DEE-11011 Sähköenergiajärjestelmät, 5 op
Electrical Energy Systems

Vastuuhenkilö

Kirsi Nousiainen

Opetus

Toteutuskerta Periodi Vastuuhenkilö Suoritusvaatimukset
DEE-11011 2019-01 2 Kirsi Nousiainen
Suoritusvaatimuksena hyväksytysti suoritetut tehtävät ja välikokeet tai perinteinen tentti.

Osaamistavoitteet

Opintojakson jälkeen opiskelija osaa arvioida sähköenergian ja luotettavan sähköenergiajärjestelmän merkitystä yhteiskunnalle, osaa kertoa perusperiaatteet primäärienergian muuntamisessa sähköenergiaksi sekä osaa nimetä sähköenergian tuottamiseen, siirtämiseen ja hyödyntämiseen liittyvät peruslaitteet. Opiskelija osaa yleisellä tasolla selittää sähkömarkkinoiden toimintaperiaatteet sekä sähköturvallisuuden varmistamisen menetelmät ja toimintaperiaatteet. Opiskelija osaa selittää vaihtosähkön tuottamiseen liittyvät fysikaaliset ilmiöt ja perusperiaatteet, osaa selittää ja käyttää sähköenergiatekniikan peruskäsitteitä sekä ratkaista yksinkertaisia yksi- ja kolmivaiheisiin vaihtosähköpiireihin liittyviä laskutehtäviä osoitinlaskennan perusperiaatteita käyttäen. Opiskelija osaa ottaa huomioon erilaisten peruskytkentöjen vaikutukset kolmivaiheisten vaihtosähköpiirien toimintaan ja suureisiin. Opiskelija osaa selittää kolmivaihemuuntajan, oikosulkumoottorin ja tahtigeneraattorin toimintaperiaatteen sekä mallintaa muuntajan ja sähköjohdon sähköverkon osana ja laskea erilaisiin kuormitus- ja vikatilanteisiin liittyviä jännite-, virta- ja tehosuureita.

Sisältö

Sisältö Ydinsisältö Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. Sähköenergiajärjestelmän edut, rakenne ja tehtävät, sähköenergiatekniikan historia ja kolmivaiheisen vaihtosähköjärjestelmän synty. Luotettavan sähkövoimajärjestelmän merkitys yhteiskunnalle.     
2. Primäärienergialähteet ja sähköenergian tuottaminen: höyryvoimala, vesivoimala, tuulivoimala, aurinkovoimala, muut sähköenergian tuotantomuodot. Sähköntuotannon ympäristövaikutukset.     
3. Sähkötekniikan peruskäsitteet, osoitinsuureet ja niiden laskenta. Eri tyyppiset impedanssit ja impedanssien aiheuttama jännitehäviö tai jännitteenalenema. Vaihtosähkön pätöteho, loisteho ja näennäisteho sekä tehokerroin ja tehohäviöt.     
4. Kolmivaihejärjestelmä ja sen edut. Esimerkkejä kolmivaihekuormista sekä kolmivaihejärjestelmän jännitteiden, virtojen ja tehosuureiden laskenta     
5. Pienjänniteverkon rakenne, sähkötapaturmat, sähköturvallisuussäädökset ja ns. maallikkotyöt. Menetelmät sähkönkäyttäjän turvallisuuden varmistamiseksi. Vaihtosähkösuureiden ja sähköenergian mittaus     
6. Yksinkertaiset magneettipiirit, niihin liittyvät fysikaaliset ilmiöt ja perussuureet sekä magneettipiirien laskeminen.     
7. Muuntajan rakenne, toimintaperiaate ja mallintaminen. Kolmivaihemuuntaja ja sen kytkennät. Yksi- ja kolmivaihemuuntajien sijaiskytkennän arvojen laskeminen.     
8. Sähkömagneettinen induktio. Oikosulkumoottorin ja tahtigeneraattorin toimintaperiaate. Kolmivaihekoneen kiertokenttä.     
9. Tehoelektroniikan komponentit. Tasa- ja vaihtosuuntaajan, hakkurin sekä invertterin toimintaperiaate. Esimerkkejä tehoelektroniikan sovelluksista.      
10. Sähköenergian kulutuksen ja tuotannon tasapaino sekä kysyntäjousto. Hajautettu tuotanto, uusiutuva energia ja sähköenergian pientuotanto. Sähkömarkkinat ja Smart Grids. Tasasähköjärjestelmät.     

Esitietovaatimukset

Opintojakso P/S Selite
DEE-10100 Piiriteoria Pakollinen    
ELT-10002 Signaalit ja mittaaminen Pakollinen    
MAT-01110 Insinöörimatematiikka A 1 Pakollinen    



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
DEE-11011 Sähköenergiajärjestelmät, 5 op DEE-11010 Sähköenergiajärjestelmät, 4 op  

Päivittäjä: Turjanmäki Pia, 04.03.2019