Modelling and Analysis of Electrical Networks (5cr)

Objectives

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa muodostaa tärkeimmille siirtoverkon komponenteille sijaiskytkennän ja kykenee ratkaisemaan suhteellisarvoja käyttäen yksinkertaisten verkkojen jännitteet ja tehot. Hän kykenee soveltamaan tehonsiirron yhtälöitä ja johtamaan yksinkertaiset tehonsiirtoyhtälöt. Opiskelija osaa muodostaa sijaiskytkentöjen ja silmukkavirtamenetelmän avulla koko verkolle admittanssimatriisiin pohjautuvan laskentamallin. Hän osaa selittää admittanssi- ja impedanssimatriisien ominaisuuksia ja soveltaa niitä silmukoidun verkon tehonjaon ja vikavirtojen laskennassa. Opiskelija kykenee soveltamaan symmetristen komponenttien teoriaa ja ratkaisemaan 1-vaiheisen vikavirran ja solmujännitteet halutussa pisteessä. Lisäksi hän osaa soveltaa vikavirtalaskennan teoriaa muiden epäsymmetristen vikatilanteiden ratkaisuun.

Content

Core contentSähkönsiirtoverkon (silmukoitu verkkorakenne) mallinnuksen ja laskennan teoriaa.Suhteellisarvojen muodostus ja käyttö. Siirtoverkon komponenttien sijaiskytkennät ja tehonsiirto verkossa. Verkon laskentamallin kokoaminen komponenttien sijaiskytkentöjen pohjalta. Solmupistemenetelmän soveltaminen solmupisteadmittanssi ja -impedanssimatriisien muodostamisessa ja matriisien ominaisuudet, muodostus ja käyttö.Silmukoidun verkon tehonjaon ratkaisu. Newton-Raphson menetelmän soveltaminen. Solmupisteiden jaottelu eri tyyppeihin ja tehonjakoa kuvaavan yhtälöryhmän tuntemattomat suureet. Silmukoidun verkon vikavirtalaskenta impedanssimatriisia hyödyntäen. Symmetristen komponenttien teoria ja niiden soveltaminen epäsymmetristen tilanteiden käsittelyyn.Complementary knowledgeJännitteiden ja virtojen ratkaisu Kirchoffin jännite- ja virtalakeihin perustuvien silmukkavirta- ja solmupiste-menetelmän avulla.Muuntajien kytkentä, kellolukemat, 3-käämimuuntajat Tehonsiirtoyhtälöiden johtaminen.Matriisien muodostusalgoritmitErityyppiset iterointimenetelmät tehonjakolaskennassa. Verkon maadoitustapojen merkitys. Kuormitusvirtojen merkitys.Muuntajien kytkennän vaikutus nollaverkossa, muuntajan rakenteen vaikutus nolla- ja vastaimpedanssiin. Generaattoreiden vasta ja myötäimpedanssin ero.Specialist knowledgeGraafiteorian ja sähköverkkojen matemaattisen yhteyden käsittäminenHarvojen matriisien käsittely laskenta-ohjelmistoissa Fast decoupled loadflow-menetelmän oletukset

Prerequisites

Kurssisisällön omaksuminen ja tentin läpäisy edellyttävät esitietoina olevien kurssien asioiden osaamista.PrerequisiteCode: DEE-10100Name: Circuit TheoryECTS credits: 5Mandatory: MandatoryPrerequisiteCode: DEE-23010Name: Electricity DistributionECTS credits: 5Mandatory: Mandatory