Elektrizitätsversorgung
im Studiengang Energietechnik
im Studiengang Energietechnik
Set of flashcards Details
| Flashcards | 94 |
|---|---|
| Language | Deutsch |
| Category | Technology |
| Level | University |
| Created / Updated | 26.06.2015 / 10.02.2021 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/elektrizitaetsversorgung
|
| Embed |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/elektrizitaetsversorgung/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Warum werden Spulen im Tranformator mit hohem Druck zusammengepresst?
Weil somit verhindert wird, dass Kurzschlusskräfte die Positionen der Wicklungen nicht verändern.
Definiere: Wicklungs- Windungs- und Gehäuseschluss!
Wicklungsschluss: liegt vor wenn durch einen Isolationsfehler verschiedene Wicklungen innerhalb einer el. Maschine el. Verbunden sind.
Windungssschluss: wird ein Effekt bei Spulen bezeichnet bei dem die Drahtwindungen einer Wicklung zueinander el. Kontakt besitzen.
Gehäuseschluss: liegt vor wenn eine el. Verbindung zwischen einer Spule u nd dem Gehäuse einer el. Maschine besteht.
Nenne die Spannungsebenen und deren Aufgaben!
Höchstspannung (380/220kV): - Anschluss von Großkraftwerken, Überregionaler Energieaustausch.
Hochspannung (110kV): Städtische Transportnetze, Überlandsversorgung, Anschluss kleinerer Kraftwerke.
Mittelspannung (10-20kV): Versorgung von industriellen Großabnehmern, ländliche/städtische Versorgung.
Niederspannung (4 Leiternetz bei 230V/400V): Haushaltsversorgung, industrielle/gewerbliche Kleinverbraucher.
Warum wird ständig eine Frequenz-Wirkleistungsregelung gemacht?
Weil nicht genügend Energiespeicher im Netz vorhanden sind muss die Erzeugung der wechselnden Nachfrage ständig angepasst werden. Bei Lastschwankungen würde sich die Frequenz sonst stark ändern.
Die Versorgung bei Lastspitzen wird mit Hilfe von Pumpspeicherkraftwerken realisiert!
Was versteht man unter dem Primär- und Sekundärregler bei der f-P-Regelung?
Als Primärregler wird ein Drehzahlregler eingesetzt (n als Regelgröße).
Er ist schnell aber ungenau.
Der Sekundärregler wird dem Primärregler übergeordnet, ein PI-Regler dessen Regelgröße die Frequenz f ist.
Er arbeitet langsam aber genau.
Wie sieht die Regelung beim Inselbetrieb mehrerer Kraftwerke aus? Wie im Verbundbetrieb?
Inselbetrieb: Ein Sekundärregler, der die Gesamtlast deckt aber auch die Wirkleistungen auf die Regelblöcke festlegt. Der Regler arbeitet mit einem weitern Regelkreis im Kraftwerkzusammen, dem Leistungsregler (Parallel zum Primärregler)
Verbundbetrieb: Es gibt unterschiedliche Regelzonen. In jeder Zone arbietet ein Sekundärregler, der zusätzlich zu den Aufgaben im Inselbetrieb noch die Einhaltung der Austauschleistungen zum Nachbarn beachten muss.
Was versteht man unter Unbundling?
Die Herstellung der Unabhängigkeit zwischen verschiedenen Geschäftsfeldern entsprechend gesetzlicher Vorgaben.
Welche energiepolitischen Ziele hat die deutsche Regierung?
- Atomausstieg bis 2022
- Ausbau regenerativer Energiequellen 35% bis 2020
- Steigerung der Energieeffizienz (Wärme und Elektrizität)
und zwar bei gleichbleibend hoher Versorgungsqualität!
Was zeichnet einen Synchrongenerator aus?
- Der Läufer läuft immer synchron mit dem Statordrehfeld.
- Er kann als Motor und Generator Betrieben werden.
- Stufenlose Regelung z.B. durch einen Frequenzumrichter möglich.
- Die Maschine kann zur Blindleistungskompensation verwendet werden.
Welche Randbedingungen begrenzen die Wirk- und Blindleistung eines Generators oder einer Turbine?
- Schwachlast der Turbine
- Bemessungsleistung der Turbine
- Bemessungsscheinleistung des Generators
- max. Polradwinkel
- max. Erregerstrom
Welche wesentlichen Aufgaben hat die Kraftwerksleittechnik?
- Automatisierung von Ab- und Anfahrvorgängen
- Überwachung von kritischen Kraftwerkskomponenten
- Informationsverarbeitung und Darstellung
Welche Daten werden für eine Lastprognose gebraucht?
- Smart Meter Daten
- historische Lastkurven
- Wetterdaten (Temperatur, Wind, Globalstrahlung)
Als Basis für langfristige Progonosen dienen vorallem makroökonomische Faktoren.
Was versteht man unter Total Harmonic Distortion - THD ?
THD ist ein Maß für den Oberschwingungsgehahlt für Strom und Spannung.
Er setzt sich zusammen aus der geometrischen Summe aller Oberschwingungsanteile in Bezug auf den Grundzustand.
Alternativ Antwort: THD dient dazu die Größe der linearen Verzerrungen anteilig zu quantifizieren.
Definiere Oberschwingung! Wie entstehen Oberschwingungsströme im NS-Netz?
Eine Oberschwingung ist eine harmonische sinusförmige Schwingung, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz ist.
Ursachen: Verbraucher bzw. Erzeuger mit nicht-linearer Kennlinie z.B:
- Stomrichter
- Transformatoren
- Gleich- und Umrichter
- Schaltnetzteile
- el. Vorschaltgeräte
Zusatz: Ohne Oberschwingungen ist der Leistungsfaktor (lambda) gleich dem Verschiebungsfaktor (cos (phi))
Welche Gefahren und Probleme können durch Oberschwingungsströme und -spannungen entstehen?
OSI:
- Überlastung von Neutralleitern
- Überhitzung von Transformatoren
- Fehlauslösung von Leistungsschaltern
- Überanspruchung von Kompensations-Kondensatoren
- Skineffekte
OSU
- Signifikante Spannungsverzerrungen
- Überhitzung und Hochlaufschwierigkeiten von Drehmotoren
Nennen Sie die Vor- und Nachteile von Einzel- und Gruppenkompensation von ohmsch-induktiven Verbrauchern.
Einzelkompensation:
+ keine internen Blindströme (Leitungen müssen nicht größer bemessen werden)
- Aufwendig und kostenintensiv
Gruppenkompensation:
+ weniger Kondensatoren
- Die Zuleitungen sind blindleistungsbelastet und müssen entsprechend bemessen werden
Zentralkompensation:
+ geringere Kondensatorleistung als bei Einzelkompensation
+ Vermeidung der ÜBerkompensation
+ Leichte Überwachung und Wartung
- Netzteile die der Kondensatorbatterie nachgeschaltet sind werden nicht entlastet.
Nennen Sie die Unterschiede im Betriebsverhalten von Kabeln und Freileitung im Hinblick auf folgende Eigenschaften:
Leistung, Betreibswiderstand, Betriebskapazität, Betriebsinduktivität, Längsimpedanz und Wellenwiderstand.
Leistung: Freileitung < Kabel
Betriebswidertand: Freileitung < Kabel
Betriebskapazität: Freileitung << Kabel
Betriebsindukttivität: Freileitung > Kabel
Längsimpedanz: Freileitung > Kabel
Wellenwiderstand: Freileitung > Kabel
Wo werden Reihen-Drosselspulen eingesetzt und wozu dienen sie?
Bei Stromverteilung durch Kabel.
Sie vergrößern die Längsimpedanz um eventuell auftretende Kurzschlussströme auf ein gewünschtes Niveau zu begrenzen.
Wozu setzt man Kompensations-Drosselspulen ein?
Sie verkleinern die Betreibskapazität der Freileitung und vergrößern deren Wellenwiderstand um diesen der vorhandenen Last anzpassen.
Wozu dienen die innere und äußere Leitschicht bei Kabeln ab einer Bemessungsleistung von 10 kV?
Die innere Leitschicht homogenisiert das E-Feld auf der Leiteroberfläche. Dadurch werden eventuelle Feldverdichtungen ausgeglichen.
Die äußere Leitschicht dient dazu Hohlräume Feldfrei zu halten in denen sich sonst Teilentladungen ausbilden können, die das Kabel allmählich zerstören würden.
Was versteht man unter Verzerrungsblindleistung?
Eine spezielle Art der Blindleistung die durch nicht lineare Verbraucher verursacht wird und für eine stärkere Beanspruchung des el. Versorgungsnetzes verursacht.
Wie kann man die Klemmspannung eines Generators in Inselbetrieb beeinflussen?
Mit Hilfe eines cos (phi) - Reglers. Er ist im Regelkreis eingebunden und beeinflusst über den Erregerstrom die Klemmspannung.
Warum ist es nicht gut wenn Kurzschlussströme betraglich in die Nähe der Bemessungsströme kommen?
Weil die Erkennung deutlich schwieriger ist und dadurch kompliziertere Schutzsysteme von nöten sind. Ein weiterer Nachteil von hohen Kurzschlussströmen ist, dass es zu ausgeprägten Lichtbögen kommen kann.
Was besagt das n-1 Ausfallkriterium?
Es besagt, dass zu keiner Zeit der Ausfall eines bestimmten Betriebsmittels wie einer Leitung, eines Transformators oder Generators zu einem Gesamtausfall führen darf.
Warum sind Abspannmasten unabdingbar?
Da Freileitungen nur in einer bestimmten maximalen Länge hergestellt werden können!
Was versteht man unter dem Verdrillen von Freileitungen? Warum wird das gemacht?
Damit das Drehstromsystem ein symmetrisches System bleibt!
Bei einer verdrillten Leitung tauschen die einzelnen Leiter an bestimmten Punkten ihren Platz zueinander. (Festgelegt durch Drillschemen, durchgeführt an Verdrillmasten).
Durch die Verdrillung wird die Unsymmetrie der Leitung, welche zu unterschiedlichen kapazitativen Verhältnissen führen kann, verringert. Außerdem ist es auch eine wirksame Maßnahme zur Reduktion von induktiv eingekoppelter Gegentaktstörungen.
Warum sieht man bei Höchstspannungsübertragung oft vierer Kabelbündel?
Weil die el. Felddichte bei solch hohen Spannungen von z.B. 380 kV bei einzelnen Leitungen zu hoch sind und es zu mehr Teilentladungen führt.
Welche gesetzlichen Grundlagen regeln die öffentliche Stromversorgung?
Die wesentliche Grundlage bildet das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG), das Erneuerbare Energiengesetz (EEG) und das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG).
Neben der f-P Regelung gibt es noch eine weitere wichtige Regelaufgabe im ÜBertragungsnetz. Nennen Sie diese und erklären SIe, wie diese im Kraftwerk gemacht wird.
Die weitere Regelaufgabe ist die Spannungs- und Blindleistunsregelung. Sie wird über die Generator-, Transformator-, Verstimmungsgrad-, und/oder Kompensatorregelung gemacht.
Mit HIlfe des Erregergleichstromes lässt sich die Höhe der Polradspannung und somit auch die gewünschte Blindleistung einstellen, ohne dass sich der Phasenwinkel zwischen ihr und der Netzspannung ändert.
Wie werden die Fourier Koeffizienten berechnet?
Analytisch werden die Fourier-Koeffizienten mit den Eulerformeln berechnet.
Numerisch werden sie mit der harmonischen Analyse berechnet, dazu zählen:
- DFT (Diskrete Fourirer Transformation): Signal wird abgetastet, Fokus auf die Breite des Abtastintervalls.
- FFT (Fast Fourier Transformation): ist eine trigonometrische Interpolation.
Warum kann man bei wachsender Netzausdehnung die Drehstromnetzte nicht mehr mit einem isolierten Sternpunkt betreiben?
Da bei wachsender Netzausdehnung der Erdschlussstrom so groß werden würde, dass eine Netzabschaltung durchgeführt werden müsste.
Bei kleinen Netzen sind die Erdkapazitäten klein genug, so dass sich der kleine Erdschlussstrom sich mit dem Betriebsstrom überlagert.
Welchen Vorteil bietet die Erdschlusskompensation mit einer Peterson-Spule?
Welches Risiko ist damit verbunden?
Der große Vorteil besteht darin, dass die Leitung weiter im Betrieb bleiben kann. (ca. 1,5-2 h)
Das Risiko besteht darin, dass die Petersonspule bei zu langer Belastung heiß wird und nicht länger kompensieren kann. Die Folge ist die Abschaltung der Leitung.
Wozu dient die Kurzschlussstromberechnung?
Sie ist Grundlage für die Festlegung der mechanischen und thermischen Kurzschlussfestigkeit der Betriebsmittel und Anlagen. Außerdem dient sie zur Auslegung der Überstrom-Schutzsysteme.
Wie unterscheiden sich der Generator-nahe und der Generator-ferne Kurzschluss?
Nah: Die Impeanz ist niederomig zwischen Schluss und Generator. Die Folge ist eine signifikante Änderung der Amplitude.
Fern: Es erfolgt keine Amplitudenbeeinflussung.
Wie beeinflussen Windkraftwerke die Kurzschlussleistung?
Der Anschluss von Windkraftwerkden ans Netz erhöht die Kurzschlussleistung und damit den Kurzschlussstrom am Übergabepunkt.
Was ist der Sinn und Zweck der Lastflussrechnung?
Mit der Lastflussrechnung werden aus den vorgegebenen Lasten und Einspeisepunkten die Knotenspannungen im Netz bestimmt.
Mit Hilfe der Impedanzen und Admittanzen können dann die Ströme auf den Leitungen berechnet werden.
Was sind die Ein- und Ausgabedaten der Lastflussrechnung?
Eingabe: Knotendaten, Topologie, Netzparameter, R, L, C, G.
Ausgabe: Systemzustandsgrößen aller Netzknoten.
Wie werden Schaltgruppen gekennzeichnet?
Mit einem Großbuchstaben für die Primärwicklung, einem kleinem Buchstaben für die Sekundärwicklung und einer Kennziffer für die Phasendrehung.
Wie unterscheiden sich Leistungsschalter von Trennschaltern und Lasttrennschaltern?
Leistungsschalter: Ein- und Ausschalten im ungestörten und gestörten Betriebszustand möglich.
Trennschalter: Betätigung nur im stromlosen Zustand vorgesehen.
Lasttrennschalter. Schalten von Lastströmen nur im ungestörten Betriebszustand vorgesehen.
Wofür steht SCADA?
Supervisory Control And Data Acquisition
