Crastan Elektrische Energieversorgung 1
2., bearbeitete Auflage 2007
ISBN: 978-3-540-69440-3
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Netzelemente, Modellierung, stationäres Verhalten, Bemessung, Schalt- und Schutztechnik
E-Book, Deutsch, 712 Seiten, Web PDF
ISBN: 978-3-540-69440-3
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
In der zweiten Auflage dieses Bandes der elektrischen Energietechnik wurden vor allem diejenigen Teile aktualisiert und überarbeitet, die von der energiewirtschaftlichen Evolution betroffen und die dem technologischen Fortschritt erheblich unterworfen sind. So steht Studenten und Ingenieuren ein aktuelles, umfassendes Lehr- und Nachschlagewerk zur Verfügung, das sich durch die Synthese von theoretischer Fundierung und unmittelbarem Praxisbezug auszeichnet. Um das Verständnis und den Lernerfolg zu unterstützen, bietet der Text zahlreiche Übungsaufgaben, Modellbeispiele und Simulationen (MATLAB/SIMULINK). Der Autor schöpft inhaltlich aus seiner langjährigen Erfahrung auf dem Gebiet der Energieversorgung sowie didaktisch aus seiner Tätigkeit als Professor an der Berner Fachhochschule, Hochschule für Technik und Informatik, Biel. Der erste Band beschäftigt sich mit dem elektrischen Energieversorgungsnetz. Besondere Bedeutung wird den modernen Methoden zur Modellierung der Dynamik der Netzelemente eingeräumt.
Zielgruppe
Professional/practitioner
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
Einführung, Grundlagen.- Einführung, UCTE.- Elektrotechnische Grundlagen.- Grundlagen der Hochspannungstechnik.- Elemente des Drehstromnetzes und ihre Modellierung.- Transformatoren.- Elektrische Leitungen.- Synchrongeneratoren.- Verbraucher, Leistungselektronik.- Schaltanlagen.- Stationäres Verhalten symmetrischer Netze sowie von Netzen mit Unsymmetrien und deren Berechnung.- Symmetrische Netze.- Netze mit Unsymmetrien.- Bemessungsfragen Kurzschlussbeanspruchungen Schalt- und Schutzprobleme.- Bemessung von Netzelementen.- Kurzschlussbeanspruchungen.- Schalter und Schaltvorgänge.- Schutztechnik.
3 Grundlagen der Hochspannungstechnik (S. 55)
3.1. Hohe Spannungen in Energieversorgungsnetzen
Für die Übertragung elektrischer Energie werden hohe Wechselspannungen bis über 1 MV verwendet. Der Anstieg des Energiebedarfs und damit auch der (übertragenen Leistungen hat zu einer progressiven Erhöhung der Übertragungsspannungen geführt, da die wirtschaftlich optimale Übertragungsleistung einer Leitung proportional zu U^ ist (Absclin. 11.3), eine Verdoppelung der Spannung erlaubt demzufolge, die vierfache Leistung wirtschaftlich zu übertragen (theoretisch, für Grenzen s. Abschn. 3.7.3 und 9.5.4).
Neben der Wirtschaftlichkeit spielt auch der Spannungsabfall eine Rolle. Um den Spannungsabfall bei der Übertragung einer gegebenen ohmisch-induktiven Leistung klein zu halten, muss U^ proportional zur Distanz erhöht werden (Abschn. 9.5.1). Mit hohen Spannungen lassen sich ohne Zusatzaufwand für die Kompensation grossere Entfernungen überbrücken,.
Für die Energieübertragung werden auch hohe Gleichspannungen (Hochspannungs- Gleichstrom-Energieübertragung, HGU) verwendet. Die HGU hat wirtschaftliche und technische Vorteile (billigere Leitungen bei gleichen Übertragungsbedingungen, keine Kompensation nötig, Kupplung asynchroner Netze möglich, gute Regelungseigenschaften, praktisch keine Grenzen bezüglich der Übertragungsdistanz). Ein wesentlicher Nachteil sind die teuren Umformungsstationen. Die HGU wird deshalb in erster Linie für Seekabelverbindungen, die Kurzkupplung von Netzen und die Übertragung der Energie über sehr große Entfernungen eingesetzt Das westeuropäische UCTE-Verbundnetz, welches Kontinentaleuropa umfasst, ist beispielsweise über HGU mit Skandinavien, England und Korsika-Sardinien verbunden. Hohe Gleichspannungen werden femer für viele Spezialgerate sowie in Prüf- und Forschungslabors zur Material- und Geräteprüfung verwendet.
Hohe Gleichspannungen treten auch in der Natur bei Gewittern auf. Durch heftige Aufwinde findet in der Gewitterwolke eine Trennung positiver und negativer Ladungen statt. Der Potentialunterschied zwischen den Gewitterwolken sowie zwischen Gewitterwolke und Erde kann die Größenordnung 100 MV erreichen. Lokal kann die Feldstarke Werte annehmen, welche die Festigkeit der Luft überschreiten und zu Blitzentladungen führen. Diese können gefährliche Spannungen in den elektrischen Energieversorgungsanlagen direkt erzeugen oder induzieren.
3.1.1 Normspannungen, Prüf- und Bemessungsspannungen
In Abb. 1.1a und 1.1b (Kap. 1) sind die für die verschiedenen Aufgaben im Energieversorgungsnetz Üblichen Spannungsbereiche eingetragen. Nach der eidgenossischen Starkstromverordnung unterscheidet man:
- Niederspannung <, 1 kV
- Hochspannung >, 1 kV
Folgende Unterteilung ist für die "Hochspannung" üblich:
- Mittelspannung <, 45 kV
- Hochspannung 45-150 kV
- Hochspannung >, 220 kV
Tabelle 3.1 gibt die normierten Spannungen und Isolationspegel bis zur Nennspannung von 220 kV an. Die Werte sind im Rahmen der sog. Isolationskoordination festgelegt worden. Diese umfasst alle Maßnahmen zur Verhütung von Schaden an Betriebsmitteln durch Überspannungen unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und sicherheitstechnischer Aspekte (Naheres s. Abschn. 14.6).
