Elektrische Energieversorgung (PDF)
Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis
Dieses Lehr- und Praxisbuch umfasst die gesamte Breite der elektrischen Energieversorgung von der Energieerzeugung bis zu den Verbrauchern. Schwerpunkt sind die Einrichtungen zum Transport und zur Verteilung elektrischer Energie. Viele Aufgaben mit...
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Produktinformationen zu „Elektrische Energieversorgung (PDF)“
Dieses Lehr- und Praxisbuch umfasst die gesamte Breite der elektrischen Energieversorgung von der Energieerzeugung bis zu den Verbrauchern. Schwerpunkt sind die Einrichtungen zum Transport und zur Verteilung elektrischer Energie. Viele Aufgaben mit Musterlösungen ermöglichen eine Lernkontrolle.
Neu verfasst und erheblich umfangreicher gestaltet ist der Abschnitt über regenerative Energien. Besonderes Gewicht liegt dabei auf Windkraftanlagen sowie deren Netzanbindung. Darüber hinaus enthält diese Auflage zahlreiche Ergänzungen und Überarbeitungen, insbesondere zur Liberalisierung der Elektrizitätswirtschaft und deren Auswirkung auf den Netzbetrieb.
Neu verfasst und erheblich umfangreicher gestaltet ist der Abschnitt über regenerative Energien. Besonderes Gewicht liegt dabei auf Windkraftanlagen sowie deren Netzanbindung. Darüber hinaus enthält diese Auflage zahlreiche Ergänzungen und Überarbeitungen, insbesondere zur Liberalisierung der Elektrizitätswirtschaft und deren Auswirkung auf den Netzbetrieb.
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6 Dreipoliger Kurzschluss (S. 393-394)Bei Kurzschlüssen handelt es sich um spezielle Fehler. Sie liegen dann vor, wenn ein spannungsführender Leiter mit mindestens einem weiteren Leiter niederohmig verbunden wird. Die niederohmige Verbindung kann in der Praxis sehr unterschiedlich beschaffen sein, für zwei spezielle Fälle haben sich eigenständige Bezeichnungen ausgebildet. So spricht man von einem satten Kurzschluss, wenn zwischen den kurzgeschlossenen Leitern ein direkter metallischer Kontakt vorliegt, also ein Übergangswiderstand praktisch nicht vorhanden ist. Zum anderen wird der Ausdruck Lichtbogenkurzschluss verwendet. Darunter versteht man solche Kurzschlüsse, bei denen die Leiter über einen Lichtbogen leitend verbunden sind. Lichtbogen stellen, wie in Abschnitt 7.1 noch erläutert wird, nichtlineare Widerstände dar, die im Bereich von wenigen Ohm liegen. Besonders auffällige Lichtbogenkurzschlüsse bilden sich aufgrund der relativ großen Leiterabstände in Freileitungsnetzen aus. Zusätzlich werden die Kurzschlussarten nach der Anzahl der beteiligten Leiter gekennzeichnet.
Wie im Abschnitt 10.1 noch genauer ausgeführt wird, spricht man von einem einpoligen Kurzschluss, wenn nur einer der drei Leiter L1, L2 oder L3 mit dem Neutralleiter N bzw. der Erde kurzgeschlossen wird. Ein dreipoliger Kurzschluss liegt vor, wenn alle drei Leiter miteinander kurzgeschlossen sind. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, führen Kurzschlüsse in Netzen, insbesondere in unmittelbarer Nähe der Kurzschlussstelle, zu großen Strömen. Sie bewirken an den vorgelagerten Betriebsmitteln ausgeprägte Spannungsabfälle. Dadurch wird die Spannung im Bereich um den Fehlerort verringert, sie bricht ein. Sofern sich die Spannung auf etwa 70% erniedrigt, spricht in der unterlagerten Netzebene bei vielen Lasten, insbesondere bei motorischen Verbrauchern, ein Unterspannungsrelais an. Es bewirkt deren Ausschaltung. Je höher die Spannungsebene ist, die von einem Kurzschluss betro.en
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ist, desto größer ist die Zahl der Lasten, die ausgeschaltet werden oder infolge des Spannungseinbruchs eine geringere Leistung aufnehmen.
Bei Fehlern im Hoch- und Höchstspannungsbereich ist die Lastabsenkung bereits so ausgeprägt, dass sich wie im Kapitel 2 bereits erläutert ist nach einigen Zehntelsekunden im Netz die Frequenz zu erhöhen beginnt. Während der ersten Zehntelsekunden darf die Drehzahl der Generatoren allerdings noch als konstant angesehen werden. Bei den folgenden Kurzschlussberechnungen wird stets von dieser Voraussetzung ausgegangen. In diesem Kapitel wird nur der dreipolige Kurzschluss betrachtet. Die Ermittlung der dreipoligen Kurzschlussströme stellt bei der Projektierung von Netzanlagen eine zentrale Aufgabe dar, weil diese Ströme bis auf wenige Ausnahmen zu den stärksten mechanischen und thermischen Beanspruchungen führen. Es sind daher Berechnungsverfahren entwickelt worden, die einen möglichst geringen analytischen und numerischen Aufwand erfordern. Sie sind u. a. DIN VDE 0102 und [127] zu entnehmen. Besonders überschaubare Verhältnisse ergeben sich bei den so genannten generatorfernen Kurzschlüssen, auf die darum zunächst eingegangen wird.
6.1 Generatorferner dreipoliger Kurzschluss
Generell bezeichnet man Kurzschlüsse als generatorfern, wenn bei den speisenden Generatoren die Amplituden bzw. E.ektivwerte des Kurzschlusswechselstroms bereits unmittelbar nach Eintritt des Kurzschlusses praktisch zeitunabhängig sind. Mit diesem Verhalten ist nur dann zu rechnen, wenn die Reaktanz zwischen der Fehlerstelle und dem Generator hinreichend groß ist (s. Abschnitt 4.4.4.3). Eine Reaktanz in dieser Größenordnung liegt in der Praxis häu.g dann vor, wenn der Kurzschluss hinter dem Umspanner einer Netzeinspeisung, also in einem unterlagerten Netz auftritt. Um zunächst ein möglichst einfaches Modell zu erhalten, wird im Weiteren das Verfahren an einer unverzweigten Anlage mit einer Netzeinspeisung entwickelt.
Bei Fehlern im Hoch- und Höchstspannungsbereich ist die Lastabsenkung bereits so ausgeprägt, dass sich wie im Kapitel 2 bereits erläutert ist nach einigen Zehntelsekunden im Netz die Frequenz zu erhöhen beginnt. Während der ersten Zehntelsekunden darf die Drehzahl der Generatoren allerdings noch als konstant angesehen werden. Bei den folgenden Kurzschlussberechnungen wird stets von dieser Voraussetzung ausgegangen. In diesem Kapitel wird nur der dreipolige Kurzschluss betrachtet. Die Ermittlung der dreipoligen Kurzschlussströme stellt bei der Projektierung von Netzanlagen eine zentrale Aufgabe dar, weil diese Ströme bis auf wenige Ausnahmen zu den stärksten mechanischen und thermischen Beanspruchungen führen. Es sind daher Berechnungsverfahren entwickelt worden, die einen möglichst geringen analytischen und numerischen Aufwand erfordern. Sie sind u. a. DIN VDE 0102 und [127] zu entnehmen. Besonders überschaubare Verhältnisse ergeben sich bei den so genannten generatorfernen Kurzschlüssen, auf die darum zunächst eingegangen wird.
6.1 Generatorferner dreipoliger Kurzschluss
Generell bezeichnet man Kurzschlüsse als generatorfern, wenn bei den speisenden Generatoren die Amplituden bzw. E.ektivwerte des Kurzschlusswechselstroms bereits unmittelbar nach Eintritt des Kurzschlusses praktisch zeitunabhängig sind. Mit diesem Verhalten ist nur dann zu rechnen, wenn die Reaktanz zwischen der Fehlerstelle und dem Generator hinreichend groß ist (s. Abschnitt 4.4.4.3). Eine Reaktanz in dieser Größenordnung liegt in der Praxis häu.g dann vor, wenn der Kurzschluss hinter dem Umspanner einer Netzeinspeisung, also in einem unterlagerten Netz auftritt. Um zunächst ein möglichst einfaches Modell zu erhalten, wird im Weiteren das Verfahren an einer unverzweigten Anlage mit einer Netzeinspeisung entwickelt.
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Autoren-Porträt von Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Heuck, Dipl.-Ing., hat das Fachgebiet Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik an der Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg bis November 2005 vertreten.Dr.-Ing. Klaus-Dieter Dettmann, Dipl.-Ing., ist Akademischer Direktor und Laborleiter des Fachgebiets Elektrische Energiesysteme an der Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg.
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz, Dipl.-Ing., vertritt das Fachgebiet Elektrische Energiesysteme an der Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg seit Dezember 2005.
Bibliographische Angaben
- Autoren: Klaus Heuck , Klaus-Dieter Dettmann , Detlef Schulz
- 2007, 7Aufl. 2007, 762 Seiten, Deutsch
- Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
- ISBN-10: 3834894052
- ISBN-13: 9783834894052
- Erscheinungsdatum: 08.12.2007
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eBook Informationen
- Dateiformat: PDF
- Größe: 14 MB
- Ohne Kopierschutz
- Vorlesefunktion
Pressezitat
Zur 6. Auflage:"Berufseinsteigern sowie Praktikern in Energieversorgungsunternehmen, die ihr Wissen auffrischen wollen, dient das vorliegende Buch als wertvolle Hilfe."
VEÖ Journal - Österreichs Fachmagazin für Elektizitätswirtschaft, 08/2005
Zur 4. Auflage:
"Zielgruppe des umfassend geschriebenen und durch zahlreiche Abbildungen illustrierten Buches sind Studenten und bereits im Berufsleben stehende Ingenieure."
Technik am Bau, 4/99
Kommentar zu "Elektrische Energieversorgung"
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