TSFS14 Elkraftteknik, 6hp
Kursen avser att ge allmänna kunskaper om elkraftteknik samt konstruktion och användning av förekommande elkraftteknisk utrustning. Vidare ska kursen ge förståelse hur den pågående transformeringen av elanvändning och produktion påverkar elkraftsystemet. Exempel på delar som ingår i kursen:
- trefassystem
- trefas krafttransformatorn
- asynkronmaskinen inklusive varvtalsreglering
- synkronmaskinen
- faskompensering
- trefas kraftöverföring
- elnätsberäkningar
- kraftkällor
- personfaran
Preliminär föreläsningsserie:
| Föreläsning | Föreläsningens innehåll |
|---|---|
| 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. |
| Fö 2 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. |
| Fö 3 Trefas effektberäkningar |
Aktiv, reaktiv och skenbar effekt. Effektfaktor. |
| Fö 4 Transformatorn, Grunder och enfastransformator |
Ideal transformator. Primär- och sekundär-sida, omsättning, spänningsfall, belastningsgrad, förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema och modellering. |
| Fö 5 Trefas-transformatorn, personsäkerhet, brand |
Skydd mot farlig spänning, Nolledare och Jordledare, Jordfelsbrytare. Skadeverkningar på människokroppen. |
| Fö 6 Asynkronmaskinen introduktion |
Uppbyggnad och arbetssätt. Förluster och verkningsgrad. |
| Fö 7 Asynkronmaskinen, driftsekvationer och starttid |
Asynkronmotorns momentkurva. Reglering av varvtal. Beräkning av starttid. |
| Fö 8 Synkronmaskinen |
Uppbyggnad och arbetssätt, funktionsprincip. Infasning och uppstart, moment och varvtalsstyrning. Förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema. Över- och under-magnetisering. Borstlös DC-motor. |
| Fö 9 Kraftöverföring |
Egenskaper hos ledare, ledningslängdens inverkan på egenskaper, spänningsfall. Både växelströmsöverföring och HVDC. |
| Fö 10 Elnätsmodellering |
Grunderna i simulering av spänningsnivåer och strömmar i elnät. |
| Fö 11 Kraftkällor |
Uppdelning av energislag. Funktionsprincip Sol, Vind, Vatten, Kol- och kärnkraft. Funktionsprincip Turbiner, Solceller, Styrningprinciper. Tidskonstanter. Maximum-power-styrning. |
Laborationer
Kursen innehåller tre laborationer varav två är i elkraftlabbet där kursdeltagarna får praktisk erfarenhet av trefastransformatorn och elmaskiner. Den tredje laborationen är en datorlaboration där studenterna gör simuleringar över spänningsvariationer när elbilsladdning och solproduktion inklideras i ett elnät med insamlade data.
Kontakt
Kursansvarig: Christofer Sundström, (christofer.sundstrom@liu.se eller telefon 281315)