IRE35017 Kraftelektronikk og relévern (Høst 2022)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Obligatorisk valgemne i Bachelorstudium i ingeniørfag - elktro, studieretning Elkraftteknikk:

• elektro
• elektro Tress
• elektro Y-veien

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 mellom og 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
• Overstrømsrelé, Differensialrelé, Impedansrelé, spesialvern for elektriske maskiner og transformatorer

Undervisnings- og læringsformer

Emnet undervises ved forelesninger, øvinger og laboratorieoppgaver. Deler av emnet kan gis som nettundervisning i kombinasjon med videokonferanse. Videomateriale, inklusive forelesninger, vil bli publisert på høgskolens læringsplattform fortløpende i henhold til emnets undervisnigsplan.

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

Ny oppdatert litteraturliste vil bli publisert i Leganto. (lenke kommer)

Litteraturlisten nedenfor er fra sist gang emnet ble gjennomført - og er ikke nødvendigvis gjeldende for kommende semester:

 

Litteraturlisten er sist oppdatert 11.06.2019

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.

Blackburn, J. L. og Domin, T. J (2014), Protective Relaying - Principles and Applications, 4th edition, CRC Press, ISBN 9781439888117