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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Lernkarten
Kabel: Zeichne das Ersatzschaltbild eines Kabels.
Skript DE S. 4-64
Kabel: gib die Kapazitäten von Gürtelkabel und Radialfeldkabel an (mit Zeichunung).
Skript DE S. 4-65
Kabel: Warum Beräg die Grenze der Länge für Kabel 30 km?
Wegen den grösseren Kapazitäten -> kapazitiver Ladestrom
Kabel: Wie hoch ist der Wellenwiderstand ungefähr?
50 \(\Omega\)
Kabel: gib die Formel für den Wellenwiderstand (Kabel, Leitungen) an.
\(Z_\omega=\sqrt{{R' + j \omega L'} \over {G'+j \omega C'}}\)
Kabel: Was ist der Millikenleiter?
Leiter wird in Segemente aufgeteilt. Wirkt dem Proximity effekt entgegen. Ab einem Leiterquerschnitt von 1200mm2.
Kabel: typische Beläge? Lebensdauer?
X' = 0.15 \(\Omega\)
C' = 200 nF
R' = tiefer als bei Kabel
40 Jahre (Freileitung: 80 Jahre)
Transformator: Wie berechnete sich die Spannung primärseitig wenn Sekundärseitig kein Strom fliesst?
\(u_1 = L_h {{d i_u}\over {dt}}\)
\(i_u\) = Magnetisierungsstrom
\(L_h\) = Hauptinduktivität
Transformator: Wie lautet die Gleichung zum umrechnen von \(R_2 -> R'_2\) resp. \(X_{\sigma 2} -> X'_{\sigma 2}\)?
\(P_v = R'_2*I_2^2 = R_2*i_2^2 -> R'_2 = R_2*({N_1 \over N_2})^2\)
Das gleiche für die Streuinduktivität.
Transformator: Wie werden die Ersatzelemente bestimmt (Ersatzschaltungen und Gleichungen)?
Skript DE S. 4-70
Transformator: Zeichne das T Ersatzschaltbild, Pi Ersatzschaltbild des Trafos (mit allen Bezeichnungen) und das Ersatzschaltbild für die Netzberechnung
Skript DE S. 4-70 und 4-71 und 4-72
Transformator: Wann müssen die Querelemente \(R_{Fe}, L_h\)bei Berechnungen berücksichtigt werden?
Einzig für die Bestimmung der Verluste (und damit der Schaltungsart bei parallelen Transformatoren) müssen die Querelemente berücksichtigt werden, sie dominieren bei Belastung unterhalb 20% des Nennbetriebs.
Transformator: Gib die Gleichungen für \(\epsilon_c\)
\(\epsilon = {U_k \over U_n} = {\sqrt{3} \cdot I_n \cdot Z_T \over U_n}\)
\(I_k = {U_n \over Z_T} = {I_n \over \epsilon_c}\)
Transformator: Wie berechnet sich der Strom für die thermische und mechanische Belastung eines Trafos?
\(I_k = {U_n \over Z_T} = {I_n \over \epsilon_c}\)
Transformator: Wie hoch ist die maximale Stromdichte J?
5 A/mm^2
Transformator: Vergrössert man die Abmessung eines Transformators um Faktor k, so nimmt...
- Leistung
- Volumen
- Oberfläche
...wie zu?
- die Leistung um Faktor k^4 zu
- Das Volumen um Faktor k'^3 zu, und damit auch die Verluste (z.B. P Fe mit konstanten Verlusten pro kg)
- die Oberfläche um Faktor k^2 zu, was für die Kühlung massgebend ist.
Transformatoren: Welche zwei Bauformen von Drehstromtransfrormatoren gibt es?
- Kerntransformator
- Manteltransformator
Transformator: Erläutere die Schaltgruppenbezeichnung IEC616 und deren Buchstabenkombination
1. Buchstabe: Schaltung der Oberspannungsseite
Y: Sternschaltung
D: Dreieckschaltung
Z: Zickzackschaltung
2. Buchstabe: Schaltung der Unterspannungsseite
y: Sternschaltung
d: Dreieckschaltung
z: Zickzackschaltung
3. Ziffer:
Phasendrehung in 30°-Schritten.
Die Sternspannung der gleichen Phase wird auf Ober- und Unterspannungsseiteseite
miteinander verglichen. (Oberspannungsseite um k 30° voreilend gegenüber der
Unterspannungsseite). Phasendrehungen 0, 5, 6 und 11 sind möglich.
Transformator: Wie ist die Übersetzung in Zusammenhang mit den Schaltgruppen definiert?
\(ü = {N_{os} \over N_{us}}\)
OS = Oberspannung
US = Unterspannung
Transformator: Vorteile Dreieckschaltung und Sternschaltung
Dreieckschaltung: kleiner Ströme, kleinere Kabelquerschnitte, besser bei unsymmetrischen Lasten -> eher MS,NS
Sternschaltung: Wicklungsisolation wird geringer beansprucht -> eher HS
Transformator: Warum darf bei der Schaltgruppe Yy0 der Sternpunkt nur mit 10% belastet werden?
Bei unsymmetrischer Last muss gleicht sich der Strom auf der Primärseite über die anderen Phasen aus. Es entsteht ein magnetisches Ungleichgewicht und somit hohe Wirbelstromverluste, zudem sinkt die Spannung der Phase stark ab.
Transformator: Wie verhalten sich die 3. harmonischen im Sternpunkt?
Die 3. harmonischen sind gelichphasig, sie addieren sich somit
Ableiter: Für welche Spannung \(U_c\) müssen funkenstreckenlose Ableiter ausgelegt werden
\(U_c >= {U_n \over \sqrt{3}} \cdot \alpha \)
\( \alpha = \sqrt{2}\) für starr geerdetes Netz
\( \alpha = \sqrt{3}\) für gelöschtes oder isoliertes Netz
DG: STelle die Ungelichung auf für Überlastung von Betriebsmitteln mit Einbezug einer minimal bezogenen Leistung.
P max, Gen < P max, Grenze + P min, Bezug
DG: Überlastung von Betriebsmitteln -> Nenne 3 mögliche Lösungen
- die Generator-Leistung begrenzt werden
- Energie lokal gespeichert werden (Batterie)
- der minimale Bezug erhöht werden (Lastmanagement)
- der Leitungsquerschnitt erhöht werden
