Band 3, Teil 10 Drehstromtheorie (inkl. Europäisches Verbundnetz)
Vorbereitung für das Qualifikationsverfahren für Elektrofachleute 3.56 - 3.85
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Fichier Détails
| Cartes-fiches | 31 |
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| Utilisateurs | 23 |
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Electrotechnique |
| Niveau | Apprentissage |
| Crée / Actualisé | 05.02.2020 / 02.06.2025 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/20200205_band_3_teil_10_drehstromtheorie_inkl_europaeisches_verbundnetz
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| Intégrer |
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55. Wie ist ein Drehstromgenerator aufgebaut?
Ein Dreiphasengenerator besitzt im Stator, auch Ständer genannt, drei um 120° räumlich versetze Spulen.Diese Spulen werden auch als Wicklungszweige, Stränge oder Phasen bezeichnet. Sie besitzen jeweils die gleiche Windungszahl.
Durch das drehen des Polrades werden in den Strängen gleiche Wechselspannungen induziert, die zeitlich um 1/3 Periode gegeneinander verschoben sind.
56. Nennen Sie zwei zentrale Vorteile eines Drehstromsystems gegenüber einem Wechselstromsystem.
Für Verbraucher stehen zwei Spannungswerte zur Verfügung. Zwischen Aussen- und Neutralleiter 230V und zwischen zwei Aussenleitern (Polleiter) 400V.
Mit Drehstrom lässt sich einfach ein sich drehendes Magnetfeld (Drehfeld) erzeugen. Dies lässt einen einfachen Aufbau von Elektromotoren zu.
57.Zeichnen Sie ein Zeigerdiagramm für die drei Strangspannungen im Drehstromnetz. Die Strangspannung 1 soll bei 0° starten.
Die Zeiger sind je um 120° gegeneinander verschoben.
58. Welche Spannungen können im Einheitsnetz zwischen den aktiven Leitern gemessen werden?
L1 - L2 : 400V L1 - N : 230V
L2 - L3 : 400V L2 - N : 230V
L3 - L1 : 400V L3 - N : 230V
59. Wie werden die einzelnen Spannungen und Ströme im Drehstromnetz bezeichnet?
U: verkettete Spannung, Aussenleiterspannung, Polleiterspannung
Ustr: Strangspannung, Phasenspannung
I: Aussenleiterstroom, Polleiterstrom
Istr: Strangstrom, Phasenstrom
60. Was bedeutet symmetrische Belastung in einem Drehstromnetz?
Jeder Aussenleiter ist gleich (z.B. I = 1A ) und gleichartig (z.B. alles Wirkwiderstände) belastet.
61. Welcher Zusammenhang gilt bei der Starnschaltung zwischen U und Ustr sowie zwischen I und Istr?
U= √3 * Ustr
I = Istr
62. Welcher Leiter ist in einem Drehstromnetz erforderlich, wenn eine unsymmetrische Belastung vorliegt?
Für unsymmetrische Belastungen braucht es in einem Drehstromnetz einen Neutralleiter, damit die geometrische Summe der Ströme weiterhin gleich Null ist.
63. Wie sieht die Spannungszeigerdarstellung bei der Sternschaltung aus?
Sternschaltung
64. Wie erfolgt die Konstruktion für den Neutralleiterstromzeiger, wenn eine unsymmetrische Belastung vorhanden ist?
1. Aussenleiterströme berechnen
2. Geeigneten Massstab wählen
3. Als Grundlage dienen 3 um 120° verschobene Strangspannungen
4. Aussenleiterströme in Phase mit den entsprechenden Strangspannungen abtragen. (gilt für Wirkwiderstände)
5. Ströme parallel verschieben, in dem jeweils ein Zeigeranfang an die Zeigerspitze des vorangegangenen Zeigers gesetzt wird.
6. Der Zeiger vom Sternpunkt an die Spitze vom letzten Zeiger ergibt den Zeiger vom Neutralleiterstrom.
7. Länge des Neutralleiterstromzeigers messen und mittels Massstab in den gesuchten Neutralleiterstrom umrechnen.
65. Was passiert in einem unsymmetrisch belasteten Drehstromnetz, wenn für eine Isolationsmessung der Neutralleitertrenner vor dem Überstromunterbrecher geöffnet wird?
Einzelne Verbraucher können an einer zu grossen Strangspannung liegen und damit zerstört werden. Es entsteht eine Sternpunktverschiebung.
66. Welcher Zusammenhang gilt bei der Dreieckschaltung zwischen U und Ustr sowie I und Istr?
U = Ustr
I = √3 * Istr
67. Wie berechnet sich die Wirkleistung im Drehstromnetz bei symmetrischer Belastung?
P = √3 * U * I * cos( φ )
68. Darf die obere Leistungsformel bei der Stern- oder Dreieckschaltung verwendet werden?
Für beide Schaltungen kann die Wirkleistung mit der selben Formel berechnet werden. Es sind immer die verketteten Spannung und der Aussenleiterstrom einzusetzen.
69. Wie verhalten sich die Leistungen, wenn der gleiche Verbraucher einmal in Stern- und einmal in Dreieck betrieben wird?
Im Drehstromnetz nimmt der gleiche Verbraucher in der Dreieckschaltung die 3-fache Sternleistung auf! Der Aussenleiterstrom ist bei der Dreieckschaltung ebenfalls deimal grösser als der Aussenleiterstrom bei der Sternschaltung.
70. Wie muss die gesamte Wirkleistung gemessen werden, wenn ein unsymmetrisch belastetes 4-Leiternetz vorhanden ist?
P = Pstr1 + Pstr2 + Pstr3
71. Wie sieht die Aronschaltung aus?
P = P1 + P2
72. Wie berechnet sich der Spannungsfall in einem Wechselstromnetz?
Wechselstromnetz
73. Wie berechnet sich der verkettete Spannungsfall in einem Drehstromnetz?
Drehstromnetz
74. Was ist der Hauptgrund, dass ein europäisches Verbundsnetz erstellt wurde?
Internationaler Austausch von elektrischer Energie und die damit erreichte hohe Versorgungssicherheit.
75. Welche weiteren Gründe sprechen für ein Verbundnetz?
Durch Energieaustausch können Lastschweankungen auskorigiert werden.
Das ganze Energiesystem wird stabiler.
Die Kraftwerke werden besser ausgenutzt und somit müssen weniger Kraftwerke bereitgestellt werden.
Die Kraftwerke können an produktionsgünstigen Orten errichtet werden.
76. Beschreiben Sie die vier Spannungsebenen in einem Verbundnetz.
Innerhalb des europäischen Verbundnetzes wird in der Höchstspannungsebene Energie ausgetauscht. Bei Spannung von 380kV bzw. 220kV ist der Energietransport besonders wirtschaftlich, da bei dies hohen Spannungen die Stromstärke und damit die Leistungsverluste sehr klein gehalten werden können.
Kleinere Kraftwerke speisen die elektrische Energie in das 50 - 150kV- Hochspannugsnetz. Aus diesem Netz wird zum Teil auch die Grossindustrie versorgt.
Am sogennanten Mittelspannungsnetz sind Ortnetztransformatoren angeschlossen, welche ihrerseits das Niederspannungsnetz einspeisen. Ebenso werden aus dieser Spannungsebene Industriegebäude mit eigenen Transformatorenstationen versorgt.
77. Wer ist für die Koordination des Energietransports in Europa zuständig?
Die UCTE (Union für die Koordinierung des Transports von Elektrizität) ist eine Organisation, welcher Übertragungsnetzbetreiber von 24 Ländern angehört. Seit 2009 wurden die Aufgaben der UCTE vom Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber (ENTSO-E, European Network of Transmission System Operators for Electricity) übernommen.
78. Wer betreibt in der Schweiz das Höchstspanungsnetz?
Swissgrid AG mit Sitz in Laufenburg ist die Schweizer Übertragungsnetzbetreiberin.
79. Was sind örtliche Verteilnetze?
Die Feinverteilung der elektrischen Energie erfolgt in Ortsnetzen mit den üblichen Netzspannungen von 3 x 400V / 230V. Ortsnetze sind damit Niederspannungsnetze. Sie werden über Transformatoren versorgt, welche ihrerseits aus Hochspannungsverteilanlagen gespeist werden. Zu den Hochspannungsverteilanlagen gehören die Verschiedenen Unter- oder Umspannwerke.
80. Welche drei verschiedenen Netzformen unterscheidet man bei Ortsnetzen?
Strahlennetze
Ringnetze
Maschennetze
81. Beschreiben sie das Strahlennetz.
Strahlennetze werden nur einseitig eingespeist. Von der Trafostation führen die einzelnen Leitungen strahlenförmig zu den Verbrauchern.
82. Welche Vor- und Nachteile haben Strahlennetze?
Vorteile:
Die Vorteile der Strahlungsnetze liegen darin, dass ihr Aufbau sehr einfach ist, dass sie einfach berechnet und überwacht werden können.
Nachteile:
Spannungsfall am Leitungsende bei starker Belastung. Bei Ausfall der Trafostation oder einer Leitung sind alle nachfolgenden Verbraucher vom Netz getrennt.
83. Beschreiben sie das Ringnetz.
Ringnetze werden immer von zwei Seiten eingespeist. Bei dieser Art von Einspeisung sind der Spannungsfall und damit auch die Verluste geringer als bei Stahlennetzen. Zudem ist die Versorgungssicherheit viel höher.
84. Beschreiben sie das Maschennetz.
Machennetze sind so aufgebaut, dass Verbindungen von allen Leitungen in einem Versorgungsbereich vorhanden sind. In der Abbildung sehen sie, dass die Trennstelle wie ein Knotenpunkt im System aufzufassen ist. Der Querschnitt der einzelnen Leitungen ist so gross gewählt, dass die Leitungen auch die Ströme anderer Netzmaschen mitführen können. Durch den grossen Querschnitt wird bekanntlich der Leitungswiderstand reduziert. Dies führt dazu, dass in Maschennetzen sehr hohe Kurzschlussströme fliessen können.
85. Welche Netzform weist die grösste Versorgungssicherheit auf?
Maschennetze
