eet1 msp
eet1 Vorbereitung MSP FHNW
eet1 Vorbereitung MSP FHNW
Masten: Mit welchem Erdwiderstand Re werden die meisten Fälle von Bltizeinschlag abgedeckt?
37.5 Ohm
Masten: Ab welcher Schrittspannung wird es gefährlich für Menschen?
50 V
Masten: Welche Massnahmen können getroffen werden wenn die Schrittspannung zu hoch wird?
Schutzmassnahmen (Schutzgeräte) und Abseprrung (Zaun)
Masten: Welcher Abstand ist relevant für die Schrittspannung?
Radius zum Mittelpunkt des Mastes
Masten: BSP: Wie viel beträgt die Schrittspannung bei r1 = 10m und r2 = 11m (1m Abstan = Schrittweite. Zum auswendig lernen als Richtwert).
1.45 kV
Masten: was wird ebenfalls ist Erdseil eingebaut?
Lichtwellenleiterkabel zur Kommunikation
Masten: Was sind Stützisolatoren? Wo werden sie verwendet?
Starr verbaute Isolatoren. Werden bis ca. 20 kV verbaut.
Masten: Wie kann die Breite der Ausleger der Masten verringert werden?
Mit starren Isolatoren
Masten: Welche Aufgabe haben die Isolatoren zu erfüllen?
- Gewichts und Zugkräfte Aufnehmen
- Isolation des Seils gegen den Mast
Masten: Wozu dienen die Pegelfunkenstrecken eines Isolators?
Um den Lichtbogen von der Isolatoroberfläche fern zu halten (Soll-Überschlagstelle). Die Temperatur von Plasma könnte das Isolatormaterial beschädigen
Masten: Wozu dient der Schutzring?
Sind imit Phase galvanisch verbunden. Verhindert sprühen an Kanten der Isolatoren durch homogenes Feld Richtung Erde
Künstler: Welcher Künstler ist abstrackter und ist/war seiner Zeit mehr voraus?
Masten: Welche Isolator Materialien gibt es?
Glas (Frankreich), Porzellan (Deutschland), Kunststoff (noch keine Langzeiterfahrung)
Masten: Wozu dient der Schwingungdämpfer an einem Seil?
Schwingungen des Seiles können durch den Wind angeregt werden und führen langfristig zu Ermüdungsbrüchen des Seiles und der Aufhängung. Diese Schwingungen können mittels Schwingungsdämpfern am Seil neben dem Isolator.
Masten: Was spielt bei der Mastenwahl eine Rolle?
Breite des Mastes, Landschaftsbild, maximaler Mastabstand und Windverhältnise etc.
Masten: wie heissen die beiden Mastenformen auf dem Bild?
1. Tonnenform Mast Doppelleitung (links / rechts)
2. Portalmast
Masten: Wie verteilen sich unterschiedliche Spannungsebenen auf einem Masten?
Höhere Spannungsebene über der tieferen.
Masten: Für welche Extremfälle muss der Druchhang einer Leitung berechnet werden?
Sommertemperaturen mit Bereibstemperaturen der Leitung bis 80 Grad.
Für 0 Grad und eine Zusatzlast von Gz.
Masten: Wie viel Zusatzlast schreibt die CH-Leitungsverordnung vor (N/m)?
20 N/m pro Leiter oder Teilleiter.
Masten: Welche höchst zulässige Zugspannung für Leitungen gilt in der Schweiz?
2/3 der Zugfestikeit bei tiefster Ortstemperatur (CH=-20 Grad) oder bei 0 Grad mit Zusatzlast Gz
Mittler Fallhöhe Kaplan Turbine in Meter?
Volumenstrom Francis Turbine (m^3/sek)?
Mittler Fallhöhe Francis Turbine in Meter?
Mittler Fallhöhe Peltron Turbine in Meter?
Volumenstrom Kaplan Turbine (m^3/sek)?
Volumenstrom Peltron Turbine (m^3/sek)?
Schnellabschaltung Peltronturbine mittels....?
Durch eine Prallplatte.
Bei welcher Umfangsgeschwindigkeit u hat die Peltron Trubine die maximale Leistung?
u=v/2
Bei welcher Umfangsgeschwindigkeit u befindet sich Peltron Trubine im Leerlauf?
u=v...mit v=Wassergeschwindigkeit, u=Umfangsgeschwindigkeit
Wie lautet die Formel für die zugeführte Leistung einer Trubine (ohne Wirkungsgrad)?
Volumentstrom x spez. Gewicht x g x h
Was ist eine Reaktionsturbine?
Eine Turbine, bei der das Arbeitsmedium vor und nach dem Laufrad den gleichen statischen Druck hat.
Was ist eine Reaktionstubine?
Reaktionsturbine versteht man eine Turbine, bei welcher das Arbeitsmedium vor dem Laufrad einen höheren statischen Druck aufweist als dahinter.
Welche Problem können bei Wasserkraftwerken auftreten?
Druckstösse
Kavitation
Wasserkraftwerk: Was sind Druckstösse? Wleche Abhilfe gibt es?
Druckstösse: Wasserzufuhr wird schnell Unterbrochen
Abhilfe: Wasserschloss
Wasserkraftwerk: Was ist Kavitation? Welche Abhilfe gibt es?
Kavitation: Durch Masseträgheit löst isch Wasser von der Schaufel. Durch Unterdruck fäng es an zu kochen. Dampfblasen entstehen welche Schlagartig zusammenfallen. Wassertropfen schlagen somti gegen die Schaufel und beschädigen diese.
Abhilfe: Druck auf Niederdruckseite erhöhen (Wirkungsgrad senkt sich). Wird aus Kostengünden auch in Kauf genommen.
Was ist ein Speicherkraftwerk?
Ohne Pumpe. Nur Oberbecken. Natürlicher Zufluss.
Was ist ein Pumpspeicherkraftwerk?
Ober- und Unterbecken. Generator auch als Pumpe (20:00-06:00).
Rein: Nur Pumpbetrieb
Gemischt: Zusätzlich natürlicher Zufluss
Wirkungsgrad eines Pumpspeicherkraftwerkes im Pumpbetrieb?
Ca. 70%
Bauform der Pumpsystem von Speicherkraftwerken?
Pumpe und Turbine getrennt durch Kupplung.
Pumpe = Turbine. Anlage muss für Wechsel heruntergefahren werden.
Welche Trubine kann als Pumpe betrieben werden?
Francis Trubine.
-
- 1 / 120
-
Lernkarten
Windenergie: Was ist der aerodynamische Wirkungsgrad cp? Wann cp am höchsten? Wie hoch ist cpmax?
cp=Pent:Pzu
v3:v1 = 0.3
cpmax=0.59
Kraftwerke und Jahresnutzungsdauer für Bandenergie?
Kraftwerke mit tiefen Kosten und hoher Verfügbarkeit (Produktion).
Jahresnutzungsdauer: 5000-8000h
In der Schweiz: Laufwasserkraftwerke, AKW
Kraftwerke und Jahresnutzungsdauer für Spitzenenrgie (Mittelast)?
Spitzenenergie (Mittellast): Vorhersehbar schwnakender Energiebedarf
Jahrenutzungsdauer: bis 4000h
Schweiz: Speicher- und Pumpkraftwerke
Kraftwerke und Jahresnutzungsdauer für Spitzenenrgie (Spitzenlast)?
Schnell regelbare Kraftwerke.
Jahresnutzungsdauer bis 1000h.
Schweiz: Speicher- & Pumpkraftwerke, zukünfitg ev. Batteriespeicher
Welche Verteilnetze gibt es? Zeichne Sie auf.
Strahlennetz
Ringnetz
Maschennetz
Vor- und Nachteile vom Strahlennetz? Verbesserungmöglichkeiten?
Vorteile:
- Günstiger Aufbau
- Einfache Kurzschlusserfassung (Strommessung genügt)
Nachteile:
- Bei einer Störung mit Öffnen des Leistungsschalters fällt der ganze dahinter liegende Netzteil aus
Verbesserungsmöglichkeiten:
- Mit Querverbindungen, bestückt mit Trennern, welche im spannungslos
Vor- und Nachteile von Ringnetz?
Vorteile:
- Eine schadhafte Stelle wird automatisch freigeschaltet
- Ein Versorgungsunterbruch wird auch bei einer Störung vermieden
Nachteile:
- Jeder Leitungsabschnitt benötigt Leistungsschalter am Leitungsanfang und -ende
- Komplexere Fehlermessung mit Impedanzmessung oder Differentialschutz
- Teurer als Strahlennetz
- Bei mehreren gleichzeitigen Störungen ist die Versorgung nicht mehr gewährleistet =>Maschennetz
Vor- und Nachteile von Maschennetz?
Vorteile:
- Höchste Zuverlässigkeit
Nachteile:
- Teuerste Variante
- Aufwendiger Schutz
- Leittechnik anspruchsvoll
Solarzelle: Wie ist das Verhaltnis von Temperatur der Zelle und Wirkungsgrad?
Die Zelle verliert ca. -0.4%/Co an Wirkungsgrad? Somit Spitzenleistung im Winter.
Welche Erdungsysteme gibt es?
- Isoliertes Netz
- Netz mit Erdschlusskompensation
- Starr geerdetes Netz
Erdungsysteme: Wozu dient die Erdschlusskompensation?
Die Erdschlusskompensation verhindert bei einpoligen Erdschlüssen einen hohen Fehlerstrom und die Notwendigkeit zum sofortigen Abschalten der betroffenen Leitung.
Zeichne die verinfachte Ersaztschaltung üfr das gelöschte Netz mit eine Erdstrom (R0=0).
Wie verhalten sich die Ströme der intakten Phasen bei einphaisgem Erdschluss im kompensierten Netz? Wie verhält es sich mit der übertragenen Leistung?
Die Ströme der intakten Phasen bleiben gleich. Auch die übertragene Leistung bleibt, welche durch die Spannungsanhebung (Sternpunkt) der beiden intakten Leiter kompensiert wird.
Vorteile und Nachteile des starr geerdeten Netzes?
Vorteile: Phasenspannung wird nur wenig angehoben
Nachteile: Der Erdschlussstrom kommt in die Gegend des 2 Phasigen Kurzschlussstromes.
Welche Vorteile und Nachteile bietet HGÜ?
Vorteile:
- keine Leitungsbeläge C & L
- bipolare Topologie weist weniger Ohmsche-Verluste auf
- Koppelung von unterschiedlichen Netzen möglich (Frequenz & Phasenlage)
- Unterschiedliche Drehzahl für Generator möglich
- Kein Skinneffekt, kein Induktiver Spannungsabfall
Nachteile:
- Gleich- und Wechselrichter teuer
- Glättungschaltungen sind Aufwendig
- Schutz und Steuerung sind Aufwendig
- Nicht geegnet für Maschennetzda auf der DC-Seite keine Energie entnommen werden kann.
Einsatzgebiete von HGÜ?
- Seekabel
- Freileitungen (grosse Distanzen)
- Anbindung Windenergie
- Back-to-Back Topologien
Unterschied zwischen Netzgeführten und Selbsgeführten HGÜ Anlagen?
Netzgeführt (Classic):
- Thyristor als Schaltelement
- bis 12 GW Leistung (Leitung)
- Blindleistungsbereitstellung an den Leitungen
Selbsgeführt:
- IGBT als Schaltelement
- bis 2GW Leistung
- Kann Blindleistung bereitstellen
- Höhere Stromrichterverluste als Netzgeführt
HGÜ: Welche Leitungtopologien gibt es?
HGÜ: Welche Vorteile/Nachteile bietet die Bipolare Topologie?
- Doppelte Übertragungsleistung
- kein Erdstrom
- doppelter Stromrichteraufwand
- bei defektem Stromrichter immer noch 50% der Leistung verfügbar
HGÜ: Zeichne das Zeigerdiagram einer B12 Schaltung. Wie hoch ist der Skalierungsfaktor für UDC?
Skalierungsfaktor: 0.9886
HGÜ: Was muss bei Berechnungen berücksichtig werden?
Auch Rückleiter berücksichtigen ;).
HGÜ: Was weisst du über Kosten und Effizien von HGÜ-Topologien gegenüber Drehstrom? Vergleiche....
Beachte: Wegen der Isolation wurde als DC Spannung der ÛAC Wert genommen.
Unipolar 1 Leiter: Hat gleich viel Pv wie HDÜ
Uniploar 2 Leiter: Hat doppelt so viel Pv wie HDÜ
Bipolar: 50% von HDÜ
Leitungen: Welche Leitermaterialien gibt es?
AL-St (Verbundseil aus Stahl/Aluminium)
AL
Cu
Aldrey (Lauminium Legierung)
Leitungen: Wie wird der Leiterquerschnitt ausgelegt?
Ergibt sich aus Zugkraft & Strombelastbarkeit
Durchmesser-Auswahl via Tabellen
Leitung: Durschlagsfestigkeit von Luft in Vpeak/cm?
30 kVpeak/cm
Leitungen: Abstand Phasenseile 380 kV?
7-15m
Leitungen: Abstand zu Erde (Mast) 380 kV Leitung?
3 - 4m
Leitungen: Wie berechnet man die minimalen Leitungsabstände?
Finden sich in einer Tabelle der Leitungsverordnung.
Leitungen: Was beeinflusst der Widerstandsbelag?
Temperatur, Skineffekt, Proximity-Effekt
Leitungen: Was ist der Skin-Effekt?
- Stromdichte im Zentrum wird reduziert
- Nimmt mit zusätzlicher Frequenz und Leitungsdicke zu
- Der Widerstand steigt somit gegüber einem Gleichstrom (Strom auf kleinerer Fläche)
- Mittel isoiieren der Einzelnen Drähte im Seil kann der Effekt reduziert werden
Leitungen: Was ist der Proximity-Effekt?
Isolierte Drähte in den Leitungen (wegen Skin-Effekt) wirken als Parallele-Ströme. Das Magnetfeld hebt sich somit auf und wirkt somit dem Skinn Effekt entgegen.
Leitungen: Wie kann der Induktivitätsbelag reduziert werden?
Mittels Bündelleiter und kleinere Seilabstände.
Leitungen: Welche Einwirkungen hat der Leitwertbelag?
- Ableitverlust
- Koronaverluste
- Gegenüber Widerstandbelag kann der Leitwertbelag vernachlässigt werden
Leitungen: Was sind Koronaverluste? Wie können sie verkleinert werden?
Koronaverluste:
Gasladung an der Leiteroberfläche bei kritischer Feldstärke (H) an Leiteroberfläche. Die Gasentladungen sind Wetterabhängig (Temp., Druck, Feuchtigkeit). Korona ensteht wenn Emax > ELuft (mit ELuft = Durchschlagfestigkeit der Luft & Emax = maximale Feldstärke)
Vorbeugen:
- Bündelleiter verkleinern Koronaeffekt.
Leitungen: Wie kann der Kapazitätsbelag verkleinert werden? Welche Einheit hat er?
- Leiterabstand vergrössern
- Leitungsdruchmesser verkleinern
- Einheit: uF/km
Bündelleiter vergrössern den Kapazitätbelag!
Leitungen: Welche Werte haben die Leitungsbeläge in der Praxis?
- Reaktanz (jwL'): 0.3 - 0.45 Ohm/km (Leitung) oder 0.25 Ohm/km (Bündelleiter)
- Kapazität (C'B): 9nF/km (Seil) oder 12nF/km (Bündelleiter)
- Widerstandsbelag: 0.03 -0 .1 Ohm/km
Leitungen: Was ist der Ferranti-Effekt?
XL' und C' bilden einen Schwingkreis Ue wird somit grösser als Ua.
Leitungen: Wie lautet die Formel für die übertragene Kapazitive Blindleistung einer belasteten Leitung? Was sind typische Werte für die kapazitive Blindleistung?
Ic' = Uy * w * CB'
Qc' = (3 * Ic' 2)/(w * CB') = 3 * Uy2 * w * CB'
Typische Werte Qc':
110 kV -> 0.2 kVar/km
380 kV -> 653 kVar/km
750 kV -> 2209 kVar/km
Leitungen: Wie lautet die Formel für die übertragene Induktive Blindleistung einer belasteten Leitung?
QL' = 3 * I2 * w * L'
Leitungen: Wie die Formel für den Wellenwiderstand Zw (mit und ohne Beläge)?
Zw wenn Qc' = QL'
Zw = sqrt(L' / C') = Uy / I
Zw = sqrt( (R' + jwL') / (G' + jwC') ) = sqrt(Z' / Y')
