Sähkövoimatekniikan perusteet (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Sähköalan järjestöt, toimijat, yritykset, laitokset, kantaverkkoyhtiö, sähköverkko, sähkömarkkinat, lainsäädäntö ja ohjeistusta.
Sähkövoimatekniikan osa-alueet: sähkövoimatekniikan suureet ja ilmiöt; staattiset ja pyörivät sähkökoneet; tehoelektroniikka ja sähkökäytöt; valaistustekniikka; sähkövoiman tuotanto,siirto ja jakelu; tietotekniset järjestelmät sähkövoimatekniikassa
Suomen sähkönjakeluverkon rakenne, sähkön siirto, jakelu, käyttö ja sähkön tuotantotavat.
Sähkövoimatekniikan komponentit, kuten vastukset, kelat, kondensaattorit, kytkimet, katkaisijat, painikkeet, releet ja kontaktorit, kaapelit ja johtimet, muuntajat, moottorit ja generaattorit, keskukset, kojeistot sekä sähkövoimajärjestelmän jännitteet ja maadoitukset.
Tasa- ja vaihtosähkö- sekä monivaihejärjestelmät, tähti- ja kolmiokytkennät ja komponenttien toiminta erilaisissa sähköjärjestelmissä.
Piirikaaviot, symbolit, merkinnät ja piirikaavioiden tulkinta sekä tutustuminen sähkötekniikan dokumentteihin
Tutustuminen kiinteistösähköistyksen toteutusratkaisuihin, laitteisiin ja komponentteihin
turvallinen työskentely säkölaboratorioissa
sähkölaitteiden käyttö ja toiminta
Sähkövoimatekniikan kytkennät, yksi- ja kolmivaiheisen sähkön suureiden mittaus ja laskenta, mittalaitteiden valinta, kytkentä, mittaukset ja mittaustulosten tulkinta.
laskuharjoitukset
Laboratoriotöiden työselostusten raportin laadinta.
tenttiin valmistautuminen ja tentti

Tavoitteet

Opintojaksossa opiskelija oppii tunnistamaan sähkövoimatekniikan komponentteja ja laitteita sekä näiden ominaisuuksia. Opiskelija tuntee sähkön tuotannon, sähkönsiirron ja sähkönjakelun periaatteet ja käytettävät komponentit. Opiskelija tietää kiinteistösähköistyksen toteutusperiaatteen, laiteratkaisuja ja komponentteja. Opiskelija tuntee tuotantolaitoksen sähköistyksen eroavaisuuden kiinteistöjen sähköistyksestä. Opintojakson aikana opiskelija oppii sähkövoimatekniikan peruskomponentteja ja niiden toimintaa käytännössä ja sähkökytkennöissä. Opintojaksossa opitaan sähkövoimatekniikan virtapiirien sähköisten suureiden laskentaa ja suureiden mittaamista käytännön kytkennöissä. Opiskelija osaa valita oikean mittalaitteen ja ymmärtää mittalaitteen vaikutuksen mittaustulokseen.
must-know: Opiskelija tuntee sähkövoimatekniikan peruskomponentit, niiden toiminnan tasa- ja vaihtosähköpiireissä ja kytkentöjen perusperiaatteet. Opiskelija tunnistaa dokumenteista ja kytkentäkaavioista todellisten komponenttien pääpiirien ja ohjauspiirien liitynnät. Opiskelija osaa tehdä kytkennät kuvien ja kaavioiden perusteella ja arvioida toimintaa. Opiskelija tuntee sähkövoimatekniikan sähköisten suureiden peruslaskentaa ja sähköisten suureiden mittausta käytännössä. Opiskelija osaa laskea yksi- ja kolmivaiheisen vaihtosähköjärjestelmän virta-, jännite- ja tehosuureita. Opiskelija osaa mitata virtaa, jännitettä ja tehoja virtapiiristä. Opiskelija osaa tehdä mittauspöytäkirjan.
should-know: Opiskelija osaa kytkeä erilaisia sähkövoimatekniikan komponentteja toiminnallisiksi sähköpiireiksi. Opiskelija osaa kytkeä eri sähkösuureiden mittauslaitteet oikein opiskeltaviin sähköteknisiin peruskytkentöihin. Opiskelija osaa lukea mittauslaitteita oikein ja verrata tuloksia laskettuihin arvoihin. Opiskelija osaa laatia käytännön työharjoituksesta raportin.
nice-to know: Opiskelija osaa lukea erilaisia sähkövoimatekniikan dokumentteja, kuten piirikaavioita, pääkaavioita, piirikaavioita ja verrata niitä käytännön laitteistoon. Opiskelija osaa tehdä muutoksia piirikaavioihin. Opiskelija osaa verrata mittauslaitteiden toimintaa.

Sisältö

Sähkövoimatekniikan komponentit, kuten kelat, kytkimet, katkaisijat, painikkeet, releet ja kontaktorit, kaapelit ja johtimet, muuntajat, moottorit ja generaattorit sekä taajuusmuuttajat. Tasa- ja vaihtosähkö-sekä monivaihejärjestelmät, tähti- ja kolmiokytkennät, symmetriset ja epäsymmetriset järjestelmät ja komponenttien toiminta erilaisissa sähköjärjestelmissä.
Piirikaaviot, symbolit, merkinnät ja piirikaavioiden tulkinta. Yksinkertaisen ohjauspiirikaavion laatiminen.
Suomen sähkönjakeluverkon rakenne ja sähkön tuotantotavat.
Kiinteistösähköistyksen toteutusperiaatteet, laiteratkaisut
Sähkövoimatekniikan kytkennät, kolmivaiheisen sähkön suureiden arviointi ja laskenta, mittalaitteen valinta, mittaukset ja mittaustulosten luotettavuus.

Aika ja paikka

Kemi syksy 2020
laboratorio 1141
AC opetus

Oppimateriaalit

Hietalahti Lauri, Sähkövoimatekniikan perusteet. 2013. Amk-Kustannus Oy, Tammertekniikka.
Luentomonisteet ja opettajan laatima oppimateriaali
laitevalmistajien nettisivut
laboratoriotyöohjeet
piirikaaviot ja muu materiaali moodlessa
sähköalan toimijoiden ja järjestöjen internet sivustot ja youtubemateriaalit
st kortisto

Opetusmenetelmät

AC luennot ja tietoiskut
opetusvideot (youtube)
käytännön harjoitukset, oppimistehtävät ja laboratoriotyöt kontaktina laboratoriotiloissa
yksilötason harjoitustehtävät ja ryhmätehtävät
verkko-opetusympäristöjen hyödyntäminen oppimistehtävien ja harjoitustehtävien teossa

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Laboratotiotyöt käytännön laitteista ja ilmiöistä
Sähköalan järjestöjen ja toimijoiden materiaaleihin ja toimintatapoihin tutustumista.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Moodletentti joulukuussa
Moodletenttiin järjestetään tutkintosäännön mukaiset 2 uusintaa kevätlukukaudella 2021

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Opintojakso suoritetaan palauttamalla hyväksytysti harjoitustehtävät, laboratoriotyötehtävien raportit, osallistumalla laboratoriotöihin ja suorittamalla hyväksytysti moodletentti.
Moodletenttiin järjestetään tutkintosäännön mukaiset 2 uusintaa kevätlukukaudella 2021

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

133h opiskelijan työtä
AC luentoja, tietoiskuja, laskuharjoituksia ja ohjausta 40h
laboraatioita opiskelijaa kohti 16h jaettuna ryhmiin
moodletentti 4h
itsenäistä opiskelua, raporttien laatimista, harjoitustehtävien suorittamista, laskuharjoituksia ja tenttiin valmistautumista

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Tyydyttävä (1)
Opiskelija tunnistaa sähkötekniikan peruskäsitteitä komponentteja ja mittalaitteita. Opiskelija osallistuu laboraatioihin, tekee kytkennät, mittaukset, laskuharjoitukset ja oppimistehtävät ohjaajan opastuksella. Sähkövoimatekniikan suureiden, laskentakaavojen ja tulosten käsittely on vielä hapuilevaa. Tulokset ja tekemisen laatu täyttävät vain työlle asetetutminimivaatimukset. Kytkennät, mittaukset ja laskutoimitukset tuottavat opiskelijalle vielä vaikeuksia. Lopputuloksissa on selkeitä asiavirheitä ja puutteita. Opiskelija kuvaa tekemistään lähinnä arkikielen käsittein. Laskurutiinit ovat vielä hapuilevia. Ajankäyttö on hallitsematonta.
Tyydyttävä (2)
Opiskelija tuntee sähkötekniikan peruslait ja -komponentit. Opiskelija tekee mittaukset, laskuharjoitukset ja oppimistehtävät osittain itsenäisesti. Tulokset ja tekemisen laatu ylittävät työlle asetetut minimivaatimukset. Komponenttien tunnistamisessa ja toiminnan ymmärtämisessä on puutteita. Oppimistuotoksissa on vielä laskuvirheitä ja kielellisiä puutteita. Opiskelija pyrkii kuitenkin kuvaamaan tekemistään sähkötekniikan käsittein. Ajankäyttö on suunnittelematonta.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Hyvä (3)
Opiskelija tuntee sähkötekniikan peruslait ja komponentit sekä niiden toiminnan. Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisia kytkentöjä. Opiskelija pystyy suoriutumaan laskuharjoituksista, laboraatioista ja raportoinnista lähes itsenäisesti. Opiskelija osaa hyödyntää matematiikkaa sähkövoimatekniikan laitteiden toiminta-arvojen laskennassa. Tulokset ja tekeminen ovat pääosin laadukasta. Tulosten raportointi on lähes virheetöntä ja etenee loogisesti. Ajankäyttö on pääosin hallinnassa.
Hyvä (4)
Opiskelija osaa tehdä itsenäisesti sähkökomponenttien kytkentöjä annetun dokumentaation avulla. Opiskelija ymmärtää komponenttien merkinnät, dokumentaation ja osaa niiden perusteella muodostaa itsenäisesti virtapiiriyhtälöitä ja ratkaista niitä. Opiskelija osaa itsenäisesti työskennellä valvonnan alaisena laboraatiossa. Tulokset ja tekeminen ovat laadukasta. Tulosten esittäminen on loogista, perustelevaa ja hyvää ammattikieltä. Ajankäyttö on hallinnassa.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Kiitettävä (5)
Opiskelija osaa tehdä kytkentöjä ja mittauksia dokumenttien ja ohjauksen avulla. Opiskelija osaa valita oikean mittalaitteen tehtävään kytkentään. Tulokset ja tekeminen ovat korkealaatuisia. Tulosten raportointi on asioita perustelevaa ja arvioivaa virheetöntä ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on suunnitelmallista.

Esitietovaatimukset

NULL

Lisätiedot

Opintojakso sähkövoimatekniikan perusteet on ensimmäinen tutustuminen sähkövoimatekniikkaan. ensi keväänä jatketaan sähkövoimatekniikka opintojaksolla ja toisesta opintovuodesta eteenpäin perehdytään sähkövoima-alan suunnitteluun, asennuksiin, määräyksiin ja komponentteihin eri sähkövoimatekniikan sovellusaloilla