Linköpings Universitet

TSFS11 Energitekniska system, 6hp - VT2 2021

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

Senast uppdaterat

Här kommer information om vad som uppdaterats på sidan att läggas till när något har tillkommit eller förändrats.

Allmän information

• Examinator och kursansvarig: Christofer Sundström, (christofer.sundstrom@liu.se eller telefon 281315)
• Föreläsare: Christofer Sundström, Lars Eriksson, Erik Frisk , Mattias Krysander, och Tomas Jonsson
• Lektionsassistent: Kristoffer Ekberg
• Laborationsassistent: Kristoffer Ekberg
• Kurslitteratur:
  • "Elkraft" av Alf Alfredsson, ISBN 978-91-10057-6, Liber
  • OH-material (och nedladdningsbar bredvidläsning)
  • Laborationshandledning.

Kursinfo mm

Denna sida kan komma att uppdateras med mer information under kursens gång.

• Kursplan enl LiTH:s studiehandbok
• Exempel på gamla tentor från kursen
• Formelblad. Detta kommer inte bifogas tentamen. Istället får ni ta med ett egenskrivet formelblad till tentamen (ni får dock om ni så önskar ta med formelbladet till tentan istället för ett egenskrivet formelblad). Se under "tentainfo" nedan.
• Laborationskompendium för nedladdning
  Kommer att läggas upp här inför laborationerna.
• Tentamen består av 6 uppgifter varav
  • 4-5 st (antalet kan komma att uppdateras, men ca 4 st) är uppgifter som behandlar materialet från boken och lektionsräkningarna. Dessa uppgifter består alltså av räkningar/kunskapsfrågor av olika svårighetsgrad. Även frågor från laborationsdelen kan förekomma. Målsättningen är att ni ska kunna lösa uppgifter med samma svårighetsgrad som urvalet från boken samt de kompletterande uppgifterna.
  • 1-2 st är uppgifter som behandlar materialet från Fö-1,2,6,8,11 och 13. För dessa föreläsningar är det OH-bilderna, och till viss del boken, som definierar kursinnehållet. Dessa uppgifter kräver svar av diskuterande/beskrivande karaktär baserat på fakta-baserade kunskaper som ni lärt er i kursen i stort.
  • Istället för att ett formelblad delas ut vid tentamenen kommer ni få ta med ett egenskrivet A4 som ni får skriva vad ni vill på. Ni får skriva på båda sidor av pappret. Texten ska vara handskriven. Ett undantag är att ni får i stället för det egenskrivna formelbladet ta med en utskriven kopia av formelbladet som finns på kurshemsidan.

Föreläsningar och lektioner

Nedan finns föreläsningplaneringen samt material som behövs till lektioner. OH-materialet som visas under föreläsningarna kommer läggas upp innan respektive föreläsning.

Föreläsning/Lektion	Sidhänvisning	Föreläsningens innehåll	OH
Fö 1 Kursintro, Översikt Sveriges Elsystem	Kap 12 Sid: 372-378 Bredvidläsning 1 Bredvidläsning 2 (utförlig)	Föreläsare: Christofer Sundström 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		Föreläsare: Lars Eriksson Olika synsätt på människans energibehov och energikällor.	OH
Fö 3 Trefassystemet	Kap 2 Sid 14-29	Föreläsare: Christofer Sundström 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
Le 1 Enfas och Trefas växelspänning	Uppgifter: 2.3, 2.8, 2.14, 2.20 Extra: 2.4, 2.5, 2.12, 2.15
Fö 4 Transformatorn, Grunder + Enfastransformator	Kap 4 Sid 47-66	Föreläsare: Christofer Sundström Ideal transformator. Primär- och sekundär-sida, omsättning, spänningsfall, belastningsgrad, förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema och modellering.	OH
Le 2 Ideal transformator + kretsmodell enfastransformator	Uppgifter: 4.1, 4.5, K2.1, K2.2, 4.12 Extra: 4.4, 4.11, K2.3, 4.13 Kompletterande material
Fö 5 Trefas-transformatorn + elektrisk kraftöverföring	Kap 4 Sid 47-66	Föreläsare: Christofer Sundström Kopplingsarter för trefastransformatorn och per-fas räkningar med beräkningsexempel. Egenskaper hos ledare, ekvivalent PI-schema och effektförluster samt beräkningsexempel.	OH
Le 3 Trefas-transformatorn och kraftöverföring	Uppgifter: 4.8, 4.9, K3.1, K3.3, K3.5. Extra: 4.7, 4.10, K3.2, K3.4 Kompletterande material	Trefas-transformatorn och räkningar på kraftöverföring, ekvivalent PI-schema.
Fö 6 Sveriges Elsystem + Smarta nät		Föreläsare: Christofer Sundström Elbörsen, nordpol, mikroproduktion, elektromobilitet. Möjligheter till effektiv styrning vid införandet av nya tekniker samt deras potential.
Fö 7 Introduktion till roterande maskiner samt likströmsmaskinen	Kap 7 Sid 175-185 Sid 226-233	Föreläsare: Christofer Sundström 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		Föreläsare: Mattias Krysander 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.
Le 4 Likströmsmaskinen	Uppgifter: 7.1, 7.4, 7.7a, 7.8, 7.9 Extra: 7.3, 7.5, 7.6	Fundamenta, ekvivalent kretsschema och kopplingsarter, Momentekvation, momentkurva och varvtalsstyrning
Fö 9 Intro växelströmsmaskiner + Asynkronmaskinen	Kap 7 Sid 186-205 Sid 226-233	Föreläsare: Christofer Sundström Uppbyggnad och arbetssätt, funktionsprincip. Ekvivalent kretsschema, momentkurva och varvtalsstyrning. Förluster och verkningsgrad. Beräkningsexempel. Starttid.
Le 5 Asynkronmaskinen	Uppgifter: 7.10, 7.12, 7.16, 7.17, 7.21, K5.1 Kompletterande material	Momentekvation, momentkurva och varvtalsstyrning, förluster och verkningsgrad, starttid
Fö 10 Synkronmaskinen	Kap 7 Sid 206-225 Sid 226-233	Föreläsare: Christofer Sundström Uppbyggnad och arbetssätt, funktionsprincip. Infasning och uppstart, moment och varvtalsstyrning. Förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema. Över- och under-magnetisering. Beräkningsexempel. Borstlös DC-motor.
Le 6 Synkronmaskinen	Uppgifter: 7.23, 7.26, 7.27, 7.28, 7.29	Lastvinkel, magnetisering, infasning Förberedelser Laboration 3
Fö 11 Kraftkällor		Föreläsare: Christofer Sundström Uppdelning av energislag. Funktionsprincip Sol, Vind, Vatten, Kol- och kärnkraft. Funktionsprincip Turbiner, Solceller, Styrningprinciper. Tidskonstanter. Maximum-power-styrning.
Fö 12 Lik- och Växelriktning	67-96 (Översiktligt) 96-150 (Översiktligt) Läshänvisning: Det viktigaste tas upp på OH	Föreläsare: Christofer Sundström Introduktion till kraftelektriska komponenter, lik- och växel-riktning. Kopplingstyper, step-up och step-down omriktare. Frekvensomriktare.
Le 7 Lik- och växelriktning	Uppgifter: K8.1, K8.4, 5.6a-c, 5.16 Extra: K8.2, K8.3 Kompletterande material	Kopplingar, likriktat medelvärde, dimensionering Förberedelser Laboration 3
Fö 13 Diagnos, säkerhet		Föreläsare: Erik Frisk, Tomas Jonsson Reglerkraft och styrning av elnätet. Exempel på haverier när har det gått snett och varför. Timme 2: Kraftöverföring HVDC.

Informationsansvarig: Christofer Sundström
Senast uppdaterad: 2021-12-16