eet1 Teil 1 Drehstromnetz und Energieerzeugung FHNW
eet1 Widerkehr
eet1 Widerkehr
0 Energiebereitstellung, z.B. Dampferzeuger
1 Turbine
2 Generator
3 Generatorableitung
3a Generatorschalter
4 Eigenbedarfstransformator
5 Eigenbedarf durch Fremdnetz oder Hilfsversorgung
6 Haupttransformator (Blocktransformator)
7 Hochspannungsschalter bzw. -Schaltanlage
8 Netz
Wirken sich im Fehlerfall haptsächlich die Quer- oder Längselemente aus?
Die Längselemente
Was sind die Verluste des Schweizer Energieversorgungsnetzes?
ca. 7%
Was sind die ungefähren Kosten von der Erzeugung, der Übertragung, der Verteilung und dem Verbrauch?
- Kraftwerke: 46%
- Höchst- und Hochspannungsnetz: 14%
- Verteilung Mittelspannungsnetz: 24%
- Verbrauch Niederspannungsnetz, Kundenkosten: 16%
Welche Elemente wirken sich im Fehlerfall hauptsächlich aus?
Die Längselemente
Was hat das c in Bezug auf die Kurzschlussleistung für eine Bedeutung?
c: „Sicherheitsmarge“, berücksichtigt Übererregung des Generators bzw. Toleranz der
Spannung.
Was bedeutet ein ''härteres'' Netz?
Geringerer Spannungseinbruch bei einem Blindlaststoss.
Für was ist der Stoss-Kurzschlussstrom ausschlaggebend?
Für die mechanische Beanspruchung (magnetische Kräfte)
Was kann mit dem subtransienten Kurzschlusswechselstrom bestimmt werden?
Die Auslegung eines Leistungsschalters.
Was sind die Vor- und Nachteile von Asynchronmaschinen bei der Energieumwandlung?
- Benötigt für die Magnetisierung eine Blindleistung (vom Netz oder mittels Kondensatorbatterie)
+ variable Drehzahl
Einsatz: In Kleinwasserkraftwerken und teilweise in Windkraftwerke.
SM im Inselbetrieb:
Wie muss der Erregerstrom bei ohmscher, induktiver und kapazitiven Last angepasst werden?
Bei ohmscher Last braucht der Erregerstrom nur leicht erhöht zu werden.
Erklärung?
Bei induktiver Last muss der Erregerstrom stark erhöht werden, da sonst
ein Spannungseinbruch erfolgt.
Die Maschine ist übererregt.
Bei kapazitiver Last muss der Erregerstrom stark reduziert werden, da
sonst eine Spannungserhöhung erfolgt.
Die Maschine ist untererregt.
Was bedeutet einen negativen Polradwinkel?
Motorbetrieb
Synchronmaschine am starren Netz:
Wie kann die Blindleistung frei bestimmt werden? Was hat dies für einen Einfluss auf die Leistung?
Hilfe: Zeigerdiagramm
Indem die Polradspannung angepasst wird.
Durch die höhere Polradspannung wird die maximale Leistung erhöht.
Was sind die zwei Bauformen von Pumpspeicherkraftwerken?
1. Bauform:
Getrennte Aufstellung von Pumpe und Turbine mit einer schaltbaren Kupplung.
Hierbei bleibt die Drehrichtung gleich.
2. Bauform:
Verwendung einer Pumpturbine. Hierbei wird die Maschinengruppe beim Wechsel vom Turbinier- auf den Pumpbetrieb heruntergefahren, danach übernimmt ein kleiner Hilfsmotor das Anfahren der Maschinengruppe mit anderer Drehrichtung
im Pumpbetrieb. Die Umschaltung dauert daher etwas länger als bei der ersten Bauform. Die
Francis-Turbine kann als Pumpturbine eingesetzt werden.
Was ist die Ersatzschaltung einer Solarzelle?
Was ist der Theoretische Wirkungsgrad einer Si-Solarzelle?
ca. 29%
Was sind die Eigenheiten des Enthname-Kondensations WKK?
- Der Turbine wird zumteil Entspannter Dampf entnommen für den Heizwärmetauscher.
- Strom und Wärme können separat gesteuert werden.
Was ist die eigenheit einer Gegendruck WKK?
- Der Dampf wird nicht völlig entspannt
- Der Gegendruck bestimmt das Temperaturnivea das Wärmetauschers
- Fokus auf Wärmeproduktion
- Wärme und Strom sind direkt miteinander gekoppelt
- \(\eta\approx0.8 \)
Was ist eine Aktionsturbine?
Eine Turbine bei der die kinetische Energie dominiert.
Was ist eine Reaktionsturbine?
Turbine bei welcher die Druckenergie dominant ist.
Was ist Kavitation?
Wenn in folge von Unterdruck das Wasser verdampft und wieder kondensiert.
Was ist das problem von Kavitation an den Turbinenschaufeln?
Durch das schlagartige Kondensieren des Wassers entstehen Schäden an der Turbinenschaufel.
Wie kann Kavitation entgegengewirkt werden?
-Durch einen höheren Wasserdruck an der Niederdruckseite (Auslassseite) (Turbine absenken)
-Reduktion aller Geschwindigkeiten: Generator mit kleinerer Drehzahl und grösserem Turbinendurchmesser.
Was beugt Druckstössen vor?
Das Wasserschloss
Was bewirkt ein konische Vergrösserung am Turbinenausgang?
Die strömungsgeschwindigkeit wird reduziert. Dies verursacht einen Unterdruck am Saugstutzen.
Peltonturbine
Francisturbine
Kaplanturbine
Welche Trubinen arbeiten mit Potenzieller(Druck) Energie welche mit Kinetischer?
Druck: Francis- und Kaplantrubine
Kinetische: Peltonturbine
Was ist der Vorteil an Waagrecht eingebauten Kaplanturbinen?
Die Verluste werden verringert, da das Wasser nicht zweimal abgelengt werden muss.
In welchem Höhen bereich ist von Mitteldruckanlagen die rede?
60 bis 300m
Wie kann die Leistung bei Laufwasseranlagen normalerweise reguliert werden?
Mittels drehbarer Leitschaufeln. Bei der Kaplanvariante kann können die Laufradschaufeln zusätzlich verstellt werden.
Mit welcher Vorrichtung können Pelton-Turbinen schnell abgeschaltet werden?
Mit hilfe von Prallplatten.
Wie kann die Leistung einer Pelton-Turbine reguliert werden?
Mit hilfe der Düsennadel.
Welche zwei Synchonmaschinentypen gibt es und wo werden sie als Gen. eingesetzt.
Die Vollpolmaschinen: In Thermischen Kraftwerken
Die Schenkelpolmaschinen: In Dieselmotoren und Wasserturbinen.
Durch was wird die max. Leistung von SM begrenzt?
Durch die Fliehkräfte. (Materialbeständigkeit)
Was ist die synchone Reaktanz Xd?
Die Summe der Hauptinduktivität Xh und der Steuinduktivität X\(\sigma\)
Bei was für einer Last ist eine SM als Gen untererregt?
Bei einer Kapazitiven Last.
Bei was für einer Last ist eine SM als Gen übererregt?
Bei einer Induktiven Last.
Was muss bei der SM als Gen. unter Last verändert werden um die Klemmenspannung konstant zu halten?
Den Erregerstrom
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Flashcards
Was ist Kavitation?
Wenn in folge von Unterdruck das Wasser verdampft und wieder kondensiert.
Was ist das problem von Kavitation an den Turbinenschaufeln?
Durch das schlagartige Kondensieren des Wassers entstehen Schäden an der Turbinenschaufel.
Wie kann Kavitation entgegengewirkt werden?
-Durch einen höheren Wasserdruck an der Niederdruckseite (Auslassseite) (Turbine absenken)
-Reduktion aller Geschwindigkeiten: Generator mit kleinerer Drehzahl und grösserem Turbinendurchmesser.
Was beugt Druckstössen vor?
Das Wasserschloss
Was bewirkt ein konische Vergrösserung am Turbinenausgang?
Die strömungsgeschwindigkeit wird reduziert. Dies verursacht einen Unterdruck am Saugstutzen.
Peltonturbine
Francisturbine
Kaplanturbine
Welche Trubinen arbeiten mit Potenzieller(Druck) Energie welche mit Kinetischer?
Druck: Francis- und Kaplantrubine
Kinetische: Peltonturbine
Was ist der Vorteil an Waagrecht eingebauten Kaplanturbinen?
Die Verluste werden verringert, da das Wasser nicht zweimal abgelengt werden muss.
In welchem Höhen bereich ist von Mitteldruckanlagen die rede?
60 bis 300m
Wie kann die Leistung bei Laufwasseranlagen normalerweise reguliert werden?
Mittels drehbarer Leitschaufeln. Bei der Kaplanvariante kann können die Laufradschaufeln zusätzlich verstellt werden.
Mit welcher Vorrichtung können Pelton-Turbinen schnell abgeschaltet werden?
Mit hilfe von Prallplatten.
Wie kann die Leistung einer Pelton-Turbine reguliert werden?
Mit hilfe der Düsennadel.
Welche zwei Synchonmaschinentypen gibt es und wo werden sie als Gen. eingesetzt.
Die Vollpolmaschinen: In Thermischen Kraftwerken
Die Schenkelpolmaschinen: In Dieselmotoren und Wasserturbinen.
Durch was wird die max. Leistung von SM begrenzt?
Durch die Fliehkräfte. (Materialbeständigkeit)
Was ist die synchone Reaktanz Xd?
Die Summe der Hauptinduktivität Xh und der Steuinduktivität X\(\sigma\)
Bei was für einer Last ist eine SM als Gen untererregt?
Bei einer Kapazitiven Last.
Bei was für einer Last ist eine SM als Gen übererregt?
Bei einer Induktiven Last.
Was muss bei der SM als Gen. unter Last verändert werden um die Klemmenspannung konstant zu halten?
Den Erregerstrom
Wie kann die Blindleistung einer SM als Gen. angepasst werden?
Durch die entsprechende Anpassung der Polradspannung.
Ab welchem Polradwinkel fällt die SM als Gen. ausser Tritt)
Ab einem Winkel von 90°
Wie kann die SM am Netz stabiler gemacht werden? Wiso wird sie stabiler?
Mit erhöhen des Erregerstroms. Der Polradwinkel \(\delta\) wird grösser
0 Energiebereitstellung, z.B. Dampferzeuger
1 Turbine
2 Generator
3 Generatorableitung
3a Generatorschalter
4 Eigenbedarfstransformator
5 Eigenbedarf durch Fremdnetz oder Hilfsversorgung
6 Haupttransformator (Blocktransformator)
7 Hochspannungsschalter bzw. -Schaltanlage
8 Netz
Wirken sich im Fehlerfall haptsächlich die Quer- oder Längselemente aus?
Die Längselemente
Was sind die Verluste des Schweizer Energieversorgungsnetzes?
ca. 7%
Was sind die ungefähren Kosten von der Erzeugung, der Übertragung, der Verteilung und dem Verbrauch?
- Kraftwerke: 46%
- Höchst- und Hochspannungsnetz: 14%
- Verteilung Mittelspannungsnetz: 24%
- Verbrauch Niederspannungsnetz, Kundenkosten: 16%
Welche Elemente wirken sich im Fehlerfall hauptsächlich aus?
Die Längselemente
Was hat das c in Bezug auf die Kurzschlussleistung für eine Bedeutung?
c: „Sicherheitsmarge“, berücksichtigt Übererregung des Generators bzw. Toleranz der
Spannung.
Was bedeutet ein ''härteres'' Netz?
Geringerer Spannungseinbruch bei einem Blindlaststoss.
Für was ist der Stoss-Kurzschlussstrom ausschlaggebend?
Für die mechanische Beanspruchung (magnetische Kräfte)
Was kann mit dem subtransienten Kurzschlusswechselstrom bestimmt werden?
Die Auslegung eines Leistungsschalters.
Was sind die Vor- und Nachteile von Asynchronmaschinen bei der Energieumwandlung?
- Benötigt für die Magnetisierung eine Blindleistung (vom Netz oder mittels Kondensatorbatterie)
+ variable Drehzahl
Einsatz: In Kleinwasserkraftwerken und teilweise in Windkraftwerke.
SM im Inselbetrieb:
Wie muss der Erregerstrom bei ohmscher, induktiver und kapazitiven Last angepasst werden?
Bei ohmscher Last braucht der Erregerstrom nur leicht erhöht zu werden.
Erklärung?
Bei induktiver Last muss der Erregerstrom stark erhöht werden, da sonst
ein Spannungseinbruch erfolgt.
Die Maschine ist übererregt.
Bei kapazitiver Last muss der Erregerstrom stark reduziert werden, da
sonst eine Spannungserhöhung erfolgt.
Die Maschine ist untererregt.
Was bedeutet einen negativen Polradwinkel?
Motorbetrieb
Synchronmaschine am starren Netz:
Wie kann die Blindleistung frei bestimmt werden? Was hat dies für einen Einfluss auf die Leistung?
Hilfe: Zeigerdiagramm
Indem die Polradspannung angepasst wird.
Durch die höhere Polradspannung wird die maximale Leistung erhöht.
Was sind die zwei Bauformen von Pumpspeicherkraftwerken?
1. Bauform:
Getrennte Aufstellung von Pumpe und Turbine mit einer schaltbaren Kupplung.
Hierbei bleibt die Drehrichtung gleich.
2. Bauform:
Verwendung einer Pumpturbine. Hierbei wird die Maschinengruppe beim Wechsel vom Turbinier- auf den Pumpbetrieb heruntergefahren, danach übernimmt ein kleiner Hilfsmotor das Anfahren der Maschinengruppe mit anderer Drehrichtung
im Pumpbetrieb. Die Umschaltung dauert daher etwas länger als bei der ersten Bauform. Die
Francis-Turbine kann als Pumpturbine eingesetzt werden.
Was ist die Ersatzschaltung einer Solarzelle?
Was ist der Theoretische Wirkungsgrad einer Si-Solarzelle?
ca. 29%
Was sind die Eigenheiten des Enthname-Kondensations WKK?
- Der Turbine wird zumteil Entspannter Dampf entnommen für den Heizwärmetauscher.
- Strom und Wärme können separat gesteuert werden.
