Elektriske anlegg og høyspenningsteknikk
KLADD 2017-2018 - ELE3341 - 10sp

Forutsetter bestått

Fra og med høsten 2017 er ELE 1071 Elektriske kretser forutsetterkrav for NTNU-studenter.

Tilsvarende grunnlagsemne for studenter fra andre undervisningsinstitusjoner.

Anbefalt forkunnskap

Emnet bygger på "Grunnlag, trefase/maskiner og trafo" som undervises ved Karlstad Universitet

Forventet læringsutbytte

Etter fullført emne skal studenten ha:

  • det teoretiske grunnlaget for å beregne spenningspåkjenninger i elektriske høyspentnett.
  • det teoretiske grunnlaget for å beregne spenningsfall og tap i kraftnett.
  • det teoretiske grunnlaget til å prosjektere tiltak for å redusere spenningsfall og tap i nettet.

Studenten skal ha kunnskap:

  • kjenne til spenningsnivåer og bruk av komponenter og utstyr til høyspent overføring og fordeling i Norge og Sverige.
  • kjenne til materialegenskaper som har betydning for elektrisk påkjenning av høyspentisolasjon og kunnskaper om de mest anvendte isolasjonsmaterialene.
  • anvende og forstå forenklede teoretiske modeller for beregningsanslag for spenningspåkjenninger av elektrisk utstyr ved driftspåkjenning,temporære overspenninger, atmosfæriske overspenninger og koblingsoverspenninger i nettet.
  • anvende og forstå forenklet beregning av kretsparametere som resistans, induktans og kapasitans til bruk i enfase linjemodeller.
  • klassifisere og benytte forskjellige linjemodeller ut fra  lengder på kraftlinjer.
  • anvende og forstå modeller for transformatorer i spenningsfalls- og tapsberegninger.
  • kjenne til prinsippene for lastflytberegninger i maskenett.
  • forstå hvordan lastflytberegninger prinsipielt utføres i maskenett.

Ferdigheter:

  • kunne sette seg inn i og etterleve en sikkerhetsinstruks for bruk av et enkelt høyspentlaboratorium.
  • kunne utføre enkle overslagsprøver på høyspentisolasjon.
  • formidle sitt laboratoriearbeid i en teknisk rapport på en etterprøvbar måte. 
  • til å beregne spenningsfall og tap i radialnett.
  • til å beregne fasekompensering for å bedre spenningsfall og tap i nettet.
  • til å anvende per unit modell ved beregning av spenningsfall og tap i nettet.
  • til å kunne etablere knutepunktsmatriser for maskenett og anvende thevenin og norton modell.

Generell kompetanse

  • kunne drøfte samfunnsmessige problemstillinger som følge av elektrisk kraftleveranse til samfunnet.

Emnets temaer

  • Dimensjoneringskriterier for høgspentisolasjon
  • Elektrisk feltstyrke i diverse konfigurasjoner
  • Lynoverspenninger
  • Koblingsoverspenninger
  • Komponenter som inngår i og oppbygging av:
    • Fordelingsnett med nettstasjon
    • Regionalnett med transformatorstasjon
    • Sentralnett med koblingsanlegg
  • Modellering av luftlinjer
    • Induktanser til luftlinjer
    • Kapasitanser til luftlinjer og kabler
    • Spenningsfall og effekttap i ledninger
    • Fasekompensering
  • Modellering av radialnett  
  • Maskenettmatriser for beregning av strøm og spenninger i maskenett

Pedagogiske metoder

Lab.øvelser
Nettbasert Læring
Nettstøttet læring
Obligatoriske oppgaver
Prosjektarbeid
Samling(er)/seminar(er)

Pedagogiske metoder (fritekst)

Emnet undervises samtidig for studenter ved HiØ og KaU, samt nettbasert ingeniørutdanning ved NTNU Gjøvik. 

For den delen av emnet som omhandler elektriske anlegg ( 5stp)skal studentene løse en større prosjektoppgave som kan løses individuelt eller som gruppe inntil 4 personer (studentene organiserer seg selv). Studentene eller gruppene leverer inn statusrapporter hver 14.dag, og de skal følge en gitt framdriftsplan. Studentene eller gruppene leverer sine prosjektrapporter for prosjektet, og denne må godkjennes for å få gå opp til eksamen. Fagstoffet som skal tilegnes igjennom prosjektet er i vesentlig grad selvstudium av digitaliserte forelesninger med tilhørende øvingsoppgaver. Veiledning for studentene skjer ved bruk av forum på læringsplattformen og/ eller gjennomføres individuelt ved Skype eller lignende verktøy, etter avtale med emneansvarlig. I elektriske anleggdelen vil studieformen ikke skille seg fra om man er nettstudent eller student på campus. 

I høyspenningsdelen av emnet benyttes opptak av forelesninger til å gå gjennom de aktuelle temaene. Opptakene gjøres tilgjengelig for studentene på nett. Det blir kjørt 2-3 heldagssamlinger på Gjøvik og 2-3 heldagssamlinger i Fredrikstad for veiledning og gjennomgang av oppgaver/temaer. Samlingene på begge steder er tilsvarende, slik at studenter i Fredrikstad ikke behøver reise til Gjøvik eller motsatt. For nettstudenter gis nettbasert veiledning, som for eksempel ved Skype, epost eller lignende. Det er imidlertid mulig for nettstudenter å delta på heldagssamlinger dersom man avtaler dette med emneansvarlig.

Vurderingsformer

Skriftlig eksamen, 5 timer

Karakterskala

Bokstavkarakterer, A (best) - F (ikke bestått)

Sensorordning

Sensureres av intern sensor. Ekstern sensor benyttes periodisk hvert fjerde år. Neste gang undervisningsåret 2016/2017.

Utsatt eksamen (tidl. kontinuasjon)

Utsatt eksamen/kontinuasjon i august.

Tillatte hjelpemidler (gjelder kun skriftlig eksamen)

Hjelpemiddelkode D.

Godkjent kalkulator fra spesifisert liste. Formelsamling er integrert i eksamenoppgavene.

Obligatoriske arbeidskrav

Det skal gjennomføres minst 3 laboratorieoppgaver, og det er krav om innlevering av rapport fra en disse. Denne rapporten må godkjennes for å få gå opp til eksamen.
Studentene må levere og få godkjent 3 obligatoriske sett av øvinger i høyspenningsdelen av emnet, og få godkjent prosjektrapporten i anleggdelen for å få gå opp til eksamen.

Læremidler

Oppgis ved semesterstart

Supplerende opplysninger

Emnet inngår i den felles elkraftutdanningen som NTNU i Gjøvik, HiØ og Karlstad Universitet (KU) samarbeider om. NTNU i Gjøvik har ansvaret for dette emnet for alle de tre institusjonene.

Ved søknader om godskrivning, godkjenning og innpassing av emner fra tidligere årskull eller andre institusjoners tilsvarende utdanninger, vil hver søknad behandles individuelt og søker må kunne medregne studiepoengreduksjon ved overlappende emner.