eet2 msp
FHNW Modul Elektrische Energietechnik 2 (eet2), Vorbereitung für die Schlussprüfung.
FHNW Modul Elektrische Energietechnik 2 (eet2), Vorbereitung für die Schlussprüfung.
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Flashcards
Prüftechnik: Erkäre das Prinzip des Van de Graaff-Generators.
Mittels einer Korona-Entladung werden Ladungsträger auf ein isolierendes Band aufgesprüht und an der Hochspannungselektrode wieder abgenommen. Der Raum innerhalb der Hochspannungselektrode ist feldfrei, deshalb wandern die Ladungsträger zwangsläufig auf die Elektrode!
Bis ca. 16MV / 16\(\mu A\)
Skript DE S. 6-3
Prüftechnik: Funktionsprinzip kaskadierter Transformator? Wie sind die unterschliedlichen Stufen gegeneinander isoliert?
Funktion: Skript DE S. 6-4
Isolation: Bei der Kesselbauweise wird jede Stufe in einen mit Öl gefüllten Kessel eingebaut, die
Kessel sind gegeneinander isoliert. Leitende Gehäuse erfordern Hochspannungsdurchführungen zur nächsten Stufe.
Ca. 1.2 MV / 1.25 A
Prüftechnik: Funktionsprinzip Greinacher Kaskadenschaltung. Zeichne die Ersatzschaltung einer Stufe. Zeichne die Spannungen für C1 und C2 für eine Periode.
Skript DE S. 6-5 - 6.6
Prüftechnik: Erkläre das Funktionsprinzip des Marxgenerator?
Skript DE S. 6.7
Prüftechnik: Erkläre das Prinzip des Marxgenerators. Für welchen Test wird er eingesetzt?
Alle parallelen Kapazitäten C S werden über die Ladewiderstände R L geladen. Durch
Zündung der Kugelfunkenstrecke KF 1 und darauf folgend - wegen Überspannung -
automatisch aller weiteren Kugelfunkenstrecken, werden alle Kapazitäten in Serie
geschaltet, womit dann über dem Ausgang C b die Summe der Spannungen n*U 0
ansteht. Der Widerstand R E bestimmt die Entladezeitkonstante zusammen mit C b
Stossspannungstest.
Prüftechnik: erkläre das Prinzip des Resonanzkreis.
Induktivität und Kpazität parallel. Induktivität kann verstellt werden -> Resonanz. Spannungsüberhöhungen bis Faktor 70
Prüftechnik: Welche zwei Verfahren gibt es für die Hochstromprüfung?
- Kurzschlussgenerator
- Kapazitiver Energiespeicher
Pürftechnik: Wie funktioniert die Hochstromprüfung mittles Kurzschlussgenerator?
- Generator mit Motor hochfahren
- Motor vom Netzt nehmen
- beim Kurzschlussversuch wird die Energie kurzzeitig aus der Rotationsenergie des Generators entnommen
Pürftechnik: Wie funktioniert die Hochstromprüfung mittels kapazietivem Energiespeicher?
Kapazität laden, Schalter schliessen.
Prüftechnik: Wie können Teilentladungen mit unvollkommenem Durschlag festgestellt werden?
• optisch (in Gasen)
• akustisch (Ultraschall)
• elektrisch („TE-Messung“)
Prüftechnik: Warum wird die Teilentladungsprüfung in einem Faraday-Raum gemacht? Was wird bei dieser Messung gemessen?
- Wegen der Messeinrichtung für die Teilentladung (Stichwort: noise, magn. field etc.)
- \(\Delta U, resp. \Delta Qs\) -> durch integration des Stromes der die Kapazitäten nach entladen wieder auflädt.
Prüftechnik: Wie lautet die Formel für \(\Delta U\) der Teilentladungsprüfung?
\({c_1 \over {c_1+c_3}} \cdot (U_z-U_L) \approx {c_1 \over {c_3}} \cdot (U_z-U_L) \)
Schutztechnik: Was bedeutet Selektivität?
Defnition: Der Schutz soll nur auslösen, wenn der ihm zugewiesenen Anlagenteil von einem
Fehler betroffen wird.
- Die dem Fehler nächstliegende Schutzeinrichtung schaltet am schnellsten ab.
- Amplituden- und/oder Phasenwinkelvergleich. Vergleich der Stromamplitude oder des Phasenwinkels beidseitig des zu schützenden Objektes (ähnlich Fehlerstromschutzschalter).
- Richtungsvergleich. Vergleich der Energierichtung beidseitig des zu schützenden Objekts.
Schutztechnik: Zähle drei mögliche abnormale Betriebszustände auf.
• Überlast (bedeutet hauptsächlich eine thermische Gefährdung)
• Kurzschluss (zwischen zwei Phasen) und Erdschluss (Fehler mit Erdberührung)
• Überspannung (transient oder dauernd)
• Schieflast
• Unterspannung
• Pendelung (Maschine läuft asynchron)
Schutztechnik: Zähle drei mögliche Schutzeinrichtungen (vorbeugend) auf für den Generatorschutz.
Überspannungsableiter: gegen Stossüberspannungen (Phase-Erde, Phase-Sternpunkt)
Überspannungs-Zeitschutz: als Schutz gegen Fehler im Erregersystem oder Regler
Überstrom-Zeitschutz: des Erregerkreises als Schutz vor dauernder maximaler Erregung bei Reglerfehler
Thermoschutz: Schutz vor Wicklungen gege zu hohe Temperaturen
Schieflastschutz (Unsymmetrierelais): Unsymmetrische Belastung führt zu Erwärmung im Eisen des Rotors
Rückleistungsschutz: Energierichtung überwacht -> ungewollter Motorbetrieb wird verhindert (Trubine kann Schaden nehmen).
Schutztechnik: Zähle drei mögliche Schutzeinrichtungen (Defekt-Schutz) auf für den Generatorschutz.
Statorkurzschlussschutz: Bei Kurzschluss zwischen 2 Phasen. Stator-Stromüberwachung mittels Differentialschutz
Statorerdschlussschutz: mittel Spannungüberwachung Widerstand Erde-Sternpunkt
Windungsschlussschutz: Die Spannung der betroffenen Phase verkleinert sich. Zur Überwachung kann die Summe der drei Spannungen betrachtet werden.
Rotorerdschlussschutz: Die Isolation des Erregerkreises (DC) gegen Erde wird überwacht. Dazu wird ein Wechselsignal gegen Erde überlagert, mit dem man die Impedanz gegen Erde (Kapazität, Widerstand) messen kann.
Schutztechnik: Zähle drei (vorbeugende) Schutzmassnahmen für den Transformatorschutz auf.
Thermofühler: Wicklungsschutz, Temperatur des Öls wird am heissesten Punkt erfasst
Thermorelais: der Strom wird gemessen und daraus die Temperatur in einem thermischen Abbild nachgebildet
Überspannungsschutz: Bei Regeltransformatoren wird die Spannung gemessen, um ein Versagen des Stufenreglers zu erfassen. Damit wird eigentlich der dahinterliegende Anlagenteil geschützt.
Buchholzschutz (Gasentwicklung): Teilentladung -> gasförmige Zersetzung, Lichbogen -> schnelle Ölströmung. 2 Stufen: "Wartung notwendig", "Abschalten"
Schutztechnik: Zähle drei (Defekt-) Schutzmassnahmen für den Transformatorschutz auf.
Differentialschutz: Hin- und wegführende Ströme werden gemessen. Damit können alle
Wicklungsschlüsse, Windungsschlüsse, Erdkurzschlüsse, Phasenkurzschlüsse erfasst werden.
Phasenlage für die Schaltgruppe muss angepasst werden
Schutztechnik: Welche Probleme ergeben sich für den Differentialschutz bei Strömen (Total 6).
1. accuracy and different characteristic of current transformers
2. saturation of one current transformer
3. tap changer position
4. zero sequence current on one side (D-U)
5. magnetizing inrush current
6. overexcitation magnetizing current
Schutztechnik: Nenne zwei präventive Schutzvorrichtungen für Übertragungsleitungen.
Überlastschutz: Temperaturmessung entweder durch Berechnung (Integral Strom) oder Temperaturmessung direkt and unterschiedlichen Stellen
Synchrocheck: Phase zwischen Generator und Leitungen wird gemessen. Bei Unterschied kein Zuschalten möglich.
Schutztechnik: Welche Leitungsfehler gibt es?
- 3-phase short circuit
- line-to-line short circuit
- double-line-to-ground fault
- single line to ground fault
Was ist der Typische Winkel einer Leitungsimpedanz?
85 Grad
Leitungsbeläge in der Praxis?
X' = 0.3 - 0.45 (1 Seil), 0,25 (Bündelleiter) Ohm/km
CB' = 9 - 12 nF/km (Seil - Bündelleiter)
R' = 0.03 - 0.1 Ohm/km
Schutztechnik: Nenne drei Defektive Leitungsschutzverfahren.
Kurzschlussschutz mit Differentialprinzip: Der kapazitive Ladestrom der Leitung muss bei der Differenzbildung bzw. beim Einstellen der Ansprechgrenze berücksichtigt werden
Kurzschlussschutz mit Phasenvergleichsprinzip: wie stark sich die positiven Halbwellen bzw. die negativen Halbwellen auf beiden Leitungsseiten überdecken. Im Normalbetrieb (Lastbetrieb) liegen die Ströme gegenphasig zueinander (es wird jeweils in Richtung der Leitung gemessen), und die Überdeckung ist 0
Prinzip des Distanzschutzes (Impedanzschutz): In Europa ist im Hochspannungsnetz dieses Prinzip der Standart. Distanz des Fehlers wird gemessen.
Isolationskoordination: Wie kann die Anforderung an die Isoltaionsfestigkeit ermittelt werden? Von was ist sie Abhängig? Wie verhält sich der Isolationsschutz in einem fest geerdeten Netz?
Tabelle Skript DE S 6-2
Abhängig von höchster Betriebsspannung Veff. Ermittelt wird Vpeak
Im starr geerdeten Netz gilt eine reduzierte Isolation
Isolationskoordination: Gib die Phasenspannung bei Erdschluss für folgende Netze an:
- Gelöschtes Netz (kompensiert)
- Starr geerdet
- Isoliertes Netz
- Gelöschtes Netz (kompensiert) = \(\sqrt{3} \cdot u_{y}\)
- Starr geerdet = ?
- Isoliertes Netz = \(-u_{phase}\)/ \(3 \cdot \omega \cdot C_e \ U_y\)
Kraftwerksleittechnik: Was bedeutet/beinhaltet Kraftwerksleittechnik?
Die Kraftwerksleittechnik umfasst die gesamte Prozessführung eines Kraftwerks. Über
die Wirtschaftlichkeit des Kraftwerksbetriebs entscheidet allerdings die Netzleittechnik.
Teilaufgaben:
- Energiebereitstellung (z.B. Steuerung des Verbrennungsprozesses in einem Kohlekraftwerk oder des Reaktors in einem Kernkraftwerk)
- Regelung der Turbine (Frequenz/Wirkleistung als Primärregler)
- Regelung des Generators (Spannung/Blindleistung in Zusammenarbeit mit der Netzleittechnik.
- Steuerung aller Hilfsaggregate (z.B. Kühlkreislauf, Schmiermittelpumpen, Eigenbedarfsversorgung)
Kraftwerksleittechni: Erkläre den Unterschied zwischen Netzführung und Lastführung.
Die Netzführung regelt die Grössen U und Q, die Lastführung die Grössen f und P.
Kraftwerksleittechnik: Erläutere die Hierarchie der Energieleittechnik.
- Zentrale Leiststelle
- Regionale Leistelle
- Kraftwerksleitstelle / Stationsleitstelle
Allgemein: Wie lautet die Einheit von J (Masseträgheitsmoment)?
\(kg \over m^2\)
Kraftwerksleittechnik: Zeichne den Frequenz-Reglekreis für eine Turbine
Skript DE S. 7-4
Kraftwerksleittechnik: Zeichne den Regelkrieis für die Primärregelung und das dazugehörige Frequenz/Leistungsdiagram
Skript DE S. 7-5
Kraftwerksleittechnik: Was ist die Statik?
Steigung der Frequenz/Leistungs-Kurve oder Reziprok der Einstellwert Leistungszahl K:
\(K = {\Delta P \over \Delta f}, S = {1 \over K}\)
Die Statik S drückt aus, wie stark die Wirkleistungsabgabe des Generators auf eine Frequenzabweichung reagiert.
Kraftwerksleittechnik: Was bedeutet bewirkt die Sekundärregelung?
- Die Sekundärregelung stellt sicher, dass die Regelzone genau soviel Leistung importiert oder exportiert, wie dies für den entsprechenden Zeitpunkt geplant wurde.
- Anpassen des Leistungssollwertes bei gleichbleibender Frequenz. Danach Umsetzung via Primärregelung.
Kraftwerksleittechnik: Was bedeutet Quartärregelung?
Korrektur der Netzfrequenz im Nachhinein (Stichwort Uhren). Quartärregelung setzt bei einer Abweichung von +/- 20 Sek. ein.
Kraftwerksleittechnik: Für was steht die Teritärregelung?
Die Tertiärregelung heisst auch manuelle Frequenzwiederherstellungsreserve. Der Abruf erfolgt per Telefon aus der Netzleitstelle des Übertragungsnetzbetreibers mit anschliessender elektronischer Bestätigung.
High votlage fields: Drücke die Felstärke mit der Raumladung aus.
\({U \over a} = {\rho \cdot a \over 2 \cdot \epsilon} \quad mit \quad \quad \rho \quad in[{As \over m^3}]\)
Kabel: Erkläre den Unterschied zwischen Radialfeld und Gürtelkabel.
Radialfeldkabel haben eine zusätzliche Schirmung und ein homogenes Feld. Gürtelkabel haben keine Schirmung und somit ein inhomogenes Feld.
Kabel: WElche zustätzlichen Verluste treten bei Kabeln einadrigen Kabeln auf?
Wirbelstromverluste durch Magnetfeld. Kann mit zusätzlichem \(\Delta R\) modelliert werden (bis +10% R' Belag)
Kabel: Warum wird die Stromdichte gegenüber Freileitungen kleiner gewählt?
Wegen der schlechteren Kühlung.
