slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
3. Das Elektroenergieverteilungssystem PowerPoint Presentation
Download Presentation
3. Das Elektroenergieverteilungssystem

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 12

3. Das Elektroenergieverteilungssystem - PowerPoint PPT Presentation


  • 77 Views
  • Uploaded on

3. Das Elektroenergieverteilungssystem. Historisches und Einordnung.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '3. Das Elektroenergieverteilungssystem' - buzz


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

3. Das Elektroenergieverteilungssystem

Historisches und Einordnung

Für das im folgenden beschriebene technische Phänomen werden zwei Bezeichnungen verwendet, Drehstrom und Dreiphasenwechselstrom. Die Bezeichnung Drehstrom ist darauf zurückzuführen, dass diese Stromart mit einem Drehfeld erzeugt wird und selbst wieder Drehfelder erzeugen kann.

Auf der internationalen Elektrotechnikausstellung 1891 in Frankfurt am Main war das Drehstromübertragungssystem ebenso sensationell, wie der Drehstromgenerator und der Drehstrommotor selbst. Die Länge der Übertragungsstrecke betrug 175 km, die Spannung war auf 15 kV herauf transformiert worden, die Übertragungsleistung betrug 300 PS.

Allgemein gilt für das System folgende Darstellung.

Verlustleistung Q

3Ui;3Ii,fi,cos i (Drehstromi)

3Uo;3Io,fo,cos 0o (Drehstromi)

Dreh-strom-system

Für das Übertragungssystem gilt: Ui  Uo (Spannungsabfälle über den Leitungen)

ii = io

ccccosi = coso

fi= fo

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide2

Elektroenergieversorgungsnetze

Elektroenergieversorgungsnetze sind mit dem Drehstromsystem aufgebaut.

Die Führungsgrößen eines Elektroenergieversorgungsnetzes sind Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit. Die deutlich spürbaren Wirkungen von Netzausfällen und die sich ändernden Energiekosten machen uns das gegenwärtig.

Die Funktionen eines Netzes sind:

Übertragen als Energieferntransport über mehrere Spannungsebenen, die durch Umspannwerke miteinander verbunden werden.

Verteilen aus den Hochleistungsleitungen, d.h. stufenweises dezentralisieren.

Versorgen über die Ortsnetze, d.h. Heranführen an die Verbraucher.

Bestandteile von Energieversorgungsnetzen sind:

Leitungen einschließlich der Isolatoren

Schaltanlagen

Mess- und Informationstechnik

Umspanner

Schutzeinrichtungen.

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide3

Das westeuropäische Verbundnetz

Das Verbundnetz bildet das Rückgrat der Stromversorgung. Heute ist fast ganz Europa in das Verbundnetz einbezogen. Die folgende Karte zeigt die arbeitenden Verbindungsleitungen.

Den Weg zum Verbundnetz der Elektro-energieversorgungsunternehmen beschritt zuerst im Jahre 1926 das Rheinisch - Westfälische Elektrizitätswerk.

Innerhalb von sechs Jahren wurde eine 800 km lange 220000-V-Leitung von den Braun-kohle - Kraftwerken im Köln - Aachener Raum bis zu den Wasserkraftwerken in den Alpen fertig gestellt und mit dazwischen liegenden Verbrauchsschwerpunkten verknüpft. Diese Leitung ermöglichte den Energieaustausch zwischen den beiden Erzeugungsschwerpunkten.

Im gesamten Netz arbeiten die Generatoren synchron.

Vorteile: Gebietsbezogener und zeitlicher Last- und Erzeugungsausgleich und kostengünstige Reservestellung für nicht verfügbare Kraftwerke.

Nachteile: Im Havariefall können große

Netzabschnitte ausfallen.

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

Quelle: Elektrotechnik/Energietechnik

Heymann,Sauerwein

slide4

t

+U

-U

Das Drehstromübertragungssystem

  • Das Drehstromübertragungssystem ist die Hauptform der elektrischen Energieübertragung.
  • Gegenüber Einphasenwechsel- oder der Gleichstrom hat es folgende Vorteile.
  • Einfache Erzeugung magnetischer Drehfelder
  • Bessere Leiterausnutzung
  • Einfache Bereitstellung von 2 Spannungsebenen
  • Einfache Umformung in Gleichstrom

Wirkprinzip

Der DSG erzeugt die drei Spannungen

Für die drei Generatorspannungen gilt:

Analog für die Ströme:

Das Wirkprinzip des Drehstromübertragungssystems beruht darauf, dass die Augenblicksspannungen und -ströme in jedem Zeitpunkt 0 sind.

Das gilt aber nur für den Fall, dass alle drei Spannungen

gleiche Amplitude

gleiche Frequenz und

gleichen Kurvenverlauf haben.

In diesem Fall können drei Stromkreise aufgebaut werden.

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide5

I1

I2

I3

U1

U3

I1

I2

I3

U2

Ein offenes Drehstromsystem

DSG- Wicklungen Verbraucherwiderstände

Die verkettete Systeme

Verkettung ist eine spezifische Art des Zusammenschaltens, bei der drei Rückleiter entfallen. Voraussetzung:  U = 0;  I = 0

1. Sternschaltung

2. Dreieckschaltung

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide6

W2

U1

L1

U2

U1

V2

U2

US

US

W2

UL1/L3

V2

W1

V1

W1

L2

V1

L3

N

IS

IS

IL

Festlegungen:

  • Anfänge von Strängen, das sind Wicklungen oder Widerstände, werden mit werden mit U1, V1 und
  • W1 bezeichnet.
  • Enden von Strängen werden mit U2, V2 und W2 bezeichnet.
  • Außenleiter werden mit L1, L2 und L3 und der Neutralleiter mit N bezeichnet.
  • Strom und Spannung werden als Stranggrößen IS bzw. US bezeichnet. (Spannung über einer
  • Teilwicklung oder einem Teilwiderstand, Strom durch eine Teilwicklung oder einen Teilwiderstand)
  • Strom und Spannung werden auch als Leitergrößen IL und UL bezeichnet. (Spannung zwischen den
  • Außenleitern z.B. UL1/L3 und Strom im Außenleiter IL )

Hinweis: In der praktischen Arbeit sind die Leitergrößen von vorherrschender Bedeutung.

Berechnung von UL und US

US1

Aus dem Zeiger-diagramm der drei Leiterspannungen liest man ab:

US3

US2

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide7

IL1

IS3

IS1

US1

US1

US

UL

N

IL1

IS3

IS1

IS2

-IS3

Berechnung von IL und IS

Man liest man für Dreickschaltung ab: UL = US

Zeigerdiagramm der Dreieckschaltung

Rückstrom- oder Neutralleiter sind bei Dreieckschaltung nicht anschließbar.

Zusammenfassung:

Sternschaltung Dreieckschaltung

Merke: Die abgeleiteten Beziehungen (Leiter- und Strangwerte) für symmetrische Stern- und Dreieck-schaltung gelten unabhängig für Generator-, Übertragungs- oder Verbrauchergrößen.

In der Praxis sind I1 I2 I3. D.h. es gilt  I  0. Bei der Sternschaltung fliesst dann im Neutralleitert N ein Strom. Diese Belastung wird als unsymmetrische Belastung bezeichnet.

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide8

Leistungen im Drehstromsystem

Merke: .Die Drehstromleistung ist die Summe aller Teilleistungen!

bei symmetrischer Belastung gilt

Leiterwerte sind praktisch einfacher messbar, weil das Messen der Strangwerte oft mit einem Eingriff in die Maschine verbunden ist.

Deshalb werden die Leistungsbeziehungen oft auch in folgender Schreibweise angegeben.

Sternschaltung

Dreieckschaltung

Für die Leistungsarten gilt somit analog

Wirkleistung

Blindleistung

Scheinleistung

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide9

Die Netzstruktur

Quelle: Lehrerfachheft Übertragung und Verteilung der elektrischen Energie

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide10

Umspannanlage

110 kV

Quelle: Lehrerfachheft Übertragung und Verteilung der elektrischen Energie

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide11

Erdung des Sternpunktes

Körper der Betriebsmittel sind mit dem Sternpunkt direkt verbunden

PE- und N-Leiter sind ab Span- nungsquelle getrennt verlegt

L1

L2

L3

N

Niederspannungsnetz 400/230 V

Der Hausanschluss

Quelle: Elektroinstallation, H.-J. Geist, elektor

WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung

slide12
WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein

Energietechnik – 3. Energieverteilung