6 Sveriges Elsystem + Smarta nät |
Elbörsen, nordpol, mikroproduktion, elektromobilitet. Möjligheter till effektiv styrning vid införandet av nya tekniker samt deras potential. | |
| Fö 7 Introduktion till roterande maskiner samt likströmsmaskinen |
Uppbyggnad och arbetssätt. Funktionsbeskrivning och kopplingsarter. Startström och startpådrag. Elektriska och mekaniska samband, varvtalsreglering. Tillförd och avgiven effekt och förluster (verkningsgrad). Beräkningsexempel. | |
| Fö 8 Batterier |
Grunder i batteri-kemi, anod/katod, elektrolyt. Åldringsmekanismer. Exempel på batterikemier samt svagheter och styrkor, vikt-prestanda, spänning. Skillnad mellan energi- och effektoptimerade batterier. Ekvivalent kretsschema och åldringsmodeller. | |
| Fö 9 Intro växelströmsmaskiner + Asynkronmaskinen |
Uppbyggnad och arbetssätt, funktionsprincip. Ekvivalent kretsschema, momentkurva och varvtalsstyrning. Förluster och verkningsgrad. Beräkningsexempel. Starttid. | |
| Fö 10 Synkronmaskinen |
Uppbyggnad och arbetssätt, funktionsprincip. Infasning och uppstart, moment och varvtalsstyrning. Förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema. Över- och under-magnetisering. Beräkningsexempel. Borstlös DC-motor. | |
| Fö 11 Kraftkällor |
Uppdelning av energislag. Funktionsprincip Sol, Vind, Vatten, Kol- och kärnkraft. Funktionsprincip Turbiner, Solceller, Styrningprinciper. Tidskonstanter. Maximum-power-styrning. | |
| Fö 12 Lik- och Växelriktning |
Introduktion till kraftelektriska komponenter, lik- och växel-riktning. Kopplingstyper, step-up och step-down omriktare. Frekvensomriktare. | |
| Fö 13 Diagnos, säkerhet |
Reglerkraft och styrning av elnätet. Exempel på haverier när har det gått snett och varför. Timme 2: Kraftöverföring HVDC. |
Laborationer
Kursen innehåller tre laborationer i elkraftlabbet där kursdeltagarna får praktisk erfarenhet av trefastransformatorn och elmaskiner.
Kontakt
Kursansvarig: Christofer Sundström, (christofer.sundstrom@liu.se eller telefon 281315)