Sähköenergiajärjestelmien perusteet, 5 op

Ydinsisältö

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