IRE35017 Kraftelektronikk og relévern (Høst 2019)
Fakta om emnet
- Studiepoeng:
- 10
- Ansvarlig avdeling:
- Fakultet for informasjonsteknologi, ingeniørfag og økonomi
- Studiested:
- Fredrikstad
- Emneansvarlig:
- Nicolae Lucian Mihet
- Undervisningsspråk:
- Engelsk
- Varighet:
- ½ år
Emnet er tilknyttet følgende studieprogram
Obligatorisk valgemne i Bachelorstudium i ingeniørfag - elktro, studieretning Elkraftteknikk:
- elektro
- elektro Tress
- elektro Y-veien
Absolutte forkunnskaper
Ingen
Anbefalte forkunnskaper
Bestått emne IRE10517 Elektriske kreteser, eller tilsvarende.
Undervisningssemester
5. semester (høst)
Studentens læringsutbytte etter bestått emne
Kunnskaper:
Studenten
- forstår grunnleggende forhold i kraftelektronikk
- har teoretiske grunnlag for matematisk modellering og simmuleringsmodeller som gjelder for halvledere, kraftelektroniske kretser og applikasjoner
- har teoretisk grunnlag for å kunne utføre kortslutningsberegninger i høyspente kraftsystemer
- kan beregne innstilling av vern i enkle høyspentnett
Ferdigheter:
Studenten
- kan beregne kraftelektroniske kretser med ideelle komponenter
- kan gjennonføre kortslutningsanalyser ved hjelp av symmetriske komponenter
Generell kompetanse:
Studenten
- forstår og kan simulere og vurdere grunnleggende forhold for komponenter, kretser og topologier av kraftelektroniske konvertere (DC-DC, DC-AC, AC-AC, AC-DC)
- forstår reléplanlegging
- forstår virkemåten i ulike typer relévern for nett og komponenter i energiforsyningen
- kan skrive rapporter
- kan orientere seg i faglitteratur med ulike notasjoner og håndbøker
Innhold
Emnet inneholder følgende tema:
- Kraftelektroniske komponenter/halvleder brytere
- En- og trefase kraftfrekvent like- og vekselretter (diode og thyristor brokoblinger)
- DC/DC spenningsomformer: buck, boost, buck-boost, forover, flyback, fullbro
- DC/AC modulerende konvertere, e nog trefase fullbro vekselrettere
- DC og AC strømforsyninger
- Opptimering av vekselrettere med effektfaktor korreksjon
- Harmoniske strømmer i nettet/EMC
- Moduleringsteknikker og styrestrategier for kraftelektroniske systemer
- Transiente forhold i elektriske maskiner under kortslutninger
- Beregning av kortslutningsstrømmer basert på Impedansemetoden
- Symmetriske komponenter
- Ulike typer jording av nett, Jordfeil, Impedansjording
- Måletransformatorer
- Typer av relèvern, virkemåte og innstilling
- Overstrømsrelè, Differensialvern, Impedansvern, spesialvern for elektriske maskiner
Undervisnings- og læringsformer
Emnet undervises ved forelesninger, øvinger og laboratorieoppgaver. Deler eller hele emnet kan gis som nettundervisning i kombinasjon med videokonferanse.
Arbeidsomfang
250-300 timer
Praksis
Ingen
Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen
- Laboratorieoppgaver med innlevering av en grupperapport
- Øvinger med skriftlig innlevering
Nærmere definerte arbeidskrav, og kriterier, fastettes i emnets undervisningsplan.
Arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen.
Eksamen
Individuell skriftlig eksamen, 5 timer (på engelsk)
Eksamen vil være utformet i to adskilte deler som hver for seg dekker temaene kraftelektronikk og feilanalyse/relevern.
For å bestå eksamen må kandidaten ha besvart oppgaver fra begge tema tilfredsstillende.
Tillatte hjelpemidler:
Utlevert formelark. Formelarket blir utarbeidet i samråd med klassen.
Kalkulator, med tomt minne, som ikke kan regne symbolsk eller kommunisere trådløst.
Karakterregel A til F, der A er beste karakter og F er ikke bestått.
Sensorordning
En ekstern og en inter sensor eller to interne sensorer.
Evaluering av emnet
Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter.
Skriftlig sluttevaluering av emnet.
Litteratur
Litteraturlisten er sist oppdatert 11.06.2019
Blackburn, J. L. og Domin, T. J (2014), Protective Relaying – Principles and Applications, 4th edition, CRC Press, ISBN 9781439888117
Mohan, N., Underland, T.M., Robbins, W.P., Power Electronics, Third Edition. ISBN 0-471-42908-2
Handouts og kompendier vil tilkomme i løpet av studiet.
Støttelitteratur:
Alfredsson, A., Jacobsson, K. A. (2016), Elkrafthandboken: Elmaskiner och elektriska drivsystem, Liber forlag, 478 s.