Energiesysteme (Fach) / Energiesysteme (Lektion)
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Energiesysteme
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- Netzstruktur Spannungsbereiche Niederspannung <1000 kV Mittelspannung 1kv bis 60 kV Hochspannung >60 kV bis <=150 kV Höchstspannung >150 kV bis <=1000 kV Ultra Höchstspannung > 1000 kV
- P und E in Deutschland E = 520 ... 560 Mrd kWh P=160 Tsd MW
- n-1 Prinzip erhöhte Versorgungssicherheit Netz muss einen Fehler aushalten
- Leitungen Kriterien 1. Strombelastbarkeit 2. Spannungsabfall 3. Kurzschlussfestigkeit 4. Wirtschaftlichkeit
- HGÜ >500 Km Seekabel Kopplung verschiedener Netze unterschiedlicher f
- max. Spannungsabfall maximal 0,5 % bis 100 KV Über 400 kV max 1,5 %
- Verdrillung von Leitungen Abspannmasten
- Teilentladungen Grenzwert E<1,7kv/cm Vermeidung durch Bündelleiter E_rand =U_n/Sqrt(3)* 1/3 + C´/ (2*PI*Epsilon_0)
- DIN VDE 0210 maximaler Durchhang
- Ansatz maximalen Durchhang berechnen freischneiden --> MOMENTENBILANZ 0=-z*f+F_g *1/2*l/2 z=sigma * A sigma= Zugspannung
- maximale Zugspannung siehe Datenblatt /DB3/ im Bsp. 120 N/mm^2
- Bezeichnung von Kabel in Kabel mit A -->Alu ohne A -->Kupfer
- Leiterformen rund- re segment se, sm
- Hohlleiter Öl oder Gas mit Überdruck -->Kühlung erhöhte mech. Tragfähigkeit
- Radialfeldkabel keine Isolationsdefekte Feldbegrenzung
- ESB für Leitungen für Kurze Leitungen -->PI ESB für Lange Leitungen
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- Temperaturabhängigkeit 0,004 *1/K
- Induktivitäten unterschied innere und äußere inere u_0/(2*PI) *(1/4) äußere u_0/(2*PI) *ln(r/r_0)
- magn Feldkonstante 4*PI * 10^-4 H/m
- el. Feldkonstante 8,85 *10^-12
- ges. Induktivität eines Leiters einzelleiter: u_o/ (2*PI) * [ ln(r/r0) +1/4 ] Doppelleiter: u_o/ (2*PI) * [ ln(d/r0) +1/4 ] bei mehrfachleiter d_gmi
- d_gmi für Dreileitersystem d_gmi =Dritte wurzel von 2 * Abstand
- r_0 bei äußerer Induktivität Seilradius im DB3 steht durchmesser-->halber Durchmesser = r_0
- Widerstandsbelag Ohm / Meter aus Datenblatt nimmt man im Datenblatt 1/4 Querschnitt und Viererleiter so kann man den Wert /4 teilen und man kommt näherungsweise auf den Querschnitt
- Kapazität eines Leiters gegen Erde _ Ansatz Feldberechnung Betrachtung der Kapazitäten durch Spiegelung an phi = 0 (also an Erde) -->Ergebnis aus Plattenkondensator übernehmen Phi = Q_1 /(2*pi* Epsilon_0* l_1)*ln(2h/r_1) dann: C_E = Q_1/Phi_1
- Kapazität im Wechselstromsystem zwischen beiden Leitern (mit Koeffizienten) Potentialkoeffizient notwendig: [phi] = [a]* [Q] 1. C zwischen beiden Leitern berechnen 2. C zwischen jeweils zwischen Leiter und Erde berechnen 3 Gesamt C_ges = C_L + C_10*C_20/(C_10+C_20) (die Kapazitäten gegen Erde als Parallelschaltung berechnen)
- NORMIERUNG rel Größe = Größe / Bezugsgröße
- Umrechnung zwischen Spannungsebenen Ü = OS/US Z_US = Z_OS * 1/ü X genauso wie Z Trafo z_k = uk * (spannungsebene_neu)^2 /S Z_OS = Z_US * ü