Sök i programutbudet

Använd sökfunktionen för att leta efter kurser och program i Chalmers utbildningsutbud. Den programplan och utbildningsplan som avser dina studier är i allmänhet från det läsår du började dina studier.

​​​​​​​​​​​​​

Kursplan för

Läsår
ENM050 - Analys av elkraftsystem
 
Kursplanen fastställd 2015-02-11 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: MPEPO
7,5 Poäng
Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänt
Utbildningsnivå: Avancerad nivå
Huvudområde: Elektroteknik
Institution: 47 - ENERGI OCH MILJÖ

Kurstillfället är platsbegränsat. Kontakta studentcentrum om du inte själv kan lägga till kursen i ditt val.
Undervisningsspråk: Engelska
Sökbar för utbytesstudenter
Blockschema: B
Max antal deltagare: 70

Modul   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs Ej Lp
0107 Tentamen 7,5 hp Betygskala: TH   7,5 hp   30 Okt 2015 em V,  05 Jan 2016 em H,  18 Aug 2016 fm M

I program

MPEPO ELKRAFTTEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatorisk)
MPSYS SYSTEMTEKNIK, REGLERTEKNIK OCH MEKATRONIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (valbar)
TIELL ELEKTROTEKNIK, HÖGSKOLEINGENJÖR - elkraftsteknik, Årskurs 3 (obligatoriskt valbar)

Examinator:

Docent  Peiyuan Chen


Ersätter

EEK185   Power system design


  Gå till kurshemsida

Behörighet:


För kurser på avancerad nivå gäller samma grundläggande och särskilda behörighetskrav som till det kursägande programmet. (När kursen är på avancerad nivå men ägs av ett grundnivåprogram gäller dock tillträdeskrav för avancerad nivå.)
Undantag från tillträdeskraven: Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kurser inom elektroteknik, eller motsvarande.

Syfte

Det huvudsakliga syftet med kursen är att studenterna ska utveckla och visa kunskap och förmåga att analysera elkraftsystemet i stationärtillstånd med hjälp av teoretiska metoder och simuleringsverktyg. Analys av stationärtillstånd innebär bland annat framtagandet av matematiska modeller av komponenter i elkraftsystemet och utvärdering av stora elkraftsystem dels under normaldrift och dels vid feltillstånd.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)


1. Analysera små elkraftsystem med hjälp av vektor-diagram, förlustsummering och med fyrpolsekvationerna samt förklara grundläggande principer för spänningsreglering. 

2. Ta fram ekvivalenta modeller för de viktigaste komponenterna i elkraftsystemet så som: trefas krafttransformatorer, korta, medellånga och långa kraftledningar/kablar, belastningar och reaktiv kompenseringsutrustning. Beskriva inverkan av olika lastnivåer på en transmissionsledning. 

3. Förklara och använda pu-storheter vid analys av elkraftsystem.

4. Bestämma admittansmatris för ett stort elkraftsystem och med hjälp av Newton-Raphsons metod beräkna spänningar och lastflöden i systemet.

5. Förklara standardmetoderna och bakomliggande principer för kontroll av såväl spänning som lastflöden i ett stort elkraftsystem. 

6. Modellera och analysera olika fel i kraftsystemet med hjälp av symmetriska komponenter och sekvensnät. 

7. Använda ovan kunskaper för att kunna designa ett mindre elkraftsystem utgående från normala krav driftförutsättningar, tillgänglighet och ekonomi med hjälp av ett simuleringsprogram. Dokumentera förslaget i rapportform samt kunna presentera muntligt hur man kommit fram till föreslaget utförande.

8. Kunna deltaga och samarbeta i grupp bestående av deltagare med olika bakgrund när det gäller designprojektet samt övriga tillfällen som kan uppstå under kursen. 

Innehåll

Kursen består av föreläsningar, övningar, ett datorbaserat projektarbete, två laboratoriedemonstrationer. Kursen innehåller följande moment. De angivna kapitlen hänvisar till kursboken av Hadi Saadat (se litteratur).

1. Tvånodssystem: Introduktion; spänningsfallsberäkningar; fyrpolekvationerna för effektflöden (belastningsfördelning); sambanden mellan spänning, överföringsvinklar, aktiv effekt and reaktiv effekt; PQ cirkeldiagram

2. Krafttransformatorer: Den ideala transformatorn; Ekvivalenta modeller för praktiskt bruk; Trefas kopplingsarter och fasvridning; Trelindningstransformator; sparkopplad transformator; Spänningsreglering; Effektreglering (booster); relativa storheter (pu). Kap 3.5 - 3.14 .

3. Kraftledningsteori och modellering: Framtagande av RLC för en kraftledning; Modellering av kort, mellan och lång kraftledning; Viktiga belastningsfall för en lång kraftledning; Överföringskapacitet och begränsningar för en lång kraftledning; Reaktiva kompenseringsmetoder. Kap. 4, Kap 5

4. Nätmatriser och belastningfördelningsanalys: admittansmatris,belastningfördelningsekvationer, Newton-Raphsons method; Spänningsreglering och styrning av belastningfördelningen, inverkan av FACTS utrustning. Kap. 6

5. Symmetriska (3-fas) fel: Användning av Thevenin ekvivalent. Kap. 9

6. Symmetriska komponenter och sekvensimpedanser: Definition av symmetriska komponenter; Sekvensimpedanser för transmissionsledningar, transformatorer, synkronmaskiner. Kap. 10.1 - 10.3

7.Analys av osymmetriska fel: Hopkoppling av sekvensnät representerande: enkelt jordfel, 2-fas kortslutning, 2-fas kortslutning till jord. Kap. 10.4 -10.8

Organisation

Kursen består av föreläsningar (19x2 tim), övningar (13x2 tim) projektarbete (6x2 tim), laboratorie demonstration (2x1 tim).
I projektet kommer studenterna utforma ett litet elnät för beräkningar av belastningfördelningen. Designen utförs med hjälp av programvaran PSS/E. Flera driftförhållanden dels i stationärt tillstånd samt olika felsituationer ska studeras för en lyckad konstruktion. I den första laborationen undersöks olika lastförhållanden på en elkraftledning. I den andra laborationen utförs felströmsmätning och analys med avseende på olika typer av balanserade och obalanserade kortslutningsförhållanden på kraftledningar.

Litteratur

Som kurslitteratur används i huvudsak nedanstående bok. Ytterligare material kommer att tillhandahållas under föreläsningar och/eller göras tillgänglig på kursens hemsida.

Reference:
H. Saadat, "Power System Analysis", 3rd edition, PSA Publishing, 2010

Examination

Examinationen baseras på projektrapporten och en skriftlig tentamen med endast Chalmersgodkänd miniräknare: Casio FX82..., Texas TI30..., Sharp EL531.... Fördelningen av slutbetyget baseras på: I) projekt (20%), och II) tentamen (80%). Du måste bli godkänd på båda momenten för att bli godkänd på kursen. Deltagandet i de två laboratorie demonstrationer är obligatoriskt för att bli godkänd på kursen. Slutbetyget blir 5, 4, 3 eller U (Underkänd).


Sidansvarig Publicerad: on 24 jan 2018.